Page 79 - 理化检验-物理分册2025年第三期

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质量控制与失效分析 DOI:10.11973/lhjy-wl230358

含铝和硫的45钢皮下缺陷产生原因及改进措施

杜佳美
（中天钢铁集团有限公司，常州 213011）

摘 要：某添加了铝和硫元素的45钢在超声检测时，发现其轧材存在较多的皮下缺陷，采用金相
检验、扫描电镜和能谱分析的方法分析这些缺陷产生的原因。结果表明：缺陷为钢材中存在的宏观
夹杂，结合钢水浇注过程可知钢水纯净度差，且浇注过程发生二次氧化。采用优化冶炼工艺和保护
渣性能的改进措施，有效地去除了钢水中的非金属夹杂，改进后的钢材已无皮下缺陷，且非金属夹
杂物级别也得到了改进。
关键词： 皮下缺陷；非金属夹杂物；钢水纯净度；超声检测；二次氧化
中图分类号：TB31；TG115.2 文献标志码：B 文章编号：1001-4012(2025)03-0067-04
Causes and improvement measures of subcutaneous defects in 45 steel
containing aluminum and sulfur

DU Jiamei

(Zenith Steel Group Co., Ltd., Changzhou 213011, China)
Abstract: During the ultrasonic testing of a 45 steel with aluminum and sulfur elements, it was found that there
were many subcutaneous defects in the rolled material. The causes of these defects were analyzed by metallographic
examination, scanning electron microscopy and energy spectrum analysis. The results show that these defects were
macroscopic inclusions in steel. Combined with the pouring process of molten steel, it could be seen that the purity
of molten steel was poor, and secondary oxidation occurred during the pouring process.The non-metallic inclusions
in molten steel were effectively removed by optimizing the smelting process and optimizing the performance of the
protective slag. The improved steel had no subcutaneous defects, and the level of non-metallic inclusions was also
improved.
Keywords: subcutaneous defect; non-metallic inclusion; purity of molten steel; ultrasonic testing; secondary

oxidation

45钢是一种优质碳素结构钢，其硬度不高且易 点很高，如果这些夹杂物来不及上浮并残留在材料
于切削加工，调质处理后的零件具有良好的综合力 中，最终将影响材料的使用性能。某含铝、硫元素的
学性能，广泛应用于各种重要的结构零件中，特别 热轧45圆钢在超声检测时，发现大量皮下缺陷，造
是在交变载荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等。 成了大量的材料报废。

45钢的表面硬度较低，不耐磨，因此可用“调质＋表 该含铝、硫元素 45 圆钢的主要工艺流程
面淬火”处理来提高零件的表面硬度。在45钢中加
为：90 t偏心底出钢电炉 → 钢 包（LF）精炼炉 →
入适量的Al元素和S元素后，其晶粒更细小，切削 220 mm×260 mm（长度×宽度）断面连铸→加热
性能更好，综合使用性能得到了提高，广泛用于汽车 炉加热→轧制→超声检测→精整→检验→打包入
结构件的制造，但是加入铝和硫元素后，钢水中容易
库。连铸机弧形半径为 10 m，连铸拉速为 0.95~
产生三氧化二铝及硫化钙夹杂，且这2类夹杂物的熔
1.05 m/min，结晶器长度为850 mm，结晶器搅拌电
流强度为200 A，浇注方式为浸入式水口保护浇注，
收稿日期：2023-12-09
作者简介：杜佳美（1986—），女，本科，高级工程师，主要从事零 连浇炉数为4~6炉。
部件的失效分析研究工作，18015031792@126.com 针对上述含铝、硫元素45圆钢存在的皮下缺陷，笔
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