提高不锈钢纯净度的途径
防止进入钢中和从钢中去除。 ①防止进入钢中 ●原材料(废钢、铁合金等)，造渣材料(石灰、莹石等)， 脱氧材料的质量和烘烤、干燥； ●炉衬、钢包等浇注系统用耐火材料的质量和烘烤；
●炼钢用气体(氩、氧、氮气等)的纯度(不能有水分等)；
●防止出钢和浇注过程中钢液的二次氧化。
提高不锈钢纯净度的途径
钢中氢、氧、氮： 过去：氢、氧、氮有害。 现在：氢、氧有害，氮利远大于弊。 ①钢中氢 氢在不锈钢中有几个和十几个ppm的固溶度，而 且在奥氏体钢中的固溶度要大于在铁素体钢中。 （a）氢超过钢中固溶度 钢在凝固过程中产生气泡 大气泡钢锭上涨而报废。细小气泡热加工延伸成 裂纹，塔形检查不合格而判废。也是疲劳源，力 学性能、耐疲劳性能降低 。
不锈钢的纯净度
曹姣婵 2008.1.11
目录
1、钢中的硫和磷 2、钢中氢、氧、氮 3、钢中非金属夹杂物 4、钢中的有色金属夹杂 5、提高不锈钢纯净度的途径
钢中的硫和磷
不锈钢中的硫和磷，除在易切削不锈钢中作为合
金元素外，人们一般是作为有害杂质对待。标准中规定，
S≤0.03％，P≤0.035％。
① 硫
②从钢中去除
不锈钢生产中最为普遍且成熟有效的是采
用AOD、VOD等炉外精炼技术。
谢谢
钢中氢、氧、氮
(d)氮在不锈钢中的不利影响 ● 形成氮化物（TiN，AlN等）非金属夹杂。
● 在中、高氮不锈钢中，因铬氮化物（Cr2N，
CrN）析出而影响钢的耐蚀性。
● 对铁钢中非金属夹杂物的种类 硫化物 不锈钢中常见MnS、NiS（高Ni钢），TiS （含Ti钢）等硫化物。
钢中氢、氧、氮
②钢中氧 目前不锈钢的冶炼与氧密切相关。 残余氧在钢中是有害的，而且主要是通过氧化物 夹杂的存在而表现出来。
在正确脱氧条件下，不锈钢中氧量应≤0.003％。
钢中氢、氧、氮
③钢中氮
(a)氮在不锈钢中的普遍且大量应用是近十多年不锈钢材料 领域的重要进展；
(b)除铁素体不锈钢外，几乎所有类型的不锈钢，特别是奥 氏体和双相不锈钢均普遍用氮进行合金化： ●奥氏体不锈钢中控氮( N≤0.10%), 中氮（N≤0.50％） 和高氮（N＞0.5％）不锈钢和超级奥氏体不锈钢；
②有色金属杂质的有害作用
凝固时，在晶内和沿晶界以及α /γ 相界析出，产生偏析。 热加工时，晶界和相界处于熔融态极易开裂，增加钢坯的修 磨量(见图39)，造成大量废品。国内某厂就曾一次判废 1Cr18Ni9Ti板坯数百吨。钢中Pb，Sn浓度在晶界、相界比 基体高76～177倍(Pb)和5～24倍(Sn)。
氧化物
Al2O3、SiO2、Cr2O3、MnO、Fe2O3、FeO
和 FeO•Cr2O3 等复杂氧化物夹杂。
硅酸盐
钢中SiO2若与FeO、Al2O3等相遇，就能和这 些氧化物形成硅酸盐。
氮化物
在含Ti、Nb的不锈钢中常见的有TiN，Ti(C,N),
TiC·TiN，NbN ，AlN， Cr2N，CrN等。
钢中氢、氧、氮
(b)氢在1Cr18Ni9Ti不锈钢中的分布，在晶界处的浓 度要比晶内高3～4cm3/100g。氢在钢内的不均匀 分布，使钢晶界的塑性特征值（δ ，和Ak）比晶 内相应的特征值低20%～25％。
(c)钢中含氢后，Fe-Cr合金的电位下降，说明合金 的耐腐蚀能力降低。 (d)氢还可引起奥氏体不锈钢的组织结构变化。
≤0.010%～ 0.015％，实际控制都希望在≤0.005
％。
钢中的硫和磷
②磷 磷在不锈钢中有相当的溶解度。不锈钢中磷量 一般要求≤0.035％，但由于磷可提高钢的强度，
所以在某些高强度不锈钢中含磷量可达0.25%～
0.30％。
在硝酸和尿素腐蚀条件下，磷对不锈钢的耐蚀
性非常有害。
钢中氢、氧、氮
●双相不锈钢正是由于加入氮而出现了第二代和第三双相 不锈钢（超级双相不锈钢），使双相不锈钢形成系列并成 为了与马氏体、铁素体、奥氏体等并列的钢类。
钢中氢、氧、氮
(c)氮在不锈钢中的有益作用 ●强烈形成并稳定奥氏体，其当量为镍的25～30倍， 可大量节约钢中镍； ●提高钢的强度（固溶强化），最高b≥1200MPa， σ 0.2≥800MPa，但并不显着影响钢的韧性（包括 断裂韧性）； ●提高钢的耐蚀性，特别是耐晶间腐蚀，耐点蚀， 耐应力腐蚀等性能； ●氮不受资源的限制（空气中含N 70％以上），加入 方法简单，回收率高，不显着提高钢的成本。
●
硫在不锈钢中的溶解度很低，室温下≤0.01％，过
量的硫将大量形成硫化物非金属夹杂；
●
硫可与不锈钢中的铁、镍等形成低熔点（1000℃）
的共晶并沿晶界分布；
钢中的硫和磷
• 有害作用：热加工时，晶界硫化物共晶呈熔融状
态，热塑性下降，沿晶界开裂。表面缺陷增多，
修磨量加大，成材率降低，易出现大量废品。
• 硝酸级和尿素级不锈钢中，对钢中硫含量规定
钢中非金属夹杂物
②钢中非金属夹杂物的来源
●内生夹杂 ：冶炼— 物化反应； 浇注— 二次氧化； 凝固— 元素溶解度降低。 ●外来夹杂： 钢渣、耐火材料等混入钢中。 ●内生和外来夹杂在钢中常常是混杂在一起。
钢中的有色金属夹杂
①有色金属杂质的来源和它们的特性 ●来源 废钢，包括返回钢和生铁，铁合金，包括镍、 海绵钛等以及脱氧剂和造渣材料。