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·50·材料导报2004年8月第18卷第8期

氧化物冶金技术及其应用*

余圣甫雷毅2黄安国1谢明立李志远

(1华中科技大学材料科学与工程学院，武汉430074:2华东石油大学机电学院，东营257061)

摘要氧化物冶金是利用钢中细小非金属夹杂物诱导晶内铁素体形核细化晶粒的新技术，应用氧化物冶金技术已成功开发出了高强度高韧性的非调质钢和低碳钢。讨论了氧化物冶金型钢的显微组织特征，分析了氧化物冶金型钢中非金属夹杂物的性质和晶内铁素体的形核机理，简述了氧化物冶金技术的应用。

关键词氧化物冶金非金属夹杂物晶内铁素体

OxidesMetallurgyTechnologyandItsApplication

YUShengfu1LEIYi2HUANGAnguo1XIEMingli1LIZhiyuan1

(1HuazhongUniversityofScienceandTechnology.Wuhan430074;2HuadongPetroleumUniversity,Dongying257061)

AbstractOxidesmetallurgyisdefinedasanewtechnologyforrefininggrainbyusingdispersionoffinenonmetallicinclusionsasintragranularferritenucleatedsites.Theoxidesmetallurgytechnologyhasbeensuccessfullyusedtodevelophighstrengthandhightoughnessnon-temperedsteelandlowcarbonsteel.Themicrostructuresofox-idesmetallurgysteelsarediscussed,thenaturesofnonmetallicinclusionsandthemechanismsofintragranularferriteformationnucleationinoxidesmetallurgysteelsareanalyzed,andtheapplicationofoxidesmetallurgytechnologyisreviewed.

Keywordsoxidesmetallurgy,nonmetallicinclusions,intragranularferrite

钢铁材料因高的强度与良好的低温冲击韧性而在机械工程制造业中占据着重要地位。进入21世纪后，机械工程结构向巨型化、高参量方向发展，如超大型船舶与海洋平台、大跨度桥梁、长距离石油和天然气输送管线等1~3]。这些大型机械工程结构对钢铁材料的性能提出了越来越高的要求，要求在不增加或尽量减少合金元素含量的前提下，使钢铁材料的强度与韧性成倍提高。许多研究成果表明，细化晶粒是实现钢铁材料强度与韧性成倍提高的最有效方法。

氧化物冶金是近年来用于细化钢铁材料晶粒，提高强度与韧性的新方法、新技术，已成功地用于非调质钢、微合金低碳钢、天然气输送管线钢的开发，日本的“新世纪结构材料开发计划”就包含氧化物冶金的内容。本文介绍了氧化物冶金技术及其应用的新进展。

1氧化物冶金的基本思路

人们研究焊缝金属的显微组织与强度、韧性之间的关系时。发现当焊缝金属奥氏体晶内的非金属夹杂物周围有似针状的铁素体显微组织时，焊缝金属不仅具有高的强度，而且具有良好的低温冲击韧性。这些似针状的铁素体显微组织被称为针状铁素体(AcicularFerrite,简称AF)。针状铁素体是在奥氏体晶内形成的，又称为晶内铁素体(IntragranularFerrite,简称IGF)。晶内铁素体总是在非金属夹杂物上形核，而这些非金属夹杂物主要为Ti、Al的氧化物与Mn的硫化物形成的氧、硫复合物~1

根据非金属夹杂物诱导晶内铁素体形核，细化晶粒，提高强度和韧性的客观事实。日本新日铁公司的高村等一提出了控制

钢中氧化物的组成，使之细小、弥散化，诱导晶内铁素体形核，提高钢的强度与韧性，并将这一新技术称为氧化物冶金(OxidesMetall