沸腾钢

沸腾钢（rimmed steel；rimming steel）是指在炼钢过程中未能充分脱氧的钢。这种钢在凝固过程中会释放二氧化碳气体，使得钢水在钢锭模内呈现出沸腾状态，从而得名。沸腾钢主要适用于不那么关键的钢结构，但由于其结构疏松，偏析较多，质量相对较差。

特征

沸腾钢的特征在于其钢水中含有大量的氧，在凝固过程中与碳产生剧烈反应，释放出二氧化碳气体。这些气泡的存在使得钢水在钢锭模内发生强烈的沸腾现象。沸腾钢的脱氧过程相对简单，只需添加弱脱氧剂，如锰铁，以生成氧化锰和氧化铁。然而，由于氧化铁在浇注钢锭时仍能与钢中的碳结合，生成一氧化碳和铁，因此沸腾钢中的孔隙较多，结构较为疏松，偏析现象也比较普遍。尽管如此，沸腾钢因其表面质量好，适合用于制造薄板和其他对力学性能要求不高的产品。

结构

沸腾钢钢锭的结构分为五个区域：坚壳带、蜂窝气泡带、中心坚固带、二次气泡带以及锭心带。其中，坚壳带是由细小等轴晶组成的坚实外壳，而蜂窝气泡带则包含许多椭圆形气泡。中心坚固带则是由柱状晶组成的无气泡区域。二次气泡带是在柱状晶生长过程中形成的气泡分布区域。锭心带则是钢锭心部形成的等轴晶区域。

性质

沸腾钢由于其良好的沸腾特性，能够形成一个纯净、坚实的外壳，因此轧制而成的产品表面质量较好。沸腾钢还具有良好的焊接、冷弯和冲压性能，常被用于制造拖拉机箱、汽车壳体等部件。此外，沸腾钢的成本较低，因为它不需要太多的脱氧剂和耐火材料。然而，沸腾钢的偏析问题严重，组织不够致密，力学性能波动较大，不适合用于制造对力学性能有较高要求的零部件。另外，沸腾钢的碳含量上限为0.28%，锰含量不超过0.60%，硅含量不超过0.03%，因此其适用范围有限。

分类及特点

根据冶炼时脱氧程度的不同，钢可分为沸腾钢、镇静钢和半镇静钢。沸腾钢为脱氧不完全的钢，其特点是钢中含硅量低，通常注成不带保温帽的上小下大的钢锭。镇静钢为完全脱氧的钢，通常铸成上大下小带保温帽的锭型。半镇静钢为脱氧较完全的钢，其脱氧程度介于沸腾钢和镇静钢之间。

危害

过氧化钢的危害主要体现在钢中溶解过多的氧对钢质的影响。氧在钢液中的溶解度随着温度的降低而减少，当钢液在钢锭模内凝固时，氧将以氧化物夹杂的形式存在于钢中，降低了钢的塑性和韧性。此外，氧的存在还会促进硫的危害作用，因为FeO与S可以生成低熔点共晶体，导致钢锭轧制时热脆。过氧化钢的脱氧难度较大，容易在浇注过程中表现出过度沸腾的现象，从而影响钢锭结构的致密度和纯净度。

建议及措施

为了避免过氧化钢带来的危害，建议采取以下措施：

1.选择铁水成分条件好的铁水冶炼；

2.加强白灰造渣剂的质量控制，确保不过烧或生烧；

3.化检验应及时准确，以免影响冶炼时间和钢液质量。

参考资料

钢锭浇铸.中国大百科全书.2024-08-15