氧化物冶金技術及應用研究

氧化物冶金技術及應用研究

傳統的鋼材生產理論認為，只要提高鋼材的強度就要降低碳在鋼材中的含量，要減少碳在鋼材中的含量，這是一項很艱難的工作，對技術的要求也非常高，所以實施起來難度很大。十九世紀七十年代，日本有日本學者提出通過向鋼鐵中添加一定直徑的氧化物來提升鋼材的強度、拉伸強度，這樣的理論為我們解決了一大難題，這樣可以滿足我們對鋼鐵的要求，剛材的質量也變得越來越好。這個理論的提出雖然說是顛覆了原來的傳統想法，但是為我們解決了一直以來的技術難題，所以說對我們鋼材的生產來說起到了很大的促進作用，有利于我們生產出更多的優質鋼材，提升了建筑物的承受強度，保證了人民的生命財產安全，這樣的方法是很值得推廣的。

氧化物冶金的概念

概括的說氧化物冶金就是把氧化物添加到鋼材中去改變鋼材中鐵晶體的形態、性質，以此來提高鋼材硬度和拉伸強度的一種冶金方法。這種方法的應用將加快我們國家鋼鐵行業的發展，生產出一些高品質的鋼材，為我們社會主義建設貢獻力量。氧化物冶金的手段可以分為三種，第一，通過改變奧氏晶體粒來使鐵素晶體粒得到細化，由此來提升鋼材的強度和拉伸強度。第二，與方法一相反，有些鋼材需要他們的柔韌度，所以我們在冶煉的時候應該注意奧氏晶體粒要保證粗化，這樣才能真正保證鋼材的柔韌度，得到我們所需要的產品。第三，是通過利用微小的非金屬雜物誘導晶體內鐵素體形核細化晶粒，即使在奧氏晶體粒粗化的情況下也能保持鋼材的硬度和拉伸強度等指標。不同的手段都可以保證鋼材的生產，可以滿足人們的需要，這樣的技術需要我們引入并且好好發展，只有這樣我們的鋼材生產才能更加符合人們的需求。

氧化物冶金的理論基礎

兩次匹配異質形核

異質形核由外來物質和金屬相之間的直接匹配稱為一次匹配形核。如果再以形成的異質形核作為異質形核的核心再與外來物質和金屬相之間的匹配稱為兩次匹配異質形核。兩次匹配異質形核這幾種物質之間的匹配，其中間有物質起到了緩解外來物質和金屬相的晶格常數和生成自由焓變等方面的差異，這樣的變化有利于促進異質形核的變化。通俗點講，就是通過這幾種物質的結合，改變了其中一些物質的特性，而改變成這樣的特性正是我們所需要的，這樣的方法才值得推廣，才值得我們廣泛應用。

鋼中晶體內鐵素形體核原理

剛中晶體內鐵素形體核原理一共分為以下幾種：應力-應變能機理、最小錯配度機理、局部成分變化機理和惰性界面能機理。這些機理都是冶金過程中出現的機理，在冶金的過程中還會出現其他不同的機理可能是我們這幾種機理所不能解釋的，這些現象還得留給我們的后人繼續解決，我們現在首要的問題是解決鋼材中含碳量跟鋼材硬度和拉伸強度之間的矛盾問題。下面就讓我們來簡單介紹一下這幾個機理的大致內容。

應力-應變能機理

這個機理的主要內容是研究者認為奧氏體的線膨脹系數比鋼鐵中所添加的各種各樣的非金屬雜物的線膨脹系數大，這樣的話，在冷卻的過程當中非金屬雜質四周就會產生力量相對來說比較大的應力-應變場，在這種情況的影響下晶內鐵素體形核更容易出現。在這樣的過程中，就還為了能夠使得晶內鐵素體的出現來改變鋼鐵的物理性質，使得鋼鐵的性能更加符合人們的要求，使得鋼材所建造的建筑物更加符合我們的使用和居住，我們的國家社會才能快速的發展。

最小錯配度機理

這個機理認為，晶內鐵素體和鋼鐵中添加的各種雜物形核不需要很多的能量，所以在奧氏體中添加雜物更可能趨向產生晶內鐵素體。這個機理也是從不同的角度來闡述晶內鐵素體形成的過程，過程和研究的角度雖然不同，但是殊途同歸，都是為了晶內鐵素體的產生，晶內鐵素體的產生才能改善鋼鐵的特性，才能更符合人們的生產需求，讓人們的生活更加穩定、安全。

局部成分變化機理

從機理的名稱就可以看出，出發的角度是內部成分的變化，這個機理認為鋼材中添加的非金屬雜物能夠結合奧氏晶體四周的Mn元素，奧氏晶體有個特性就是當在缺乏錳元素時就會出現穩定性降低的情況，這樣的話就能夠誘導鋼材中形成晶內鐵素體形核。同上述兩個方法一樣，這個機理也是通過晶內鐵素體形核的形成來論述的，只是論述的角度不一樣，但是結果一樣。

加大產品質量管理力度，實行質量監督制度，及時制修訂有關工程技術規范并制定完善行業標準，加大監督力度，對產品實行推廣認定、監督檢查和進場復查，禁止假冒偽劣產品用于建設市場，同時規范市場行為，防止以次充好、低價銷售等不良競爭行為發生，促進行業市場健康有序發展。

惰性界面能機理

這個機理認為鋼材中添加的非金屬物質是惰性物質形成一個惰性界面，這個界面成為晶內鐵素體的形核核心，晶內鐵素體更容易在奧氏體晶界上形核、長大。

這一系列的機理都是從不同的方面介紹了晶內鐵素形體形核過程，這個過程就是鋼材性能提升的過程，有助于我們生產出更高性能的鋼材，為社會主義建設服務，讓我們的祖國變得更加強大。

氧化物冶金技術的實際應用

氧化物冶金的過程中要密切注意各種元素之間的比例和顆粒的大小，避免他們聚集在一起影響鋼材的質量和性能。下面就讓我們來談談氧化物冶金的幾個實際應用。

HTUFF工藝

HTUFF工藝是氧化物冶金的第二代技術，HTUFF工藝通常被用來進行特殊鋼材的焊接，比如說巨型輪船的建造過程中的鋼板之間的焊接、大型鋼材建筑的焊接。這種工藝能夠在高溫下使得鎂、鈣等元素的氧化物、硫化物合理均勻的分散到鋼材中去，進而遏制Y晶粒的長大，這樣的方法更夠有效的避免因為焊接而出現的鋼材物理性質的變化，這樣可以有效的利用每一塊鋼材，提高鋼材的利用率，節省了成本。

JFE EW EL工藝

這些工藝跟上述方法一樣都是利用遏制Y晶粒的成長來促進晶內鐵素體形核，進而減少鋼材中碳的含量來減少焊接對金屬各項性能帶來的影響。

結構用高韌性熱鍛非調質鋼材組織細化

我們知道，鋼材在形成的過程中都是要經過淬火的反復灼燒和鍛打，為了在這樣的過程中不改變鋼材的各項指標，我們可以利用V、T等元素的添加物來使得奧氏體晶粒粗化，還要在鋼材鍛造前后利用冷卻的過程誘導IGF形核細化來保證鋼材的質量。

這種方法鍛造出來的鋼材可以被用來建造汽車的一些部件，這樣的話我們國家在生產汽車時就可以不用依賴從國外進口一些零件了，這樣我們國家的汽車制造企業就會獲得空前發展。這樣的方法也肯定會被利用到其他領域，促進其他行業的發展，總之，我們掌握了這項技術之后，我們的國家社會都講從中獲得很大的進步。

氧化物冶金的應用和前景

在國外的一些汽車企業已經利用這項技術來成產汽車零部件，然后制造出更安全的汽車，這也是我們國家應當借鑒的，這有這樣取長補短，我們的國家才會變得越來越強大，我們國家的技術水平也才會不斷提升。氧化物冶金技術的應用肯定會在各個領域的到空前發展，我們國家的各個與鋼材相關的行業都應該引進這項技術，為自己的企業和產品提升一個檔次，讓產品變得更安全實用，這樣我們的產品才能跟上時代發展的潮流，也才能在這樣競爭激烈的國際市場上站穩腳跟。

總結

氧化物冶金技術的發現就是一個創舉，這樣的發現必將會被應用到各個領域，并且促進各個行業的發展。我們國家也要引進這項技術并且廣泛應用，使我們的各個行業更具競爭力，能夠與國外企業抗衡，這樣我們的國家才會變得越來越富強。

10.3969/j.issn.1001- 8972.2016.21.006