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沸腾钢、半镇静钢、镇静钢是基于炼钢所用脱氧方法不同而区分品种的钢产品术语。在绝大多数情况下,钢材都是围绕“氧”来做工作,如果把沸腾钢、半镇静钢、镇静钢串联起来,就是一部钢材发展简史。
沸腾钢 (rimmed steel)
是指脱氧程度极低的碳素结构钢,钢中含氧量很高,在浇注时(一般采用模铸法浇铸成钢锭)由于钢水中含氧量远远打破碳氧平衡,氧与碳反应放出一氧化碳气体,在浇铸时钢锭模内钢水不断翻滚呈沸腾现象,俗称沸腾钢。
沸腾钢浇注
沸腾钢概念的出现是有过历史沧桑的,在炼钢技术不发达或追求产量、利润的年代,为了不占用炉子,提高生产率,降低生产成本,脱氧剂(主要仅依靠Mn合金,或基本不含硅的复合脱氧剂)加入钢水后即出炉,脱氧反应移到钢包和锭模内进行。因此,和现在的钢材质量比较,钢中夹杂物较多,成分偏析较大,力学性能不均匀。
沸腾钢由于受本身特性所限,碳、硅含量都较低,但轧成薄板后表面质量较好,塑性指标、焊接、冷弯、冲压性能比较突出,在拖拉机箱、汽车仪表板、可充电电池用钢等有广泛应用。近年来,由于IF钢具有优良的深冲性和无时效性,已成为继沸腾钢和铝镇静钢之后的新一代冲压用钢。
沸腾钢牌号有08F、10F、15F,Q195F、Q215F、Q235F、Q275F等,其中F表示沸腾钢“沸”字汉语拼音首位字母。
镇静钢 (Killed steel)
是指脱氧比较完全的钢,钢中含氧量较低(一般小于30*10-6),可用Si、Si-Al、Al、Ca等与氧结合较强的脱氧剂进行脱氧。目前常见的钢牌号如绝大多数的碳素结构钢、合金钢都属于镇静钢,所以,镇静钢的概念现在已很少再做为特殊或重点来提及。
为了区分相同钢牌号,常在钢牌号后加“Z”以区分, 其中“Z”表示镇静钢“镇”字汉语拼音首位字母。如Q235Z表示镇静钢,Q235F表示沸腾钢。
半镇静钢(Semi-killedsteel)
是指脱氧程度介于沸腾钢和镇静钢之间,在浇注时也有沸腾现象,但较沸腾钢弱的多。钢中含氧量一般在40-80*10-6之间,因钢中含氧量接近或略超碳平衡的氧量,行业又称“平衡钢”。
半镇静钢是由于钢材使用要求的不断提高而继续催生的产物。在40、50年代,世界范围内半镇静钢的应用达到高峰,其中包括碳素钢、普通低合金钢等,品种也达几十个,轧成型、管、线、板等,应用于建筑、机械、造船、石油等,武钢、包钢、宝钢等公司曾批量生产B4b、B5b、16Nbcub、18Nbb等10余个钢种用于轧制型钢及中厚板。
半镇静钢常在牌号后加“b”,其中“b”表示半镇静钢“半”字汉语拼音首位字母。
70年代后,随着连续铸钢的迅速取代模铸钢锭,半镇静钢的产量大幅度减少,直至现在,也很少再作为突出谈及半镇静钢。
沸腾钢、半镇静钢、镇静钢,是时代和科技不断向前发展遗留下的痕迹,也见证着钢材一步步从低端走向高端的征程。
后记
据全球顶级学术期刊《科学》(Science)杂志报导:继中国宝武研发成功超高强结构钢BS1100E热轧板后,中国又研发成功一款新的特种钢,它拥有2200Mpa的屈服强度和16%的均匀延伸率,具有最优的强度和延展性的结合。2200Mpa的新高度,达到了美俄潜艇钢的2倍,足以让中国新一代核潜艇大步跨越。
注:这是我国的094型核潜艇,与美俄主流潜艇相比,拥有一个巨大的“龟背”,直到现在也一直被西方国家所嘲笑。其原因就是因为我国无法生产高强度的钢材,也就无法加工大直径的潜艇壳体。所以为了安防导弹,只能是无奈的在潜艇上部补了一块。这也是我国航母和潜艇发展的血泪史!