氧化物冶金技术及应用研究

氧化物冶金技术及应用研究

传统的钢材生产理论认为，只要提高钢材的强度就要降低碳在钢材中的含量，要减少碳在钢材中的含量，这是一项很艰难的工作，对技术的要求也非常高，所以实施起来难度很大。十九世纪七十年代，日本有日本学者提出通过向钢铁中添加一定直径的氧化物来提升钢材的强度、拉伸强度，这样的理论为我们解决了一大难题，这样可以满足我们对钢铁的要求，刚材的质量也变得越来越好。这个理论的提出虽然说是颠覆了原来的传统想法，但是为我们解决了一直以来的技术难题，所以说对我们钢材的生产来说起到了很大的促进作用，有利于我们生产出更多的优质钢材，提升了建筑物的承受强度，保证了人民的生命财产安全，这样的方法是很值得推广的。

氧化物冶金的概念

概括的说氧化物冶金就是把氧化物添加到钢材中去改变钢材中铁晶体的形态、性质，以此来提高钢材硬度和拉伸强度的一种冶金方法。这种方法的应用将加快我们国家钢铁行业的发展，生产出一些高品质的钢材，为我们社会主义建设贡献力量。氧化物冶金的手段可以分为三种，第一，通过改变奥氏晶体粒来使铁素晶体粒得到细化，由此来提升钢材的强度和拉伸强度。第二，与方法一相反，有些钢材需要他们的柔韧度，所以我们在冶炼的时候应该注意奥氏晶体粒要保证粗化，这样才能真正保证钢材的柔韧度，得到我们所需要的产品。第三，是通过利用微小的非金属杂物诱导晶体内铁素体形核细化晶粒，即使在奥氏晶体粒粗化的情况下也能保持钢材的硬度和拉伸强度等指标。不同的手段都可以保证钢材的生产，可以满足人们的需要，这样的技术需要我们引入并且好好发展，只有这样我们的钢材生产才能更加符合人们的需求。

氧化物冶金的理论基础

两次匹配异质形核

异质形核由外来物质和金属相之间的直接匹配称为一次匹配形核。如果再以形成的异质形核作为异质形核的核心再与外来物质和金属相之间的匹配称为两次匹配异质形核。两次匹配异质形核这几种物质之间的匹配，其中间有物质起到了缓解外来物质和金属相的晶格常数和生成自由焓变等方面的差异，这样的变化有利于促进异质形核的变化。通俗点讲，就是通过这几种物质的结合，改变了其中一些物质的特性，而改变成这样的特性正是我们所需要的，这样的方法才值得推广，才值得我们广泛应用。

钢中晶体内铁素形体核原理

刚中晶体内铁素形体核原理一共分为以下几种：应力-应变能机理、最小错配度机理、局部成分变化机理和惰性界面能机理。这些机理都是冶金过程中出现的机理，在冶金的过程中还会出现其他不同的机理可能是我们这几种机理所不能解释的，这些现象还得留给我们的后人继续解决，我们现在首要的问题是解决钢材中含碳量跟钢材硬度和拉伸强度之间的矛盾问题。下面就让我们来简单介绍一下这几个机理的大致内容。

应力-应变能机理

这个机理的主要内容是研究者认为奥氏体的线膨胀系数比钢铁中所添加的各种各样的非金属杂物的线膨胀系数大，这样的话，在冷却的过程当中非金属杂质四周就会产生力量相对来说比较大的应力-应变场，在这种情况的影响下晶内铁素体形核更容易出现。在这样的过程中，就还为了能够使得晶内铁素体的出现来改变钢铁的物理性质，使得钢铁的性能更加符合人们的要求，使得钢材所建造的建筑物更加符合我们的使用和居住，我们的国家社会才能快速的发展。

最小错配度机理

这个机理认为，晶内铁素体和钢铁中添加的各种杂物形核不需要很多的能量，所以在奥氏体中添加杂物更可能趋向产生晶内铁素体。这个机理也是从不同的角度来阐述晶内铁素体形成的过程，过程和研究的角度虽然不同，但是殊途同归，都是为了晶内铁素体的产生，晶内铁素体的产生才能改善钢铁的特性，才能更符合人们的生产需求，让人们的生活更加稳定、安全。

局部成分变化机理

从机理的名称就可以看出，出发的角度是内部成分的变化，这个机理认为钢材中添加的非金属杂物能够结合奥氏晶体四周的Mn元素，奥氏晶体有个特性就是当在缺乏锰元素时就会出现稳定性降低的情况，这样的话就能够诱导钢材中形成晶内铁素体形核。同上述两个方法一样，这个机理也是通过晶内铁素体形核的形成来论述的，只是论述的角度不一样，但是结果一样。

加大产品质量管理力度，实行质量监督制度，及时制修订有关工程技术规范并制定完善行业标准，加大监督力度，对产品实行推广认定、监督检查和进场复查，禁止假冒伪劣产品用于建设市场，同时规范市场行为，防止以次充好、低价销售等不良竞争行为发生，促进行业市场健康有序发展。

惰性界面能机理

这个机理认为钢材中添加的非金属物质是惰性物质形成一个惰性界面，这个界面成为晶内铁素体的形核核心，晶内铁素体更容易在奥氏体晶界上形核、长大。

这一系列的机理都是从不同的方面介绍了晶内铁素形体形核过程，这个过程就是钢材性能提升的过程，有助于我们生产出更高性能的钢材，为社会主义建设服务，让我们的祖国变得更加强大。

氧化物冶金技术的实际应用

氧化物冶金的过程中要密切注意各种元素之间的比例和颗粒的大小，避免他们聚集在一起影响钢材的质量和性能。下面就让我们来谈谈氧化物冶金的几个实际应用。

HTUFF工艺

HTUFF工艺是氧化物冶金的第二代技术，HTUFF工艺通常被用来进行特殊钢材的焊接，比如说巨型轮船的建造过程中的钢板之间的焊接、大型钢材建筑的焊接。这种工艺能够在高温下使得镁、钙等元素的氧化物、硫化物合理均匀的分散到钢材中去，进而遏制Y晶粒的长大，这样的方法更够有效的避免因为焊接而出现的钢材物理性质的变化，这样可以有效的利用每一块钢材，提高钢材的利用率，节省了成本。

JFE EW EL工艺

这些工艺跟上述方法一样都是利用遏制Y晶粒的成长来促进晶内铁素体形核，进而减少钢材中碳的含量来减少焊接对金属各项性能带来的影响。

结构用高韧性热锻非调质钢材组织细化

我们知道，钢材在形成的过程中都是要经过淬火的反复灼烧和锻打，为了在这样的过程中不改变钢材的各项指标，我们可以利用V、T等元素的添加物来使得奥氏体晶粒粗化，还要在钢材锻造前后利用冷却的过程诱导IGF形核细化来保证钢材的质量。

这种方法锻造出来的钢材可以被用来建造汽车的一些部件，这样的话我们国家在生产汽车时就可以不用依赖从国外进口一些零件了，这样我们国家的汽车制造企业就会获得空前发展。这样的方法也肯定会被利用到其他领域，促进其他行业的发展，总之，我们掌握了这项技术之后，我们的国家社会都讲从中获得很大的进步。

氧化物冶金的应用和前景

在国外的一些汽车企业已经利用这项技术来成产汽车零部件，然后制造出更安全的汽车，这也是我们国家应当借鉴的，这有这样取长补短，我们的国家才会变得越来越强大，我们国家的技术水平也才会不断提升。氧化物冶金技术的应用肯定会在各个领域的到空前发展，我们国家的各个与钢材相关的行业都应该引进这项技术，为自己的企业和产品提升一个档次，让产品变得更安全实用，这样我们的产品才能跟上时代发展的潮流，也才能在这样竞争激烈的国际市场上站稳脚跟。

总结

氧化物冶金技术的发现就是一个创举，这样的发现必将会被应用到各个领域，并且促进各个行业的发展。我们国家也要引进这项技术并且广泛应用，使我们的各个行业更具竞争力，能够与国外企业抗衡，这样我们的国家才会变得越来越富强。

10.3969/j.issn.1001- 8972.2016.21.006