钙、镁在含硫钢中硫化物变性过程中的作用

据统计，机械加工成本占零件制造成本的比例可达40%~60%。与普通钢相比，易切削钢加工的产品,表面光洁度好，刀具磨损小、寿命长，能耗低。已广泛应用于汽车零部件、家用电器、精密仪器仪表等领域。随着这些工业的不断发展，对易切削钢的需求也不断增加。含硫易切削钢是易切削钢中产量最大、应用最广的一种，占整个易切削钢产量的90%以上。在切削加工过程中，含硫钢中MnS起到断屑和润滑作用，从而改善钢的切削性能，降低刀具磨损。

苏州大学的学者为了保证含硫钢的切削性能，同时改善MnS对钢材造成的各向异性，通常对MnS进行变性处理。对含硫钢分别进行了镁处理和钙处理试验，分析了这两种处理方式对钢中夹杂物尺寸和成分的影响。镁处理有利于在钢中形成更加细小的Mg-Al-O氧化物夹杂。在钢液凝固过程中，Mg-Al-O夹杂可以作为MnS的形核核心,减少MnS沿晶界析出的数量；Mg-Al-O氧化物核心外围包裹的Mg-Mn-S中的镁主要来源于氧化物核心中的镁向外层MnS中的扩散。钢经过钙处理后，形成的Ca-Al-O氧化物作为MnS的形核核心；氧化物核心外围包裹的Ca-Mn-S主要是由钢液中溶解的钙进入外层包裹的MnS中所形成；复合硫化物中的钙进一步向氧化物核心中扩散，使核心中钙质量分数逐渐升高。