硫易切削钢成分设计及其成分控制_浇铸工艺解析
1 成分设计以及各成分的控制：
成分设计的原则是在确保钢的机械性能基本不变的条件下，改善其切削性能。硫是重要的易切削元素之一，硫易切削钢中硫含量直接决定钢材的切削性能。因硫熔点低，极易氧化，造成硫的回收率低且不稳定，因此需要特别考虑硫的加入方式，现常用硫的加入方式一般是在钢包中加入硫铁或喂人硫线，同时附加一定量的顶渣以稳定硫的收得率。为了消除因钢中高硫带来的不利影响，钢中需要合适的Mn／S，一般认为Mn／S在4以上，个别厂家生产的易切削钢中的Mn／S达到了10以上。由于对硫含量的特殊要求，脱氧过程控制不当极易造成硫含量超出规定范围，或使硫夹杂物偏高，故需改进脱氧方式。同时也要考虑钢中夹杂物的范围以及形态。为保持良好的切削性能，脱氧过程不能充分，要保持钢中有一定的氧含量。
2 钢中夹杂物处理：
钢中夹杂物的形态、数量、大小以及分布对钢的切削性能有较大的影响。研究表明钢中夹杂物呈球形或纺锤形有利于钢的切削性能，因此应尽可能将钢中夹杂物控制成纺锤形。将钢中夹杂物形成纺锤状，有如下方法：加人适当元素(硫化物形态控制元素)，如硒(碲)、锆、钙、钛或稀土金属等；控制(调整)钢中氧含量。
3 浇铸工艺：
日本新日铁和美国内陆钢铁公司对采用连铸和模铸工艺生产AISI1215易切削钢(化学成分见表1的硫化锰、氧化物等因素对切削性能的影响进行过研究，发现采用模铸工艺时，硫的偏析是造成其切削性能不均的一个主要因素。硫在钢锭头部形成正偏析，在钢锭尾部形成负偏析，因此，在钢锭的不同位置，其含量偏差很大，而采用连铸工艺生产时不会有这种偏析出现。易切削化学成分表1-1
| C | Si | Mn | P | S | Pb | O | N |
| 0.06-0.10 | 0.15 | 0.90-1.10 | 0.05-0.08 | 0.27-0.35 | 0-0.35 | 0.01-0.03 |
0.002-0.007 |
连铸坯凝固速度快，因而硫化物夹杂颗粒小(比模铸钢锭中硫化物颗粒小)。大断面的连铸坯由于凝固速度慢，因而其硫化物颗粒尺寸与模铸钢锭的硫化物颗粒尺寸接近。易切削钢钢液中氧含量很高，故极易生成硬的氧化物质点。在模铸锭中，氧化物易在底部集中，从而使钢材切削性能变化较大。连铸坯不存在氧化物偏析问题。
对两种工艺进行的切削性能试验表明，低碳富硫易切削钢连铸材具有与模铸材相当的切削性能，并且连铸材切削性能更均匀。同时，采用连铸工艺可提高易切削钢冷拉材的表面质量，这是因为氧化物会导致冷拉钢材表面起皱或其它缺陷。连铸材几乎没有这方面的缺陷，从而在涡流探伤时报废率较模铸材低。
采用连铸连轧生产SAEll41汽车用钢时比较不同浇铸工艺对易切削钢性能的影响。采用连铸连轧生产与模铸两火成材生产在检测的性能结果上基本无差别，只是连铸生产的轧材在低倍试片上中心疏松要稍差于模铸生产的，但连铸连轧生产的轧材在脱碳层方面明显好于模铸两火成材的。同时在材料利用率方面，模铸两火成材其利用率只有83％左右，而连铸连轧的材料利用率在95％以上，同时还节约大量的能源。因此，采用连铸连轧生产SAE1141在经济和效益性方面明显好于用模铸方式生产，并且采用大规格的连铸坯轧制小规格的轧材，其压缩比足够大，经超声波探伤，可以保证轧材达到A级水平。
总的看来，采用连铸工艺生产易切削钢使硫化锰夹杂物分布更加均匀，从而使钢材的切削性能也更加均匀，并且由于对氧含量及氧化物夹杂的控制不同，从而使用连铸工艺生产的易切削钢冷拔钢材具有较好的表面质量。
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