真空感应炉冶炼奥氏体气阀钢的工艺要点

利用真空感应炉冶炼奥氏体气阀钢，对提高钢的冶金质量起到突破性的作用。如果与电渣重熔组成双联工艺，将成为生产优质奥氏体气阀钢的最佳工艺选择。

1.真空感应炉冶炼奥氏体气阀钢的特点

（1）降低夹杂物含量提高气阀钢的纯净度 充分发挥真空碳氧反应的优势，对钢液进行深度脱氧。脱氧产物CO不会污染钢液，显著降低钢中非金属夹杂物含量。真空冶炼能大幅度降低点状氧化物脆性夹杂，即降低D类夹杂的数量。这对改善气阀钢的高温疲劳强度和冲击韧度非常有利；对提高气阀使用寿命具有重要的作用。由于钢的纯净度提高，使塑性得到改善，有利于改善气阀钢的热加工塑性。

（2）有效细化奥氏体原始晶粒 真空下减弱炉气中氧和钢液中溶解氧的氧化作用，提高了加入元素Ti、Nb、V的利用率，使其能形成相应的碳化物和氮化物，减少了形成氧化物的数量，相应降低了钢中氧化夹杂物的含量。这样有效地利用了细化晶粒元素，又提高了钢的纯净度。

2.真空感应炉冶炼奥氏体气阀钢的工艺要点

真空感应炉冶炼奥氏体气阀钢的工艺要点，是解决钢中氮和锰两元素的控制问题。目前已有有效的方法对锰、氮进行控制。

（1）钢中氮含量的控制方法 真空下钢液氮合金化的方法有两种：一是气相合金化法；二是使用含氮铁合金法。气相合金化法还不能用于生产实践，尚处于研究阶段。含氮铁合金法已应用于生产，并具有稳定的效果。

利用真空感应炉冶炼高氮奥氏体钢时，钢液进行氮合金化的操作要点如下：(www.xing528.com)

1）向钢液加氮用的含氮铁合金。冶炼奥氏体含锰气阀钢时，应当选用含氮金属锰。它具有熔点低（约1200℃）熔化快的优点。冶炼含锰量（质量分数）低于2.0%的气阀钢时，只使用氮化铬铁，其熔点高（约1600℃），较难熔化。

2）钢液加氮的时机和条件。氮在还原期末钢液调整成分完毕加入。加氮前，钢液温度应保持在出钢温度；加氮化金属锰时，应保持在约1560℃左右；加氮化铬铁时，应保持在约1600℃左右。加氮前，关闭炉体冶炼室抽气阀门，充入含N＞99%（质量分数）的氮气，保持p_N2=5～6kPa；随后可分批加入含氮铁合金，大功率或启动电磁搅拌器搅拌1～2min，保证炉料完全熔化。

3）出钢浇注和铸锭的冷却。完成氮合金化的钢液，经终脱氧符合出钢条件后准备出钢浇注。此时熔炼室内氮气压强应保持在5～6kPa，铸锭室内应具有同等氮气压强，即p_N2=5～6kPa，然后开始浇注。

浇注完毕后，钢锭应在该氮气压强下冷却到完全凝固，才允许卸压破空。否则钢锭内部因氮气逸出而形成气泡。

（2）钢中锰含量的控制方法 锰为高蒸气压元素，在真空冶炼条件下具有极强的挥发性。向钢液加锰时，炉内应当充入一定压强的中性气体。

冶炼奥氏体气阀钢时，锰、氮同期加入钢液。加入条件完全与加氮相同。锰应先加入，随后加入氮。如果将氮气换成氩气，对锰的回收率无影响，但是氮的回收率会显著下降。因此，在真空感应炉内冶炼含氮、锰奥氏体气阀钢时，应当使用氮气作为抑制锰、氮逸出的保护气体，不能使用氩气。

综上所述，真空感应炉冶炼奥氏体气阀钢是具有发展前景的冶炼方法，与电渣重熔组合后，将成为理想的生产高质量气阀钢的工艺方法。