沸腾钢

沸腾钢rimmedsteel；rimmingsteel脱氧不完全的碳素钢。一般用锰铁和少量铝脱氧后，钢水中还留有高于碳氧平衡的氧量，与碳反应放出一氧化碳气体。因此，在浇注时钢水在钢锭模内呈沸腾现象，故称为沸腾钢。[1]

基本简介

一般皆为低碳钢。它是脱氧不完全的钢，浇注时钢水在锭模中放出大量一氧化碳气体，造成沸腾现象。与镇静钢比较，这种钢的收率高，成本低，表面质量好；但其内部质量不均匀。以“沸”或“F”为代号，如普通碳素钢甲3沸或A3F。

性质结构

沸腾钢钢锭的结构，可分为5个带：(1)坚壳带。钢液接触模壁后受到强烈冷却，形成由细小等轴晶组成的无气泡的致密、坚实的外壳带。一般厚度为12～25mm。(2)蜂窝气泡带。钢锭下部的柱状晶在向锭心生长时，平行于柱状晶生长方向而逐渐长大成为椭圆形气泡组成。(3)中心坚固带。为防止出现过分严重的偏析在钢液上面加盖封顶后，抑制了碳氧反应，气体停止析出，蜂窝气泡终止生长，而结晶继续进行，形成无气泡的由柱状晶组成的中心坚固带。

(4)二次气泡带。随柱状晶的生长，由于偏析作用碳氧富集到一定程度时，碳氧反应重新发生，产生的气泡分布在钢锭整个高度，成为二次气泡带。(5)锭心带。当模壁温度与钢锭中心温度之差很小时，钢锭心部形成等轴晶，成为锭心带。此时沸腾已大致停止，但仍有少量气孔形成，部分气泡还能逐渐上移聚合长大为头部大气泡。构成头部疏松区。沸腾钢钢锭凝固时强烈析出气体，在各类钢锭中，偏析最为严重。钢锭越大，沸腾越烈，延续时间越长，偏析发展愈严重。

沸腾钢钢锭的典型结构1坚壳带；2蜂窝气泡带；3中间坚固带4二次气泡带；5锭心带；6疏松区

沸腾钢由于有良好的沸腾作用，钢锭可形成一个纯净、坚实的外壳，故轧成的产品表面质量较好，特别适于制造薄板。并因含碳、硅量较低，有良好的焊接、冷弯和冲压性能，一些冷冲压件如拖拉机箱、汽车壳体等均使用沸腾钢。还用它轧制一般型钢、中板、线材、窄带和管材。沸腾钢钢锭头部没有集中缩孔，轧制成坯后切头率低，且消耗脱氧剂和耐火材料少，故成本较低。大多数国家沸腾钢的产量占模铸钢总产量的40%～50%。

但沸腾钢偏析严重、组织不致密、力学性能波动较大，在轧材的不同部位抗拉强度和伸长率有明显差别。其低温冲击性差，钢板易于失效使韧性降低，故不适于制造对力学性能要求较高的零部件。此外，为保证模内正常沸腾，沸腾钢碳含量不能超过0.28%，锰含量不大于0.60%，硅含量不大于0.03%，因此只限于生产普通低碳钢，使沸腾钢的钢种受到很大限制。

分类及特点

根据冶炼时脱氧程度的不同，钢可分为沸腾钢、镇静钢和半镇静钢(新标准取消半镇静钢)。沸腾钢为脱氧不完全的钢。钢在冶炼后期不加脱氧剂（如硅、铝等），浇注时钢液在钢锭模内产生沸腾现象（气体逸出），钢锭凝固后，蜂窝气泡分布在钢锭中，在轧制过程中这种气泡空腔会被粘合起来。

这类钢的特点是钢中含硅量很低，标准规定为痕量或不大于0.07%，通常注成不带保温帽的上小下大的钢锭。优点是钢的收率高（约提高15%），生产成本低，表面质量和深冲性能好。缺点是钢的杂质多，成分偏析较大，所以性能不均匀。

镇静钢为完全脱氧的钢。通常铸成上大下小带保温帽的锭型，浇注时钢液镇静不沸腾。由于锭模上部有保温帽（在钢液凝固时作补充钢液用），这节帽头在轧制开坯后需切除，故钢的收得率低，但组织致密，偏析小，质量均匀。优质钢和合金一般都是镇静钢。

半镇静钢为脱氧较完全的钢。脱氧程度介于沸腾钢和镇静钢之间，浇注时有沸腾现象，但较沸腾钢弱。这类钢具有沸腾钢和镇静钢的某些优点，在冶炼操作上较难掌握。