冶炼和轧制缺陷对钢结构的影响

目前，建筑用钢常用的冶炼方法分碱性平顶炉冶炼法和氧气顶吹转炉冶炼法。两者所含主要微量元素碳、锰、硫、磷基本相同，力学性能和可焊性能也很相近。氧气顶吹转炉钢是近年来发展的新钢种，具有生产周期短和成本低的优点。

普通碳素钢按其浇注方法和脱氧程度分为沸腾钢和静定钢。沸腾钢是在出炉时，在钢液中加入锰作脱气剂。由于锰的脱氧不完全，钢液在锭模内产生碳氧反应（钢中的C和FeO起反应），不断有CO2气体逸出，呈现沸腾状态，故称沸腾钢。其缺点是:沸腾钢冷却快，好氧多、氮气体来不及逸出留在钢内，硫、磷有害杂质偏析较大，造成钢内组织和晶粒粗细不均匀。所以，沸腾钢的塑性、韧性和焊接能力较差，容易发生时效硬化和变脆。其优点是:沸腾钢冶炼时间短，所需脱氧剂少而且便宜，造价偏低。

镇静钢除采用锰脱氧外，还加入脱氧能力较强的硅，对有特殊要求的钢还要加入铝和钛进行补充脱氧。镇静钢的脱氧剂能够充分夺取钢液中的氧，脱氧完全（硅的脱氧能力是锰的5倍，铝的脱氧能力是锰的90倍）。由于脱氧还原过程产生很多热量，钢液冷却较慢，大量的气体可以逸出，浇注钢锭时钢液在钢模内平静上升，故称镇静钢。其优点是:钢内含氧、氮量和气孔极少，组织紧密晶粒均匀，屈服点、极限强度和冲击韧性比沸腾钢高，焊接能力与抗腐蚀性较好，不易发生冷脆现象。其缺点是:镇静钢冶炼时间较长，所用的脱氧剂较贵，钢的造价高。(www.xing528.com)

低合金钢由于脱氧完全均为镇静钢。

总之，钢材的冶炼缺陷主要有偏析、非金属夹杂、气孔、裂纹和分层等。偏析是钢中化学成分不一致和不均匀，特别是硫、磷偏析对钢的质量影响非常严重。非金属夹杂是钢中含有硫化物和氧化物杂质，使钢的结构不严密、不均匀。气孔是炼钢时CO2气体不能完全逸出所致。裂纹和分层主要是由于化学成分严重偏析和杂质集中存在，在轧制后的钢材中产生裂纹或分层。