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摘 要：随着当前我国钢铁工业的不断发展，促使钢业冶金技术为适应社会发展需求而出现明显进步，同时创新应用钢铁冶金技术在一定程度上对焊接冶金工艺产生的较大的影响，因此本文主要是分析钢铁冶金技术的进步应用，并对焊接冶金方面展开思索，旨在进一步推动钢铁冶金技术的创新应用，实现钢铁行业健康、持续发展。
关键词：钢铁;冶金技术;焊接冶金;相关思索
前言
在近年来，我国的钢铁冶金技术取得了较大的成就，在炼钢技术、轧钢技术、热处理技术以及微合金化技术中都有明显的进步，能够优化钢的组织类型和组织比例。同时在钢铁焊接冶金工艺中，需要充分考虑焊接熔池的保护以及净化，注重对焊缝金属晶粒细化等，确保钢铁冶金的效果和性能得到提升。
1 钢铁冶金技术的进步
1.1 炼钢技术的应用进步
现阶段我国钢铁工业中的冶炼、轧制以及热处理工艺基于现代化科学技术取得了较大的进步，如图1所示为钢铁冶金的工艺流程。在近年来炼钢工艺在发展中主要应用氧气顶吹炼钢、顶底复合吹炼转炉炼钢以及感应炉和电渣炉炼钢等。其中在电炉炼钢工艺中碱性电弧炉技术是主要的炼钢技术，其炉外精炼具有大幅提高钢质量、减少冶炼时间的优势。一般应用的技术方法有真空脱气脱氧法、真空循环脱气法、真空吹氧脱碳法等。真空脱气脱氧法即是在钢液冶炼完成之后，再进行脱氧处理;而真空循环脱气法则是促使钢液在真空、重力、吹氩等作用下进入到真空室内，然后再进行脱气处理;真空吹氧脱碳法则受在对不锈钢进行冶炼时，将碳含量降低到0.02%-0.08%的范围之内，此时铬不会被氧化，从而能够相对有效的将气体和杂质进行去除，保障钢的纯净程度[1]。在炼钢技术的实际应用过程中为了保障炉外精炼的技术效果，则需要对铁水进行一定的预处理，则是采取脱硫、脱硅和脱磷等工艺手段，提高钢的纯净程度，进一步提升冶炼钢铁的力学性能。
1.2 轧钢技术的应用进步
在钢铁冶炼技术中的轧钢工艺中进步比较明显的即是热控轧制技术，其是通过细化铁素体组织以及马氏体等低温相变组织等，充分提高钢铁的韧性和强度。由于热控轧制技术能够有效降低钢材内的碳含量以及其他合金成本，所以在很大程度上可以有效的改善钢的焊接性和接头力学性能。在应用热控轧制技术时，冶炼生产出的钢材类型包括有控制轧制钢、经过热控轧制处理后的加速冷却钢以及直接淬火钢等。加速冷却钢又被称作为水冷型的热控轧制钢，其是在普通轧钢进过高温加热后，在最短时间内进行轧制，其轧制温度在950℃以上。而热控轧制技术下的终止轧钢温度在800℃以下，主要是为避免奥氏体晶粒出现过度的粗大。而且热控轧制技术中的加速冷却工艺对钢的组织进行一定的改善，促使铁素体、贝氏体、珠光体以及马氏体等比例更加合理，充分提高钢的抗拉强度。所以当前阶段应用热控轧钢技术能够通过控制加热温度、轧制温度以及变形速率和终轧温度等等参数，可以将轧件的固态相变与塑性变形相结合， 能够得到良好的组织类型和较为细小的晶粒，保障钢的综合性能得到提升[2]。
1.3 热处理技术的应用进步
钢铁冶炼技术中传统的热处理方式即是正火、正火 + 回火、淬火 + 回火等，随着热处理技术的发展进步，在当前出现了两次淬火 + 回火的新技术。在应用过程中其可以提高钢铁的低温韧性，同时还能够有效的降低钢的屈强比。在应用两次淬火+ 回火的热处理技术时，通常第一次淬火与常规淬火相同，而第二次淬火则是从 Ac3点以下的两相区进行，能够获得细化后的合金成分。同时在回火工艺中，能够生成逆转奥氏体，将钢中所含有的碳、氮等有害元素进行吸收，进一步净化铁素体，可以提高钢的低温韧性[3]。另外一方面对于降低钢的屈强比来说，则是在两相区的温度区间内进行热处理，能够得到屈强比相对较低的调质钢。基于此，在热处理技术中，改变热处理方式以及保温时间、加热温度和冷却条件等，能够保障钢的组织类型和组织比例得到优化，促使钢的强度和韧性以及屈强比等性能符合相关标准。
1.4 微合金化技术的应用进步
在钢铁冶炼技术中改善钢的性能方面，还可以通过微合金技术来实现，则是微细析出物抑制形成的粗大奥氏体，在相变之后则能够生成较为细小的变态组织，从而可以尽量减少魏氏组织的产生。并且微细析出物还能够有效的抑制晶界上的相形核，在一定程度上则能够减少魏氏组织以及侧板条铁素体的形成。最后微细析出物能够在晶粒的内部促使相生核得到细小的组织，通过利用氧化物和氮化物或者是稀土硫化物等都能产生这种作用和效果。在现阶段随着微合金化技术的不断进步和发展应用，相关人员已经认识到非金属夹杂物和析出物能够对细化焊接热影响区组织产生影响，并且了解到非金属夹杂物以及析出物中，只有超细颗粒才能够对晶粒起到抑制作用。所以在当前钢铁冶炼技术中，不论是复合或者非复合存在的微细析出物、夹杂物等，都能够保障钢的韧性得到提高。
2 钢铁焊接冶金的相关思索
2.1 焊接熔池凈化
由于钢铁冶炼技术的不断进步，在焊接冶金工艺中则对焊接熔池的净化技术提出了较高的要求。而且焊缝中的氧含量越低，则能够保障有越高的韧性。但是采用焊条电弧焊以及埋弧焊等方式时，往往氧含量都相对较高，因此一般采用高碱度渣系来降低焊缝的含氧量，即是提高碱度来减少硫和氧的含量，充分提高韧性。但是也并非是将氧含量全部去除，其在一定程度上，可以形成比较弥散的夹杂物，能够生成有利的针状铁素体组织，是提高钢韧性的重要措施之一。因此在对焊接过程进行熔池净化，能够改良焊缝的性能，提高钢铁焊接冶金的质量。
2.2 焊缝金属晶粒细化
对于热控轧制钢来说，其钢材组织与普通钢材有所不同，在铸造时其焊缝金属在凝固之后，通常会形成柱状晶组织。在此基础上对焊缝金属晶粒的细化则要细化柱状晶。即是先要减少柱状晶区的范围，通过相对较低的热输入来改善柱状晶的尺寸和存在形态，同时也可以降低焊接电流以及在熔池内加入一些合金元素等，能够发挥变质处理的功能，对一次结晶组织进行有效的细化。另外也可以可利用多道焊技术，促使柱状晶区内的部分发生重结晶，能够尽可能的减少柱状晶区的比例，实现焊缝金属晶粒的细化。
结束语
综上所述，自进入21世纪以来，我国的钢铁冶金技术开始进入到高速发展阶段，在钢铁冶金以及焊接冶金工艺中取得了很大的突破和进步， 比如炉外精炼技术以及铁水预处理技术和热控轧制技术、微合金化技术等，在自动化、信息化手段的支持下，极大的提高了工艺实施效率，缩短了生产时间，并且能够有效的去除有害杂质。同时在实施焊接工艺时，要注重焊接熔池净化和焊缝金属晶粒细化，从而加强钢的强度等，进一步提高钢铁产品质量。
参考文献：
[1] 李淑清.钢铁冶金流程节能实现及相关技术研究[J].科学技术创新，2019（27）：176-177.
[2] 王丙兴，朱伏先，王超，娄号南，王昭东，王国栋.氧化物冶金在大线能量焊接用钢中的应用[J].钢铁，2019，54（09）：12-21.
[3] 冯伟，杨占利，魏涛，张善宝，徐锴，吕燕青，李东.冶金双金属复合管焊接技术的开发及应用[J].焊管，2018，41（05）：33-37.
作者简介：
龚平，（1980.09-）男，湖北浠水人，武汉钢铁有限公司机械工程师;研究方向：冶金设备检修焊接方向
关键词：钢铁;冶金技术;焊接冶金;相关思索
前言
在近年来，我国的钢铁冶金技术取得了较大的成就，在炼钢技术、轧钢技术、热处理技术以及微合金化技术中都有明显的进步，能够优化钢的组织类型和组织比例。同时在钢铁焊接冶金工艺中，需要充分考虑焊接熔池的保护以及净化，注重对焊缝金属晶粒细化等，确保钢铁冶金的效果和性能得到提升。
1 钢铁冶金技术的进步
1.1 炼钢技术的应用进步
现阶段我国钢铁工业中的冶炼、轧制以及热处理工艺基于现代化科学技术取得了较大的进步，如图1所示为钢铁冶金的工艺流程。在近年来炼钢工艺在发展中主要应用氧气顶吹炼钢、顶底复合吹炼转炉炼钢以及感应炉和电渣炉炼钢等。其中在电炉炼钢工艺中碱性电弧炉技术是主要的炼钢技术，其炉外精炼具有大幅提高钢质量、减少冶炼时间的优势。一般应用的技术方法有真空脱气脱氧法、真空循环脱气法、真空吹氧脱碳法等。真空脱气脱氧法即是在钢液冶炼完成之后，再进行脱氧处理;而真空循环脱气法则是促使钢液在真空、重力、吹氩等作用下进入到真空室内，然后再进行脱气处理;真空吹氧脱碳法则受在对不锈钢进行冶炼时，将碳含量降低到0.02%-0.08%的范围之内，此时铬不会被氧化，从而能够相对有效的将气体和杂质进行去除，保障钢的纯净程度[1]。在炼钢技术的实际应用过程中为了保障炉外精炼的技术效果，则需要对铁水进行一定的预处理，则是采取脱硫、脱硅和脱磷等工艺手段，提高钢的纯净程度，进一步提升冶炼钢铁的力学性能。
1.2 轧钢技术的应用进步
在钢铁冶炼技术中的轧钢工艺中进步比较明显的即是热控轧制技术，其是通过细化铁素体组织以及马氏体等低温相变组织等，充分提高钢铁的韧性和强度。由于热控轧制技术能够有效降低钢材内的碳含量以及其他合金成本，所以在很大程度上可以有效的改善钢的焊接性和接头力学性能。在应用热控轧制技术时，冶炼生产出的钢材类型包括有控制轧制钢、经过热控轧制处理后的加速冷却钢以及直接淬火钢等。加速冷却钢又被称作为水冷型的热控轧制钢，其是在普通轧钢进过高温加热后，在最短时间内进行轧制，其轧制温度在950℃以上。而热控轧制技术下的终止轧钢温度在800℃以下，主要是为避免奥氏体晶粒出现过度的粗大。而且热控轧制技术中的加速冷却工艺对钢的组织进行一定的改善，促使铁素体、贝氏体、珠光体以及马氏体等比例更加合理，充分提高钢的抗拉强度。所以当前阶段应用热控轧钢技术能够通过控制加热温度、轧制温度以及变形速率和终轧温度等等参数，可以将轧件的固态相变与塑性变形相结合， 能够得到良好的组织类型和较为细小的晶粒，保障钢的综合性能得到提升[2]。
1.3 热处理技术的应用进步
钢铁冶炼技术中传统的热处理方式即是正火、正火 + 回火、淬火 + 回火等，随着热处理技术的发展进步，在当前出现了两次淬火 + 回火的新技术。在应用过程中其可以提高钢铁的低温韧性，同时还能够有效的降低钢的屈强比。在应用两次淬火+ 回火的热处理技术时，通常第一次淬火与常规淬火相同，而第二次淬火则是从 Ac3点以下的两相区进行，能够获得细化后的合金成分。同时在回火工艺中，能够生成逆转奥氏体，将钢中所含有的碳、氮等有害元素进行吸收，进一步净化铁素体，可以提高钢的低温韧性[3]。另外一方面对于降低钢的屈强比来说，则是在两相区的温度区间内进行热处理，能够得到屈强比相对较低的调质钢。基于此，在热处理技术中，改变热处理方式以及保温时间、加热温度和冷却条件等，能够保障钢的组织类型和组织比例得到优化，促使钢的强度和韧性以及屈强比等性能符合相关标准。
1.4 微合金化技术的应用进步
在钢铁冶炼技术中改善钢的性能方面，还可以通过微合金技术来实现，则是微细析出物抑制形成的粗大奥氏体，在相变之后则能够生成较为细小的变态组织，从而可以尽量减少魏氏组织的产生。并且微细析出物还能够有效的抑制晶界上的相形核，在一定程度上则能够减少魏氏组织以及侧板条铁素体的形成。最后微细析出物能够在晶粒的内部促使相生核得到细小的组织，通过利用氧化物和氮化物或者是稀土硫化物等都能产生这种作用和效果。在现阶段随着微合金化技术的不断进步和发展应用，相关人员已经认识到非金属夹杂物和析出物能够对细化焊接热影响区组织产生影响，并且了解到非金属夹杂物以及析出物中，只有超细颗粒才能够对晶粒起到抑制作用。所以在当前钢铁冶炼技术中，不论是复合或者非复合存在的微细析出物、夹杂物等，都能够保障钢的韧性得到提高。
2 钢铁焊接冶金的相关思索
2.1 焊接熔池凈化
由于钢铁冶炼技术的不断进步，在焊接冶金工艺中则对焊接熔池的净化技术提出了较高的要求。而且焊缝中的氧含量越低，则能够保障有越高的韧性。但是采用焊条电弧焊以及埋弧焊等方式时，往往氧含量都相对较高，因此一般采用高碱度渣系来降低焊缝的含氧量，即是提高碱度来减少硫和氧的含量，充分提高韧性。但是也并非是将氧含量全部去除，其在一定程度上，可以形成比较弥散的夹杂物，能够生成有利的针状铁素体组织，是提高钢韧性的重要措施之一。因此在对焊接过程进行熔池净化，能够改良焊缝的性能，提高钢铁焊接冶金的质量。
2.2 焊缝金属晶粒细化
对于热控轧制钢来说，其钢材组织与普通钢材有所不同，在铸造时其焊缝金属在凝固之后，通常会形成柱状晶组织。在此基础上对焊缝金属晶粒的细化则要细化柱状晶。即是先要减少柱状晶区的范围，通过相对较低的热输入来改善柱状晶的尺寸和存在形态，同时也可以降低焊接电流以及在熔池内加入一些合金元素等，能够发挥变质处理的功能，对一次结晶组织进行有效的细化。另外也可以可利用多道焊技术，促使柱状晶区内的部分发生重结晶，能够尽可能的减少柱状晶区的比例，实现焊缝金属晶粒的细化。
结束语
综上所述，自进入21世纪以来，我国的钢铁冶金技术开始进入到高速发展阶段，在钢铁冶金以及焊接冶金工艺中取得了很大的突破和进步， 比如炉外精炼技术以及铁水预处理技术和热控轧制技术、微合金化技术等，在自动化、信息化手段的支持下，极大的提高了工艺实施效率，缩短了生产时间，并且能够有效的去除有害杂质。同时在实施焊接工艺时，要注重焊接熔池净化和焊缝金属晶粒细化，从而加强钢的强度等，进一步提高钢铁产品质量。
参考文献：
[1] 李淑清.钢铁冶金流程节能实现及相关技术研究[J].科学技术创新，2019（27）：176-177.
[2] 王丙兴，朱伏先，王超，娄号南，王昭东，王国栋.氧化物冶金在大线能量焊接用钢中的应用[J].钢铁，2019，54（09）：12-21.
[3] 冯伟，杨占利，魏涛，张善宝，徐锴，吕燕青，李东.冶金双金属复合管焊接技术的开发及应用[J].焊管，2018，41（05）：33-37.
作者简介：
龚平，（1980.09-）男，湖北浠水人，武汉钢铁有限公司机械工程师;研究方向：冶金设备检修焊接方向