钢中非金属夹杂物的金相鉴定

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1、钢中非金属夹杂物的金相鉴定杨桂荣王祖宽（河北理工学院冶金系）摘要论述了钢屮非金属夹杂物的來源，分布及对钢的质量的影响，利用它们在金相显微镜下的不同特征进行定件定量的检测刿定钢材质量。关键词钢夹杂物金和检验0引言111于现代工程技术的发展对钢的强度、韧性、加工性能等要求日趋严格，所以对钢铁材质要求也越來越高。非金属夹杂物作为独立相存在丁-钢中，彼坏了钢基本的连续性，使钢组织的不均匀性增大。因此钢中非金屈夹杂物的存在,对钢的性能产生强烈影响。根据非金属夹朵物的性质、形态、分布、尺寸及含量等因素的不同，对钢性能的影响也不同。

2、为了提高金屈材料的质暈，生产非金属夹杂物少的洁净钢，或控制非金属夹杂物性质和要求的形态，这是冶炼和铸锭过程中的一个艰巨任务。而对于金相分析工作者來说，如何正确判断和鉴定非金属夹杂物，是十分重要的。鉴别非金属夹杂物的工作首先是在金相显微镜下进行，利川明视场观察夹杂物的颜色、形态、大小和分布;在暗视场下观察夹杂物的固有色彩和透明度;在偏振光正交下观察夹杂物的各种光学性质,从而判断夹杂物的类型，根据夹杂物的分布情况及数屋评定和应的级别，评判其对钢材性能的影响。Q前检验、研究钢小非金属夹杂物的方法很多。有化学法、岩相法、金相法

3、、电了探针、电子扫描法等等。本文仅就用金相法检验钢4*非金属夹杂物作一些介绍。1钢中非金属夹杂物的来源分类1.1内生夹杂物它是金属在熔炼过程中，齐种物理化学反应形成的夹杂物。内生夹杂物一般來说分布比较均匀，颗粒也比较小。1.2外来夹杂物它是金属在熔炼过程中与外界物质接触发生作用产生的夹杂物。如炉料表面的砂土和炉衬等与金属液作用，形成熔渣而滞留在金屈中，其中也包括加入的熔剂。这类夹杂物-般的特征是外形不规则,尺寸比较人。2钢中非金属夹杂物按化学成分分类2.1氧化物系夹杂简单氧化物有FeO、Fe2O3、MnO.SiO2、A

4、12O3、MgO.Cu2O等。在铸钢屮，当用硅铁或铝进行脱氧时,SiO2和A12O3夹杂比较党见。A12O3在钢中常常以球形聚集呈葡萄状。在铝、镁合金中，夹杂主要是A12O3和MgO.复杂氧化物，包插尖晶石类夹杂物和各种钙的铝酸盐等，钙的铝酸盐如图1所示。硅酸盐夹杂也属于复杂氧化物夹杂。这类夹杂物［2］有2FeO・SiO2（铁硅酸盐）、2MnO・SiO2（镒硅酸盐）、CaO・SiO2（钙硅酸盐）等。这类夹杂物在钢的凝固过程中，由于冷却速度较快，某些液态的硅酸盐來不及结品，其全部或部分以玻璃态的形式保存于钢中，如图2所示

5、。2.2硫化物系夹杂主要是在钢及铁中产生的FcS、MnS、CdS等。由丁•低熔点的FeS易形成“热脆”，所以--般均要求钢中要含冇一定虽的Mn,使S与Mn形成熔点较高的MnS而消除FeS的危害。因此钢中硫化物夹杂主要是MnSo铸态钢中硫化物夹杂的形态通常分为三类：第一类形态为球形,这种夹杂物通常出现在川硅铁脱氧或脱氧不完全的钢中。第二类在金相下表现为排成链状的极细的针状夹杂，如图3所示。第三类呈块状，外形不规则，呈任意状分布,在过屋A1脱氧时出现。2.3氮化物夹杂当钢中加入与氮亲和力较大的元索时形成AIN、TiN、Zr

6、N、VN等氮化物。在出钢，浇铸过程屮钢流与空气接触，空气中的氮在钢中溶解使氮化物的数量显苦增加。如图4所示。图3硫化物夹杂图4氮化物夹杂3非金属夹杂物对钢质量的影响非金属夹杂物存在于钢中的数量虽然不多，但对钢及其产品的质量则起着极人的作用。硫化物夹杂造成钢的热脆性。在钢的冷态下，这些夹杂物影响其强度和延展性。某些硬的角状夹杂物明显降低钢材的断面收缩率。非金属夹杂物对钢的抗拉强度影响更大，优良的钢材破断时属塑性断裂，当钢中存在夹杂物偏析或夹杂物沿晶界分布时，其断裂往往起始丁-这些地方，从而使强度急剧降低。对于外来粗大夹杂

7、物，其影响也很大，在冷弯或抗拉试验时,试样通常出现折叠、翻皮、断口中出现人量球状颗粒白色夹杂物等缺陷，都是因操作不当导致大屋夹杂物残留钢中所致。4试样制备对鉴定夹杂物的影响试样制备的好坏，直接影响夹杂物的鉴别工作,如果利用普通金相试样的制备方法，可能引起大最的夹杂物剥落，或造成严重的“拖尾”现象和相界不清，对丁-准确地观察夹杂物的分布、大小和形状均受到很大的干扰。试样农面粗糙,能使各向异性夹杂物的各向异性效应变弱，英至于造成判断上的错谋，因此用于鉴别夹杂物观察的试样，必须精心制备，使其具冇较高的表血光洁度，并□夹杂物的

8、相界轮廓清晰,绝大多数夹杂物尚未剥落，没有“拖尾”现象存在。只有制备出这样的金相试样，才能准确地测定夹杂物的光学性质。5钢中非金属夹杂物在显微镜下的特征及鉴定5.1明视场下观察在明视场下是以观察夹杂物的形状、分布、变形行为、大小、数量、组织、反射本领及英色彩等项目來识別夹杂物的属类。5.2夹杂物的外形夹杂物的外形冇规则的几何形状，