非金属夹渣物对钢制零件产品质量的影响
非金属夹杂物
知识创造未来
非金属夹杂物
非金属夹杂物是指在金属材料中含有的非金属物质。
这些夹杂物可
能是由金属制造过程中掺入的，也可能是在金属材料使用过程中产
生的。
非金属夹杂物的存在可能会对金属材料的性能产生一定影响。
例如，一些非金属夹杂物可能会降低金属材料的强度、硬度和延展性，甚
至可能引起脆性断裂。
此外，非金属夹杂物还可能影响金属材料的
耐腐蚀性能和疲劳寿命。
为了降低非金属夹杂物对金属材料性能的影响，通常采取以下措施：
1. 优化制造工艺，减少夹杂物的产生。
2. 使用高纯度的金属原料，减少夹杂物的含量。
3. 进行热处理，以促进夹杂物的析出和沉淀。
4. 加入特定的合金元素，改变夹杂物的性质和行为。
5. 采用合适的清洁和保护措施，以防止夹杂物的生成和对金属材料
的损害。
总之，非金属夹杂物对金属材料的性能具有一定的影响，需要通过
优化材料和工艺来降低其对金属材料性能的影响。
1。
钢中非金属夹杂对质量的影响及控制措施
1) 液体钢的脱氧产物; 2) 钢液从浇注温度冷却到凝固温度过程中，由
于温度的降低使溶液中溶质的溶解度降低，
即钢水温度的变化使反应平衡移动，重新析 出脱氧产物;
3) 钢液冷凝时发生溶质树枝形偏析所析出的脱 氧产物;
4) 固相线温度以下钢继续冷却或者由于相变的
缘故，引起的夹杂物重新析出。
1.2
1.5
按化学成分分类
FeS、MnS
A类夹杂：硫化物
B类夹杂: 氧化铝、氧化铁 Al2O3+FeO C类夹杂：硅酸盐、氮化物 2MnO.SiO2 TiN、BN、NbN等 D类夹杂：球状氧化物类 小型氧化物 FeO、MnO、TiO2等
Ds类夹杂：单个大型球状氧化物类
1.6
钢中夹杂物的形貌
25
2.2夹杂物的检测
1.钢材出厂检验：
• • • ASTM标准（A、B、C、D、Ds类夹杂物）； 用户标准（SKF、米其林、贝卡尔特等）； 分析检验手段：光学显微镜。
2.科学研究：
• • 光学显微镜； 扫描电镜（+EDS）；
•
• •
投射电镜（+EPMA、EDS）；
图像分析； PDA（Pulse Distribution Analysis）。
炼钢钢坯
氧化铝+硫化钙
氧化铝
15102486N
氧化铁 视场50X
硫化钙
氧化铝
轧钢钢板
氮化物
2、非金属夹杂物对性能影响
使用性能的影响： 1、疲劳性能↓ 2、冲击韧性↓ 塑性↓ 3、耐腐蚀性↓
对工艺性能的影响： 1 、对锻造和冷加工、淬火加热和焊接过程 易开裂。 2 、轧制后表面质量以及磨削后零件表面粗 糙度降低。
钢中非金属夹杂对质量的影响及控制措施解析
- 强化内生类夹杂物去除效果； - 严格“杜绝”二次氧化； - 对夹杂物成分、尺寸、分布、性能的控制。
2. 开发新工艺，降低成本，提高对夹杂物控制效率：
- 缩短或取消LF精炼； - 强化LF、VD、RH精炼； - 针对不同类型钢材，对夹杂物实行“重点控制”。
发生交互反应是一种普遍现象； ⑵脱氧的钢液与卷入的炉渣 (包括保护渣)或耐火材料接触时，
总会或多或少地起反应，因此仍保持原来的内生或外来夹杂 物的成分和结构是不多见的;
★
1.4 按夹杂物尺寸分类
1) 亚显微夹杂，粒径＜lμm。在纯净钢中亚显微夹杂包括氮 化物、硫化物和氧化物，总数约为1011个/cm3，其中氧化物 夹杂个数约占108/cm3。一般认为这种微小氧化物对钢质(除 硅钢片外)多半无害，对它在钢中的作用，目前研究得不够。
夹杂物对钢板冲击的影响
当夹杂物颗粒比较大（＞5０μｍ），特别是夹 杂物含量较多、尺寸较大时，明显降低钢的冲击。 且冲击功曾几何状下降，尤其冲击断口出现夹渣时， 冲击值几乎为个位数。主要原因是夹杂物阻碍了冲 击的扩展功能量的释放。
夹杂物对钢板厚拉（Z向）的影响
当厚拉断口出现夹杂物含量较多、尺寸较大时， 明显降低钢的Z向性能，性能几乎为个位数。尤其 是硫化物夹杂和氧化铝夹杂，破坏钢板基体组织的 连续性，厚度方向被该类别夹杂物穿晶破坏。
1.5 按化学成分分类
A类夹杂：硫化物 FeS、MnS B类夹杂: 氧化铝、氧化铁 Al2O3+FeO C类夹杂：硅酸盐、氮化物 2MnO.SiO2 TiN、BN、NbN等 D类夹杂：球状氧化物类 小型氧化物 FeO、MnO、TiO2等 Ds类夹杂：单个大型球状氧化物类
钢中非金属夹杂物及其危害
专题钢中非金属夹杂物及其危害姓名（西安建筑科技大学，陕西西安，710055）摘要:对钢中非金属夹杂物按来源和化学成分进行分类，讨论它产生的原因及其对钢的危害和钢性能的影响，最后简述降低钢中非金属夹杂物的措施。
关键词: 钢；非金属夹杂物；分类；危害Non-metallic Inclusions in Steel and its Hazards.English name(Xi'an University of Architecture and Technology, Xi'anShanxi , 710055)Abstract: The non-metallic inclusions in steel is classified by source and the chemical composition is presented in this paper. The course of its production ,the hazards of it to steel and its effect to the quality of the steel are described in this paper.At last,the measure of reducing the non-metallic inclusions in steel is evaluated.Key words: steel; non-metallic inclusions; classification; hazards0 前言钢中非金属夹杂物是指钢中不具有金属性质的氧化物、硫化物、硅酸盐和氮化物。
它们是钢在冶炼过程中由于脱氧剂的加入形成氧化物、硅酸盐和钢在凝固过程中由于某些元素(如硫、氮) 溶解度下降而形成的硫化物、氮化物, 这些夹杂物来不及排出而留在钢中。
外来夹杂物是炉渣或耐火材料或其它夹杂在钢液凝固过程中未及时浮出而残留于钢中。
钢中的非金属夹杂物
什么是非金属夹杂？钢中非金属夹杂物，如氧化物、硫化物、硅酸盐、氮化物等一般都呈独立相存在，主要是由炼钢中的脱氧产物和钢凝固时由于一系列物化反应所形成的各种夹杂物组成。
非金属夹杂的影响非金属夹杂物的存在，破坏了钢基体的连续性，使钢组织的不均匀性增大。
一般来说钢中非金属夹杂物，对钢的性能产生不良影响，如降低钢的塑性、韧性和疲劳性能，使钢的冷热加工性能乃至某些物理性能变坏等。
因此评定钢中夹杂物类别、级别对保证钢材质量十分重要。
分类按夹杂物的化学成分：氧化物、硫化物及氮化物。
根据夹杂物的可塑性：塑性夹杂物、脆性夹杂物、不变形夹杂物及半塑性夹杂物。
● 塑性夹杂物钢中塑性夹杂物在钢经受加工变形时具有良好塑性，沿着钢的流变方向延伸成条带状。
● 脆性夹杂物指那些不具有塑性的简单氧化物和复杂氧化物以及氮化物。
●不变形夹杂物这类夹杂物在铸态的钢中呈球状，而在钢凝固并经形变加工后，夹杂物保持球形不变。
● 半塑性夹杂物指各种多相的铝硅酸盐夹杂物。
其中作为基底的夹杂物（铝硅酸盐玻璃）一般当钢在热加工时具有塑性，但是在这基底上分布的析出相晶体（如Al2O3、尖晶石类氧化物）的塑性很差。
钢经热变形后，塑性夹杂物相（基底）随钢变形而延伸，但脆性的夹杂物相不变形，仍保持原来形状，只是彼此之间的距离被拉长。
按夹杂物的来源：内生夹杂物、外来夹杂物。
● 内生夹杂物在钢的熔炼、凝固过程中，脱氧、脱硫产物，以及随温度下降，S、O、N等杂质元素的溶解度下降，于是这些不溶解的杂质元素就形成非金属化合物在钢中沉淀析出，最后留在钢锭中。
内生夹杂物分布相对均匀，颗粒一般比较细小。
可以通过合理的熔炼工艺来控制其数量、分布和大小等，但一般来讲内生夹杂物总是存在的。
● 外来夹杂物炉衬耐火材料或炉渣等在钢的冶炼、出钢、浇铸过程中进入钢中来不及上浮而滞留在钢中称为外来夹杂物。
其特征是：外形不规则、尺寸比较大，偶尔在这里或在那里出现，正确的操作可以避免或减少钢中外来夹杂物的入侵。
关于钢中非金属夹杂物及有害(2)
各种夹杂物的线膨胀系数（0～800℃）
夹杂物类型 钢基体 硫化物 成分 MnS CaS CaO(Al2O3)6 CaO(Al2O3)2 CaO(Al2O3) 12CaO 7(Al2O3) CaO3(Al2O3) MgO· Al2O3 MnO·Al2O3 FeO·Al2O3 Al2O3 Cr2O3 （Al2O3)2· (SiO2)2 (MnO)2· (Al2O3)2· (SiO2)2 TiN MnO MgO CaO FeO Fe2O3 热膨胀系数 泊松比 12.5 0.29 18.1 0.3 14.7 8.8 5 0.23 6.6 7.6 10.1 8.4 0.26 8 0.25 7 5 0.24 2 9.4 0.192 14.1 0.306 13.5 0.178 13.5 0.21 14.2 12.3 -
硫含量对钢断面收缩率的影响
磷对钢性能的影响
• 钢中磷可以增加钢的强度和硬度、提高抗大气腐蚀能力、改善 切削加工性能、增加钢的脆性、改善钢的流动性等作用，故在 生产低碳镀锡薄板钢、耐蚀钢、易切削钢、炮弹钢及离心铸造 用钢的时候适当增加钢中的磷含量。但是对于绝大多数钢种， 特别是特殊钢来说，磷是有害的元素。 • 磷对钢的危害主要表现为使钢产生“冷脆”现象。实验发现， 随着钢中磷含量的增加，钢的塑性和韧性降低，使钢的脆性增 加，由于低温时脆性增加更为严重，所以称为“冷脆”。 • 造成“冷脆”现象的原因是，磷能显著扩大固液相之间的两相 区，使磷在钢液凝固结晶时偏析很大，先结晶的等轴晶中磷含 量较低，而大量的磷在最后凝固的晶界处以Fe2P析出，形成高 磷脆性夹层，使钢的塑性和冲击韧性大大降低。 • 磷是“易偏析元素”，磷的存在影响钢成分的均匀性，从而影 响钢性能的均匀性。
钢的非金属夹杂物
钢的非金属夹杂物
钢的非金属夹杂物主要有氧化物、硅、磷、硫等。
1. 氧化物：钢材在高温下容易与氧气发生反应生成氧化物，主要有铝氧化物、铁氧化物、锰氧化物等。
氧化物夹杂物会降低钢材的强度和塑性，并且容易形成脆性氧化皮。
2. 硅：硅是钢材中常见的非金属夹杂物，主要来自原料和炼钢过程中的硅铁等添加剂。
硅夹杂物对钢的机械性能有较大影响，高硅含量会降低钢材的强度和韧性。
3. 磷：磷是钢材中的有害非金属夹杂物，容易导致钢的冷脆性增加，特别是在低温下会引起钢材的脆性断裂。
因此，钢材中磷含量的控制非常重要。
4. 硫：硫是钢材中常见的非金属夹杂物，主要来自原料和炼钢过程中的硫铁等添加剂。
高硫含量会降低钢的冷加工性能和焊接性能，还容易引起钢的脆性断裂。
为了降低非金属夹杂物对钢材性能的影响，炼钢过程中会采取适当的工艺措施和添加剂，如进行脱氧、脱硫等处理，以提高钢材的质量和性能。
非金属夹杂物分类及影响
钢中非金属夹杂物分类由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来越高。
非金属夹杂物作为独立相存在于钢中,破坏了钢基本的连续性,使钢组织的不均匀性增大。
因此钢中非金属夹杂物的存在,对钢的性能产生强烈影响。
根据非金属夹杂物的性质、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。
为了提高金属材料的质量,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来说,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,利用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量评定相应的级别,评判其对钢材性能的影响。
目前检验、研究钢中非金属夹杂物的方法很多。
有化学法、岩相法、金相法、电子探针、电子扫描法等等。
本文仅就用金相法检验钢中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,各种物理化学反应形成的夹杂物。
内生夹杂物一般来说分布比较均匀,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属中,其中也包括加入的熔剂。
这类夹杂物一般的特征是外形不规则,尺寸比较大。
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、Al2O3、MgO、Cu2O等。
在铸钢中,当用硅铁或铝进行脱氧时,SiO2和Al2O3夹杂比较党见。
Al2O3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Al2O3和MgO。
复杂氧化物,包括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。
常存杂质对钢性能的影响
常存杂质对钢性能的影响实际使用的钢中，除了含有铁、碳与合金元素外，在冶炼过程中，不可避免地要带入一些杂质（如锰、硅、硫、磷、非金属类杂质以及某些气体，如氮、氢、氧等）。
这些杂质对钢的质量有很大的影响。
1．锰锰在钢中作为杂质存在时，一般均小于0.8%。
它来自作为炼钢原料的生铁及脱氧剂锰铁。
锰有很好的脱氧能力，还能与硫形成mns,以消除硫的有害作用。
这些反应产物大部分进入炉渣而被除去，小部分残留于钢中成为非金属夹杂物。
此外，在室温下锰能溶于铁素体，对钢有一定强化作用。
锰也能溶于渗碳体中，形成合金渗碳体。
但锰作为少量杂质存在时，它对钢的性能影响不显著。
2．硅硅在钢中作为杂质存在时，一般均小于0.4%,它也来自生铁与脱氧剂。
在室温下硅能溶于铁素体，对钢有一定的强化作用。
但硅作为少量杂质存在时，它对钢的性能影响也不显著。
3．硫硫是由生铁及燃料带入钢中的杂质。
在固态下，硫在铁中的溶解度极小，而是以fes的形态存在于钢中。
由于fes 的塑性差，使含硫较多的钢脆性较大。
更严重的是，fes与fe可形成低熔点（985℃）的共晶体，分布在奥氏体的晶界上。
当钢加热到约1200℃进行热压力加工时，晶界上的共晶体已溶化，晶粒间结合被破坏，使钢材在加工过程中沿晶界开裂，这种现象称为热脆性。
为了消除硫的有害作用，必须增加钢中含锰量。
锰与硫优先形成高熔点（1620℃）的硫化锰，并呈粒状分布在晶粒内，它在高温下具有一定塑造性，从而避免了热脆性。
硫化物是非金属夹杂物，会降低钢的机械性能，并在轧制过程中形成热加工纤维组织。
因此，通常情况下，硫是有害的杂质。
在钢中要严格限制硫的含量。
但含硫量较多的钢，可形成较多的mns，在切削加工中，mns能起断屑作用，可改善钢的切削加工性，这是硫有利的一面。
1．磷磷由生铁带入钢中，在一般情况下，钢中的磷能全部溶于铁素体中。
磷有强烈的固溶强化作用，使钢的强度、硬度增加，但塑性、韧性则显著降低。
这种脆化现象在低温时更为严重，故称为冷脆。
夹杂物对钢性能的影响
夹杂物对钢性能的影响1．概要1.1 钢中非金属夹杂物的来源钢铁冶炼是一个非常复杂的物理化学过程。
随着冶炼技术的不断进步，钢的品质得到不断提升。
但是，不管采用何种先进的冶炼技术，钢中总还是不可避免地存在或多或少的非金属夹杂物，其来源大致为以下几方面：①脱氧、脱硫产物，特别是一些比重大的产物没有来得及排除。
②随着钢液温度的降低，S、O、N等杂质元素的溶解度下降，于是这些不溶解的杂质元素就呈非金属化合物在钢中沉淀。
③带入钢液中的炉渣或耐火材料。
④钢铁被大气氧化所形成的氧化物。
通常将前两类夹杂物称为内生夹杂物，后两类夹杂物称为外来夹杂物。
内生夹杂物的类型和组成取决于冶炼的脱氧工艺和钢的成分，尤其是与S、O、N亲和力强的元素含量，如Al、B、Mn、稀土、Ca等。
而与S、O、N亲和力弱的元素，如Ni、Co等，即使它们含量变化很大，对夹杂物也不产生明显影响。
外来夹杂物系偶然生成，通常颗粒大，呈多角形，为成分复杂的化合物，分布也没有规律。
在钢中的含量通常只占夹杂物总量的很小一部分，而且往往是难以确定的。
1.2 夹杂物对钢性能的影响钢中非金属夹杂物的存在通常被认为是有害的。
主要表现对钢的强度、延性、韧性、疲劳等诸方面的影响。
所以冶炼中应采取各种技术措施，尽可能降低其含量，并科学地调节夹杂物的类型、分布、形态等，使其对钢的性能的影响降低到最低限度。
①夹杂物类别的影响铝镇静钢在连铸时，高熔点的Al2O3夹杂物易粘在中间包的水口上面影响浇铸，可通过改变脱氧工艺使钢液中固态的Al2O3夹杂物变为液态的铝酸钙，就可以避免夹杂物在水口上面的粘结。
②夹杂物颗粒大小及分布的影响大而集中的夹杂物对钢的性能很有害，而分布弥散和细小颗粒的夹杂物，不仅其危害能消除，有时还有改善钢的性能的作用。
例如在室温下，Al2O3颗粒超过1μm时，钢的屈服强度和抗张强度降低，但当夹杂物颗粒小于0.3μm时，屈服强度和抗张强度都将提高。
钢液中有同等量的氧、硫含量时，对小型铸件，由于冷却速度快，夹杂物的颗粒小，分布均匀，对铸件的性能几乎不产生影响。
非金属夹杂物在钢铁材料中的控制与影响
非金属夹杂物在钢铁材料中的控制与影响一、引言钢铁是工业和建筑行业的基本材料，因其具有高强度、高韧性、耐腐蚀性和可再生性等优良性能而被广泛应用。
然而，在钢铁制造过程中，夹杂物作为一种不可避免的缺陷，会影响到钢铁的性能和使用寿命，特别是非金属夹杂物。
因此，在钢铁制造过程中，控制和减少非金属夹杂物的含量是一项极为重要的任务。
二、非金属夹杂物及其对钢铁的影响非金属夹杂物是指在钢铁中存在的各种非金属物质，包括氧化物、硫化物、氮化物、碳化物、磷酸盐等。
它们以不同形式存在于钢铁中，如块状、顶状、细球状等，可以对钢铁的性能产生多种影响。
1.机械性能的影响非金属夹杂物对钢铁的机械性能影响的主要表现是降低钢铁的韧性和强度。
当非金属夹杂物的大小和数量达到一定程度时，会对钢铁的塑性和韧性产生显著的负面影响。
2.腐蚀性能的影响非金属夹杂物也会降低钢铁的耐蚀性。
夹杂物与钢铁材料的组成不相同，容易引起钢铁中的局部电位偏移，形成小电池，进而引起钢铁表面的腐蚀和锈蚀。
3.物理性能的影响非金属夹杂物还会对钢铁的物理性能产生影响。
如氧化物夹杂物会降低钢铁的热传导性能和热稳定性能；硫化物夹杂物会导致钢铁的硬化和裂纹等。
三、非金属夹杂物的来源非金属夹杂物主要来源于以下几个方面：1.原材料钢铁制造的原材料中可能会含有各种非金属夹杂物，如氧化物、硫化物、氮化物、碳化物等。
2.生产工艺生产工艺中的加热、冷却、搅拌等过程中容易产生氧化物、硫化物、氮化物等夹杂物。
3.包覆材料包覆材料中的灰尘、毛发、砂石等也可能成为非金属夹杂物的来源。
四、非金属夹杂物的控制钢铁制造中，控制和减少非金属夹杂物的含量是一项极为重要的任务。
下面介绍几种常用的非金属夹杂物控制方法：1.优化原材料正确选择和处理原材料能够有效地控制夹杂物的含量。
如选用低氧含量的铁粉、石墨、硅铁等原材料，可降低氧化物含量。
2.改进制造工艺改进制造工艺是控制夹杂物的重要措施之一。
如优化加热和冷却过程，可减少氧化物、氮化物即其他夹杂物的产生。
夹杂物对钢材性能与生产顺行的影响
夹杂物对钢材性能与生产顺行的影响夹杂物是指在钢材中存在的一些异物，如氧化皮、氧化物、硫化物、夹杂气泡等。
这些夹杂物的存在会对钢材的性能和生产顺行产生一定的影响。
首先，夹杂物会对钢材的力学性能产生直接影响。
夹杂物的存在会降低钢材的强度和韧性，使其易于断裂。
夹杂物会导致钢材中的应力集中，从而加剧断裂的可能性。
此外，夹杂物还会影响钢材的延展性和可塑性，降低其变形能力和工艺性能。
这些力学性能的下降将直接影响钢材在使用过程中的可靠性和安全性。
其次，夹杂物会对钢材的腐蚀性能产生影响。
夹杂物的存在会破坏钢材表面的连续性，使钢材易于发生腐蚀。
特别是一些有害的夹杂物，如硫化物和氧化物，会加速钢材的腐蚀速度，缩短其使用寿命。
由于腐蚀会使钢材的断裂和损坏，因此夹杂物的存在对钢材的使用性能和耐久性有着重要的影响。
此外，夹杂物还对钢材的加工性能产生影响。
夹杂物会影响钢材的切削性能和焊接性能。
在切削过程中，夹杂物会导致切削刀具磨损加剧和加工表面粗糙度增加。
在焊接过程中，夹杂物容易成为焊接缺陷的起始点，导致焊接接头的质量下降。
因此，夹杂物的存在会影响钢材的加工效率和产品质量。
此外，夹杂物还会对钢材的热处理和热加工过程产生影响。
夹杂物的存在会干扰钢材的晶粒长大和相变行为，从而降低热处理的效果。
在热加工过程中，夹杂物会导致钢材易于开裂，影响产品的成形性和综合性能。
为了降低夹杂物对钢材性能和生产顺行的影响，可以采取以下措施：1.优化原料选择和质量控制，尽量避免夹杂物的产生。
2.加强钢材的清洁工艺，清除钢材表面的夹杂物。
3.通过合理的热处理工艺，尽可能使夹杂物迁移到钢材的边缘，减少对钢材性能的影响。
4.加强钢材的保护措施，减少钢材在储存和运输过程中的受污染风险。
5.加强钢材的检测技术，及时发现和排除含有夹杂物的钢材。
总之，夹杂物对钢材的性能和生产顺行有着重要的影响。
了解和控制夹杂物的存在对于提高钢材的性能和质量，确保钢材的安全可靠使用具有重要的意义。
精炼渣对高锰钢中非金属夹杂物的影响
精炼渣对高锰钢中非金属夹杂物的影响摘要：在实验室条件下，对于高锰钢冶炼过程中AOD工位的工作过程进行模拟，选择五元渣系并使用硅铁进行脱氧来对高锰钢冶炼过程中存在夹杂物对于冶炼过程的影响进行探索，发现随着精炼渣碱度的提高，高锰钢当中全氧含量降低的同时夹杂物的平均半径总面积以及总数都有所降低。
关键字：精炼渣；高锰钢；不锈钢1 前言高锰钢是指锰含量在百分之十以上的合金钢，经过固溶处理之后的高锰钢一般都存在一些碳化物尚未溶解，如果质量合格则可用。
但是这些非金属夹杂物依然会对钢的性质产生影响，因而需要加强有关的控制过程。
文章分析了精炼渣对于刚锰钢当中夹杂物总数合半径等的影响。
2 高锰钢中精炼渣的影响方式2.1 氧化脱碳高锰钢中非金属夹杂物的危害很大，它不仅降低锕的强度、塑性、韧性和耐磨性，而且导致铸件裂纹报废，降低成品率。
高锰锕铸件是山东铝业公司恒成机械制造厂主导产品之一，已有３０多年生产历史。
近３年多来，在生产实践中不断改进工艺井严格执行工艺规程，明显降低了钢中非金属夹杂物含量，提高了锕的机械性能氧化期，脱碳反应的作用之一是去除钢中非金属夹杂物。
在现有的炉衬条件下，脱碳量必须控制在一定范围，才能有利于降低钢中非金属夹杂物。
脱碳量过小，炉料带入的大量夹杂被留在钢液中，导致钢中夹杂物含量偏高。
脱碳量过大时，由于延长了氧化期，钢水温度过高，使得炉底．炉坡镁砂泛起，造成ＭｇＯ等各种氧化物进入钢液，冶炼过程中不能完垒排出，留在钢液中，增加了钢中夹杂物。
１９９５年对生产进行统计分析。
得出钢中夹杂物与脱碳量的关系。
适宜的脱碳量应控制在０．２～０．５，最好是０．２％～０．３。
新工艺强化配料工作，必要时氧化中期进行喷粉增碳，以保证高温氧化脱碳量。
2.2 预脱氧在扒除氧化渣后对钢水进行沉淀预脱氧．可防止台金化的锰铁加入熔池后大量氧化，使钢中ＭｎＯ夹杂物含量增加，而ＭｎＯ夹杂在钢液中几乎是无限溶解的，更增加了排除的困难。
采用了３种脱氧剂进行预脱氧试验。
钢中非金属夹杂物对质量的影响及控制技术
钢中非金属夹杂物对质量的影响及控制技术夹杂物概念及分类1内生夹杂物钢在冶炼过程中，脱氧反应会产生氧化物等产物，若这些产物在钢液凝固前未浮出，将留在钢中；Mn+FeO → Fe+MnOSi+2FeO → SiO2+2Fe2Al+3FeO → 3Fe+Al2O3Ti+2FeO → 2Fe+TiO2溶解在钢液中的氧、硫、氮等杂质元素在降温和凝固时，或固溶体中析出，最后留在钢锭中。
内生夹杂物分布比较均匀，颗粒也较小，正确的操作和合理的工艺措施可以减少其数量和改变其成分、大小和分布情况，不过一般是不可避免的。
2外来夹杂物钢在冶炼和浇注过程中悬浮在钢液表面的炉渣、或由炼钢炉、出钢槽和钢包等内壁剥落的耐火材料或其他夹杂物在钢液凝固前未及时清除而留于钢中。
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。
这类夹杂物一般特性是外形不规则，尺寸比较大，也无规律，又称为粗夹杂。
这类夹杂物通过正确的操作是可以避免的。
按化学成分分类按变形能力分类按形态与分布分类A类（硫化物类）：具有高的延展性，有较宽范围形态比的单个灰色夹杂物，一般端部呈圆角。
B类（氧化铝类）：大多数没有变形，带角，形态比小（一般＜3），黑色或带蓝色的颗粒，沿轧制方向排成一行，至少有3个颗粒。
C类（硅酸盐类）：具有高的延展性，有较宽范围形态比（一般≥3）的单个黑色或深灰色夹杂物，一般端部呈锐角。
D类（球状氧化物类）：不变形，带角或圆形的，形态比小（一般＜3），黑色或带蓝色的，无规则分布的颗粒。
Ds类（单颗粒球状类）：圆形或近似圆形，直径≥13μm的胆颗粒夹杂物。
非金属夹杂物对钢性能的影响对使用性能的影响1、疲劳性能↓2、冲击韧性↓塑性↓3、耐腐蚀性↓对于尺寸小于10μm的夹杂物促进组织形核，焊接时组织晶粒长大。
（1）由于加入Nb、V、Ti等合金元素，在连铸、加热过程中都会析出，形核C、N化合物（一种微型夹杂物）（2）钙化处理的硫化物、硅酸盐类以及细小的氧化亚铁可以细化晶核。
非金属夹杂物对钢性能的影响
非金属夹杂物对钢性能的影响非金属夹杂物对钢的强度、塑性、断裂韧性、切削、疲劳、热脆以及耐蚀等性能有很大影响。
一般认为，夹杂物的成分、数量、形状、分布以及在基体中的空间分布等影响钢的性能。
只有当非金属夹杂物的尺寸小于1μm，且其数量少、夹杂物彼此之间的距离大于10μm时，才不会对材料的宏观性能造成影响。
当然，不同钢种用途不同，对夹杂物的要求也不一样，例如，不同钢种和不同受力状态时，夹杂物对性能无害的临界尺寸是不同的。
（1）非金属夹杂物对钢的强度影响夹杂物对钢的强度的影响与颗粒尺寸密切相关。
通过在烧结铁中加入不同尺寸（0.01－35μm）、形状（球形和棱角的）、比例（0－8%）的氧化铝颗粒进行试验得出：室温下，氧化铝颗粒超过1μm 时，使屈服强度和抗张强度降低；当夹杂物的含量很低时，对屈服强度的降低特别敏感。
无论喷射氧化铝或氧化锆试样，屈服和抗张强度都随粒子体积比的增大而升高。
另外，金属断裂时，裂纹不仅在基体中形成，而且也经常在夹杂物中形成，造成钢的断裂。
（2）非金属夹杂物对钢的塑性影响通常夹杂物对钢材的纵向延性影响不大，而对横向延性的影响却很显著。
研究表明，高强度钢的横向断面收缩率随夹杂物总量的增加而降低。
夹杂形状对对横向延性的影响更为显著，随着带状夹杂物的增加，横向断面收缩率明显降低，这种带状夹杂物主要是硫化物。
夹杂物对钢的高温延性有很大影响，低碳钢在奥氏体区延性大大降低，其原因是细小的第二相析出物（如AlN、TiN、Nb(C,N)等）能有效钉扎奥氏体晶界，从而降低延性。
（3）非金属夹杂物对钢的断裂韧性影响S及硫化物的含量增加降低钢的各种韧性指标，钢的断裂韧性随着夹杂物数量或长度的增加而下降。
对断裂韧性的危害由小到大依次为VN→TiS→AlN→NbN→ZrN →Al2S3→CeS→MnS；夹杂物含量与断裂韧性大小呈线性反比关系，TiS对断裂韧性没有影响。
一些研究工作讨论了夹杂物作为裂纹根源的作用问题，钢中的脆性夹杂物由于与钢基体的热膨胀系数不同，在夹杂物周围容易产生内应力。
非金属夹渣物的形成与防止
非金属夹杂物的形成与防止铸铁在熔炼和铸造过程中，各种金属元素与非金属元素好发生化学反应而产生各种化合物，以及铁液与外界物质，如与金属炉料表面的砂粒、铁锈，焦炭中的灰分以及与炉衬、浇包衬等接触后发生的相互作用，都会产生非金属夹杂物而进入铁液。
铸铁件内存在非金属夹杂物，会大大降低铸件的力学性能，特别是对疲劳性能和韧度的影响更为严重。
铁液中含有悬浮状难熔的固体夹杂物，还会显著降低流动性。
熔点越高，夹杂物越易形成。
实际上，金属液内各元素的含量是不同的，仅从热力学条件来判断是不够的，还应考虑到反应过程的动力学条件。
反应速度还决定于参加反应元素的含量和扩散速度，即反应元素的含量越高、扩散系数越大和温度越高，反应速度越大。
所以从液态金属中形成非金属夹杂物的难易程度，需由反应过程的热力学和动力学条件决定。
当非金属元素含量很少时，夹杂物的析出主要决定于动力学条件。
夹杂物从铁液中析出后，因铁液内的对流和夹杂物本身由于重力差而产生的上浮或下沉运动，都会使夹杂物之间发生碰撞和聚合。
它们碰撞后能否聚合在一起，取决于夹杂物表面的性质、铁液的温度、夹杂物的大小和熔点的高低。
夹杂物与铁液的表面张力越大、铁液温度越高、夹杂物越小、熔点越低、则越容易聚合成一体。
非同类的两夹杂物相碰撞时，将组成更复杂的化合物，如：Al2O3+Si O2—Al2O3·S iO2SiO2+FeO—FeO·SiO2这些复杂氧化物或硅酸盐夹杂物，熔点都比简单氧化物低，因此反应产物可能重新熔化，成为液态夹杂物。
液态夹杂物碰到固相夹杂物后，就会沿固体夹杂物表面溶散，促成两者反应，或粘附在固相夹杂物周围。
如两个夹杂物相碰后，不产生化学反应，也可机械地连在一起，组成各种成分分布不均匀、形状极不规则的复杂夹杂物。
夹杂物粗化后，再与其他夹杂物相碰撞，这种不断进行下去，使夹杂物不断长大，其成分和形状也会变得更复杂。
与此同时，铁液中的某些成分也会不断向夹杂物扩散和溶解。
非金属夹杂物对钢性能的影响
第24卷第4期2006年7月 物理测试 Physics Examination and TestingVol.24,No.4 J uly.2006作者简介:张爱梅(19762),女,大学本科,助理工程师; E 2m ail :zhangam @ ; 修订日期:2005212222非金属夹杂物对钢性能的影响张爱梅(新疆钢铁研究所,新疆乌鲁木齐830022)摘 要:通过介绍非金属夹杂物的来源,结合失效实际分析非金属夹杂物对钢质量和性能的影响.关键词:非金属夹杂物;性能;影响中图分类号:T G 113 文献标识码:B 文章编号:1001207772(2006)0420042203E ffect of Non 2metallic Inclusion on Property of SteelZHAN G Ai 2mei(Xinjiang Iron and Steel Research Institute ,Urumchi 830022,Xinjiang ,China )Abstract :The origin of non 2metallic inclusion are presented.The effect of non 2metallic inclusion on the property of the steel are analyzed by representative failure.K ey w ords :non 2metallic inclusion ;property ;effect 随着近代精炼技术的发展,钢的“洁净度”大大提高,然而还无法避免钢中内生夹杂物的产生。
非金属夹杂物降低钢的塑性、韧性和疲劳性能,使钢的冷热加工性能乃至某些物理性能变坏。
因此夹杂物的数量及分布形态是衡量钢材质量的重要指标之一,笔者结合失效实例,探讨非金属夹杂物对钢质量及性能的影响。
1 非金属夹杂物的来源 钢中非金属夹杂物来源归纳为内生和外来,内生夹杂物是钢在脱氧和凝固时产生的。
非金属夹杂物
非金属夹杂物01非金属夹杂物对钢力学性能的影响//非金属夹杂物是指存在于钢中的金属或非金属化合物。
在钢铁材料中一般都含有非金属夹杂物，这些夹杂物的种类和形状是多种多样的，对钢材的影响程度也不一样。
一般来说，非金属夹杂物的存在对钢具有以下影响：（1）破坏金属基体的连续性，在热处理时易引起淬火裂纹；（2）当金属承受载荷特别是动载荷时，易造成应力集中，使钢的力学性能特别是疲劳强度降低，甚至导致机械零件在使用过程中断裂失效；（3）非金属夹杂物的存在还使钢的耐蚀性降低，并使机械加工后的表面粗糙度增加；（4）较严重的非金属夹杂物在钢经热加工后呈带状分布，从而造成力学性能的方向性；（5）夹杂物的存在还会使冲压件的性能变化，易在夹杂物集中处开裂。
所以，钢中的非金属夹杂物应该被看做是一种组织缺陷。
当然，正常的夹杂物含量对钢材的使用一般不会有什么影响，有些钢材或零配件反而希望多含一些夹杂物，如含硫易切削钢，大量硫化物的存在不仅改善了切削性能，还适用于自动车加工的大批量生产。
02非金属夹杂物的分类//钢中非金属夹杂物的来源通常可以分为两类：一类是外来的非金属夹杂物，即在冶炼、浇注过程中的炉渣及耐火材料剥落后进入钢液中形成的；另一类是内在的非金属夹杂物，即在冶炼及浇注过程中物理化学反应的生成物，如氧化物、硅酸盐、硫化物等。
非金属夹杂物可按化学成分划分，也可按可塑性划分。
01按夹杂物的化学成分分类//图1a明视场观察呈灰色图1b正交偏光观察图1c暗场观察图1复杂氧化物及硅酸盐玻璃体1）氧化物简单氧化物，即FeO、MnO、Cr2O3、Al2O3、SiO2、ZrO2、TiO2等，一般在钢中呈颗粒状或球状分布。
复杂氧化物包括尖晶石类氧化物和各种钙的硅酸盐，这些复杂氧化物的熔点高于钢的冶炼温度，并有一个相当宽的成分变化范围，在钢液中呈固态存在，是多相夹杂物，如图1中的箭头2所示。
2）硅酸盐及硅酸盐玻璃这类夹杂物的化学式可用lFeO·mMnO·nAl2O3·pSiO2表示，成分较为复杂，通常呈多相状态。
钢中非金属夹杂对质量的影响及控制措施共64页
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56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
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9、 陶渊 明（ 约 365年 —427年 ），字 元亮， （又 一说名 潜，字 渊明 ）号五 柳先生 ，私 谥“靖 节”， 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散
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60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左