钢中非金属夹杂物介绍
浅析硬线钢中非金属夹杂物
工程技术C hina N e w Technol—ogie型s and㈧嗣囡团圜圈阅Pr oducl^■嵋■0■饵篮工匠‘山■■；一浅析硬线钢巾非金属夹杂物白映林周英豪何勇王翔夏辉华(首钢贵阳特殊钢有限责任公司。
贵州贵阳550005‘)擅要：硬线盘钢制品时钢的纯净度，夹杂物的尺寸、分布以及形态都有严格的要求，非金属夹杂物又是影响硬线钢质量的主要因素．／L--。
本文通过介绍硬线钢中非金属夹杂物的来源和分类。
分析了不同类型夹杂物的形成机理及形貌。
指出了非金属夹杂物对硬线钢的影响和危害。
关键词：硬线钢；非金属夹杂物；影响引育随着现代钢铁下业的高速发展，对钢材质量的要求越来越严格，尤其在纯净度方面。
然而在今天现有的冶炼条件下，钢中的非金属夹杂物又不bT避免。
所以减少钢中非金属夹杂物，对提高钢的产品质量显得至关重要。
硬线钢是金属制品行业生产中高碳产品的主要原料，用于加1二低松弛预应力钢丝、钢丝绳、钢纹线、轮胎钢丝、弹簧钢丝、琴丝等f11．对钢的纯净度、夹杂物的尺寸、分布以及形态都有严格的要求。
然而日前我国生产的各种硬线钢丝普遍存在力学性能不稳定，拉拔断裂等严重质量问题，给后续加T带来了很大的困难。
有关研究发现钢中的脆性夹杂物是导致拉断的主要原因。
例如，非金属夹杂物会导致应力集中，引起疲劳断裂，数量多且分布不均匀的夹杂物会明显降低钢的埋性、韧性、焊接性以及耐腐蚀性等。
本文通过对硬线钢中非金属夹杂物的来源、形貌及形成机理进行综合分析．从而指出其对硬线钢性能的影响。
l非金属夹杂物来源和特征1．1夹杂物的来源钢液中非金属夹杂物来源主要分为内生和外来。
内生夹杂物是钢液在脱氧和凝同时产生的。
内生夹杂物主要是精炼到连铸过程中的脱氧产物及浇铸过程中钢液与空气二次氧化的产物。
其特点是10】越高．脱氧产物增加，夹杂物尺寸细小，钢包精炼后，大部分上浮。
一般情况下，对钢的质量不造成大的危害。
外来夹杂物主要是冶炼和浇铸过程中带人的夹杂物，如炉体、钢包、中间包耐火材料的侵蚀物，卷入的包渣和保护渣等，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荆。
非金属夹杂物评定类别
［ Ｍ］ ．Ｃ Ｒ Ｃ Ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ， ２ ０ ０ ９ ． ［ ２ ２ ］Ｆ ｅ ｒ ｇ ｕ ｓ ｏ ｎ Ｂ Ｌ ，Ｆ ｒ ｅ ｂ ｏ ｒ ｇ Ａ，Ｐ ｅ ｔ ｒ ｕ ｓ Ｇ，ｅ ｔ ａ １ ．Ｐ ｒ ｅ ｄ ｉ ｃ ｔ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｈ ｅ ａ ｔ －
［ １ ７ ］Ｂ ａ ｍｍ ａ ｎ ｎ Ｄ． Ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ａ ｃ ａ ｒ ｂ ｕ ｒ ｉ ｚ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ
ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｏ ｏ ｌ ： Ａ Ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ Ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｆ ｏ ｒ Ｃ ａ ｒ ｂ ｕ ｒ ｉ ｚ ｉ ｎ ｇ Ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ ｓ
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刊编辑部校对 ， 经本刊编委上海交大顾剑锋教授技术审定 。
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［ 知识 园地 ］
非 金 属 夹 杂 物 评 定 类 别
钢 中非金属 夹杂 物是钢 中夹带 的各 种非金 属物质 颗 粒 的统 称 ， 对 钢材 质 量评 价 有重 大作 用 。 国际 钢协 诠释 为 ： 当其直接 或 间接影 响产 品的生产 性能 或使用 性能 时 ， 该 钢就不 是洁净 钢 ； 如没有影 响 ， 就 可认 为是 洁 净钢 。一 般认 为洁净钢 是指 对钢 中的非金 属夹 杂物 （ 主要 是氧化 物 、 硫化 物 ） 进行严 格 控制 的钢 （ 包 括数 量 、 尺寸 、 分布 、 形状 、 类 型 的控制 ） 。而纯净 钢 则是指 除 对非金 属夹 杂物 进行 严格 控制 以外 ， 钢 中其他 杂质 元 素
含量 也少 的钢种 ， 杂 质元素 一般指 Ｃ（ 按材 料 而异 ） 、 Ｓ 、 Ｐ 、 Ｎ、 Ｈ、 ０及微量 元素 Ｐ ｂ 、 Ａ ｓ 、 Ｓ ｂ 、 Ｂ ｉ 、 Ｃ ｕ 、 Ｓ ｎ 。 按Ｇ Ｂ ／ Ｔ １ ０ ５ ６ １ －２ ０ ０ ５／ Ｉ Ｓ ０ ４ ９ ６ ７ ： １ ９ ９ ８ （ Ｅ）钢 中非 金属 夹 杂 物含 量 的测 定 标 准评 级 图显微 检 验 法把 钢
钢中夹杂物知识.
摘要：根据钢中非金属夹杂物的来源和分类，综述了鉴定钢中非金属夹杂物的方法和定量评级标准，并且给出了典型夹杂物的扫描电镜照片，分析了不同类型夹杂物的形成机理及其在光学显微镜下的基本特征。
随着现代工程技术的发展，对钢的综合性能要求也日趋严格，相应地对钢的材质要求了越来越高。
非金属夹杂物作为独立相存在于钢中，破坏了钢基体的连续性，加大了钢中组织的不均匀性，严重影响了钢的各种性能。
例如，非金属夹杂物导致应力集中，引起疲劳断裂；数量多且分布不均匀的夹杂物会明显降低钢的塑性、韧性、焊接性以及耐腐蚀性；钢中呈网状存在的硫化物会造成热脆性。
因此，夹杂物的数量和分布被认定是评定钢材质量的一个重要指标，并且被列为优质钢和高级优质钢出厂的常规检测项目这一。
非金属夹杂物的性质、形态、分布、尺寸及含量不同，对钢性能的影响也不同。
所以提高金属材料的质量，生产出洁净钢，或控制非金属夹杂物性质和要求的形态，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笺也因此变得十分重要。
1 钢中非金属夹杂物的来源分类1．1 内生夹杂物钢在冶炼过程中，脱氧反应会产生氧化物和硅酸盐等产物，若在钢液凝固前未浮出，将留在钢中。
溶解在钢液中的氧、硫、氮等杂质元素在降温和凝固时，由于溶解度的降低，与其他元素结合以化合物形式从液相或固溶体中析出，最后留在钢锭中，它是金属在熔炼过程中，各种物理化学瓜形成的夹杂物。
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，但一般来说是不可避免的。
1．2 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肃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。
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。
非金属夹杂种类
2 ○硫化物 如 FeS、MnS、 （Mn·Fe）S 固熔体、CaS 稀土硫化物等， 铸态钢中的硫化物常分为三 类： I 类 硫化物：圆球形，且常附有氧化物。 II 类硫化物：呈链状或薄膜状，沿晶界分布； III 类硫化物：外形不规，常呈多角形。 3 ○氮化物 如 Fe4N、Fe2N、AlN、TiN、Si2N4 等，在钢中呈不规 则的多角形，颗粒细小。一般钢中含氮量不多，故钢中氮 化物不多。
(3）按夹杂物粒度分 根据夹杂物尺寸不同可分为： 亚显微夹杂<1μ m； 显微夹杂>100μ m; 大型夹杂>100μ m 对大型夹杂的尺寸界限不是很固定，有的认为以肉眼可见 的夹杂就是大型夹杂。 大型夹杂对钢质量影响最大， 更应重视。 （4）按夹杂物的形态分 非金属夹杂物在加工后钢材中的形态与夹杂物的变形能 即夹杂物的塑性联系密切。怎样表示夹杂物的塑性呢？要测定 夹杂物的绝对变形较困难。因此，通常是用在不同温度下加工 过程中夹杂物与基本金属的相对变形程度，称为变形指数φ 来 表示。
类 金
1 它在热加工时沿加工方向延伸成条带状。 FeS、 如 ○塑性夹杂： MnS 及含 SiO2（40～ 60）的低熔点硅酸盐夹杂物属这类。 2 ○脆性夹杂：它在加工时不变形，但沿加工方向破裂成串。如 Al2O3 和尖晶石型氧化物及 V、Ti 锆的氮化物等高熔点、高硬度 夹杂属这类。 3 ○不变形夹杂：它在热加工时保持原来形状。如 SiO2，含 SiO2 较高（>70%）的硅酸盐，钙和铝酸盐及高熔点硫化物 CaS 等属这类。 (本节完)
（2）按夹杂物的来源分
1 ○外来夹杂物：由于耐火材料、熔渣等在冶炼、出钢 和浇注过程中进入并滞留在钢中造成。外来夹杂多半是成 分复杂的氧化物，通常形状不规则，呈多角形，颗粒大， 分布没有规律，偶然的在这里或那里出现。 外来夹杂物通常只占钢中夹杂物总量的很少一部分， 有时甚至难测出。 2 ○内生夹杂物：是在脱氧和凝固时产生的。内生夹杂 物的类型和组成取决于冶炼和脱氧方法及钢的成分。
钢中非金属夹杂物的检测
钢中非金属夹杂物的检测一.概述非金属夹杂物是钢中不可避免的杂质，它的存在使金属基体的均匀连续性受到破坏。
非金属夹杂在钢中的形态、含量和分布情况都不同程度地影响着各种性能，诸如常规力学性能、疲劳性能、加工性能等。
因此，非金属夹杂物的测定与评定引起人们的普遍重视。
夹杂物的含量和分布状况等往往被认为是评定钢的冶金质量的一个重要指标，并被列为优质钢和高级钢的常规项目之一。
钢中非金属夹杂物按其来源和大小，大体可分为两大类：1.显微夹杂物或称内在夹杂物，这类夹杂物是钢冶炼和凝固过程中，由于一系列物理和化学反应所生成。
例如，在冶炼过程中，由于加入脱氧剂而形成氧化物和硅酸盐等。
这些夹杂物来不及完全上浮进入钢渣，而残留在钢液中，即为内在夹杂。
如：Al、Fe-si等脱氧剂可以形成下列夹杂：3FeO+2Al 3Fe+ Al2O32FeO+ Si SiO2+2FenFeO+mSiO2 nFeO·mSiO2nAl2O3+mSiO2 nAl2O3·mSiO2另外，钢在凝固冷却过程中，S、N等元素，由于溶解度的降低而生成硫化物、氮化物等也将残留在钢中。
2.宏观夹杂物或称外来夹杂物，这类夹杂物是在钢的冶炼或浇铸过程中，由于耐火材料等外来物混入造成。
其特点是大而无固定形状。
就对钢而言，宏观夹杂物的危害更大。
夹杂物的检验方法也有宏观检验法和显微检验法两种。
非金属夹杂物的显微检验法是指借助于金相显微镜在规定的实验条件下，检验金相试样中非金属夹杂物的方法。
该法的主要优点是可以确定夹杂物的类型、分布、数量和大小，可以发现极细小的夹杂物。
但是，由于受试样尺寸及取样位置、数量的限制。
所以显微检验法的评定结果在很大程度上存在偶然性。
往往会过分夸大细小夹杂物的重要性而将那些试样以外或检验面以外的较大夹杂物遗漏，所以，显微检验法总是与宏观检验法相辅相成、互相补充的。
如果非金属夹杂物的宏观检验对优质钢来说是必不可少的检验项目之一，那么显微检验法则是特殊用途钢（如轴承钢、重要用途的合金结构钢等）广泛采用的检验方法。
钢中非金属夹杂物的鉴定
钢中非金属夹杂物的鉴定随着现代工程技术的发展，对钢的综合性能要求也日趋严格，相应地对钢的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，破坏了钢基体的连续性，加大了钢中组织的不均匀性，严重影响了钢的各种性能。
例如，非金属夹杂物导致应力集中，引起疲劳断裂[1-3]；数量多且分布不均匀的夹杂物会明显降低钢的塑性、韧性、焊接性以及耐腐蚀性；钢中呈网状存在的硫化物会造成热脆性。
因此，夹杂物的数量和分布被认定是评定钢材质量的一个重要指标，并且被列为优质钢和高级优质钢出厂的常规检测项目之一。
非金属夹杂物的性质、形态、分布、尺寸及含量不同，对钢性能的影响也不同。
所以提高金属材料的质量，生产出洁净钢，或控制非金属夹杂物性质和要求的形态，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也因此变得十分重要。
1 钢中非金属夹杂物的来源分类1.1 内生夹杂物钢在冶炼过程中，脱氧反应会产生氧化物和硅酸盐等产物，若在钢液凝固前未浮出，将留在钢中。
溶解在钢液中的氧、硫、氮等杂质元素在降温和凝固时，由于溶解度的降低，与其他元素结合以化合物形式从液相或固溶体中析出，最后留在钢锭中，它是金属在熔炼过程中，各种物理化学反应形成的夹杂物[10-15]。
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，但一般来说是不可避免的。
1.2 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[10-15]。
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，分布也没有规律，又称为粗夹杂。
这类夹杂物通过正确的操作是可以避免的。
非金属夹杂物
非金属夹杂物1概述在炼钢过程中，少量炉渣、耐火材料及冶炼中反应产物可能进入钢液，形成非金属夹杂物。
它们都会降低钢的机械性能，特别是降低塑性、韧性及疲劳极限。
严重时，还会使钢在热加工与热处理时产生裂纹或使用时突然脆断。
非金属夹杂物也促使钢形成热加工纤维组织与带状组织，使材料具有各向异性。
严重时，横向塑性仅为纵向的一半，并使冲击韧性大为降低。
因此，对重要用途的钢（如滚动轴承钢、弹簧钢等）要检查非金属夹杂物的数量、形状、大小与分布情况。
此外，钢在整个冶炼过程中，都与空气接触，因而钢液中总会吸收一些气体，如氮、氧、氢等。
它们对钢的质量也会产生不良影响。
钢中非金属夹杂物根据不源可分两大类，即外来非金属夹杂物和内在非金属夹杂物。
外来非金属夹杂物是钢冶炼、浇注过程中炉渣及耐火材料浸蚀剥落后进入钢液而形成的，内在非金属夹杂物主要是冶炼、浇注过程中物理化学反应的生成物，如脱氧产物等等。
常见的内在非金属夹杂物有以下几种；（a）氧化物，常见的为Al2O3；（b）硫化物，如FeS、MnS、（MnS·FeS）等；（c）硅酸盐，如硅酸亚铁（2FeO·SiO2）、硅酸亚锰（2MnO·SiO2）、铁锰硅酸盐（mFeO·MnO·SiO2）等；（d）氮化物，如TiN、ZrN等；点状不变形夹杂物等。
2危害不同形态的夹杂物混杂在金属内部，破坏了金属的连续性和完整性。
夹杂物同金属之间的结合情况不同、弹性和塑性的不同以及热膨胀系数的差异，常使金属材料的塑性、韧性、强度、疲劳极限和耐蚀性等受到显著影响，同时也常常影响加工零件的表面质量和加工工具的寿命。
非金属夹杂分塑性夹杂和脆性夹杂。
塑性夹杂如MnS等随金属变形而延伸轧薄。
脆性夹杂如Al:0。
等随金属变形而破碎。
另一些夹杂物软化点及硬度很高，热加工中不变形，不破碎，保持原来形状，如TIN、稀土硫氧化物等。
铜中氧化夹杂CuZO常分布在晶界上，Cu20是一种硬脆相，会降低金属的热塑性，还影响铜的导电能力。
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。
钢中的非金属夹杂物分类方法如何
钢中的非金属夹杂物分类方法如何？来源何处2009-05-21 11:17 评论（0）浏览（289）一）分类方法很多，但常见的有以下四种：1．按来源分类，可分为两类：(1)内在的：包括在冶炼过程中所形成的化合物、脱氧时产生的脱氧产物、或在钢水凝固过程产生的化合物，当这些化合物来不及从钢水中彻底排出，而残存在钢中者，叫做内在的非金属夹杂物。
(2)外来的：包括从炉衬或包衬、或从汤道砖、中包绝热板、保护渣迸人钢水中的夹杂物（有人还将钢水二次氧化生成的夹杂物包括在内）。
一般说来外来夹杂物颗粒较人，在钢中比较集中，而内在夹杂物则一与此相反。
2．按化学成分分类，一般分三类。
(1)氧化物：如FeO, Si02 , Al2O3等，有时它们各自独立存在，有时形成尖晶石(如MnO.Al203）或固溶体 (如FeO和MnO)。
(2)硫化物：如FeS、MnS及(Fe. Mn) S的固溶体。
当加Al过多时可能以A12S3出现。
(3)氮化物：如TiN, ZrN 等3．按夹杂物的变形性能分类，当钢进行热加工时，例如：轧制时，夹杂物此时是否也变形，它对钢的性能有明显的影响。
为此，把夹杂物分为三类：(1)脆性：这类夹杂物完全没有塑性，在热加工时，尺寸和形状都没有变化，属于这一类的主要是A1203、Cr203等，‘它们属于高熔点的夹杂物。
(2)塑性：钢在加工变形时，夹杂物也能随之变形，形成条状，属于这类的有硫化物以及含SiO240--60％的铁、锰硅酸盐。
(3)球状（或点状）不变形：属于这类的有Si02 及SiO2 >70％的硅酸盐。
4．按尺寸大小分类，可分三类：(1)大型：尺寸> 100微米。
(2）中型：也叫显微型，尺寸1-100微米。
(3)小型：也叫超显微型，尺寸＜100微米。
（二）钢中非金属夹杂物主要来源于：1．钢中杂质氧化的产物、脱氧产物和钢在浇注与凝固过程中的反应产物、因溶解度下降的析出物；2．原材料带人的杂质；3．混人的炉渣或炉衬与浇注设备的耐火材料等。
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。
钢中非金属夹杂物观察和评级
钢中的非金属夹杂1. 试验目的非金属夹杂物破坏金属基体的连续性，其形态、数量、尺寸和分布影响钢的塑性、韧性、焊接性能、疲劳性能和耐蚀性等，因此，夹杂物的数量和分布被认为是评定钢材质量的一个重要指标。
2. 相关标准标准GBT 10516 2005，该标准代替GBT 10516 1989，于2005年5月13日发布，2005年10月1日实施。
夹杂物试样不经腐蚀，在明场下放大100倍，80mm 直径的视场下进行观察，选取夹杂物污染最严重的视场，与其钢种的相应标准评级图对比评定。
夹杂物分类：硫化物类，标准图谱命名为A 类。
属于塑性夹杂，较宽范围形态比（长度/宽度）的单个灰色夹杂物，一般端部呈圆角，经锻、轧后沿加工方向变形，呈纺锤形或线段形，例如FeS 、MnS 。
氧化铝类：标准图谱命名为B 类。
属于脆性夹杂，形态比（一般＜3），为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）。
硅酸盐类：标准图谱命名为C 类。
是具有高延展性，较宽范围形态比（一般≥3）的单个呈黑色或深灰色的夹杂物，一般端部呈锐角。
例如2MnO ·SiO 2球状氧化物类：标准图谱命名为D 类。
不变形，带角或圆形的，形态比较小（一般＜3），黑色或带蓝色，表现为无规则分布的颗粒。
例如SiO 2单颗粒球状类：标准图谱命名为DS 类。
为圆形或近似圆形，直径≥13μm 的单颗粒夹杂物。
非传统类型夹杂物的评定也可以通过其形状与上述五类夹杂物进行比较，并注明其化学特征。
沉淀相类如碳化物、氮化物、硼化物的评定，也可以根据它们的形态与上述五类夹杂物进行比较，并按上述方法表示其化学特征。
钢中的非金属夹杂物测定夹杂物类别A B C D DS 总长度 总长度 总长度 数量 直径 评级图级别iμmμm μm 个 μｍ 0.5 37 17 18 1 13 1 127 77 76 4 19 1.5 261 184 176 9 27 2 436 343 320 16 38 2.5 649 555 510 25 53 898 822 746 36 76 3（＜1181）（＜1147）（＜1029）（＜49）（＜107）注：D 类夹杂物的最大尺寸定义为直径类别细系粗系最小宽度最大宽度最小宽度最大宽度μm μm μm μmA 2 4＞4 12B 2 9 ＞9 15C 2 5 ＞5 12D 3 8 ＞8 13注：D类夹杂物的最大尺寸定义为直径3. 试样制备3.1 试样尺寸夹杂物形态很大程度上取决于钢材压缩变形程度，只有在变形度相似的试样坯制备的截面上才能进行结果的比较。
钢铁生产中的非金属夹杂物控制技术
钢铁生产中的非金属夹杂物控制技术随着工业的发展和技术的进步，钢铁生产也经历了一系列的技术变革。
在这些变革之中，非金属夹杂物控制技术无疑是其中最为重要的一个环节。
本文将从多个角度来介绍钢铁生产中的非金属夹杂物控制技术，以期为读者带来更好的了解和认识。
一、非金属夹杂物的概念首先，我们需要了解什么是非金属夹杂物。
非金属夹杂物是指钢铁中存在的非金属成分，比如氧化物、硫化物、氮化物等。
这些非金属夹杂物会对钢铁的物理和化学性能产生不良影响，导致钢铁的质量不够稳定可靠。
因此，控制非金属夹杂物的含量是钢铁生产中重要的一环。
二、非金属夹杂物的来源了解非金属夹杂物的来源，有助于我们更好地理解控制非金属夹杂物的方法。
非金属夹杂物在钢铁生产过程中主要有以下几个来源：1.原料：钢铁生产的原料主要有废钢、铁矿石、石灰石和焦炭等。
这些原料中含有的非金属成分，比如氧化物和硫化物等，很容易被引入到钢铁中。
2.气体：钢铁生产过程中需要进行高温熔炼和冶炼，同时也需要进行各种反应和处理。
这样就会产生大量的气体，其中可能含有一些非金属成分。
这些气体会进入钢铁中，形成一些非金属夹杂物。
3.工艺：钢铁生产中的一些工艺和流程也可能会引入一些非金属夹杂物。
比如，加入一些含硫的物质、操作不当等等，都可能导致非金属夹杂物的产生和积累。
三、非金属夹杂物的危害非金属夹杂物的存在会对钢铁的质量产生不良影响，主要表现在以下几个方面：1.机械性能：非金属夹杂物中的氧化物和硫化物等会影响钢铁的韧性和延展性，从而影响钢铁的机械性能。
2.塑性：非金属夹杂物所占的体积比例和分布会影响钢铁的塑性。
3.腐蚀性：非金属夹杂物中的氧化物和硫化物等会影响钢铁的防腐性能，导致钢铁受到腐蚀而失去使用价值。
四、控制钢铁中的非金属夹杂物为了控制钢铁中的非金属夹杂物，钢铁生产过程中应采取以下措施：1.改进原料：在钢铁生产中控制原料的非金属夹杂物含量是非常重要的。
通过选择更好的原料和加工方式，可以减少和避免非金属夹杂物的引入。
钢中非金属夹杂物分析
钢中非金属夹杂物分析发布时间：2022-09-02T01:28:12.493Z 来源：《科学与技术》2022年4月8期（下）作者：李洪芳[导读] 非金属夹杂物在钢中含量虽少，但对材料性能影响较大，是钢材理化检验中不可缺少的一项，李洪芳内蒙古包钢钢联股份有限公司化检验中心内蒙古包头市014010摘要：非金属夹杂物在钢中含量虽少，但对材料性能影响较大，是钢材理化检验中不可缺少的一项，但由于其数量少、分布无规律、来源无法控制、光学显微镜下特征复杂等特点，给非金属夹杂物检验工作带来了一些困难。
钢中非金属夹杂物的金相鉴定工作是一项十分复杂与专业的工作，对钢中非金属夹杂物的判定十分重要，也能够对钢的质量进行反映。
在金相显微镜下，对非金属夹杂物的形态与颜色等进行判断，并对透明度等各种性质进行分析。
关键词：钢；非金属；夹杂物如今，现代工业技术的发展,对钢的质量和综合性能要求越来越高。
影响钢材性能的因素是多方面的,往往涉及到炼钢、轧钢和热处理等多道工序,而钢中非金属夹杂物的存在是影响钢材性能的一个重要因素,有时甚至是决定性因素。
钢中非金属夹杂物的研究一直是炼钢连铸生产中的重要课题,夹杂物分析是评定钢材质量的一个重要指标,并且被列为优质钢出厂常规检验项目之一。
钢中存在非金属夹杂物是不可避免的,钢中夹杂物包括内生夹杂物、外来夹杂物两大类,对于金相分析人员来说,如何正确判断和鉴定非金属夹杂物的性质是十分重要。
一、非金属夹杂物分类非金属夹杂物的分类方法也有很多种，根据非金属夹杂物的产生机理，可将其分为内生夹杂物和外来夹杂物两种，也是非金属夹杂物最常见的分类方法。
外来夹杂物主要是由耐高温材料、各类残渣或二者残留物，生成的废物。
外来夹杂物的形成是随机的，它是偶然性因素，人为不可控的，并且外来夹杂物是非规则的。
内生夹杂物是在炼钢过程中，各种物质发生反应，生成含有O、S、N等元素的废物，这些废物不能及时排出去，因而形成了内生夹杂物。
钢中夹杂物知识
摘要：根据钢中非金属夹杂物的来源和分类，综述了鉴定钢中非金属夹杂物的方法和定量评级标准，并且给出了典型夹杂物的扫描电镜照片，分析了不同类型夹杂物的形成机理及其在光学显微镜下的基本特征。
随着现代工程技术的发展，对钢的综合性能要求也日趋严格，相应地对钢的材质要求了越来越高。
非金属夹杂物作为独立相存在于钢中，破坏了钢基体的连续性，加大了钢中组织的不均匀性，严重影响了钢的各种性能。
例如，非金属夹杂物导致应力集中，引起疲劳断裂；数量多且分布不均匀的夹杂物会明显降低钢的塑性、韧性、焊接性以及耐腐蚀性；钢中呈网状存在的硫化物会造成热脆性。
因此，夹杂物的数量和分布被认定是评定钢材质量的一个重要指标，并且被列为优质钢和高级优质钢出厂的常规检测项目这一。
非金属夹杂物的性质、形态、分布、尺寸及含量不同，对钢性能的影响也不同。
所以提高金属材料的质量，生产出洁净钢，或控制非金属夹杂物性质和要求的形态，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笺也因此变得十分重要。
1 钢中非金属夹杂物的来源分类1．1 内生夹杂物钢在冶炼过程中，脱氧反应会产生氧化物和硅酸盐等产物，若在钢液凝固前未浮出，将留在钢中。
溶解在钢液中的氧、硫、氮等杂质元素在降温和凝固时，由于溶解度的降低，与其他元素结合以化合物形式从液相或固溶体中析出，最后留在钢锭中，它是金属在熔炼过程中，各种物理化学瓜形成的夹杂物。
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，但一般来说是不可避免的。
1．2 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肃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。
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。
铸钢铸锭中产生夹杂物的原因
炼钢、铸锭过程中产生非金属夹杂物的原因摘要：论述钢中非金属夹杂物对钢锭质圣的影响，分析了非金属夹杂物在冶炼和铸锭过程中产生的原因，提出了控制夹杂物产生的几点行之有效的措施。
关键词：非金属夹杂物冶炼浇注电弧炉精炼炉质控制2010-02-02 08:34非金属夹杂物，一般是指钢锭在冶炼和浇注过程中产生或混人的非金属相，都是一些金属元素（Fe、Mn、Al等）及51与非金属元素（0、S、N、P、C等）结合而生成的氧化物和硫化物（如Feo、Si02、Mno、A12O3、MnS、MnC）等。
非金属夹杂物按来源分为内生夹杂物和外来夹杂物。
内生夹杂物是钢内部发生的反应产物或者因为温度降低而形成夹杂析出。
外来夹杂物是由炉料带人，耐火材料及炉渣混人的颗粒。
内生夹杂物可以以外来夹杂物为核心聚集到后者的颗粒上。
外来夹杂物也可能与钢液反应被还原。
钢中如果有非金属夹杂物的存在，即使在钢中含量极少（通常是小于万分之一）也会给钢的质量带来极为有害的影响。
从2002年1～7月份重点产品的投料统计情况看，锻钢支承辊共生产68支，经探伤发现其中2支因有密集夹杂物缺陷而报废，有4支因有夹杂物等缺陷造成锻造裂纹。
电站锻件钢共生产41支，经探伤发现其中4支有严重的条状缺陷，缺陷性质为夹杂物。
半钢辊钢共生产27支，其中14支因夹杂物造成不同程度的裂纹。
可见夹杂物对钢锭质量造成的经济损失是非常巨大的。
1 冶炼过程中产生非金属夹杂物的原因造渣材料碱性电弧炉常用的造渣材料采用石灰、萤石。
石灰，主要成份为C aO，其含量不应小于85%,SiO2含量不大于2%，硫含量应小于0.15％。
石灰易吸收水分而变成粉末，所以，造渣时要使用刚烧好的、烧透的石灰，或对石灰进行预热后再使用，这样能防止石灰给钢液带人过多的水分，否则就会使钢液氢含量增加，影响钢的质量，严重时会使钢报废。
谈针对钢中非金属夹杂物的有效检验
103冶金冶炼M etallurgical smelting谈针对钢中非金属夹杂物的有效检验亓成双1，都鲁平2（1.山东钢铁股份有限公司莱芜分公司，山东 济南 271104；2.山东钢铁集团烟台钢管有限公司，山东 烟台 265304）摘 要：钢中非金属夹杂物包括了外来夹杂物和内生夹杂物两大类。
其中，外来夹杂物指的是钢液凝固过程中没有及时浮出而残留夹杂在钢中的耐火材料和炉渣等。
而内生夹杂物指的是钢在冶炼过程中，因为脱氧剂的加入以及氮、硫等元素溶解度下降，会形成非金属性质的氧化物、硅酸盐以及硫化物和氮化物等。
钢材料的韧性、塑性以及疲劳性能会因非金属夹杂物的存在而降低，并且，其危害会随着钢的强度增高而增多。
因此，对钢中非金属夹杂物的检验非常有必要。
关键词：钢；非金属夹杂物；有效检验中图分类号：TG142.15 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2020）02-0103-2 收稿日期：2020-01作者简介：亓成双，男，生于1985年，汉族，山东莱芜人，本科，中级工程师，研究方向：钢铁冶金原辅材料的试验分析。
钢中非金属夹杂物的来源无法控制、分布不规律、数量少以及光学显微镜下特征复杂等特点决定了其检验工作难度之大。
因此，本人围绕钢中非金属夹杂物的来源、特点、分类、影响等方面展开研讨，为相关工作人员提供或加深对其的了解与认识。
1 钢中非金属夹杂物的来源钢的冶炼、浇注、凝固和结晶是一个极其复杂的过程，因此，在这一过程中极容易有非金属夹杂物的产生。
钢中的非金属夹杂物是钢材料脱氧、钢液凝固的过程中产生的非金属化合物，分为了外来夹杂物和内生夹杂物两大类。
其中，外来夹杂物是指在金属熔炼过程中和外界物质发生接触进而作用产生的夹杂物。
而内生夹杂物又可以分为两种情况，一种是在钢材熔炼过程中，钢液凝固前未及时浮出而留在钢中的脱氧反应产生的氧化物等产物；另一种则是由于在凝固和降温时溶解度的降低，钢液中溶解的杂质元素和其他元素结合并以化合物的形式从固液体、液相中析出最终留于钢锭之中[1]。
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按变形能力
非金属夹杂物
脆性夹杂物
塑性夹杂物
不变形夹杂物
Al2O3
FeS、MnS 2MnO.SiO2
SiO2
按形态与分布分类
非金属夹杂物
A类 硫化物类
B类 氧化铝类
C类
D类
DS类
硅酸盐类 球状氧化物类 单颗粒球状类
夹杂物显微特征
• 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。
• 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。
• 这类夹杂物一般特征是外形不规则，尺寸比较大，也没 有规律，又称为粗夹杂。这类夹杂物通过正确的操作是可 以避免的。
• 溶解在钢液中的氧、硫、氮等杂质元素在降温和凝固时， 由于溶解度的降低，与其他元素结合以化合物形式从液相 或固溶体中析出，最后留在钢锭中。
以上这两种情况生成的夹杂物统称为内生夹杂物。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，但一般来说是不可避免的。
• 取样方法应在产品标准或协议中规定。对于板材，检验面 应近似位于其宽度的四分之一处。
• 如产品标准没有规定，取样方法如下：
• 直径或边长大于40mm的钢棒或钢坯：检验面为钢材外表 面到中心的中间位置的部分径向截面。
• 直径或边长大于25mm、小于等于40mm的钢棒或钢坯： 检验面为通过直径的截面的一半（由试样中心到边缘）。
标准图谱分为五大类，对于非传统类型夹杂物的评定也 可通过将其形状与上述五类夹杂物进行比较，并注明其化 学特征。例如：Dsulf表示球状硫化物。
沉淀相类如氮化物、硼化物也可按上述方法评定。 对非传统的夹杂物可采用＞100倍放大倍数进行检验， 确定化学特征。
取样
• 用于测量夹于钢材纵轴，位于钢材外表面 到中心的中间位置。
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。
按化学成分分类
非金属夹杂物
硫化物类
氧化物类
硅酸盐类
氮化物
FeS、MnS FeO 、Al2O3 2MnO.SiO2 TiN、ZrN
主要内容
内生夹杂物与外来夹杂物 化分、变形能力、形态与分布
各类夹杂物的显微特征 评定的标准与方法
定义
• 非金属夹杂物是一种非金属的化合物，它是钢材在脱氧过 程和钢液凝固过程中产生的。
非金属夹杂物的来源
• 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。
• 对于个别的夹杂物和串（条）状夹杂物，如果其长度超过 视场的边（0.710mm），或宽度或直径大于粗系最大值 则应当作超尺寸（长度、宽度或直径）夹杂物进行评定， 并分别记录。但是这些夹杂物仍纳入该视场的评级。
• 如果使用目镜检验夹杂物，则应在显微镜的适当位置上放 置试验网格，以使在图像上试验框的面积是0.5mm2。
• DS类（单颗粒球状类）：圆形或近似圆形，直径≥13um 的单颗粒夹杂物。
夹杂物宽度
夹杂物评定方法
• 标准：GB/T10561-2005 • 方法：对比法和图像分析法
对比法：将所观察的视场与标准图谱进行对比，并分别对 每类夹杂物进行评级。
评级图片相当于100倍下纵向抛光平面上面积为 0.50mm2正方形视场。
• A法表示与每类夹杂物和每个宽度系列夹杂物最恶劣视场 相符合的级别。在每类夹杂物代号后再加上最恶劣视场的 级别，用字母e表示出现粗系的夹杂物，s表示出现超尺寸 夹杂物。 例如：A2，B1e，C3，D1，B2.5s，DS0.5。 用于表示非传统类型的夹杂物下标应注明其含义。如Dcas
。
• B法表示给定观察视场数N中每类夹杂物及每个宽度系列 夹杂物在给定级别上的视场总数。
• 对于所给定的各类夹杂物的级别，可用所有视场的全套数 据，按专门的方法来表示其结果，如根据双方协议规定总 级别itot或平均级别imoy.
试验报告
A类硫化物 0.5级
A类硫化物 1级
B类夹杂物 0.5级
B类夹杂物 1级
C类夹杂物 0.5级
C类夹杂物 1级
D类夹杂物 0.5级
D类夹杂物 1级
• B法：应检验整个抛光面。试样每一个视场同标准图片相 对比，每类夹杂物按细系或粗系记下与检验视场最符合的 级别数。 为降低费用，可以通过研究，减少检验视场数，并使之 分布合理，然后做局部检验。
通则
• 将每一个观察的视场与标准评级图谱进行对比。如果一个 视场处于两相邻标准图片之间时，应记录较低的一级。
DS类夹杂物 0.5级
DS类夹杂物 1级
带状组织
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• 直径或边长≤25mm的钢棒，检验面为通过直径的整个截 面，其长度应保证得到约200mm2的检验面。
• 厚度大于50mm的钢板，检验面位于宽度1/4和从钢板表 面到中心之间的中间位置，检验面为钢板厚度的1/4截面
试验方法
• A法：应检验整个抛光面。对于每一类夹杂物，按细系和 粗系记下与所检验面上最恶劣视场相符合的标准图片的级 别数。
• B类（氧化铝类）：大多数没有变形，带角的，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
钢中非金属夹杂物
吕秀乾
问题
• 什么是非金属夹杂物？ • 非金属夹杂物的来源有哪些？ • 非金属夹杂物对钢材的性能有哪些影响？ • 按分布和形态划分，传统的非金属夹杂物有哪几类？ • A+C≤2.0，B+D≤2.0，A+B+C+D+DS≤4.5？ • 如何辨别非金属夹杂物？ • 非金属夹杂物取样时应注意什么问题？ • 如何对非金属夹杂物进行评级？