1概述、夹杂物分类及形貌

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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。

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。

夹杂物

钢中非金属夹杂物 (non-metallic inclusions in steel)钢中夹带的各种非金属物质颗粒的统称。

钢中含有氧、氮、硫等元素，它们在钢中的溶解度在高温下高，而在室温下溶解度很低，在钢冷却和凝固时析出并同铁和其它金属等结合成为各种化合物，称为非金属的夹杂物。

除此以外，炉渣、耐火材料、泥沙等外来物质也可能混入钢中形成非金属夹杂物。

早期文献曾把钢中非金属夹杂物称为“夹渣”，这个名称容易使人误解，以为非金属夹杂物就是混入钢中的炉渣。

现在通常把各种混入钢中的物质称为外来夹杂物，它们的形状不规则(图1、图2)，而将由于内部物理和化学反应产生的夹杂物称为内生夹杂物，其典型特征是尺寸较小，数目多，分布均匀。

钢中生成夹杂物的过程大致如下：脱氧剂加入钢液中以后，脱氧元素和氧发生化学反应生成不溶于钢的氧化物；有的脱氧元素也能和硫、氮化合生成硫化物、氮化物。

这类化合物称为初生夹杂物。

除极少数颗粒细小的夹杂物外，大多数初生夹杂都能从钢液中浮升出来进入渣中。

而当钢液冷却和凝固时，由于溶解度下降和氧、硫等的偏析，在凝固过程中又产生氧化物和硫化物等，称为次生夹杂物。

次生夹杂难以从钢中排除而残留在树枝晶间或最后析出于晶粒界上。

图3为FeO夹杂，图4为FeS夹杂。

钢液脱氧后，继续接触到空气或其他氧化物如耐火材料等，使钢液重新吸收氧，即发生二次氧化。

二次氧化是成品钢中非金属夹杂物的重要来源。

钢中有非金属夹杂物存在，破坏了金属基体的连续性，使钢的品质变坏。

在特殊情况下，有的夹杂物有利于钢的某种性能(如切削性)，但这只是在特殊的条件下。

一般说非金属夹杂物对钢的力学性能、物理性能和化学性能都有相当大的危害。

用通俗的话来说，含夹杂物多的钢是“脏”的，纯净的钢所含有的夹杂物很少。

然而纯净钢是一个相对的概念，钢的洁净与否和它的用途有关，也和夹杂物的形状、颗粒大小和可塑性等有关。

数量虽少但颗粒较大的夹杂物往往比数量较多但尺寸细小的夹杂物危害更大；形状不规则的比球形的夹杂物危害大。

金属中非金属夹杂物

金属中非金属夹杂物金属材料中含有的一类具有非金属特性的组成物。

它们在金属和合金的熔炼、凝固过程中产生，并在随后的热、冷加工过程中经历一系列变化，对金属和合金的性能产生多方面的影响。

根据非金属夹杂物（以下简称夹杂物）的来源，通常把夹杂物分为外来的和内生的两大类。

混入金属中的炉衬耐火材料或炉渣颗粒（包括刚带入的、或与金属液发生化学反应而在成分和结构上已有相当大改变的）属于外来夹杂物；在熔炼、凝固过程中，熔融金属中含有的各化学元素的化学反应产物，来不及排除，仍保留在固态金属中，称为内生夹杂物。

钢中非金属夹杂物分类非金属夹杂物，既可以按化学成分划分，也可以按力学性能划分。

按夹杂物的化学成分分类①简单氧化物如FeO、MnO、Cr2O3、Al2O3、SiO2以及钛、钒、铌的氧化物等。

②复杂氧化物其中尖晶石类夹杂物用化学式 AO·B2O3表示(化学式中A表示二价金属,如镁、锰、铁等；B表示三价金属，如铁、铬、铝等)。

这类化合物具有尖晶石MgO·Al2O3型结构,由此而得名。

尖晶石类夹杂物为一大类氧化物,如MnO·Al2O3、MnO·Cr2O3、MnO·Fe2O3、FeO·Al2O3、FeO·Cr2O3(图1)、FeO·Fe2O3(Fe3O4)、MgO·Al2O3、MgO·Cr2O3、MgO·Fe2O3等。

这些化合物都有一个相当宽的成分可变范围;实际遇到的尖晶石类夹杂物往往是多成分的。

此类氧化物在工业用钢中比较常见。

钙的铝酸盐如CaO·Al2O3、CaO·2Al2O3也属于复杂氧化物(图2)。

但它们不具有尖晶石型结构,所以,不属于尖晶石型氧化物。

③硅酸盐及硅酸盐玻璃通用化学式可写成ιFeO·m nO·n Al2O3·p SiO2。

它们一般具有多成分形式。

铝锂合金粗大第二相颗粒和夹杂物的成分_概述说明

铝锂合金粗大第二相颗粒和夹杂物的成分概述说明1. 引言1.1 概述铝锂合金是一类重要的结构材料，在航空航天、汽车制造和其他高强度轻型结构领域具有广泛应用。

然而，铝锂合金中存在着粗大第二相颗粒和夹杂物，这些颗粒和夹杂物对材料性能产生了显著影响。

1.2 文章结构本文旨在综述铝锂合金中的粗大第二相颗粒和夹杂物的成分组成、特性研究方法以及它们对材料性能的影响。

文章按如下结构展开：引言、铝锂合金粗大第二相颗粒和夹杂物的成分、特性研究方法、对材料性能的影响以及结论与展望。

1.3 目的通过深入研究和概述铝锂合金中粗大第二相颗粒和夹杂物的成分，我们可以更全面地了解这些微观结构对铝锂合金整体性能的贡献。

同时，了解这些微观结构组分的存在形式以及它们在不同条件下可能发生的变化，可以为相关研究人员提供指导，进一步优化铝锂合金的制备工艺和性能表现。

以上是“1. 引言”部分的内容。

2. 铝锂合金粗大第二相颗粒和夹杂物的成分2.1 定义与分类铝锂合金中的粗大第二相颗粒和夹杂物是指在合金中存在且尺寸较大的非铝基础金属晶体或化合物颗粒，以及其他材料残留或被意外引入的微小颗粒。

根据其来源和组成，可以将这些成分分为几类。

一种常见的分类方式是根据其化学成分将其划分为以下几类：1) 金属晶体相：包括铜、镁、锌等杂质。

2) 金属间化合物相：包括Al3Li、Al7Cu2Fe等。

3) 非金属夹杂物：如碳化物、氧化物、硅化物等。

此外，根据其形态和尺寸还可以进一步细分为：1) 粗大第二相颗粒：尺寸较大的非铝基础金属晶体或化合物颗粒。

它们通常具有明显的晶体结构，并能够裂解或断裂。

2) 夹杂物：微小颗粒，通常沿晶界存在于铝锂合金中，可能产生杂质偏析和局部应力集中。

2.2 成分组成铝锂合金粗大第二相颗粒和夹杂物的成分取决于不同合金的配方和传统制备工艺。

铝锂合金通常含有较高的纯铝（一般超过90%），并在其基础上添加不同比例的锂以及其他合金元素，如铜、镁、锌等。

(完整版)实验五非金属夹杂物的分析与评定

实验五非金属夹杂物的分析与评定 (验证性)一、实验目的及要求1．掌握钢中非金属夹杂物的分类与形态特征。

2．掌握使用标准评定钢中非金属夹杂物的级别。

二、实验原理钢铁中的非金属夹杂物的出现是不可避免。

钢中非金属夹杂物的金相检验主要包括夹杂物类型的定性和定量评级。

夹杂物的检验评定可按照GB/T10561-2005《钢中非金属夹杂物显微评定方法》执行。

1、检验钢中的非金属夹杂物的必要性因为非金属夹杂物破坏了金属基体的连续性、均匀性，易引起应力集中，造成机械性能下降，导致材料的早期破坏，其影响程度主要取决于夹杂物的形状、大小、分布和聚集状态。

钢中夹杂物的检验一般在出厂前钢厂检验或者收货单位验收时检验。

2、钢中非金属夹杂物的来源a）内在的：包括①铁矿石②钢厂在冶炼时，用Si、Al脱氧造成，反应式：3FeO + 2Al →3Fe + Al2O32FeO + Si → 2Fe + SiO2b）外来的：浇铸过程卷入的耐火材料、炉渣等。

3、制样要求a、取样时沿轧制方向，磨制纵向截面观察夹杂物大小、形状、数量，横向截面观察夹杂物从边缘到中心的分布。

试样表面无划痕、无锈蚀点、无扰乱层。

b、淬火以提高试样的硬度，保留夹杂物的外形。

c、试样表面不浸蚀。

4、非金属夹杂物的分类a、氧化物：FeO、MnO、Cr2O3、Al2O3；b、硫化物：FeS、Mn S及其共晶体；c、硅酸盐：2FeO·SiO2、2MnO·SiO2；d、氮化物：TiN、VN；e、稀土夹杂物5、非金属夹杂物的金相鉴别方法主要是指利用光学显微镜中的明场、暗场和偏振光灯照明条件下夹杂物的光学反映差异，以及在标准试剂中腐蚀后，夹杂物发生化学反应而出现色差及侵蚀程度的不同来区分鉴别。

a明场：检验夹杂物的数量、大小、形状、分布、抛光性和色彩。

不透明夹杂物呈浅灰色或其他颜色，透明的夹杂物颜色较暗。

b暗场：检验夹杂物的透明度、色彩。

透明夹杂物发亮，不透明夹杂物呈暗黑色、有时有亮边。

非金属夹杂物分类变形能力金相学特征-概述说明以及解释

非金属夹杂物分类变形能力金相学特征-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述非金属夹杂物是指在金属材料中存在的不溶于基体金属的非金属颗粒或体积元件。

这些夹杂物可以是气体、液体、固体或其它形态的非金属物质，如气泡、硫化物、碳化物、氧化物等。

在金属材料中存在着各种各样的夹杂物，它们对材料的性能和性质产生着重要影响。

本文的主要目的是探讨非金属夹杂物的分类、变形能力和金相学特征，并深入研究它们对材料性能的影响。

首先，我们将介绍非金属夹杂物的分类方法，包括夹杂物的定义和特点，以及主要的分类方法。

其次，我们将讨论非金属夹杂物的变形能力，探究夹杂物的变形机制、变形能力与材料性能的关系，以及评价夹杂物变形能力的方法。

最后，我们将探索非金属夹杂物的金相学特征，包括金相学特征的定义和意义、非金属夹杂物的金相学观察方法，以及对非金属夹杂物金相学特征的分析与应用。

通过对这些内容的研究，我们可以更好地理解非金属夹杂物在金属材料中的存在和影响，为材料的性能评价、材料设计以及材料加工提供科学依据。

同时，对非金属夹杂物的研究也将有助于揭示材料中的缺陷行为与物理机制，进一步推动材料科学的发展。

在接下来的章节中，我们将详细介绍非金属夹杂物的分类、变形能力和金相学特征，以期为相关领域的研究者和工程师提供有益的知识和启示。

同时，我们也展望非金属夹杂物研究的发展方向，希望能够促进该领域的深入研究和应用。

文章结构部分的内容如下：1.2 文章结构本文主要介绍了非金属夹杂物的分类、变形能力和金相学特征。

以下是文章各个部分的内容概述：在引言部分，我们将概述本文研究的背景和重要性，并明确文章的目的和结构。

正文部分包括三个主要部分。

首先，我们将详细介绍非金属夹杂物的分类。

这包括定义和特点、主要分类方法以及影响夹杂物的因素。

了解夹杂物的分类对于我们理解其性质和对材料性能的影响具有重要意义。

其次，我们将探讨非金属夹杂物的变形能力。

这一部分将涉及夹杂物的变形机制、变形能力与材料性能之间的关系，以及评价夹杂物变形能力的方法。

概述夹杂物分类及形貌

材料与冶金学院金属材料工程系从善海主讲夹杂物工程（第一部分）钢中夹杂物的种类、形态及对钢性能的影响第一讲：概述、夹杂物分类及形貌注意：一切关于它的组成、形貌、来源、以及如何消除它都是有价值的。

●一个夹杂物核（内生的或外来）从它进入钢液的瞬间开始就一、概述非金属夹杂物最难掌握的特点：不能预先确定它们将在什么地方以何种形式出现。

武钢机总大型夹杂物引起的淬火裂纹因为碳化物是钢的基体中的组分，不应属于夹杂物。

碳化物或金属间相是否夹杂物非金属夹杂物是指其存在状态不受一般热处理的显著影响的非金属化合物。

化学式:Al 2O 3 ，熔点2050ºC，比重：3.96，显微硬度：3000-4500㎏/㎜2，结晶类型：六方系(在钢的夹杂物中只发现Al 2O 3 )氧化铝物性氧化物特征氧化铝电镜形貌氧化铝能谱oAlElmt Element Atomic Compound% % % Al 37.01 30.47 Al2O3 69.93 Ca 21.49 11.91 CaO 30.07 Elmt Element Atomic Compound Element Atomic Compound % % %Mg 0.52 0.48 Mg 0.52 0.48 MgO MgO MgO 0.860.86 Al 33.73 28.22 Al2O3 63.74Ca 25.30 14.25 Ca 25.30 14.25 CaO CaO CaO 35.4035.40 O 40.45 57.05 Elmt Elmt Element Element Atomic Atomic CompoundCompound % % % % % % % Mg Mg 1.88 1.88 1.88 1.62 1.62 1.62 MgO MgO MgO 3.12 3.12 Al Al 46.85 46.85 46.85 36.22 Al2O3 88.52 36.22 Al2O3 88.52 Ca Ca 5.98 5.98 5.98 3.11 3.11 3.11 CaO CaO CaO 8.368.36 O 45.29 O 45.29 59.05 59.05 59.05Elmt Element Atomic Compound ElmtElmt Element%MgMgAlAl 23.00Si Si0.99CaCaOO 7.29Elmt Element Atomic Compound% % %Al 5.78 6.15 Al2O3 10.92Ti 27.83 16.69 TiO2 46.43Energy (keV)Mn 33.03 17.27 MnO 42.65O 33.35 59.88㎜2 a=8.08a=8.08Å Elmt Element Atomic Elmt Element Atomic Compound Compound % % % % % % Mg 15.49 12.96 Mg 15.49 12.96 MgO MgO MgO 25.69 25.69 Al 39.33 29.64 Al2O3 74.31 O 45.18 57.41 Total 100.00 100.00 100.00Elmt Elmt . Element . Element . Element Atomic Compound % % % % % % % Mg 14.62 12.23 Mg 14.62 12.23 MgO MgO MgO 24.24 24.24 Al 40.09 30.22 Al2O3 75.76 O 45.28 57.55Total 100.00 100.00 100.00铝酸一钙二铝酸一钙七铝酸十二钙Elmt Element Atomic CompoundElement Atomic Compound % % %% % % 31.11 31.11 26.16 26.16 26.16 MgO MgO MgO 51.58 51.58 20.78 20.78 20.78 15.13 15.13 15.13 SiO2 SiO2 SiO2 44.46 44.46六铝酸钙镁橄榄石Elmt Element Atomic% %S 36.19 49.28Mn 63.81 50.72Total 100 100硫化铬。

论固体夹杂的分类与特点

技术与应用A PPLICATION157ＯＣＣＵＰＡＴＩＯＮ2014 04摘要：固体夹杂是焊缝中残留的固体异物，是一种表层下类型的非连续性缺陷。

本文就固体夹杂的分类与特点进行了介绍。

关键词：热影响区焊缝夹渣熔渣论固体夹杂的分类与特点文/冯涛固体夹杂是焊缝中残留的固体异物，根据异物的属性，分为非金属夹杂和金属夹杂两大类，前者较为典型的是加渣、氧化物、硫化物夹杂，后者有夹钨、夹铜及夹入其他金属。

一、非金属夹杂非金属夹杂是陷入焊缝内或融合线上非金属夹杂物，这类固体异物是绝大部分电弧焊焊缝金属中共有的。

1.夹渣夹渣是由于焊接操作失误和设计提供的接头施焊通道不当造成的。

接头边缘内的或通道之间的尖锐缺口往往会在熔融金属下引起夹渣。

仰焊时，为免除金属下坠，熔融金属凝固迅速，因此夹渣多于平焊。

焊缝中残留的由造渣剂生成的熔渣，是手弧焊焊条药皮、埋弧焊焊剂或其他形式焊剂在焊接过程中进入的产物，铸态金属或焊缝熔敷金属中的夹渣形状大多呈球形。

如果尺寸并不太大，不至于影响金属的机械性能。

但经轧制或锻造等热加工后被拉长扩展的熔渣，假如处于某些应力集中部位，将带来隐患。

影响夹渣的因素，按上述可归纳为：（1）温度——温度越高，熔渣在焊缝金属内的溶解量越大，易于流动，夹渣聚合上升至表面越慢。

（2）熔体黏度——熔体越黏稠，冷却越快，夹渣聚合上升至表面越慢。

（3）冷却速度——凝固速度越快，留存熔渣的可能性越大，极易形成夹渣。

（4）搅拌作用——熔池搅拌强烈，残留熔渣的概率增大。

2.非金属夹杂物一般工业用的钢中，总有一些非金属夹杂物，这在一般碳钢焊接结构中问题不大，但随着钢材强度等级的提高和尖端产品的发展，钢材中非金属夹杂物成为冷裂缝、消除应力裂缝、疲劳破坏及脆性断裂等的裂源。

高强钢对缺口非常敏感，钢中的非金属夹杂物恰恰引起缺口效应，导致应力集中，而且，常常造成位错集聚，成为应力集中的重要因素。

（1）非金属夹杂物的形成过程。

①氧化物夹杂。

A类B类C类D类夹杂物

A类B类C类D类夹杂物A类(硫化物类)——具有高的延展性，有较宽范围形态比(长度／宽度)的单个灰色夹杂物，一般端部呈圆角。

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，有较宽范围的形态比(一般≥3)的单个呈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≥13Pm的单颗粒夹杂物。

2 夹杂物的级别和面积2.1夹杂物的级别YB9-59标准中规定氧化物及硫化物的级别图各为1～4级，点状不变形夹杂物则为1～5级：氧化物和硫化物夹杂物评级图片又有原级及a级，点状不变形夹杂物的评级图片有a级及b级之分，YB9-68标准中规定各类夹杂物的级别图均为1～4级，并且比YB9-59增加半级参考图片。

2.2夹杂物的面积表l给出了YB9-59和YB9-68夹杂物评级图片中夹杂物的面积，分析对比可见有如下特点：(1)YB9-68标准评级图片中各类灾杂物级别递增具有规律性，即各类夹杂物的级别与其面积之间的关系符合下式：An=Al×2n-1 (n=0.5,1,1.5,2····)式中：An―n级夹杂物之面积．×10-2mm2;Al ―l级夹杂物之面积．×10-2mm2;n―夹杂物的级别(2)YB9-59标准中除a级点状不变形夹杂物(1～3级）和原级氧化物（1～3级）的级别与其所对应的面积之间的关系基本符合上述公式外，其它均无规律。

3 YB9-68标准中夹杂物的评级原则(1)在同-视场中同时出现塑性夹杂物及脆性夹杂物并串联在-起时，视哪类夹杂物多就按哪类夹杂物评。

若数量相近时，则按脆性夹杂物评定。

若塑性夹杂物及脆性夹杂物虽在同-视场中出现，但未串联在-起时，则仍应分别评级。

钢中非金属夹杂物检测技术

●
沿铸坯厚度方向取试样，在金相显微镜Ｆ观察统计夹杂物分布如图２（ｂ）所示。由图２（ｂ）知，金相法得到与硫印法相似的结果。那么在铸坯厚度１／４左右夹杂物是由什么组成的呢？用金相法观察夹杂物，探针分析结果与浸入式水口内堵塞物成分十分相似，见表４。由此可知，铸坯中大颗粒夹杂物是来源于浸入式水口堵塞物。这种以Ａ１２０３为主的夹杂物是造成冷轧薄板表面缺陷的主要原因。
●
试样大，电解时间长。为了捕捉更多的大型夹杂物，试样尺寸大（中５０’６０Ｘ１２０’１５０ｍｍ），样重３’５ｋｇ，电解时间１５’２０天。
・
使用物理方法分离碳化物。用淘洗法把碳化物淘洗掉，而夹杂物和铁的氧化物保留下来，用还原磁选把夹杂物分离出来。
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夹杂粒径分级和组成分析。不足之处是不能完全保留云雾状的Ａ１２０３夹杂。
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下面把常用的几种方法简介如下：
３．１钢中非金属夹杂物评级法
有国家标准评级图，用于轧材或铸坯中夹杂物评级。评级图片是在１００倍纵向抛光面上面积为０．５咖２视场。根据夹杂物形态和分布，标准图谱分为Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ和Ｄｓ五大类。Ａ类（硫化物夹杂）：延性好，长／宽比较大，夹杂物呈灰色；Ｂ类（氧化铝）：不变形，带棱角，呈黑色粒状，沿轧制方向排列；Ｃ类（硅酸盐）：延性好，长／宽比较大，夹杂物呈黑色或灰色；Ｄ类（球状氧化物）：不变形，带棱角，长／宽比较小（＜３），无规则分布，呈黑色或兰色。Ｄｓ类（单颗粒球状）：夹杂物呈圆形或近似圆形，直径大于１３ｌｌ取样、制样和评级按规定标准（ＧＢ／Ｔ１０５６卜２００５）执行。
・
（２）分析流程大样电解主要用于分析钢９＞５０ｕｎｌ大型氧化物夹杂。其分析流程主要包括电解、淘洗、还原和分离。分离出夹杂物进行粒度分级、形貌照相和电子探针定量成分分析。大样电解分析流程如图５所示。（３）大样电解设备电解设备包括整流器（２５Ｖ，２０／Ｉ）、电解槽体、淘洗槽、还原磁选装置、体视显微镜、分级筛、称重天平和相机等。（４）大型夹杂物实例下面介绍一下我们在某厂ＲＨ、中间包和连铸坯中大型夹杂物照片。图６为ＲＨ处理前后大颗粒夹杂物形貌相片。

夹杂物

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夹杂物辨别（二）
—相交偏振光下的双折射 —相交偏振光消光法
如果缺陷用这些方法不能缺定，需要把缺陷削薄检查
缺陷核心，可以在现场用简单设备运行或者在Lathom。
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二氧化硅的三种形态
870℃ 1470℃ 石英＜===＞鳞石英＜===＞方石英 -纯SiO2转变温度，随Na2O变化石英： -硅砂鳞石英： -来自卡脖山墙鳞片缺陷 -老熔化浮渣缺陷 -富硅表面玻璃析晶方石英：
夹杂物—来源和控制
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任何外来物质进入玻璃，造成不均匀和玻璃质量降低等。
夹杂物常常带有光学变形，降低玻璃光学质量。
除了质量损失，有些夹杂物（特别是铝质）会引起在退火窑的空气强冷区/水洗机炸裂。
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夹杂物类型（一）
熔化（主要问硅质）熔窑耐火材料
-AZS上部结构/玻璃液接触缺陷 -鳞石英霜 -硅质上部结构挂流/滴落物 -α-β氧化铝（如冷却部的Monofrax M） -保温材料，包括流道密封材料
Kaowool）
处理：
-仔细去掉，训练窑炉维修人员
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β-硅灰石析晶
来源：
-来源于窑炉冷/滞留区玻璃的结晶（析晶），或者锡槽的湿背区
-常常在着色玻璃时形成，冷却部重升温是释放
处理：
-白玻璃时冷却部下游池底温度操作目标为＞1000℃ -色玻时，考虑抬起卡勃水包，把析晶夹杂物回流至熔化部 -观察锡槽湿背区，如有必要，保温
留富硅玻璃转化 -熔化量或者温度变化（从先前设置释放出的物质）
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处理：
-检查操作变化 -热点温度是否足够高 -倒数第二对小炉燃料太多 -是否窑炉前端燃料量太多 -火焰还原性太强（料毯或者泡沫上） -配合料化学是否适合于现在的操作 -检查煤粉和芒硝秤的精确度 -检查过去48小时配料车间的称量记录

钢中夹杂物的分类与鉴定

钢中夹杂物的分类与鉴定2.河北省半钢水冶炼高洁净高品质特殊钢重点实验室河北承德 067000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物也因此变得十分重要。

一、钢中非金属夹杂物的来源分类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。

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。

这类夹杂物一般外形不规则，尺寸比较大等，又称为粗夹杂。

这类夹杂物通过正确的操作是可以避免的。

二、钢中非金属夹杂物按化学成分分类1、氧化物系夹杂简单氧化物有FeO、Fe2O3、MnO、SiO2、Al2O3、MgO和Cu2O等。

非金属夹杂物分类变形能力金相学特征

非金属夹杂物分类变形能力金相学特征全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：非金属夹杂物是指夹杂在金属材料中的非金属杂质，主要包括氧化物、硫化物、硅化物等。

在金属材料的生产和加工过程中，由于各种原因，都会产生一定数量的非金属夹杂物。

这些夹杂物可能对金属材料的性能产生不利影响，因此对夹杂物的分类、变形能力和金相学特征进行研究具有重要意义。

一、非金属夹杂物的分类1.按夹杂物的形态和尺寸可分为三类：气孔、夹杂粒子和夹杂带。

（1）气孔：是一种明显的非金属夹杂物，形成的原因主要有气体凝固在金属内部、气体扩散不畅等。

（2）夹杂粒子：通常是指在金属结晶内部或晶界处存在的非金属颗粒，比如氧化物和硫化物等。

（3）夹杂带：是指一些尺寸较大的夹杂，通常呈带状分布在金属中。

2.按夹杂物的来源可分为内部夹杂和外部夹杂。

（1）内部夹杂：是在金属液态状态下形成的夹杂，如气孔和夹杂粒子。

（2）外部夹杂：是指在金属在固态过程中，因为外部条件的影响（如气体、液体等），产生的夹杂。

夹杂物作为金属材料中的弱点，通常会影响金属材料的各种力学性能，如强度、韧性、塑性等。

了解夹杂物的变形能力对金属材料的性能评价具有重要意义。

1.气孔：气孔是一种常见的夹杂物，其存在会导致金属材料的断裂韧性下降。

在材料受力时，气孔容易成为应力集中的位置，导致材料易于发生断裂。

2.夹杂粒子：夹杂粒子的变形能力一般较弱，但会对金属材料的塑性产生一定影响。

夹杂粒子在金属材料中起到“强化作用”，一定程度上提高了金属的硬度，但也降低了其塑性。

3.夹杂带：夹杂带一般由大量夹杂粒子组成，其变形能力取决于夹杂粒子的类型和分布。

夹杂带的存在会导致金属材料的断裂韧性下降，但也可能在一定程度上增加金属的硬度和强度。

金相学是研究金属结构和性能关系的一门学科，通过金相分析可以揭示非金属夹杂物在金属中的分布、形貌和性质。

1.显微观金相分析：通过显微镜对金属中的夹杂物进行观察和测量，可以揭示夹杂物的形态、尺寸、分布等信息。

利用扫描电镜对钢中夹杂物进行评定和分类的方法

利用扫描电镜对钢中夹杂物进行评定和分类的方法下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。

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中心裂纹、中间裂纹、缩孔、非金属夹杂形貌特征及产生原因

中心裂纹、中间裂纹、缩孔、非金属夹杂形貌特征及产生原因中心裂纹、中间裂纹、缩孔和非金属夹杂是金属材料中常见的缺陷现象，它们对材料的性能和安全性都可能造成重大影响。

本文将深入探讨这些缺陷的形貌特征、产生原因，以及对金属材料的影响，帮助读者更全面地了解这一主题，从而在实际工程中更好地预防和控制这些缺陷的产生。

1. 中心裂纹中心裂纹是指在金属材料的中心部位产生的细小裂纹，通常呈放射状分布，其形貌特征为细小、密集，沿着晶粒的界面或晶界分布。

中心裂纹的产生原因主要包括金属流动性差、应力集中、晶界脆化等因素。

在金属材料的热加工过程中，由于温度和应力的作用，金属内部会出现不均匀的变形，导致中心部分产生应力集中，从而引起中心裂纹的产生。

金属材料在高温条件下会发生晶界脆化现象，也是中心裂纹产生的重要原因之一。

2. 中间裂纹中间裂纹是指在金属材料的中间部位产生的裂纹，其形貌特征为沿着晶粒的界面或晶界分布，呈现出一定的长度和宽度。

中间裂纹的产生原因主要与金属内部的应力和变形有关。

在金属材料的加工过程中，由于外部力的作用，金属内部会发生应变和位移，从而导致中间部位出现应力集中，最终引起中间裂纹的产生。

金属材料的成分和晶粒结构不均匀也是中间裂纹产生的重要原因之一。

3. 缩孔缩孔是指在金属材料中产生的孔洞状缺陷，其形貌特征为孔洞大小不一、分布不均匀。

缩孔的产生原因主要包括气体夹杂、夹杂气泡、热裂纹等因素。

在金属材料的熔化和凝固过程中，由于气体的存在或加入，会引起气泡在金属内部的聚集，最终形成缩孔。

在金属材料的冷却过程中，温度梯度和应力都会导致金属内部产生热裂纹，也是缩孔产生的重要原因之一。

4. 非金属夹杂形貌特征及产生原因非金属夹杂是指在金属材料中存在的非金属固体颗粒或气体夹杂物，其形貌特征为颗粒状或气泡状分布，大小不一、形状不规则。

非金属夹杂的产生原因主要与原材料和生产工艺有关。

在金属材料的生产过程中，原材料中的氧化皮、炉渣、残余金属等夹杂物，会进入金属内部形成非金属夹杂。

钢种常见夹杂物的性能和特征

中等
深灰色，球体中带环圈反光，中心有光点
透明，淡黄色到灰色
各向异性，透明，呈玻璃状时各向同性
锰硅酸盐2MnO·SiO2
多为玻璃质，球状任意分布
良好
易变形变形后伸长
低
深灰色
透明，由玫瑰红到褐色
各向异性，呈玻璃质时多各向同性
铁锰硅酸盐mFeO,nMO,pSiO2
多为玻璃质，球状任意分布
良好
易变形变形后伸长
钢种常见夹杂物的性能和特征
夹杂物
形状及分布
抛光性
塑性
光学特征
反应能力
明场
暗场
偏光
氧化铝（Al2O3）
呈细小料状，系为成群分布，加工后成串状分布
不良易剥落、并拖出尾巴
低Байду номын сангаас
暗灰而带紫色
透明、淡黄色
透明，各向异性弱，特别是细粒时。
氧化亚铁（FeO）
呈球状（粒状）多为任意分布，稍变形后呈不大的椭圆
良好
稍变形
中等
低
深灰色，球体中有环圈反光，中心有亮点，当Si、Mn量强呈黑色园盘
透明，琥珀黄色，圆盘好像有突出感
呈玻璃状，各向同性，含Si较多的夹杂能看到暗黑色十字架
氮化钛（TiN）
呈有规则的几何形状，如方形、长方形、单个地成群地或成小链状分布
不良易抛掉
不变形
高
由淡黄色到玫瑰红色
不透明
各向同性，不透明
金相法的观察项目
中等
淡蓝灰色
透明，淡蓝灰色
各向同性，透明
铁锰硫化物（固溶体）FeS-MnS
主要呈球状共晶体，或条状，分布无规律，在晶粒内或晶界上
良好
易变形沿变形方向拉长

物理测试小讲堂——钢中非金属夹杂物的分类

物理测试小讲堂——钢中非金属夹杂物的分类非金属夹杂物在钢中含量虽小，但对性能影响很大，是钢材检验中不可缺少的一环。

按来源分类钢中非金属夹杂物主要来源于钢的冶炼，按照来源可分为内生夹杂物和外来夹杂物两类。

一般来说外来夹杂物颗粒较大、外形不规则、分布比较集中没有规律；而内生夹杂物则与此相反，分布比较均匀、颗粒也较小。

1内生夹杂物内生夹杂物是指钢在冶炼时由物理化学反应而形成的夹杂物，主要是指在冶炼过程中所形成的化合物以及脱氧时产生的脱氧产物等，在钢液凝固过程中含有氧、硫、氮等元素的杂质随溶解度的降低没有浮出而残留在钢中。

其组成和结构都极为复杂，数量一般占钢中总夹杂量的40～60%。

正确的操作和合理的工艺措施可以减少内生夹杂物数量和改变其成分、大小及分布情况，但一般情况下内生夹杂物是不可避免的。

2外来夹杂物外来夹杂物是指钢在熔炼过程中与外界物质接触发生作用产生的夹杂物，主要是指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，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。

外来夹杂物是可以通过正确的操作避免的。

按化学成分分类1氧化物系夹杂物氧化物系夹杂物分为3种，第1种是简单氧化物，主要有FeO、Fe2O3、MnO、SiO2、Al2O3和MgO等，比较常见的夹杂有SiO2和 Al2O3，一般情况下 Al2O3在钢中常常以球形聚集，呈颗粒状成串分布。

第2种是复杂氧化物，主要有2FeO·SiO2( 铁硅酸盐) ，其在钢的凝固过程中由于冷却速度较快，液态的硅酸盐来不及结晶，全部或部分以玻璃态的形式保存于钢中。

第3种是硅酸盐2MnO·SiO2( 锰硅酸盐) 和CaO·SiO2( 钙硅酸盐) 等。

2硫化物系夹杂物硫化物系夹杂物主要是指FeS和MnS 等，低熔点的FeS 在钢中易形成热脆，一般在炼钢时要求含有一定量的锰，使硫与锰形成熔点较高的MnS 而消除FeS 的危害，因此钢中硫化物夹杂主要是MnS。