钢中常见夹杂物的光学特性
钢材夹杂物识别方法
钢材夹杂物识别方法嘿，咱今儿就来聊聊钢材夹杂物识别方法。
你可别小看了这些夹杂物，它们就像钢材里的“小捣蛋鬼”，要是没搞清楚它们，那可会给钢材的质量和性能带来大麻烦呢！咱先说说这肉眼观察法。
就好比你看一个人，一眼就能看出个大概模样来。
咱看钢材也一样，用咱的大眼睛仔细瞅瞅，看看表面有没有啥异常的东西，比如一些小黑点啊、小颗粒啥的。
这虽然简单直接，但有时候这些“小捣蛋鬼”藏得深，光靠肉眼可不一定能全发现。
然后呢，就是金相分析法啦！这就像是给钢材做了个“深度体检”。
把钢材切成小块，经过一系列处理后，放在显微镜下观察。
哇塞，这下子那些夹杂物可就无所遁形啦！能清楚地看到它们的形状、大小、分布等等，就好像在微观世界里探秘一样，神奇吧！还有一种方法叫光谱分析法。
这就像是钢材的“身份识别器”。
通过对钢材发射特定的光线，然后分析反射回来的光谱，就能知道里面都有啥成分啦。
那些夹杂物在光谱面前也藏不住，乖乖地现了原形。
你说这夹杂物识别是不是很重要啊？要是没搞清楚它们，万一用了有问题的钢材去建房子、造汽车，那后果可不堪设想啊！就好像你穿了一双有破洞的鞋子去跑步，能舒服吗？能跑得快吗？肯定不行啊！咱在识别夹杂物的时候，可得认真仔细，不能马虎。
就像警察抓坏人一样，不放过任何一个蛛丝马迹。
你想想，如果警察粗心大意，让坏人跑了，那老百姓得多不安全啊！所以咱对待钢材夹杂物识别也得有这种精神。
而且啊，不同类型的钢材可能会有不同类型的夹杂物，这就更需要我们有一双“火眼金睛”啦！不能一概而论，得具体问题具体分析。
这就好比每个人都有自己的特点和脾气，咱得区别对待不是？总之呢，钢材夹杂物识别方法可是一门大学问。
咱得好好学，好好用，这样才能保证钢材的质量，让我们的生活更安全、更可靠。
你说是不是这个理儿？别小瞧了这些方法，它们可是能为我们的生活保驾护航的呢！。
底吹转炉钢中夹杂物的形态与性质分析
底吹转炉钢中夹杂物的形态与性质分析底吹转炉钢是一种重要的钢铁生产工艺，其生产过程中夹杂物的形态与性质对钢材质量有着重要影响。
本文将对底吹转炉钢中夹杂物的形态与性质进行详细分析，以便更好地了解钢材质量与夹杂物之间的关系，并提出相应的改进措施。
夹杂物是指存在于钢材中的非金属颗粒或颗粒性物质，其形态与性质对钢材的力学性能、耐腐蚀性能和力学性能等起着重要作用。
夹杂物的形态主要分为两类：氧化物夹杂物和硫化物夹杂物。
氧化物夹杂物主要来源于炼钢过程中的氧化物，如氧化铁和氧化铝等；硫化物夹杂物则来自炼钢原料中的硫。
这两类夹杂物对钢材的质量具有重要的影响，因此需要进行详细的研究和分析。
夹杂物的性质研究主要包括夹杂物的尺寸、形状、分布以及组成等方面。
尺寸的大小直接影响夹杂物对钢材性能的影响程度，大尺寸的夹杂物易导致局部应力集中，从而引起裂纹和断裂等问题。
形状的不规则性也会影响其对钢材的影响，例如球形夹杂物比长状夹杂物对钢材的影响要小。
夹杂物的分布情况对钢材的均匀性和强度等性能起着决定性作用。
组成方面，夹杂物中的主要元素以及其含量也会对钢材的性能产生重要影响。
例如，氧化铁夹杂物的存在会降低钢材的脆性韧性和强度等指标。
为了对底吹转炉钢中夹杂物的形态与性质进行分析，可以采用多种检测和测试手段。
常用的手段包括金相显微镜观察、扫描电子显微镜（SEM）观察、能谱分析、X射线衍射等。
通过这些方法可以观察夹杂物的形态特征、尺寸大小以及组成成分，从而了解其对钢材性能的影响。
此外，还可以结合力学性能测试和化学分析等手段，深入分析夹杂物对钢材的影响机制。
根据对底吹转炉钢中夹杂物形态与性质的分析，我们可以提出一些改进措施来降低夹杂物对钢材性能的不良影响。
首先，炼钢过程中要对原料进行精细筛分和洗涤处理，以减少夹杂物的含量和尺寸。
其次，在转炉操作中，要加强渣化学性质的控制，减少渣中的氧化物含量，进而减少钢中的氧化物夹杂物。
另外，还可以通过改变转炉喷吹气体的压力和流速等参数，以调节夹杂物在转炉中的运移和分布。
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评级图级别A 总长度μmB 总长度μm 17 77 184 343 555 822 （＜1147）C 总长度μm 18 76 176 320 510 746 （＜1029）D 数量个 1 4 9 16 25 36 （＜49）DS 直径μｍ 13 19 27 38 53 76 （＜107）i0.5 1 1.5 2 2.5 337 127 261 436 649 898 （＜1181）注：D 类夹杂物的最大尺寸定义为直径类别最小宽度μm细系最大宽度μm 4 9 5 8最小宽度μm ＞4 ＞9 ＞5 ＞8粗系最大宽度μm 12 15 12 13A B C D2 2 2 3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。
(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。
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。
钢种夹杂全解析
钢种夹杂全解析[引用2009-06-12 20:45:45]字号：大中小1、钢中夹杂物的长大、上浮与分离钢中尺寸较小的夹杂物颗粒不足以上浮去除，必须通过碰撞聚合成大颗粒，较大的夹杂物陆续上浮到渣层，离开钢液。
在强湍流下，夹杂物碰撞聚合非常迅速，例如在0.1m2/s3的强湍流条件下，夹杂物半径长大到100μm只要2min。
直径为100μm的Al2O3夹杂物从钢液表面下2.5m上浮到钢液表面需要4.8min，直径为20μm的夹杂物，上浮时间增加到119min。
从钢液中分离夹杂物的主要途径包括两种：（1）被表面的渣层吸附；（2）被壁面耐火材料吸附。
2、钢中夹杂物去除技术2.1气体搅拌2.1.1钢包吹氩吹氩搅拌是钢包炉重要的精炼手段之一，钢中夹杂物被气泡俘获去除的效率决定于吹入钢液中气泡数量和气泡尺寸。
钢包底吹氩用透气砖平均孔径一般为2～4mm，在常用的吹氩流量范围产生的气泡直径为10～20mm。
而有效去除夹杂物的最佳气泡直径为2～15mm，并且气泡在上浮过程会迅速膨胀。
因此，底吹氩产生的气泡捕获小颗粒夹杂物概率很小，对细小夹杂物去除效果不理想。
在钢包底吹氩过程中，过强的搅拌功会导致钢水的二次氧化及卷渣。
为了去除钢中的细小夹杂物颗粒，必须钢液中制造直径更小的气泡。
将氩气引入到足够湍流强度的钢液中，依靠湍流波动速度梯度产生的剪切力将气泡击碎，可将大气泡击碎成小气泡。
钢包与中间包之间的长水口具有高的湍流强度，在此区域钢水流速达到1～3m/s。
在长水口吹氩水模型研究表明，可获得0.5～1mm的细小气泡。
细小的气泡捕获夹杂物的概率很高。
这种方法可显著提高氩气泡去除夹杂物的效率。
2.1.2中间包气幕挡墙通过埋设于中间包底部的透气管或透气梁向钢液中吹入的气泡，与流经此处的钢液中的夹杂物颗粒相互碰撞聚合吸附，同时也增加了夹杂物的垂直向上运动，从而达到净化钢液的目的。
德国NMSG公司的应用结果表明，与不吹气相比，50～200μm大尺寸夹杂物全部去除，小尺寸夹杂物的去除效率增加50%。
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。
钢中非金属夹杂物特征
钢中非金属夹杂物特征钢中氧和硫分别以氧化物和硫化物夹杂形式存在，很早以前就发现，钢的洁净度取决于上述氧化物和硫化物夹杂，这些夹杂物的尺寸、形状、物理性质、出现频率对钢的质量有很大的影响。
钢中常见的内在夹杂物有脆性夹杂物（氧化物及脆性硅酸盐）塑性夹杂物（硫化物及塑性硅酸盐）、点状不变形夹杂物和氮化物等。
一、氧化物：１．氧化铝夹杂物：Al2O3（脆性）这种夹杂物热加工后不变形、而是沿加工方向分布成短线状颗粒带，在明场下呈灰色。
过多的Al2O3会使钢的疲劳强度和其他力学性能下降。
２．SiO2夹杂物除了氧化铝夹杂物外，在钢中还有硅脱氧产物SiO2，也称石英。
二、硫化物：FeS、MnS（塑性）这类属于塑性夹杂物，具有很高的塑性，热加工后沿加工方向延伸成条状分布，在明场下呈灰色。
三、氮化物：在含钛、锆、钒的合金中，钛、锆和钒容易和氮结合成稳定的氮化物夹杂，氮化物热加工中不变形，多呈方形、长方形，在明场下有淡黄和金黄色彩。
四、点状不变形夹杂物：铬轴承钢中的点状不变形夹杂物主要由镁尖晶石和含钙的铝酸盐所构成，此外还有含铝、钙、锰的硅酸盐，点状不变形夹杂物加工后仍不变形，仍保持较规则的图形。
五、硅酸盐：硅酸盐是金属氧化和硅酸根的化合物，是钢中常见的夹杂物，在使用硅锰、硅铁合金脱氧时，形成可变形的硅酸盐，最常见的硅酸盐是硅酸亚铁和硅酸亚锰。
钢中常见的硅酸盐有硅酸亚铁（２FeO.SiO2）、硅酸亚锰（２MnO.SiO2），硅酸盐分脆性硅酸盐和塑性硅酸盐。
脆性硅酸盐热加工后沿加工方向成为短线状颗粒带，类似氧化物，塑性硅酸盐热加工后沿加工方向延伸成条状。
但硅酸盐一般外形不规则，较粗大，呈暗灰色。
钢中的非金属夹杂物破坏了金属的连续性，降低钢的机械性能、物理性能、化学性能及工艺性能，塑性夹杂物过高会引起钢的热脆性，钢中较多的非金属夹杂物淬火时会引起应力集中而形成裂纹，降低疲劳强度。
夹杂物的存在会使零件在腐蚀介质中在有夹杂的地方先引起点腐蚀等，因此结构钢、轴承钢、弹簧钢及不锈钢等标准都对非金属夹杂物有一定含量的限制。
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。
钢中夹杂物的鉴定
钢中夹杂物的鉴定一、实验目的在正常条件下，钢的温度冷却到固相线以下时就会发生硫化物、碳化物和氮化物的析出。
绝大多数氧化物和一些硫化物夹杂在钢液中形成。
在钢凝固之前，如果不去除这些夹杂物，将引起连铸产品的缺陷，对连铸生产顺利进行带来问题和困难，如，降低生产率、降低产品性能、降低金属收得率等。
本实验的主要目的是为了让同学了解钢中夹杂物对钢性能的影响，并掌握对钢中夹杂物的评级。
二、实验设备与试样1.蔡司金相显微镜2.非金属夹杂物的标准试样三、实验原理----钢中夹杂物的分类A类、（硫化物类）具有高延展性，有较宽范围形态比（长度/宽度>3）的单个呈灰色夹杂物。
B类、（氧化铝类）大多数没有变形，带角，形态比小（一般<3）呈黑色或者蓝色颗粒，沿轧制方向排成一行，至少三个。
C类、（硅酸盐类）具有高延展性，有较宽范围形态比（>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，带角或者圆形的，形态比小（<3）。
黑色或者带蓝色的，无规则分布的颗粒。
DS类、（单颗粒球状类）圆形，或近似圆形，直径不小于13um的单颗粒夹杂物。
四、实验内容及步骤2、国标《钢中非金属夹杂物的测定》（GB/T10561-2005）3、金相显微镜的操作4、非金属夹杂物的标样观察，并评级五、作业1、对下列三幅图中任选一副图，评级，并在实验报告中画出大概的图样。
2、去图书馆查阅非金属夹杂的书籍或者文献，书籍写出名称、作者名称、出版社，并摘抄前言或者概述中有关本书内容的简介，字数多于300。
文献写出名字，作者，期刊名，页数范围，以及摘要。
物理测试小讲堂——钢中非金属夹杂物的金相检验
物理测试小讲堂——钢中非金属夹杂物的金相检验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。
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。
非金属夹杂物的光学特性正确判断和鉴定非金属夹杂物在金相法检验中十分重要，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。
1硫化物主要有硫化铁（FeS）和硫化锰（MnS），以及它们的共晶体等。
在钢材中，硫化物常沿钢材伸长方向被拉长呈长条状或者纺锤形，塑韧性较好。
其硫化物系夹杂物的光学特性如表1：表1 硫化物分布及在光学显微镜下的特征2氧化物常见氧化物有氧化亚铁（FeO）、氧化亚锰（MnO）、氧化铬（Cr2O3）、氧化铝（Al2O3）等。
压力加工后，它们往往沿钢材延伸方向呈不规则的点状或细小碎块状聚集成带状分布。
其氧化物系夹杂物的光学特性如表2：表2 氧化物分布及在光学显微镜下的特征3硅酸盐夹杂物来源于炼钢时加入Si-Ca脱氧剂或者与耐火砖发生作用。
常见的硅酸盐夹杂物有铁橄榄石（2FeO·SiO2）、锰橄榄石（2MnO·SiO2）、复合铁锰硅酸盐（nFe·mMnO·p SiO2）以及硅酸铝（3Al2O3·2 SiO2）等。
其硅酸盐类夹杂物的光学特性如表3：表3 硅酸盐分布及在光学显微镜下的特征4氮化物主要有氮化钛（TiN）、氮化钒（VN）、氮化铝（ALN），常见为三角形、正方形、矩形、梯形等形态，其氮化物系夹杂物的光学特性如表4：表4 氮化物分布及在光学显微镜下的特征GB/T10561-2005《钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法》GB/T10561-2005《钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法》1夹杂物分类该标准将夹杂物分为常见的夹杂物、非传统夹杂物以及沉淀相类三种，并将常见的夹杂物分成A、B、C、D、DS五种类型，具体情况见表5：表5 非金属夹杂物形态特征2夹杂物评级方法标准规定了A法（最恶劣视场评定）和B法（逐个视场评定）两种检验评定方法，规定在100倍放大率下进行观察，评定采用实际面积为0.5mm2的视场，实际视场直径为0.8mm的圆形视场或边长为0.71mm的正方形视场。
浅议硬线钢中夹杂物及对其性能的影响
浅议硬线钢中夹杂物及对其性能的影响摘要立足企业实践,深度剖析钢中夹杂物存在状态及其对性能的影响。
突出技术要求,强化质量在线管理。
关键词硬线钢;夹杂物;断裂钢中夹杂物严重破坏了金属基体的连续性,造成应力集中,使钢的力学性能显著下降。
因此,硬线钢组织应当尽量避免网状渗碳体和淬火组织(马氏体和屈氏体区域)。
1硬线钢中夹杂物的分类按不同的标准可以将夹杂物进行分类。
如按夹杂物的来源区分,则可以分为内生夹杂物和外来夹杂物;按夹杂物的化学性质又可以分为:氧化物系、硫化物系、氮化物系夹杂物。
钢在加工变形中,各类夹杂物的变形性不同,按其变形能力可分为三类。
1.1脆性夹杂物一般指那些不具有塑性变形能力的简单氧化物、双氧化物、氮化物和不变形的球形(或点状)夹杂物。
对于变形率低的脆性夹杂物,在钢加工变形的过程中,夹杂物与钢基体相比变形甚小,由于夹杂物和钢基体之间变形性的显著差异,势必造成在夹杂物与钢基体的交界面处产生应力集中,导致微裂纹产生或夹杂物本身开裂。
1.2塑性夹杂物这类夹杂物在钢经受加工变形时具有良好的塑性,沿着钢的流变方向延伸成条带状。
属于这类的夹杂物有:含SiO2量较低的铁锰硅酸盐、硫化锰等。
硫化锰是具有高变形率的夹杂物,在夹杂物与钢基体之间的交界面处结合很好,毫无产生微裂纹的倾向,并沿加工变形的方向呈条带状分布。
硅酸盐的变形特征是在低温下变形率较低,温度达到800℃～1300℃时,变形率急剧增高。
在正常轧制温度条件下,硅酸盐夹杂物比其他氧化物具有较高的变形能力,当热加工的温度恰当时,硅酸盐的变形率与基体相似,沿着加工变形方向呈连续的条带状分布。
1.3半塑性变形夹杂物半塑性变形的夹杂物一般指各种复合的铝硅酸盐夹杂物,其中作为夹杂物的基体,在热加工变形过程中产生塑性变形,但分布在基体中的夹杂物不变形,夹杂物随着钢基体的变形而延伸,而脆性夹杂物不变形,仍保持原来的几何形状,因此将阻碍邻近的塑性夹杂物自由延伸,而远离脆性夹杂物的部分沿着钢基体的变形方向自由延伸。
钢中夹杂物
组织特征：黑色圆球状为氧化物 夹杂物，白色为基体（未经化学 腐蚀），组织特点为半球状夹杂 物在光学显微镜明场照明下可看 到半球面的表面呈现出黑白交替 的等色环。 材料：低碳钢焊缝区 腐蚀方法：未腐蚀
组织说明
放大倍数：500倍
02 球状透明夹杂物
组织特征：圆球状透明氧化物在 正交偏振光照射下，可看到在圆 形的夹杂物中有一个黑十字，这 种现象称为“黑十字”效应，这种 效应与夹杂物必须是透明的、球 形的有关。
组织说明
08 氮化钛（ TiN ）夹杂物
组织特征：夹杂物呈金黄色规则 外形分布，边缘有棱角，常呈多 边形。尤其在含CrMnTi材料中居 多。 材料：各类钢铁 腐蚀方法：未腐蚀
放大倍数：500倍
组织说明
09 氮化钛（ TiN ）夹杂物
组织特征：夹杂物呈金黄色规则 外形分布，边缘有棱角，常呈多 边形。尤其在含CrMnTi材料中居 多。 材料：各类钢铁 腐蚀方法：未腐蚀
放大倍数：500倍
组织说明
10 混合夹杂物
组织特征：夹杂物呈不同颜色及 不同形状，当混合夹杂物量多时， 材料的力学性能会受到很大的影 响，因每一颗夹杂物就象一个裂 纹分布在钢中。
材料：各类钢铁 腐蚀方法：未腐蚀
放大倍数：500倍组织源自明116珠光体116
组织说明
材料：低碳钢焊缝区
腐蚀方法：未腐蚀 放大倍数：500倍
组织说明
03 球状透明夹杂物
组织特征：圆球状透明氧化物在 正交偏振光照射下，可看到在圆 形的夹杂物中有一个黑十字，这 种现象称为“黑十字”效应，这种 效应与夹杂物必须是透明的、球 形的有关。 材料：低碳钢焊缝区 腐蚀方法：未腐蚀
放大倍数：500倍
组织说明
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。
钢中夹杂物分析方法探讨
钢中夹杂物分析方法探讨钢中夹杂物主要以非金属化合态存在，如氧化物、硫化物、氮化物等，造成钢的组织不均匀。
夹杂物的几何形状、化学成分、物理性能等不仅影响钢的冷热加工性能和理化性能，而且影响钢的力学性能和疲劳性能。
随着产品对夹杂物的分析提出更高的要求，需要建立适合生产现场的快速检测钢中夹杂的分析方法，以便降低钢中的夹杂含量，因此，对各种夹杂分析方法进行调研，并从单一和综合两方面进行分析。
单一方法(1)金相显微镜观测法(MMO)。
金相显微镜观测法是一种传统的方法，用光学显微镜检测二维钢样薄片，并且用肉眼定量。
通过观察夹杂物的形状、光学特征或用化学法辅助，可以测定夹杂物类型，直接观测夹杂物的尺寸与分布情况，判断夹杂物的生成。
(2)图像扫描法(IA)。
采用高速计算机显微镜扫描图像，根据灰度的断续分辨明暗区，比肉眼观测的MMO法大有改进，容易测定较大面积和较多数量的夹杂物，自动化程度高，可获得体积分数、粒度分布直方图、定量等信息，但有时易将非金属夹杂物引起的划痕、麻点和凹坑分析错，且易受尘埃干扰，细小夹杂可能从磨面脱落。
(3)硫印法。
通过对富硫区进行腐蚀，区分宏观夹杂和裂纹。
(4)电解(蚀)法。
该方法精确度高但费时，以钢样作为电解池的阳极，电解槽为阴极，通电后钢的基体呈离子状态进入溶液溶解，非金属夹杂物不被电解呈固相保留。
较大的钢样(2～3kg)被电解，然后对电解泥淘洗、磁选、氢气还原分离铁，最后称量分级；较小的钢样(50～120g)被电解或稀酸溶解，将残渣经碳化物处理、过滤、灼烧，得到氧化物总量。
马钢钢研所和北京科技大学成人教育学院运用大样电解法对钢样进行测定，并得到夹杂物不同粒度分布的百分含量。
(5)电子束熔炼法(EB)。
在真空条件下，用电子束熔化钢样，夹杂物上浮到钢水表面。
通常电子束熔炼查找的是上浮夹杂物特定区域。
电子束熔炼的升级法(EB-EV)用来评估夹杂物尺寸分布，根据测定区域的上浮夹杂物尺寸，推断所有夹杂物的上浮结果，从而计算夹杂物尺寸分布指数。
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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夹杂物名称
形状及分布
明场
暗场
偏光
其他
氧化铝Al2O3
细小，成串
深灰，有托尾
氧化亚铁FeO
球状，变形后略显椭圆
灰色稍带褐色
完全不透明（通常比基体黑）沿边有细亮线
各向异性，不透明，淡黄色
硫化铁FeS
量多时呈网状分布在晶界上，量少时成粒状分布在任意部位，易变形加工后伸长
FeO·Al2O3
形状规则
暗灰
稍透明，带绿
各向同性
铬铁矿
FeO·Cr2O3
形状规则成群，形变后成串
灰（稍紫）
薄透明，带红
各向同性
深灰色，球体中的环圈反光而中心有亮点。
透明，色由淡黄到褐色
各向异性，透明呈玻璃状时各向同性
锰矽酸盐2MnO· SiO2
多为玻璃质，球状任意分布，易变形，变形后伸长
深灰色
透明，由玫瑰到褐色
各向异性，呈玻璃状时各向同性
铁锰矽酸盐mFeO·nMnO· SiO2
同锰矽酸盐
深灰色，球体中的环圈反光而中心有亮点，当Si、Mn量多时呈黑色园盘
淡黄色，长期暴露在空气中变为褐色
不透明，沿边界有亮线
明显的各向异性。不透明，淡黄色
当钢中含有Mn少时才形成，Mn多时形成MnS、FeS的固溶体。
硫化铁与硫化锰MnS·FeS
同FeS
色随MnS量而变，MnS少时呈淡黄色，增多时变深蓝色，再变深为深灰色
不透明
各向异性，不透明
铁矽硫盐2FeO·SiO2
多为玻璃质。球状任意分布，稍变性，变形后呈纺锤装
深灰色
透明，无色
弱各向异性，
蔷薇辉石
2MnO·SiO2
球状，分布无规则
暗灰
透明，无色到五彩
各向异性
莫来石
3Al2O3·2SiO2
三棱或针状分布无规则
深灰色
透明无色
各向异性
氧化亚锰
MnO
不规则，成群
灰色
绿宝石色
各向同性
Cr2O3
无规则
灰紫色
薄处绿色
各向异性
MgO·Al2O3
形状规则
灰（稍紫）
各相同性
铁尖晶石
各向同性
碳氮化钒V（CN）
孤立或成群
淡粉
不透明
各向同性
氮化铝AlN
晶内或晶界
紫灰色
透明，亮黄到五彩
强各向异性
氮化铌NbN
晶内或晶界
亮黄色
不透明
各向同性
铝酸盐
CaO·2Al2O3
变形后呈链状
灰色
透明亮黄色
弱各向异性
石英
SiO2
球状
深灰色
透明无色
各向同性
钙硅酸盐
CaO·SiO2
2CaO·SiO2
球状任意分布，
透明、琥珀黄色，园盘好像有些突出。
呈玻璃状，各向同性，含Si较多的夹杂能看到黑暗的十字叉
氮化钛TiN
成群，成串
金黄色
不透明
各向同性
碳氮化钛Ti（CN）
成群，变形后成串
随碳含量不同由浅黄变紫玫瑰
完全不透明
各向同性
钢中常见夹杂物的光学特性
夹杂物名称
形状及分布
明场
暗场
偏光
其他
氮化钒VN
孤立或成群，
淡粉色
不透明