金相夹杂物的判定
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！。
用金相法检验精炼前后Q235B钢液中的夹杂物
用金相法检验精炼前后Q235B钢液中的夹杂物
潘红涛
【期刊名称】《理化检验-物理分册》
【年(卷),期】2009(045)008
【摘要】对某一炉Q235B钢液精炼前后的夹杂物从尺寸、分布密度、形状及数量的角度进行了金相检验及分析.结果表明:精炼后,小颗粒状夹杂物尺寸及分布密度均有所增加;而尺寸大于20μm的球状或近球状夹杂物和非球状夹杂物的数量减少了43%,其中非球状夹杂物尺寸及数量均大幅度降低,而球状或近球状夹杂物的比例提高了40%;同时尺寸大于50μm的夹杂物尺寸及数量也均有不同程度的降低;因此使用的精炼合成渣对改变夹杂物的形状和净化钢液起到了一定作用.
【总页数】3页(P495-496,500)
【作者】潘红涛
【作者单位】酒泉钢铁公司,技术中心,嘉峪关,735100
【正文语种】中文
【中图分类】TG115.21+3.3
【相关文献】
1.合成渣精炼法控制帘线钢中的非金属夹杂物 [J], 耿继双;郭大勇;王秉喜;张晓军;常桂华;曹亚丹;宁东
2.精炼时利用小气泡搅拌去除钢液中的氢和夹杂物 [J], 赵晶晶;程树森
3.精炼时利用小气泡搅拌去除钢液中的氢和夹杂物 [J], 赵晶晶;程树森
4.钢中Ti（C,N）夹杂物的金相检验 [J], 阮明
5.软吹氩流量对 LF精炼 ML08 A L钢液中夹杂物的影响 [J], 崔子龙;陈超;李豪;任祥;刘志龙;王社斌
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金相检测合格判定标准
钢铁种类：全部
文件版本：A
修正号0
检验项目
合格判定标准
检验设备
试验环境及条件
球磨铸铁件
球铁牌号
检测项目
石墨球化率
石墨大小
珠光体数量
碳化物数量
磷共晶数量
QT400-15
1～3级
4～7级
≤5%
≤2%
≤0.5%
QT450-10
1～3级
4～7级
≤20%
≤2%
≤1.0%
QT500-10
1～3级
拟定：
审核：
批准：
生效日期：
2.铸钢件的晶粒度按GB 8493-87中的评级图评定，大于等于5级合格。
金相显微镜
室温5-40℃；相对湿度＜65%；防尘,防磁场,防高频电场、无震动、无阳光直射无强腐蚀性气体。
非金属夹杂物
1.一般碳钢和合金钢的非金属夹杂物按GB/T 10561-2005中的评级图评定，判定合格标准为：
非金属夹杂物类型
合格级别不大于
细系
粗系
A
2.5
2.0
B
2.5
2.0
C
2.0
1.5
D
2.0
1.5
DS
2.0
2.铸钢件的非金属夹杂物按GB 8493-87中的评级图评定，小于等于3级合格。
带状组织
低、中碳钢及低合金钢的正火与退火态组织，按GB/T 13299-91中的评级图评定，小于等于3级合格。另外，汽车大梁按GB/T 3273-2005中的规定执行，钢板、钢带应小于等于2级。
魏氏组织
低、中碳钢及低合金钢的正火与退火态组织，按GB/T 13299-91中的评级图评定，小于等于2级合格。
金相评级标准(一)
金相评级标准(一)金相评级标准1. 引言金相评级标准是对金属材料显微组织进行评级的一种指导性规范。
它主要依据金属材料的显微组织特征，对其进行分类与评估，旨在提供一种客观、统一的标准，以便更准确地描述金属材料的品质和性能。
2. 评级标准概述金相评级标准主要包括以下几个方面：组织形貌•晶粒尺寸：根据晶粒的尺寸大小进行评级，如超细晶、细晶、粗晶等。
•晶粒形状：根据晶粒的形状特征进行评级，如均匀晶、方形晶、柱状晶等。
•相比例：根据相的比例进行评级，如单相、双相、多相等。
组织缺陷•夹杂物：根据夹杂物的种类、分布和形态进行评级，如无夹杂物、少量夹杂物、严重夹杂物等。
•气孔：根据气孔的密度和形态进行评级，如无气孔、少量气孔、密集气孔等。
•裂纹：根据裂纹的长度、宽度和分布进行评级，如无裂纹、小裂纹、大面积裂纹等。
组织性能•硬度：根据金属材料的硬度进行评级，如硬度优良、硬度合格、硬度不合格等。
•强度：根据金属材料的拉伸、屈服等力学性能进行评级，如高强度、一般强度、低强度等。
•韧性：根据金属材料的抗冲击性能进行评级，如优异韧性、普通韧性、脆性等。
3. 评级标准应用金相评级标准广泛应用于金属材料的生产和加工过程中。
它对于金属材料的品质控制、产品检验和质量评估具有重要意义。
以下是评级标准的应用示例：钢材生产•根据金相评级标准对炼钢过程中的组织进行分类与评估，以确保钢材的质量和性能。
•对钢材产品进行金相显微镜下的观察和显微组织分析，判断是否符合金相评级标准要求。
材料研究•通过金相评级标准对不同材料的显微组织特征进行对比和评估，研究其性能差异和影响因素。
•在新材料研发过程中，借助金相评级标准对材料的组织进行分析，为进一步优化材料性能提供参考。
产品质量控制•在金属制品的生产过程中，通过金相评级标准对产品的组织缺陷进行评估，及时发现和解决质量问题。
•对出厂产品进行金相评级标准的检验和测试，确保产品达到规定标准，提高产品质量。
4. 结论金相评级标准作为一种重要的金属材料评估方法，为相关领域的科研、生产和质量控制提供了科学的依据和指导。
第三节 夹杂物和化学成分偏析的检验
一、钢中夹杂物的类型和特征
钢中的夹杂物根据其来源可分为两大类：
1）外来夹杂物：主要是由耐火材料、炉渣等在冶炼、 浇注过程中进入钢液中来不及上浮而留在钢中，称为 外生夹杂物。
呈线段状，明场下呈灰色或暗灰色，不易变形的与氧化物相
似，沿加工方向呈颗粒状，也呈暗灰色。一般硅酸盐类夹杂
物端部呈锐角。
D类（球状不变形夹杂物）：例如铬轴承钢中的点状夹杂 物主要是由镁尖晶石和含钙的铝酸盐或含铝、钙、锰的 硅酸盐所组成。这种不变形夹杂物经加工后不变形，以 点状形式存在，形态比较小，呈黑色或蓝色无规则分布 如图示：
但常规的金相检验不能确定夹杂物成分 和晶体结构。目前电子显微技术已广泛应 用于夹杂物的鉴定，经深腐蚀的金相试样 在扫描电子显微镜下可直接观察夹杂物的 形态。
同时电子探针可直接确定微区的化学成 分及组成相。
三、夹杂物的评级
夹杂物试样不经过腐蚀，一般在明场下 放大100倍，直径80mm的视场下进行检验。 从试样中心到边缘全面观察，选取夹杂物 污染最严重的视场，与钢种的相应标准评 级图加以对比来评定。
评定夹杂物级别时，一般不计较其组成、 性能以及可能来源，只注意其数量、形状、 大小和分布情况。
对钢中的非金属夹杂物进行显微评定时， 目前主要采用GB/T10561-2005标准，通常 采用与标准图谱进行比较来对钢中的非金 属夹杂物进行显微评定。
夹杂物的粗系和细系 A类：2μm~4μm称为细系 4~12 μm称为粗系 B类： 2μm~9μm称为细系 9~15 μm称为粗系 B类： 2μm~5μm称为细系 5~12 μm称为粗系 B类： 3μm~8μm称为细系 8~13 μm称为粗系
钢中非金属夹杂物及其检测法
钢中非金属夹杂物及其检测法夹杂物的评级问题：不计较其组成成分和性能以及它们可能的来源等；只注意它们的数量、形状、大小和分布情况。
一般在明视场下放大100倍时检验即可。
现在采用的方法有：瑞典Jernkontoret（简称JK）夹杂物评级图。
美国试验及材料学会（ASTM）夹杂物评级标准亦采用JK评级图。
此外还有SAE（美国汽车工程师学会）夹杂物评级图等等。
中国冶金部YB25-59规定，夹杂物的评级有甲乙两种方法。
即：长度指数和与标准级别图对比评级法。
非金属夹杂的鉴定：（一）金相法：借助金相显微镜的明场、暗场及偏振光来观察夹杂物的形状、分布、色彩及各种特征，从而对夹杂物作出定性或半定性的结论。
但金相法不能获得夹杂物的晶体结构及精确成分的数据。
1．夹杂物的形状：鉴定夹杂物首先注意的是它们的形状，从它们的形状特点上，有时可以估计出它们属于那类夹杂物，这有利于考虑下一步应采取的鉴定方法。
如：玻璃质SiO2呈球形；TiN一般呈淡黄色的四方形。
在铸态时呈球形的夹杂物很多，但这些夹杂物有的具有一定的塑性，当钢在锻轧后，它们被压延拉长，如FeO 和2FeOSiO2共晶夹杂物，铸态时为球状，锻轧后被拉成长条状。
2．夹杂物分布：夹杂物的分布情况也有一定的特点，有的夹杂物成群，有的分散。
成群的夹杂物经锻轧后，即沿锻轧方向连续成串，Al2O3夹杂就属此类。
有的夹杂物，如FeS 及FeS-FeO共晶夹杂物等。
因其熔点低，所以钢凝固时，这类夹杂物多沿晶界分布。
3．夹杂物的色彩和透明度：观察夹杂物的色彩及透明度一般应在暗场或偏振光下进行。
可分为透明和不透明两大类。
透明的还可分为透明和半透明两种。
透明的夹杂物在暗场下显得十分明亮。
如果夹杂物是透明的并有色彩，则在暗场下将呈现它们的固有色彩。
各种夹杂物都有其固有的色彩和透明度，再结合其它特征来进行判断。
如某种夹杂物，它们的分布及外形呈有棱的细小颗粒并沿轧制方向连续成群，在明场下这些夹杂物多呈深灰略带紫色，而在暗场下则为透明发亮的黄色。
材料分析方法金相夹杂物实验报告
材料分析方法金相夹杂物实验报告
实验目的：了解材料中夹杂物的类型、分布及数量的分析方法,并完成金相夹杂物实验报告。
实验原理：金相夹杂物实验一般是采用金相显微镜观察材料表面或裂纹断面的夹杂物情况。
根据夹杂物的类型、形状、大小、数量、分布位置等特征,结合相关的金相手册,可以初步判断夹杂物的种类,如气孔、夹杂、晶粒边界等,并计算出夹杂物的数量密度。
实验步骤：
1. 样品制备：从材料中取出适量的试样,首先进行切割、粗磨、细磨、抛光等制备处理,使其表面平整光滑。
2. 金相显微镜观察：在金相显微镜上观察样品表面或裂纹的夹杂物情况。
对于不同类型的夹杂物,需要特别注意观察其形状、大小、数量、分布位置等特征。
3. 计算夹杂物数量密度：根据观察到的夹杂物数量和样品的面积或体积,计算夹杂物数量密度。
夹杂物数量密度是指在单位面积或单位体积内夹杂物的数量,通常用单位长度内夹杂物的数量来表示,如每平方毫米夹杂物数、每立方厘米夹杂物数等。
4. 实验报告撰写：根据实验结果编写实验报告,并在报告中详细描述夹杂物的类型、形状、大小、数量、分布位置等特征,分析性描述样品内的夹杂物情况,并提出相应的分析和改进建议。
实验结果分析：通过观察夹杂物的情况,可以初步判断样品的质量状况,比如夹杂物数量密度过高可能会导致材料性能下降,需要采取相应的措施进行改进。
实验注意事项：
1. 样品制备过程中要注意避免人为造成夹杂物。
2. 在进行观察夹杂物时,要注意避免误判或漏判夹杂物。
3. 实验过程中要注意安全,避免金相显微镜使用不当造成伤害。
4. 实验前需仔细阅读金相手册,充分了解夹杂物的分类及相关分析方法。
钢中夹杂物等级判定标准(一)
钢中夹杂物等级判定标准(一)钢中夹杂物等级判定标准钢中夹杂物是制约钢材质量的一个重要因素，其等级的判定直接影响钢材的使用性能。
以下是针对钢中夹杂物等级判定标准的相关内容。
1. 夹杂物的定义夹杂物是在均匀固态结构中所存在的未溶解的气体、气泡或其他的物质，如金属氧化物、金属硫化物等，常常会对钢材的性能和质量造成影响。
2. 夹杂物等级夹杂物等级分为5级，依次为A、B、C、D、E级。
其中A级夹杂物最严重，E级夹杂物最轻微。
具体判定标准如下：•A级夹杂物：夹杂物尺寸大于等于3毫米，夹杂物数量大于等于2个，或者夹杂物尺寸大于等于5毫米。
•B级夹杂物：夹杂物尺寸大于等于2毫米，夹杂物数量大于等于5个，或者夹杂物尺寸大于等于3毫米。
•C级夹杂物：夹杂物尺寸大于等于1毫米，夹杂物数量大于等于10个，或者夹杂物尺寸大于等于2毫米。
•D级夹杂物：夹杂物尺寸大于等于0.5毫米，夹杂物数量大于等于50个，或者夹杂物尺寸大于等于1毫米。
•E级夹杂物：夹杂物尺寸大于等于0.2毫米，夹杂物数量大于等于100个，或者夹杂物尺寸大于等于0.5毫米。
3. 夹杂物影响因素夹杂物的形成主要与以下因素有关：•原料质量：原料中夹杂物的含量和形态对钢中夹杂物的形成有一定的影响。
•冶炼过程：冶炼过程中的氧化物和其他杂质会在钢水中形成夹杂物。
•浇注过程：浇注过程中会产生气泡和其他夹杂物，影响钢的质量。
•热处理过程：热处理过程中也可能产生夹杂物。
4. 夹杂物控制方法为了控制钢中夹杂物的级别，需要采取以下措施：•提高原料质量，降低原料中夹杂物含量。
•优化冶炼过程中的工艺参数，减少夹杂物的产生。
•严格控制浇注过程中的气体及其他杂质。
•采取合适的热处理工艺，减少夹杂物的产生。
5. 结语钢中夹杂物等级对钢的性能和质量的影响十分明显，只有通过科学有效的措施来控制夹杂物的级别，才能保证钢材质量的稳定和优良。
6. 典型夹杂物类型夹杂物的种类众多，常见的有氧化物、硫化物、氮化物、碳化物等。
混凝土中金属夹杂物检测技术规程
混凝土中金属夹杂物检测技术规程一、引言混凝土是建筑工程中常用的材料之一，其质量的好坏直接影响着建筑结构的安全性和使用寿命。
然而，在混凝土中，常常会存在一些金属夹杂物，如钢筋、螺纹钢等，如果这些夹杂物的存在没有得到及时的发现和处理，将会对混凝土的质量产生不良影响，甚至可能会导致建筑结构的崩塌。
因此，对混凝土中的金属夹杂物进行检测是非常必要和重要的。
二、检测方法目前，混凝土中金属夹杂物的检测方法主要有以下几种：1. X射线探测法：该方法利用X射线在物质中的不同衰减程度来判断物质中是否存在金属夹杂物，具有检测快速、准确度高等优点，但需要专业的仪器设备和专业的技术人员进行操作。
2. 金属探测器：该方法利用金属探测器对混凝土中的金属夹杂物进行探测，具有操作简单、精度高等优点，但对于深度较深的金属夹杂物检测效果较差。
3. 超声波探测法：该方法利用超声波在物质中的传播速度和反射程度来判断物质中是否存在金属夹杂物，具有检测快速、可靠性高等优点，但需要专业的仪器设备和专业的技术人员进行操作。
三、检测流程混凝土中金属夹杂物的检测流程主要包括以下几个步骤：1. 确定检测区域：根据建筑设计图纸和实际施工情况，确定需要检测的混凝土区域，包括地面、墙面、柱子等。
2. 准备检测仪器：根据检测方法，准备相应的检测仪器和配件，如X射线探测仪、金属探测器、超声波探测仪等。
3. 开始检测：按照检测仪器的使用说明，对混凝土进行检测，记录检测数据和检测结果。
4. 判断检测结果：根据检测结果，判断混凝土中是否存在金属夹杂物，如果存在，需要对其进行处理。
5. 做好记录：将检测结果记录在相应的检测报告中，包括检测区域、检测方法、检测数据、检测结果等内容。
四、处理金属夹杂物如果混凝土中存在金属夹杂物，需要对其进行处理，处理方法主要有以下几种：1. 钻孔处理：对于深度较浅的金属夹杂物，可以采用钻孔的方式将其取出。
2. 爆破处理：对于深度较深的金属夹杂物，可以采用爆破的方式将其取出。
金相显微镜夹杂物研究方法
金相显微镜夹杂物研究方法(2010-08-12 14:38:07)归纳夹杂物鉴定技术,可分为两类.第一类是在位鉴定检查.在位鉴定检查是在夹杂物和钢的基体不分离的情况下进行检查,它可分为宏观在位检查和微观在位检查.宏观在位检查有:低倍酸浸、硫印、X光透射、超声波检查等.这些方法可以确定夹杂物(或缺陷)在钢材或工件中的位置、尺寸和分布.根据这些检查的结果可以评价工艺因素对钢清洁度的影响,可以发现肉眼难于发现的夹杂物缺陷,避免继续加工或投入使用,造成不应有的损害和损失.但是宏观在位检查往往不能确定夹杂物的类型和组成.微观在位检查弥补了这方面的不足.微观在位检查是用显微镜鉴定钢中的缺陷或夹杂物.显微镜鉴定法已有很长的历史,用显微镜可检查夹杂物的光学特征,如透明度、色泽、偏光效应、耐磨性和耐侵蚀性等.人们根据这些特征来推断夹杂物的类型和组成.但是,由于它不是直接分析,即使是有经验的内行也难免有时误判.近些年来随着X光显微镜分析技术的发展,使微观在位分析产生了飞跃.只要镜下观察到的夹杂物,就比较容易确定其元素组成,根据元素组成又可推断夹杂物的矿物结构.另一类鉴定方法是移位检查鉴定.在位检查鉴定有很多优点,生产上应用很广,但在位鉴定不能确定夹杂物的平均组成.夹杂物的移位鉴定弥补了这方面的不足.常用的移位分析法有酸法、卤素法、电解法等,其中尤其是以电解法最为安全方便,便于分析夹杂物类型、粒度和组成.移位鉴定分析可以避免基体对分析的干扰;但处理不当时,会损害夹杂物形貌.下面就夹杂物的检测方法作以介绍.1.金相观察金相显微镜是研究钢中非金属夹杂物的重要工具,是发展历史最长,应用最广的一种检测方法.近几十年来,虽然现代物理冶金的研究工具有了飞跃的发展,但由于金相显微镜具有操作简便、造价低廉、功能多等特点,它不仅能够鉴别夹杂物的类型、形状、大小和分布,并可研究夹杂物与材料性能之间的定量关系,所以传统的金相技术至今仍被广泛应用.金相鉴别方法具有以下优点:1)观察者可直接通过金相显微镜观察试样抛光表面上夹杂物的形状、大小及分布,不需要对夹杂物进行电解分离,从而避免了非金属夹杂物遭受化学试剂或电流的影响以及外来杂质的干扰;2)金相显微镜造价低廉,操作简便,试验周期短,适合于生产中对产品和材料质量检验的需要;3)通过直接观察夹杂物的形状、大小及分布,研究钢中非金属夹杂物与钢基体之间的变形行为和断裂关系,为评价夹杂物对金属材料性能的影响提供参考依据;4)随着体视学与定量金相技术的发展,材料研究进入了三维组织形貌与材料使用性能建立内在联系的阶段.利用图像自动分析仪,可迅速而准确地测定钢中非金属夹杂物的含量、粒度、质点间距和体积百分数,为合理地利用材料和科学地评定产品质量提供了可靠的原始分析数据;5)金相显微镜具有功能多的特点,目前大型金相显微镜都带有明视场、暗视场、偏振光、相对、干涉相衬和显微硬度等附件.利用这些特殊装置可测定非金属夹杂物的光学性质、力学性质和本来色彩等特征;6)在金相鉴别的基础上,可为电子探针成分测定和电子衍射结构分析提供最小的分析范围.金相鉴别方法的不足在于:1)单独使用金相分析方法不能直接确定非金属夹杂物的化学成分及某些物理性质;2)由于非金属夹杂物在钢中的存在比较复杂,它的类型、组成、结构、形态和尺寸大小等常常随着钢的成分、冶炼条件、冷却速度和其它处理条件的改变而变化,如果不和其它分析方法(如电子探针、扫描电镜等)结合起来进行综合试验,单独采用金相方法不能全面地鉴定和研究未知的夹杂物;3)采用金相方法虽然可以确定金属材料中非金属夹杂物的分布、数量、形状和大小,但往往受到金相磨面的限制.2.电子探针X射线显微分析电子探针X射线显微分析简称电子探针.它的结构与扫描电镜相似,新型的电子探针是一种综合性的测试分析仪器,能同时获得微区成分、微观形貌、晶体结构等信息,是研究冶金缺陷的先进工具之一.由于电子探针具有分析区域小、分析元素范围广、分析灵敏度高、分析速度快且不损耗试样等特点,它在冶金学、地质和矿物学、材料科学等领域得到了广泛的应用.在分析钢中非金属夹杂物的成分时,将电子探针与金相鉴别方法紧密的结合起来,直接测量与金相观察相对应的夹杂物成分,对识别钢中非金属夹杂物的属类和进一步追溯夹杂物的来源是很有价值的.3.扫描电镜扫描电子显微镜(SEM)是材料学领域中应用最为广泛的一种电子显微镜.SEM广泛使用是因为它既具有光学显微镜制样简易性,又具有昂贵、复杂的透射电镜的众多功能和适用性.SEM是20世纪30年代在德国由Knoll和VonArdenne首创的.在20世纪40年代,美国RCA研究所实验室的Zworykin,Hillier和Snyder对它的进展起了重要作用,但是,他们的成功最终受到当时真空条件的限制.现代的SEM是Oatley和他的学生从1948年到1965年期间在剑桥大学的研究成果.SEM是近几十年来才趋于完善的一种电子光学仪器,它利用入射电子束与试样作用产生的各种信号,可对试样进行形貌观察、成分分析等多方面工作.SEM具有分辨本领高、放大倍率变化范围宽(放大率可从十几倍连续放大到几十万倍)、成像焦深长、立体感强等特点,可对凸凹不平的断口表面的宏观和微观形貌特征进行观察和分析.SEM还备有X射线谱仪,可对断口表面进行成分分析.4.硫印硫印检验法是宏观印痕检验的主要方法.它可以直接显示硫化物在钢中的偏析和分布.它是利用硫酸溶液与钢中的硫化物发生反应放出硫化氢,再与印相纸上的银盐反应成棕色的硫化银沉淀物,以检验钢中的硫并间接检验其它元素的偏析情况.硫印法是随着连铸的发展而出现的,在评定钢的清洁度时,克服了金相法、全氧法和电解法试样较小的不足,检验所覆盖的面积大,具有较强的代表性.20世纪80年代日本等高连铸比的国家相继开始用硫印法评定连铸坯的清洁度.但是,随着纯净钢冶炼技术的不断发展,钢中硫含量不断降低,硫印检验结果受到了一定的影响和限制.5.大样电解法电解法是从钢中提取夹杂物的重要方法.用电解法分离钢中的夹杂物是Fitterer于1931年提出的,当时电解法用于分离碳钢中的一些稳定氧化物.七十多年来,电解法的研究不断深入,现在对各种合金钢和纯铁中的各种夹杂物,包括化学性质很不稳定的一些硫化物,都能应用电解法分离.所以电解法是目前应用最广泛的分离夹杂物方法.大样电解是由德国人开发的,随着连铸的发展,日本各大钢铁公司相继使用了这种方法.北京科技大学冶金系炼钢实验室参照有关资料,自1981年开始筹建设备,1982年运转,1985年正式通过冶金部鉴定.马鞍山钢研所在大样电解方面也做了些工作.大样电解法在我国日益受到人们的重视.大样电解具有以下特点:1)试样大,电解时间长.大样电解为了捕获更多的夹杂,试样尺寸为φ60×150mm2,样重3～5公斤,电解时间约20天左右;2)大样电解法利用碳化物粒径比较细小的特点,用淘洗法(或水簸法)把碳化物淘洗掉,将大颗粒夹杂和铁氧化物留在槽底,最后用磁选还原,把夹杂物分离出来;3)可按夹杂物的粒径进行分级;4)大样电解法的不足是不能完全保留云雾状的αAl2O3团.用大样电解检查连铸过程中不同工艺阶段钢中夹杂物的变化,对改进连铸工艺,提高连铸坯质量有重要作用.6.光谱分析光谱分析包括发射光谱分析、原子吸收光谱分析和X射线荧光光谱分析等几种.目前炉前分析的主要方法为X射线荧光光谱分析.X射线荧光光谱分析是随着仪器工业的发展而出现的一种分析方法,其基本原理是:当物质受到强烈的X射线辐射时,物质中各组分的原子吸收一部分入射X射线的光量子,使原子发生阶跃.不同的阶跃过程所释放的能量亦不同,所得到的X射线荧光也有波长不同的谱线.只要测定每一条谱线的波长并考虑仪器的分辨率,就可定性分析试样中存在哪些元素.将测试样与标准试样的工作曲线进行比较即可定量分析元素的含量.X射线荧光光谱分析的优点是:操作方便、准确度高,分析速度快,既可作常量分析,又可测定某些杂质元素含量情况.7.树枝晶显示用显示连铸坯的树枝晶和观察测量其次级组织(一次枝干间距、二次枝干间距)来研究钢液凝固中的问题,是20世纪60年代后期发展起来的检测方法.以往研究钢液凝同的方法,如为人们所熟知的翻倒法、测温法、示踪法等都是很繁杂的,很难在现场反复地进行.显示树枝晶,测量其二次枝干间距来定量地研究铸坯凝固的方法,是研究钢锭和连铸坯生产中质量问题的一种简便可靠的方法.1950年B.H.Alexander和F.N.Rhines试图定量地表观树枝晶组织,以后人们通过广泛的实验发现一次枝干、二次枝干间距与溶质浓度、成长速度等有一定的关系.显示树枝晶一般采用电解腐蚀或化学腐蚀.碳素钢和低合金钢一般采用化学腐蚀,即采用显示磷偏析的Stecd试剂(含有铜盐的酸性腐蚀剂).使用Steod试剂对钢的磨光表面进行腐蚀,可以清晰地显示出树枝晶的主干和次级组织.在酸性溶液中,铜离子被铁所置换,铁被溶解,铜则沉积下来.由于首先结晶的树枝晶枝干相对纯净,铜就优先在那里沉积.因此,腐蚀后的试样经过轻度抛光后,凹陷的枝干上因嵌有铜而发亮,轴间部位则发暗.这样就可以获得清晰的树枝晶图像.采用显示树枝晶的方法腐蚀出树枝晶以及它的次级组织,定量测定树枝晶二次枝干间距,从而研究钢液凝固中的问题,是热酸浸和硫印显示低倍组织等方法难以实现的.根据枝晶显示所显示的枝晶形态,能够测得其二次枝晶间距,进而可推算出局部凝固时间和冷却速度,同时还可测得柱状晶生长的偏角,据此可以了解液相穴内钢液流动状态.这些对于研究铸坯中夹杂物分布以及凝固组织和铸坯质量的关系是非常有用的.二次枝干间距可以在显微镜低倍放大(5～20倍)下直接测量,也可以按一定放大倍数拍成照片后间接测量.一般连续测量3～4个枝,然后取平均值,以得到较为准确的结果.在本研究中,根据枝晶显示得到的高分辨率图像,使用图像处理软件"Photoshop"和工具软件"万能标尺"测量二次晶间距.。
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。
轧制钢板夹杂物金相法分析步骤浅析
机|械|工|程轧制钢板夹杂物金相法分析步骤浅析肖摘 要静李侠马计平北京 100088）（中冶建筑研究总院有限公司本文从依据 GB/T10561 《钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法》 标准进行夹杂物分析的角度 出发， 研究了实验室对轧制钢板夹杂物进行金相分析的方法和步骤， 提供了一种实验室金相法鉴定夹杂物的分析思 路， 对相关实验人员的工作具有一定的指导意义。
关键词 夹杂物评级 金相法 轧制钢板 TF769.2 中图分类号： 0 前言 近年来， 随着建筑钢结构行业的飞速发展， 对建筑用结构 钢的性能要求也越来越高，钢铁中非金属夹杂物的出现是不 可避免的， 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。
受某工厂委托， 对其生产的 Q345 轧制厚板材进行非金 属夹杂物评级。
采用金相鉴定法对夹杂物进行观察鉴定，金 相法除了对夹杂物的化学成分、 晶体结构不能鉴别外， 可以直 接观察和鉴别夹杂物的形态、 大小、 数量、 分布、 类型等， 这种 方法操作简便、 容易实施、 直观且易与钢材质量联系起来。
目 前， 金相法是最广泛、 最有效的方法， 本文旨在提供一种实验 室采用的金相法鉴定夹杂物的分析思路。
1 实验方法 1.1 取样 根据国家标准 GB/T10561《钢中非金属夹杂物含量的测 定标准评级图显微检验法》 以及委托方要求， 夹杂物样品取样 规则如下： （1） 根据委托方要求， 在轧制钢板板宽 1/4 处取样； （2） 根据委托方和 GB/T10561 要求， 在板厚方向上， 距离 板材轧制上表面 1/4 处和 1/2 处分别取样； （3） 观察面为与轧向和板厚方向平行的 1/4 处和 1/2 处纵 截面。
取样位置如图 1 所示， 样品尺寸为 20mmΧ18mmΧ10mm， 阴影处为观察面。
钢中非金属夹杂物的金相鉴定实验
钢中非金属夹杂物的金相鉴定实验主讲教师:张明远一、实验目的�1.初步掌握金相显微镜的正确操作。
� 2 .初步掌握钢中非金属夹杂物的定性鉴定。
二、金相法的优缺点�1 优点�操作简便，迅速，直观。
不仅能确定夹杂物的类型，是氧化物、硫化物、硅酸盐还是复杂的固溶体，而且能直观的看到夹杂物的大小、形状、分布等等，夹杂物是球形还是有规则的外形，是弥散分布还是成群分布，是塑性夹杂还是脆性夹杂。
这将给改善工艺操作提供重要依据。
�2 缺点�只能定性的鉴定那些已知特性的夹杂物，就是表上列出的夹杂物。
因此，当遇到新的物质或复杂的固溶体时，还要配合其他的方法综合运用。
而且鉴定的准确度和熟练程度有关，即主要靠经验；不能确定夹杂物准确的化学组成，只能根据经验估计。
二、金相法的优缺点�要想确定夹杂物准确的化学组成，还需要用电子探针，打出夹杂物的成分分布：用电子：衍射或X射线衍射确定夹杂物的结构等。
�鉴定钢中非金属夹杂物的方法很多，各有优缺点。
例如：电子显微镜、X射线衍射、电解一化学�分析法等等。
若要对夹杂物进行准确和全面的鉴定往往需要综合使用这些方法。
�目前，常用的方法为：先用金相显微镜确定夹杂物有哪些类型，然后再测出不同规格夹杂物的数量，再用大样电解的方法将夹杂物分离出来，最后用电镜确定夹杂物的化学组成及成分分布。
三、钢中非金属夹杂物的来源�1 外来夹杂物。
�1) 冶炼、出钢及浇注过程中被卷入的耐火材料或炉渣等。
�2) 与原材料同时进入炉中的杂物。
�外来夹杂物一般较粗大：是可以减少和避免的。
�2 内生夹杂物。
� 1) 冶炼过程中加的脱氧剂及合金添加剂和钢中元素化学反应的产物，一部分在钢液凝�固前没有浮出而残留在钢中。
� 2) 在出钢和浇注过程中，钢水和大气接触，钢水中容易氧化和氮化的元素被氧化·氮�化的产物。
� 3) 从出钢到浇注过程中，·随钢水温度下降，造成氧、硫、氮等元素及其化台物的溶解度降低，因而产生或析出的类夹杂物。
金相实验报告结果判定
金相实验报告结果判定引言金相实验是金属材料分析和质量控制中常用的一种实验方法，通过对金属材料的组织结构进行观察和分析，可以得出关于材料性能和质量的信息。
在金相实验中，结果的判定是非常重要的一步，它直接影响到对材料的评价和应用。
本报告旨在对金相实验结果的判定方法进行总结和分析，以便更好地理解和运用这一实验方法。
实验方法我们首先对所研究的金属材料进行了标本制备。
通过切割、研磨和抛光等步骤，我们得到了一些平滑、干净的标本。
然后，我们在显微镜下对标本进行了观察和测量。
通过调整显微镜的放大倍率和焦距，我们可以清晰地看到金属标本的组织结构，并对其进行拍照和记录。
结果判定金相实验的结果判定主要依据材料的组织结构进行。
根据观察到的组织特征，我们可以得出以下几个方面的结论：1. 组织形态：金属材料的组织形态可以描述为晶粒状、等轴晶状、柱状、片状等。
通过观察晶粒的大小、形状和分布，我们可以评估材料的晶粒长大程度和晶界结构，进而判断材料的成分和制备工艺。
2. 晶体取向：金属材料的晶体取向可以描述为单晶、多晶或者具有特定的取向关系。
观察晶体的取向和排列方式，可以判断材料的力学性能和热处理效果。
3. 相组成和相含量：金属材料中可能存在多种相，如奥氏体、铁素体、珠光体等。
通过观察和测量不同相的比例和分布，可以评估材料的相变过程、相稳定性和性能变化。
4. 缺陷和夹杂物：金属材料中常常存在一些缺陷和夹杂物，如晶间腐蚀、气孔、夹杂相等。
观察这些缺陷和夹杂物的形貌和分布，可以判断材料的制备和加工质量。
结论通过对金相实验结果的判定，我们可以得出对金属材料性能和质量的评价。
根据组织结构的特征和变化，我们可以判断材料的成分、制备工艺和性能变化。
这对于金属材料的选择、加工和应用都具有重要意义。
然而，需要注意的是，实验结果的判定依赖于观察者的经验和技术水平，因此在进行金相实验结果判定时需要谨慎并结合相关的标准和参考资料。
参考文献1. 张华. 金相实验技术手册. 化学工业出版社, 2019.2. 高杰, 李斌, 张磊. 金相材料分析与实验技术. 机械工业出版社, 2018.。
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。
金相检测合格判定标准
金相显微镜
室温5-40℃；相对湿度＜65%；防尘,防磁场,防高频电场、无震动、无阳光直射无强腐蚀性气体。
非金属夹杂物
1.一般碳钢和合金钢的非金属夹杂物按GB/T 10561-2005中的评级图评定，判定合格标准为：
非金属夹杂物类型
魏氏组织
低、中碳钢及低合金钢的正火与退火态组织，按GB/T 13299-91中的评级图评定，小于等于2级合格。
游离渗碳体
碳含量小于0.15%的碳钢正火与退火态组织，按GB/T 13299-91中的评级图评定，小于等于3级合格。
XX汽车公司
文件名称：金相检测合格判定作业指导书
文件编号：XXXXXXXX-XX
4～7级
≤10%
≤2%
≤1.0%
QT500-7
1～3级
4～7级
≤45%
≤2%
≤1.0%
QT600-3
1～3级
4～7级
≤70%
≤2%
≤1.5%
检测标准参照GB/T1348-2009;GB/T9441-2009。
金相显微镜
室温5-40℃；相对湿度＜65%；防尘,防磁场,防高频电场、无震动、无阳光直射无强腐蚀性气体。
发行部门：检测中心
钢铁种类：全部
文件版本：A
修正号：0
检验项目
合格判定标准
检验设备
试验环境及条件
球磨铸铁件
球铁牌号
检测项目
石墨球化率
石墨大小
珠光体数量
碳化物数量
磷共晶数量
QT400-15
1～3级
4～7级
≤5%
≤2%
≤0.5%
金属夹杂物(介在物)测定方法
B 总长度（μm）
17.2以上 76.8未满
76.8以上 184.2未满
184.2以上 342.7未满
342.7以上 554.7未满
554.7以上 822.2未满
822.2以上 1147未满
1147以上 1530未满
1530以上 1973未满
C 总长度（μm）
17.8以上 75.6未满
75.6以上 176未满
CONFIDENTIAL
1. 首先制作能观察棒材较长方向的T.P.(*1)。在不腐蚀状态下观察，以100倍来 拍摄最坏视野(*2)。同时，对介在物进行分组。 （组别A～DS、薄系、厚系）(*3)
(*1) 因为需要160mm2以上的视野面积，素材径不同，所需长度也不同。 例：φ6材的必要长度为26.67mm以上（6mm×必要长度≧160mm2）
2/13
CONFIDENTIAL
图表指数 i
0.5 1
1.5 2
2.5 3
3.5 4
A 总长度（μm）
37以上 127未满
127以上 261未满
261以上 436.1未满
436.1以上 649未满
649以上 898未满
898以上 1181未满
1181以上 1498未满
1498以上 1 1
8/13
附属书A（规定） 组别A, B, C, D及DS介在物的标准图
D
(球状氧化物类)
薄系
厚系
厚度：3μm以上8μm以下 最小总长度 厚度：超过8μm、未满13μm
4/13
CONFIDENTIAL
组别A, B, C的介在物，不管长度l1和l2这两个个别的介在物是不是在直线上，如果它们的间隔d在 40μm以下且介在物中心间距s在10μm以下，则被视为一个介在物（参照图8及图9）。
金相法与电镜能谱法对夹杂物种类判定的对比
金相法与电镜能谱法对夹杂物种类判定的对比李延伟;王雪【摘要】深入研究分析采用金相和电镜能谱两种方法判定38MnVS6非调制钢中的夹杂物种类并进行对比分析.结果显示:采用金相法测得38MnVS6非调制钢中含有A类MnS· FeS夹杂;采用电镜能谱法测得38MnVS6非调制钢中含有A类MnS· FeS夹杂,以MnS为主且有少量的FeS.此结果表明电镜能谱法对于夹杂物的研究更深入更准确,当金相法无法对夹杂物进行判定时可以利用电镜能谱法进行最终判定.【期刊名称】《汽车工艺与材料》【年(卷),期】2016(000)001【总页数】4页(P50-53)【关键词】金相;电镜能谱;夹杂物【作者】李延伟;王雪【作者单位】长城汽车股份有限公司技术中心,保定071000;长城汽车股份有限公司技术中心,保定071000【正文语种】中文【中图分类】U465.1+1目前，大批量、快节奏地生产洁净钢是当今世界钢铁发展的重要趋势。
钢的洁净度主要受非金属夹杂物的影响，非金属夹杂物不仅破坏了钢基体的连续性及致密性，而且对钢的力学性能和使用性能有着非常大的影响，很少量的夹杂物也会显著影响钢的金属性能，从而大大降低钢材的质量[1]。
夹杂物的分布形式是不均匀且不可预测的[2]。
随着产品对夹杂物的分析提出更高的要求,需要建立适合的钢中夹杂物的检测分析方法,以便降低钢中的夹杂物含量[3]。
GB/T10561-2005《钢中非金属夹杂物含量的测定》中给出了利用金相方法检测钢中非金属夹杂物的方法及判定标准，随着技术的不断进步，电镜能谱法判定夹杂物也成为了一种重要手段，通过扫描电镜对试样中夹杂物的形态和分布进行观察分析，并采用能谱（EDS）分析夹杂物成分[4]。
针对两种分析方法的优缺点进行对比，以便在检测时选择合适的检测方法。
采用的研究材料为牌号38MnVS6、厚度30 mm的钢板。
根据GB/T10561-2005《钢中非金属夹杂物含量的测定》要求对试样进行取样，见图1。
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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)
摘要论述了钢中非金属夹杂物的来源,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性定量的检测,判定钢材质量。
关键词钢夹杂物金相检验
0 引言
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。
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(锰硅酸盐)、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,某些液态的硅酸盐来不及结晶,其全部或部分以玻璃态的形式保存于钢中,如图2所示。
2.2 硫化物系夹杂
主要是在钢及铁中产生的FeS、MnS、CaS等。
由于低熔点的FeS易形成“热脆”,所以一般均要求钢中要含有一定量的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MnS。
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用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,在过量Al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素时形成AIN、TiN、ZrN、VN等氮化物。
在出钢,浇铸过程中钢流与空气接触,空气中的氮在钢中溶解使氮化物的数量显著增加。
如图4所示。
图1钙的铝酸盐夹杂图2硅酸盐夹杂
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大的作用。
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,其断裂往往起始于这些地方,从而使强度急剧降低。
对于外来粗大夹杂物,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、断口中出现大量球状颗粒白色夹杂物等缺陷,都是因操作不当导致大量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,可能引起大量的夹杂物剥落,或造成严重的“拖尾”现象和相界不清,对于准确地观察夹杂物的分布、大小和形状均受到很大的干扰。
试样表面粗糙,能使各向异性夹杂物的各向异性效应变弱,其至于造成判断上的错误,因此用于鉴别夹杂物观察的试样,必须精心制备,使其具有较高的表面光洁度,并且夹杂物的相界轮廓清晰,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、反射本领及其色彩等项目来识别夹杂物的属类。
5.2 夹杂物的外形
夹杂物的外形有规则的几何形状,像玻璃质SiO2呈球状,TiN呈方形;不规则的形状,如FeO呈卵形,多角形铝硅酸盐玻璃呈脆性破碎粒状。
5.3 夹杂物的分布
一般的硅酸盐呈单独的孤粒形状分布,Al2O3和FeO·MnO等氧化物聚集成群呈串状分布,而FeS及FeS·FeO则沿晶界分布。
5.4 夹杂物的透明度和色彩
夹杂物的透明度可分为透明、不透明两类。
透明的夹杂物在暗场下显得十分明亮,如硅酸盐夹杂在暗场和偏光下有明显的反光能力。
在暗场下透明,并有反光的环圈,在偏光下有暗黑十字架现象。
而硫化物、氧化铁在明场下没有反光能力。
TiN夹杂在明场下反光能力较强,呈金黄色。
MnS显灰兰色。
6 结语
总之,钢中非金属夹杂物含量虽然微小,但它对钢的性能影响极大,所以必须对它进行检测和研究。
根据夹杂物在显微镜下的特征,用金相显微方法检验可以定性定量地鉴定钢中非金属夹杂物的级别,并按有关标准判定钢的质量,进而找出规律,改进工艺,尽可能减少有害夹杂物的含量,提高产品质量。