鋼中非金屬夾雜物的分類

鋼中夾帶的各種非金屬物質(zhì)顆粒的統(tǒng)稱。鋼中含有氧、氮、硫等元素，它們?cè)阡撝械娜芙舛仍诟邷叵赂?，而在室溫下溶解度很低，在鋼冷卻和凝固時(shí)析出并同鐵和其它金屬等結(jié)合成為各種化合物，稱為非金屬的夾雜物。除此以外，爐渣、耐火材料、泥沙等外來物質(zhì)也可能混入鋼中形成非金屬夾雜物。鋼中非金屬夾雜物的來源通?？梢苑譃閮深悾?/span>

一類是外來的非金屬夾雜物，即在冶煉、澆注過程中的爐渣及耐火材料剝落后進(jìn)入鋼液中形成的；另一類是內(nèi)在的非金屬夾雜物，即在冶煉及澆注過程中物理化學(xué)反應(yīng)的生成物，如氧化物、硅酸鹽、硫化物等。

非金屬夾雜物可按化學(xué)成分劃分，也可按可塑性劃分。

一、按夾雜物的化學(xué)成分分類

 圖1a 明視場(chǎng)觀察呈灰色

 圖1 b  正交偏光觀察

 圖1c 暗場(chǎng)觀察

圖1 復(fù)雜氧化物及硅酸鹽玻璃體

1）氧化物 簡(jiǎn)單氧化物即FeO、MnO、Cr₂O₃、Al₂O₃、SiO₂、ZrO2、TiO₂等，一般在鋼中呈顆粒狀或球狀分布。

復(fù)雜氧化物包括尖晶石類氧化物和各種鈣的硅酸鹽，這些復(fù)雜氧化物的熔點(diǎn)高于鋼的冶煉溫度，并有一個(gè)相當(dāng)寬的成分變化范圍，在鋼液中呈固態(tài)存在，是多相夾雜物，如圖1中的箭頭2所示。

2）硅酸鹽及硅酸鹽玻璃  

這類夾雜物的化學(xué)式可用lFeO·mMnO·nAl₂O₃·pSiO₂表示，成分較為復(fù)雜，通常呈多相狀態(tài)。

由于鋼液凝固時(shí)冷卻速度較快，某些熔融態(tài)的硅酸鹽來不及結(jié)晶，致使其全部或部分呈玻璃態(tài)，如FeO·SiO₂（鐵硅酸鹽）、MnO·Si₂O（錳硅酸鹽）等，如圖1中的箭頭1所示。

3）硫化物

 圖2 硫化物夾雜 400X

在鋼中主要以FeS、MnS或（MnFe）S等存在，一般在鋼中呈球狀任意分布，或呈桿狀、鏈狀、共晶式在樹枝間和初生晶粒的晶界處分布，也有呈塊狀、具有不規(guī)則外形、任意分布的，如圖2所示。

4）氮化物  

 圖3 氮化物及氧化物夾雜 400X

1-氮化物；2-氧化物；3-條狀石墨

二、按夾雜物的可塑性分類

由于鋼中夾雜物在熱壓力加工時(shí)具有不同的塑性，其變形程度各異，可分為以下幾種類型：

1）塑性夾雜物  圖4 硫化物夾雜 400X

2）脆性夾雜物 

 圖5 串連狀?yuàn)A雜物 100X

脆性夾雜物在壓力加工時(shí)不變形，但沿加工方向破裂成串，如Al2O3、尖晶石及釩、鈦、鋯的氧化物等，它們都屬于高熔點(diǎn)、高硬度的夾雜物，如圖5所示。

3）半塑性夾雜物 

半塑性夾雜物以具有可塑性的硅酸鹽或鋁酸鈣為主體，并混雜一定數(shù)量的脆性氧化物。熱加工時(shí)，因主體夾雜物變形受阻而使夾雜物形狀呈邊界不規(guī)則的不連續(xù)條狀。

4）球狀（或點(diǎn)狀）不變形夾雜物  圖6 球狀或點(diǎn)狀不變形夾雜物 100X

這類夾雜物在熱加工過程中仍保持鑄態(tài)原形而不發(fā)生變形。屬于此類夾雜物的有SiO₂、含SiO₂較高（質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于70%）的硅酸鹽、CaO及其溶入Al₂O₃后形成的CaO·Al₂O₃和CaO·2Al₂O₃等，如圖6所示。

5）對(duì)于非金屬夾雜物檢測(cè)

可按GB/T 10561《鋼中非金屬夾雜物含量的測(cè)定 標(biāo)準(zhǔn)評(píng)級(jí)圖顯微檢驗(yàn)法》進(jìn)行評(píng)定。