1概述、夹杂物分类及形貌
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。
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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
o
Al
Elmt 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 0.86
0.86 Al 33.73 28.22 Al2O3 63.74
Ca 25.30 14.25 Ca 25.30 14.25 CaO CaO CaO 35.40
35.40 O 40.45 57.05 Elmt Elmt Element Element Atomic Atomic Compound
Compound % % % % % % % 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 8.36
8.36 O 45.29 O 45.29 59.05 59.05 59.05
Elmt Element Atomic Compound Elmt
Elmt Element
%
Mg
Mg
Al
Al 23.00
Si Si
0.99
Ca
Ca
O
O 7.29
Elmt Element Atomic Compound
% % %
Al 5.78 6.15 Al2O3 10.92
Ti 27.83 16.69 TiO2 46.43
Energy (keV)
Mn 33.03 17.27 MnO 42.65
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a=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 100.00 100.00 100.00
Elmt 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 57.55
Total 100.00 100.00 100.00
铝酸一钙
二铝酸一钙
七铝酸十二钙
Elmt Element Atomic Compound
Element 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 49.28
Mn 63.81 50.72
Total 100 100
硫化铬。