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钢中非金属夹杂物 吕秀乾 问题 什么是非金属夹杂物？ 非金属夹杂物的来源有哪些？ 非金属夹杂物对钢材的性能有哪些影响？ 按分布和形态划分，传统的非金属夹杂物有哪几类？ A+C≤2.0，B+D≤2.0，A+B+C+D+DS≤4.5？ 如何辨别非金属夹杂物？ 非金属夹杂物取样时应注意什么问题？ 如何对非金属夹杂物进行评级？ 主要内容 定义 非金属夹杂物是一种非金属的化合物，它是钢材在脱氧过程和钢液凝固过程中产生的。 非金属夹杂物的来源 内生夹杂物 钢在冶炼过程中，脱氧反应会产生氧化物等产物，若这些产物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。 以上这两种情况生成的夹杂物统称为内生夹杂物。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。 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。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。 这类夹杂物一般特征是外形不规则，尺寸比较大，也没有规律，又称为粗夹杂。这类夹杂物通过正确的操作是可以避免的。 非金属夹杂物对性能影响 使用性能的影响： 1、疲劳性能↓ 2、冲击韧性↓ 塑性↓ 3、耐腐蚀性↓ 对工艺性能的影响： 1、对锻造和冷加工、淬火加热和焊接过程易开裂。 2、轧制后表面质量以及磨削后零件表面粗糙度降低。 按化学成分分类 按变形能力 按形态与分布分类 夹杂物显微特征 A类（硫化物类）：具有高的延展性，有较宽范围形态比的单个灰色夹杂物，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，有较宽范围形态比（一般≥3）的单个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≥13um的单颗粒夹杂物。 夹杂物宽度 夹杂物评定方法 标准：GB/T10561-2005 方法：对比法和图像分析法 对比法：将所观察的视场与标准图谱进行对比，并分别对每类夹杂物进行评级。 评级图片相当于100倍下纵向抛光平面上面积为 0.50mm2正方形视场。 标准图谱分为五大类，对于非传统类型夹杂物的评定也可通过将其形状与上述五类夹杂物进行比较，并注明其化学特征。例如：Dsulf表示球状硫化物。 沉淀相类如氮化物、硼化物也可按上述方法评定。 对非传统的夹杂物可采用＞100倍放大倍数进行检验，确定化学特征。 取样 用于测量夹杂物含量试样的抛光面面积约为200mm2 （20mm×10mm），并平行于钢材纵轴，位于钢材外表面到中心的中间位置。 取样方法应在产品标准或协议中规定。对于板材，检验面应近似位于其宽度的四分之一处。 如产品标准没有规定，取样方法如下： 直径或边长大于40mm的钢棒或钢坯：检验面为钢材外表面到中心的中间位置的部分径向截面。 直径或边长大于25mm、小于等于40mm的钢棒或钢坯：检验面为通过直径的截面的一半（由试样中心到边缘）。 直径或边长≤25mm的钢棒，检验面为通过直径的整个截面，其长度应保证得到约200mm2的检验面。 厚度大于50mm的钢板，检验面位于宽度1/4和从钢板表面到中心之间的中间位置，检验面为钢板厚度的1/4截面 试验方法 A法：应检验整个抛光面。对于每一类夹杂物，按细系和粗系记下与所检验面上最恶劣视场相符合的标准图片的级别数。 B法：应检验整个抛光面。试样每一个视场同标准图片相对比，每类夹杂物按细系或粗系记下与检验视场最符合的级别数。 为降低费用，可以通过研究，减少检验视场数，并使之分布合理，然后做局部检验。 通则 将每一个观察的视场与标准评级图谱进行对比。如果一个视场处于两相邻标准图片之间时，应记录较低的一级。 对于个别的夹杂物和串（条）状夹杂物，如果其长度超过视场的边（0.710mm），或宽度或直径大于粗系最大值则应当作超尺寸（长度、宽度或直径）夹杂物进行评定，并分别记录。但是这些夹杂物仍纳入该视场的评级。 如果使用目镜检验夹杂物，则应在显微镜的适当位置上放置试验网格，以使在图像上试验框的面积