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非金屬夾雜物
非金屬夾雜物，是在煉鋼過(guò)程中，少量爐渣、耐火料材及冶煉中反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)入鋼液而形成的。
鋼中非金屬夾雜物是指鋼中不具有金屬性質(zhì)的氧化物、硫化物、硅酸鹽和氮化物。它們是鋼在冶煉過(guò)程中由于脫氧劑的加入形成氧化物、硅酸鹽和鋼在凝固過(guò)程中由于某些元素溶解度下降而形成的硫化物、氮化物，這些夾雜物來(lái)不及排出而留在鋼中。外來(lái)夾雜物是爐渣或耐火材料或其它夾雜在鋼液凝固過(guò)程中未及時(shí)浮出而殘留于鋼中。它們常作為衡量鋼質(zhì)量的重要指標(biāo)，其類(lèi)型、組成、形態(tài)、含量、尺寸、分布等各種狀態(tài)因素都對(duì)鋼性能產(chǎn)生影響。
隨著近代精煉技術(shù)的發(fā)展，夾雜物在鋼中的含量雖然極微，但對(duì)鋼的性能卻具有不可忽視的影響，非金屬夾雜物在鋼中破壞了金屬基體的連續(xù)性，致使材料的塑性、韌性降低和疲勞性能降低，使鋼的冷熱加工性能乃至某些物理性能變壞。鋼中夾雜物對(duì)鋼性能的影響主要在對(duì)鋼韌性的危害，而且危害程度隨鋼的強(qiáng)度增高而增加。然而其中夾雜物的數(shù)量及分布形態(tài)是影響鋼材質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。
鋼中非金屬夾雜物的來(lái)源主要來(lái)源有內(nèi)生夾雜和外來(lái)夾雜兩部分組成。
內(nèi)生夾雜物
鋼鐵的冶煉實(shí)質(zhì)是液態(tài)金屬的氧化一還原反應(yīng)。由于金屬在高溫液體狀態(tài)下對(duì)氧和其它氣體的溶解量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于凝固狀態(tài)，因此在煉鋼的后期必須設(shè)法將過(guò)剩的氧盡量從鋼液中排除出去，因此在煉鋼的后期必須設(shè)法將過(guò)剩的氧盡量從鋼液中排除出去。排除的方法：在電爐煉鋼中主要是靠含氧低的爐渣，使氧從鋼液中擴(kuò)散到渣中去，另外向鋼液中加入對(duì)氧親和力較強(qiáng)的脫氧元素， 這樣在鋼液中就發(fā)生了脫氧反應(yīng)，并生成了夾雜物。
外來(lái)夾雜物
該夾雜是指由渣、耐火材料或與鋼液相接觸的其它材料機(jī)械結(jié)合所形成的夾雜物。鋼在冶煉和澆注過(guò)程中懸浮在鋼液表面的爐渣、或由煉鋼爐、出鋼槽和鋼包等內(nèi)壁剝落的耐火材料或其他夾雜物在鋼液凝固前未及時(shí)清除而留于鋼中。它是金屬在熔煉過(guò)程中與外界物質(zhì)接觸發(fā)生作用產(chǎn)生的夾雜物 。如爐料表面的砂土和爐襯等與金屬液作用, 形成熔渣而滯留在金屬中, 其中也包括加入的熔劑。這類(lèi)夾雜物一般的特征是外形不規(guī)則, 尺寸比較大, 分布也沒(méi)有規(guī)律, 又稱為粗夾雜。這類(lèi)夾雜物通過(guò)正確的操作是可以避免的。
按化學(xué)成分類(lèi)
氧化物系夾雜
簡(jiǎn)單氧化物有Fe2O3，SiO2 ，Al2O3，和Cu2O 等。在鑄鋼中, 當(dāng)用硅鐵或鋁進(jìn)行脫氧時(shí)，SiO2 和Al2O3 夾雜比較常見(jiàn)。A l2O3 在鋼中常常以球形聚集呈顆粒狀成串分布。復(fù)雜氧化物，包括尖晶石類(lèi)夾雜物和各種鈣的鋁酸鹽等,以及鈣的鋁酸鹽。硅酸鹽夾雜也屬于復(fù)雜氧化物夾雜，這類(lèi)夾雜物有2FeO ? SiO2 等。這類(lèi)夾雜物在鋼的凝固過(guò)程中，由于冷卻速度較快，某些液態(tài)的硅酸鹽來(lái)不及結(jié)晶，其全部或部分以玻璃態(tài)的形式保存于鋼中。
硫化物系夾雜
主要是FeS, MnS 和CaS 等。由于低熔點(diǎn)的FeS 易形成熱脆，所以一般均要求鋼中要含有一定量的錳，使硫與錳形成熔點(diǎn)較高的MnS 而消除FeS 的危害。因此鋼中硫化物夾雜主要是MnS。
鑄態(tài)鋼中硫化物夾雜的形態(tài)通常分為三類(lèi)：
① 形態(tài)為球形，這種夾雜物通常出在用硅鐵脫氧或脫氧不完全的鋼中；
② 在光學(xué)顯微鏡下觀察呈鏈狀的極細(xì)的針狀?yuàn)A雜；
③ 呈塊狀，外形不規(guī)則，在過(guò)量鋁脫氧時(shí)出現(xiàn)。
氮化物夾雜
當(dāng)鋼中加入與氮親和力較大的元素時(shí)形成AlN，ZrN等氮化物。在出鋼和澆鑄過(guò)程中鋼液與空氣接觸， 氮化物的數(shù)量是會(huì)顯著增加的。
按不同形態(tài)分類(lèi)
由于不同夾雜物在加熱溫度下具有不同的塑性，所以加工變形后鋼材中的夾雜物將呈現(xiàn)不同的形態(tài)，依此可將夾雜物區(qū)分成三類(lèi)：塑性?shī)A雜、脆性?shī)A雜及不變形夾雜。
塑性?shī)A雜
塑性?shī)A雜在熱加工過(guò)程中，是沿著熱加工方向延伸成條帶狀。在FeS、MnS 以及SiO2 含量較低的時(shí)候，低熔點(diǎn)的硅酸鹽夾雜就屬于這一類(lèi)夾雜。
脆性?shī)A雜
脆性?shī)A雜在熱加工的過(guò)程中是不發(fā)生變形的，但它卻是沿著熱加工方向破裂成串。Al2O3和尖晶石型復(fù)合氧化物，以及釩、鈦、鋯的氮化物等一些高熔點(diǎn)高硬度的夾雜物，就是屬于這一類(lèi)夾雜。
不變形夾雜
不變形夾雜在熱加工的過(guò)程中，是保持原來(lái)本身的球點(diǎn)狀不變。含SiO2 較高的硅酸鹽、鈣的鋁酸鹽以及高熔點(diǎn)的硫化物 等，都是屬于這一類(lèi)夾雜。
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