金相分析--非金属夹杂物分析

钢中非金属夹杂物是指钢中不具有金属性质的氧化物、硫化物、硅酸盐和氮化物。它们是钢在冶炼过程中由于脱氧剂的加入形成氧化物、硅酸盐和钢在凝固过程中由于某些元素(如硫、氮) 溶解度下降而形成的硫化物、氮化物，这些夹杂物来不及排出而留在钢中。外来夹杂物是炉渣或耐火材料或其它夹杂在钢液凝固过程中未及时浮出而残留于钢中。它们常作为衡量钢质量的重要指标，其类型、组成、形态、含量、尺寸、分布等各种状态因素都对钢性能产生影响。

随着近代精炼技术的发展，钢的“洁净度”大大提高，夹杂物在钢中的含量虽然极微，但对钢的性能却具有不可忽视的影响，非金属夹杂物在钢中破坏了金属基体的连续性，致使材料的塑性、韧性降低和疲劳性能降低，使钢的冷热加工性能乃至某些物理性能变坏。钢中夹杂物对钢性能的影响主要在对钢韧性的危害，而且危害程度随钢的强度增高而增加。然而其中夹杂物的数量及分布形态是影响钢材质量的重要指标之一。

非金属夹杂物分析

夹杂物按化学成分分为：

氧化物系夹杂。简单氧化物有FeO，Fe2O3，MnO，SiO2 ，Al2O3，MgO和Cu2O 等。在铸钢中, 当用硅铁或铝进行脱氧时，SiO2 和Al2O3 夹杂比较常见。A l2O3 在钢中常常以球形聚集呈颗粒状成串分布。复杂氧化物，包括尖晶石类夹杂物和各种钙的铝酸盐等,以及钙的铝酸盐。硅酸盐夹杂也属于复杂氧化物夹杂，这类夹杂物有2FeO · SiO2 ( 铁硅酸盐) 、2MnO · SiO2 ( 锰硅酸盐) 和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。

硫化物系夹杂。主要是FeS, MnS 和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锰，使硫与锰形成熔点较高的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：

① 形态为球形，这种夹杂物通常出在用硅铁脱氧或脱氧不完全的钢中；

② 在光学显微镜下观察呈链状的极细的针状夹杂；

③ 呈块状，外形不规则，在过量铝脱氧时出现。

氮化物夹杂。当钢中加入与氮亲和力较大的元素时形成AlN，TiN，ZrN 和VN 等氮化物。在出钢和浇铸过程中钢液与空气接触，氮化物的数量是会显著增加的。