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钢中非金属夹杂物特征

钢中非金属夹杂物特征
钢中氧和硫分别以氧化物和硫化物夹杂形式存在,很早以前就发现,钢的洁净度取决于上述氧化物和硫化物夹杂,这些夹杂物的尺寸、形状、物理性质、出现频率对钢的质量有很大的影响。

钢中常见的内在夹杂物有脆性夹杂物(氧化物及脆性硅酸盐)塑性夹杂物(硫化物及塑性硅酸盐)、点状不变形夹杂物和氮化物等。

一、氧化物:
1.氧化铝夹杂物:Al2O3(脆性)
这种夹杂物热加工后不变形、而是沿加工方向分布成短线状颗粒带,在明场下呈灰色。

过多的Al2O3会使钢的疲劳强度和其他力学性能下降。

2.SiO2夹杂物
除了氧化铝夹杂物外,在钢中还有硅脱氧产物SiO2,也称石英。

二、硫化物:FeS、MnS(塑性)
这类属于塑性夹杂物,具有很高的塑性,热加工后沿加工方向延伸成条状分布,在明场下呈灰色。

三、氮化物:
在含钛、锆、钒的合金中,钛、锆和钒容易和氮结合成稳定的氮化物夹杂,氮化物热加工中不变形,多呈方形、长方形,在明场下有淡黄和金黄色彩。

四、点状不变形夹杂物:
铬轴承钢中的点状不变形夹杂物主要由镁尖晶石和含钙的铝酸盐所构成,此外还有含铝、钙、锰的硅酸盐,点状不变形夹杂物加工后仍不变形,仍保持较规则的图形。

五、硅酸盐:
硅酸盐是金属氧化和硅酸根的化合物,是钢中常见的夹杂物,在使用硅锰、硅铁合金脱氧时,形成可变形的硅酸盐,最常见的硅酸盐是硅酸亚铁和硅酸亚锰。

钢中常见的硅酸盐有硅酸亚铁(2FeO.SiO2)、硅酸亚锰(2MnO.SiO2),硅酸盐分脆性硅酸盐和塑性硅酸盐。

脆性硅酸盐热加工后沿加工方向成为短线状颗粒带,类似氧化物,塑性硅酸盐热加工后沿加工方向延伸成条状。

但硅酸盐一
般外形不规则,较粗大,呈暗灰色。

钢中的非金属夹杂物破坏了金属的连续性,降低钢的机械性能、物理性能、化学性能及工艺性能,塑性夹杂物过高会引起钢的热脆性,钢中较多的非金属夹杂物淬火时会引起应力集中而形成裂纹,降低疲劳强度。

夹杂物的存在会使零件在腐蚀介质中在有夹杂的地方先引起点腐蚀等,因此结构钢、轴承钢、弹簧钢及不锈钢等标准都对非金属夹杂物有一定含量的限制。

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