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非金屬夾雜物

非金屬夾(jia)雜物，是在(zai)煉(lian)鋼(gang)過(guo)程中(zhong)，少量爐渣(zha)、耐火料材及冶煉(lian)中(zhong)反應產物進(jin)入鋼(gang)液而形成的。
鋼(gang)(gang)中(zhong)非金(jin)屬(shu)夾雜(za)(za)物(wu)(wu)(wu)是指鋼(gang)(gang)中(zhong)不具有金(jin)屬(shu)性(xing)質(zhi)的氧(yang)化(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)、硫化(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)、硅酸(suan)鹽(yan)和氮(dan)化(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)。它(ta)們(men)是鋼(gang)(gang)在(zai)冶煉過(guo)程(cheng)中(zhong)由(you)于脫氧(yang)劑的加入形成(cheng)氧(yang)化(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)、硅酸(suan)鹽(yan)和鋼(gang)(gang)在(zai)凝(ning)固過(guo)程(cheng)中(zhong)由(you)于某(mou)些(xie)元(yuan)素溶解度下降而(er)形成(cheng)的硫化(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)、氮(dan)化(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)，這些(xie)夾雜(za)(za)物(wu)(wu)(wu)來不及(ji)排出而(er)留(liu)在(zai)鋼(gang)(gang)中(zhong)。外(wai)來夾雜(za)(za)物(wu)(wu)(wu)是爐渣或耐火材料或其(qi)它(ta)夾雜(za)(za)在(zai)鋼(gang)(gang)液凝(ning)固過(guo)程(cheng)中(zhong)未及(ji)時浮(fu)出而(er)殘留(liu)于鋼(gang)(gang)中(zhong)。它(ta)們(men)常作為衡(heng)量(liang)(liang)鋼(gang)(gang)質(zhi)量(liang)(liang)的重要指標，其(qi)類型、組成(cheng)、形態、含量(liang)(liang)、尺寸、分布等各種狀態因素都對鋼(gang)(gang)性(xing)能產生影響。
隨著近(jin)代(dai)精煉技術的(de)(de)(de)(de)(de)發展，夾(jia)雜物(wu)在(zai)鋼(gang)中的(de)(de)(de)(de)(de)含量(liang)雖然(ran)極(ji)微，但對鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)性(xing)(xing)能(neng)(neng)卻具有(you)不可忽視(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)影響，非金屬夾(jia)雜物(wu)在(zai)鋼(gang)中破壞(huai)了金屬基體的(de)(de)(de)(de)(de)連續性(xing)(xing)，致使材料的(de)(de)(de)(de)(de)塑(su)性(xing)(xing)、韌(ren)性(xing)(xing)降(jiang)(jiang)低(di)和(he)疲(pi)勞性(xing)(xing)能(neng)(neng)降(jiang)(jiang)低(di)，使鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)冷熱加工(gong)性(xing)(xing)能(neng)(neng)乃至某些物(wu)理(li)性(xing)(xing)能(neng)(neng)變壞(huai)。鋼(gang)中夾(jia)雜物(wu)對鋼(gang)性(xing)(xing)能(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)影響主要在(zai)對鋼(gang)韌(ren)性(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)危害(hai)，而(er)(er)且危害(hai)程度(du)隨鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)強度(du)增高而(er)(er)增加。然(ran)而(er)(er)其(qi)中夾(jia)雜物(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)數(shu)量(liang)及(ji)分布形態是影響鋼(gang)材質量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)重要指(zhi)標之一。
; 鋼中非金屬(shu)夾(jia)雜物的(de)來(lai)源主要來(lai)源有內生夾(jia)雜和外來(lai)夾(jia)雜兩部分組(zu)成。
內生夾雜物(wu)
鋼(gang)(gang)(gang)鐵的(de)(de)冶煉(lian)實質是(shi)液(ye)態金屬的(de)(de)氧化(hua)一還原反應(ying)(ying)。由于(yu)金屬在(zai)高溫(wen)液(ye)體狀態下對氧和(he)其它氣(qi)體的(de)(de)溶解量遠(yuan)遠(yuan)大于(yu)凝(ning)固狀態，因(yin)此(ci)在(zai)煉(lian)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)后(hou)期必須設法(fa)將(jiang)過剩(sheng)(sheng)的(de)(de)氧盡量從(cong)鋼(gang)(gang)(gang)液(ye)中(zhong)(zhong)排(pai)(pai)除出(chu)去(qu)，因(yin)此(ci)在(zai)煉(lian)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)后(hou)期必須設法(fa)將(jiang)過剩(sheng)(sheng)的(de)(de)氧盡量從(cong)鋼(gang)(gang)(gang)液(ye)中(zhong)(zhong)排(pai)(pai)除出(chu)去(qu)。排(pai)(pai)除的(de)(de)方法(fa)：在(zai)電(dian)爐煉(lian)鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)(zhong)主要是(shi)靠含氧低的(de)(de)爐渣，使氧從(cong)鋼(gang)(gang)(gang)液(ye)中(zhong)(zhong)擴散(san)到渣中(zhong)(zhong)去(qu)，另(ling)外向鋼(gang)(gang)(gang)液(ye)中(zhong)(zhong)加入對氧親和(he)力(li)較強的(de)(de)脫(tuo)氧元素，這(zhe)樣在(zai)鋼(gang)(gang)(gang)液(ye)中(zhong)(zhong)就(jiu)發(fa)生(sheng)了脫(tuo)氧反應(ying)(ying)，并生(sheng)成了夾雜物。
外(wai)來夾雜物
該夾(jia)(jia)雜(za)(za)是指(zhi)由(you)渣(zha)、耐火材(cai)料(liao)(liao)或(huo)與(yu)鋼(gang)液(ye)相接觸(chu)的其它材(cai)料(liao)(liao)機械結合所形成(cheng)的夾(jia)(jia)雜(za)(za)物(wu)。鋼(gang)在(zai)(zai)冶(ye)煉(lian)和(he)澆注過程中(zhong)懸浮在(zai)(zai)鋼(gang)液(ye)表面的爐(lu)渣(zha)、或(huo)由(you)煉(lian)鋼(gang)爐(lu)、出鋼(gang)槽和(he)鋼(gang)包等內壁剝落(luo)的耐火材(cai)料(liao)(liao)或(huo)其他夾(jia)(jia)雜(za)(za)物(wu)在(zai)(zai)鋼(gang)液(ye)凝固前(qian)未(wei)及時(shi)清除而(er)留于鋼(gang)中(zhong)。它是金屬(shu)(shu)在(zai)(zai)熔煉(lian)過程中(zhong)與(yu)外界物(wu)質接觸(chu)發生作用產(chan)生的夾(jia)(jia)雜(za)(za)物(wu) 。如爐(lu)料(liao)(liao)表面的砂土和(he)爐(lu)襯等與(yu)金屬(shu)(shu)液(ye)作用, 形成(cheng)熔渣(zha)而(er)滯留在(zai)(zai)金屬(shu)(shu)中(zhong), 其中(zhong)也包括(kuo)加入的熔劑(ji)。這類(lei)夾(jia)(jia)雜(za)(za)物(wu)一般的特征是外形不規則(ze), 尺寸比(bi)較大, 分布也沒(mei)有(you)規律, 又稱為粗夾(jia)(jia)雜(za)(za)。這類(lei)夾(jia)(jia)雜(za)(za)物(wu)通過正確的操作是可以避免的。
按化學成分類
氧化(hua)物系夾雜
簡單(dan)氧(yang)(yang)化(hua)物(wu)有Fe2O3，SiO2 ，Al2O3，和Cu2O 等。在鑄鋼中(zhong), 當用(yong)硅(gui)鐵或鋁(lv)進行脫(tuo)氧(yang)(yang)時，SiO2 和Al2O3 夾雜(za)比(bi)較常(chang)(chang)見。A l2O3 在鋼中(zhong)常(chang)(chang)常(chang)(chang)以球(qiu)形聚集呈顆粒狀(zhuang)成串分布(bu)。復(fu)雜(za)氧(yang)(yang)化(hua)物(wu)，包括(kuo)尖晶(jing)石類(lei)夾雜(za)物(wu)和各種鈣的(de)鋁(lv)酸鹽(yan)等,以及鈣的(de)鋁(lv)酸鹽(yan)。硅(gui)酸鹽(yan)夾雜(za)也屬(shu)于(yu)(yu)復(fu)雜(za)氧(yang)(yang)化(hua)物(wu)夾雜(za)，這(zhe)類(lei)夾雜(za)物(wu)有2FeO ? SiO2 等。這(zhe)類(lei)夾雜(za)物(wu)在鋼的(de)凝固過程中(zhong)，由于(yu)(yu)冷卻速(su)度較快(kuai)，某些(xie)液態的(de)硅(gui)酸鹽(yan)來不(bu)及結晶(jing)，其全(quan)部(bu)或部(bu)分以玻(bo)璃態的(de)形式保存于(yu)(yu)鋼中(zhong)。
硫化(hua)物系夾(jia)雜(za)
主要(yao)(yao)是FeS, MnS 和CaS 等(deng)。由于低熔點(dian)(dian)的FeS 易形(xing)成熱脆，所以一(yi)般均要(yao)(yao)求(qiu)鋼中(zhong)要(yao)(yao)含有一(yi)定量(liang)的錳，使硫與錳形(xing)成熔點(dian)(dian)較高的MnS 而消除FeS 的危害。因(yin)此鋼中(zhong)硫化物夾雜主要(yao)(yao)是MnS。
鑄態鋼中硫化物夾雜的(de)形態通(tong)常分為三類(lei)：
① 形(xing)態為球形(xing)，這(zhe)種(zhong)夾雜物通常出在用硅鐵脫(tuo)氧或脫(tuo)氧不完(wan)全(quan)的鋼(gang)中；
  ② 在光學顯(xian)微鏡下觀察(cha)呈鏈狀的極細(xi)的針狀夾(jia)雜；
③ 呈塊狀，外形(xing)不規則(ze)，在過量鋁脫氧時出現。
氮化物(wu)夾雜(za)
當鋼中(zhong)加入(ru)與氮(dan)親和力較大的元素時形成AlN，ZrN等氮(dan)化物(wu)。在出鋼和澆(jiao)鑄過程中(zhong)鋼液(ye)與空氣接觸，氮(dan)化物(wu)的數量(liang)是會顯著增加的。
按不同形態分類
由于不(bu)(bu)同(tong)(tong)夾(jia)(jia)雜物在加熱溫度下具有不(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)塑(su)性(xing)，所以加工(gong)變形后鋼(gang)材中的(de)夾(jia)(jia)雜物將呈現不(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)形態，依此(ci)可將夾(jia)(jia)雜物區分成三類(lei)：塑(su)性(xing)夾(jia)(jia)雜、脆性(xing)夾(jia)(jia)雜及(ji)不(bu)(bu)變形夾(jia)(jia)雜。
塑性夾雜
  塑性夾(jia)雜在熱(re)加工過程中，是(shi)沿(yan)著熱(re)加工方向延(yan)伸成條帶狀。在FeS、MnS 以及(ji)SiO2 含(han)量(liang)較低(di)的時候(hou)，低(di)熔點的硅(gui)酸鹽夾(jia)雜就(jiu)屬于這(zhe)一類夾(jia)雜。
脆性夾雜
脆性夾雜(za)(za)在(zai)熱加(jia)工(gong)的過程中是不發生變形的，但它(ta)卻是沿(yan)著熱加(jia)工(gong)方向(xiang)破(po)裂成串。Al2O3和尖晶石型復合氧化物，以及釩、鈦、鋯的氮化物等一(yi)些高(gao)熔點高(gao)硬度的夾雜(za)(za)物，就是屬于這(zhe)一(yi)類夾雜(za)(za)。
不變(bian)形夾(jia)雜
不(bu)變(bian)形夾雜在熱加工(gong)的過程中，是保持原來本身的球點狀(zhuang)不(bu)變(bian)。含SiO2 較(jiao)高(gao)的硅酸(suan)鹽、鈣的鋁(lv)酸(suan)鹽以及(ji)高(gao)熔點的硫化物(wu) 等，都是屬于這一類夾雜。