文档介绍:
钢中存在的非金属化合物,如氧化物、硫化物、氮化物等都呈独立相存在,统称为非金属夹杂物。它们的存在破坏了钢的基体的连续性。
钢中非金属夹杂物来源于原材料、脱氧产物、熔渣和耐火材料,以及出钢和浇注过程的二次氧化产物。
根据夹杂物的化学成分不同,可以分成:
(1)简单氧化物;(2)复杂氧化物;
(3)硅酸盐及硅酸盐玻璃。
钢中硫化物主要是FeS、MnS、(Mn、Fe)S和CaS等。
、TiN、ZrN、VN、BN、Si3N4、Fe4N、Fe2N等氮化物。
(1)FeO、MnO及(Mn、Fe)O在室温下能和金属一起变形,随温度升高逐渐丧失了变形能力。
(2)Al2O3和钙的铝酸盐在钢的整个热加工温度范围内以及室温下,均无塑性不变形。
(3)硅酸盐在室温下不能变形,但在800~1300℃范围内,依其组成不同,塑性变化很快。钢的热加工温度就处于上述范围内,可见对于钢材性能来说,硅酸盐的组成很重要。
(4)尖晶石类夹杂物在通常钢的热变形温度范围内不变形,当钢倍加热到更高温度(1280℃)时能稍微变形。
(5)在1000℃以下,硫化锰具有较高的塑性,超过1000℃时随着温度的升高塑性逐渐减小,但仍具有较强的变形能力。
(1)A型夹杂物是在热加工时沿加工方向延伸成条带状的硫化物FeS、MnS。
(2)B型夹杂物它在热加工时不变形,而被破碎成碎屑沿加工方向聚集呈颗粒状断续排列。
(3)C型夹杂物是加工过程可以产生塑性变形的硅酸盐。虽然硅酸盐通常是黑色的,而硫化物是灰色的,但在显微镜下准确区分硫化物和硅酸盐则有困难。
(4)D型夹杂物它在热加工时保持原来的球点状而任意分布。
、熔渣等在冶炼、出钢、浇注过程中进入钢中并滞留在钢中造成的。一般外来夹杂物具有的特征是:外形不规则,尺寸比较大,偶然地在这里或在那里出现。
,由于脱氧和凝固时进行的各种物理化学反应而形成的。主要是和钢中氧、硫、氮的反应产物。
按夹杂物的大小不同,一般把夹杂物大致分为三类:亚显微夹杂(颗粒>1μm)、显微夹杂(1—100μm)和大型夹杂(>100μm)。
夹杂物对钢的性能的影响
夹杂物往往被作为显微裂纹的发源地。
如果材料中有非金属夹杂物则出现应力集中现象。
夹杂物对塑性的影响在断面收缩率上比在延伸率上表现得更显著。通常夹杂物对钢材的纵向塑性影响不大,而对横向塑性的影响却较显著。
如果材料中有非金属夹杂物,则钢的韧性下降。
线膨胀系数小于钢的夹杂,促进了疲劳裂纹的发生和发展。
、分布与疲劳寿命对于同一种类型的A12O3夹杂物来说,随其含量增加疲劳极限下降。当其他条件相同时,夹杂物颗粒越大,则不利的影响越大,多角形夹杂物的影响大于球状夹杂物的影响。
深部的夹杂物,成为疲劳核心的临界尺寸变大。在表面或靠近表面存在的夹杂物,尺寸虽小但也有害。而在深部存在的夹杂物,超过一定临界尺寸才带来不利的影响。
。
。
,且横向性能变坏。
,钢的切屑容易断裂。