钢中非金属夹杂物的分类

钢中夹带的各种非金属物质颗粒的统称。钢中含有氧、氮、硫等元素，它们在钢中的溶解度在高温下高，而在室温下溶解度很低，在钢冷却和凝固时析出并同铁和其它金属等结合成为各种化合物，称为非金属的夹杂物。除此以外，炉渣、耐火材料、泥沙等外来物质也可能混入钢中形成非金属夹杂物。钢中非金属夹杂物的来源通常可以分为两类：

一类是外来的非金属夹杂物，即在冶炼、浇注过程中的炉渣及耐火材料剥落后进入钢液中形成的；另一类是内在的非金属夹杂物，即在冶炼及浇注过程中物理化学反应的生成物，如氧化物、硅酸盐、硫化物等。

非金属夹杂物可按化学成分划分，也可按可塑性划分。

一、按夹杂物的化学成分分类

 图1a 明视场观察呈灰色

 图1 b  正交偏光观察

 图1c 暗场观察

图1 复杂氧化物及硅酸盐玻璃体

1）氧化物 简单氧化物即FeO、MnO、Cr₂O₃、Al₂O₃、SiO₂、ZrO2、TiO₂等，一般在钢中呈颗粒状或球状分布。

复杂氧化物包括尖晶石类氧化物和各种钙的硅酸盐，这些复杂氧化物的熔点高于钢的冶炼温度，并有一个相当宽的成分变化范围，在钢液中呈固态存在，是多相夹杂物，如图1中的箭头2所示。

2）硅酸盐及硅酸盐玻璃  

这类夹杂物的化学式可用lFeO·mMnO·nAl₂O₃·pSiO₂表示，成分较为复杂，通常呈多相状态。

由于钢液凝固时冷却速度较快，某些熔融态的硅酸盐来不及结晶，致使其全部或部分呈玻璃态，如FeO·SiO₂（铁硅酸盐）、MnO·Si₂O（锰硅酸盐）等，如图1中的箭头1所示。

3）硫化物

 图2 硫化物夹杂 400X

在钢中主要以FeS、MnS或（MnFe）S等存在，一般在钢中呈球状任意分布，或呈杆状、链状、共晶式在树枝间和初生晶粒的晶界处分布，也有呈块状、具有不规则外形、任意分布的，如图2所示。

4）氮化物  

 图3 氮化物及氧化物夹杂 400X

1-氮化物；2-氧化物；3-条状石墨

二、按夹杂物的可塑性分类

由于钢中夹杂物在热压力加工时具有不同的塑性，其变形程度各异，可分为以下几种类型：

1）塑性夹杂物  图4 硫化物夹杂 400X

2）脆性夹杂物 

 图5 串连状夹杂物 100X

脆性夹杂物在压力加工时不变形，但沿加工方向破裂成串，如Al2O3、尖晶石及钒、钛、锆的氧化物等，它们都属于高熔点、高硬度的夹杂物，如图5所示。

3）半塑性夹杂物 

半塑性夹杂物以具有可塑性的硅酸盐或铝酸钙为主体，并混杂一定数量的脆性氧化物。热加工时，因主体夹杂物变形受阻而使夹杂物形状呈边界不规则的不连续条状。

4）球状（或点状）不变形夹杂物  图6 球状或点状不变形夹杂物 100X

这类夹杂物在热加工过程中仍保持铸态原形而不发生变形。属于此类夹杂物的有SiO₂、含SiO₂较高（质量分数大于70%）的硅酸盐、CaO及其溶入Al₂O₃后形成的CaO·Al₂O₃和CaO·2Al₂O₃等，如图6所示。

5）对于非金属夹杂物检测

可按GB/T 10561《钢中非金属夹杂物含量的测定 标准评级图显微检验法》进行评定。