钢中常见夹杂物

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钢中常见夹杂物可以按成分分为以下几类。
一．简单金属氧化物：

1.铁锰氧化物固溶体：FeO和MnO之间可以无限固溶，能形成多种结构的固溶体。钢中最常见的结构是单相球状（Fe-Mn）O固溶体，少数情况也可以看到中心是富锰相，周围包围着富铁相的双相铁锰夹杂物。

2.氧化硅：钢铁产物中经常会遇到梅花或是树枝状的方石英。

3.氧化铝：最常见的夹杂物就是结晶的Al2O3，即刚玉。

4.其它氧化物：氧化镁系列夹杂物，通常来自于耐火材料；氧化钙系列夹杂物，通常来自造渣剂和耐火材料；过度金属氧化物，包括稀土氧化物，含Ti、V的氧化物。





二．尖晶石夹杂物

尖晶石是钢中最常见的夹杂物之一。它是一个三价氧化物所形成的化合物，可用通式MO·R2O3表示，其中M=Fe,Mn,Mg;R=Fe,Al,Cr

铁尖晶石通常出现在Fe-O-Al系脱氧钢中，如果钢中存在有锰，铁尖晶石中铁的成分将逐步被锰取代，直到全部变成锰尖晶石。在不锈钢和含铬钢中，铬尖晶石也是常见的夹杂物，它或以孤立不规则形式存在，或以骨骼、八角状存在。

表1 钢中的尖晶石夹杂物



图3 锰尖晶石夹杂物

三．硅酸盐
钢中往往含有多种氧化物如SiO2，FeO，MnO，Al2O3，CaO和MgO等搭配起来的复杂硅酸盐。随着冷却速率的不同或再加热时间的不同，这些硅酸盐既可以是玻璃态，也可以是各个相组合起来的晶体。这些夹杂物的来源复杂，有脱氧产物，有耐火材料被侵蚀的产物，有保护渣等机械卷入，还有浇铸时产生的二次氧化产物。


图4 锰硅酸盐夹杂物

四．硫化物
硫化物夹杂物对钢的性能影响较大。硫溶于钢，但在固态钢中的溶解度很小，因此在钢凝固时以金属硫化物的形式析出。析出的方式受到它自身的强烈偏析倾向的影响。钢中FeS的形成会产生热脆性。由于现在大多数钢中都加Mn，而MnS的生成自由能比较低，锰含量足够时α-MnS将取代FeS。MnS不易产生热脆性，有助于提高钢材品质。MnS在钢中有多种分布方式：呈滴状在钢中任意分布；呈棒状，以链状分布或在钢原始晶界上以薄片沉淀分布；等轴的和多面体，单相分布在钢中任意位置；呈带有片状硫化物的带形结晶。

图5 MnS夹杂物

五. 氮化物
钢中氮化物如TiN、ZrN、VN、AlN等，一般呈细小点状分布，多为方形或是多角形。

图6 Al(N,O)夹杂物