什么是非金屬夾雜?非金屬夾雜怎么檢測?
鋼中非金屬夾雜物,如氧化物、硫化物、硅酸鹽、氮化物等一般都呈獨立相存在,主要是由煉鋼中的脫氧產(chǎn)物和鋼凝固時由于一系列物化反應(yīng)所形成的各種夾雜物組成。
非金屬夾雜的影響
非金屬夾雜物的存在,破壞了鋼基體的連續(xù)性,使鋼組織的不均勻性增大。一般來說鋼中非金屬夾雜物,對鋼的性能產(chǎn)生不良影響,如降低鋼的塑性、韌性和疲勞性能,使鋼的冷熱加工性能乃至某些物理性能變壞等。因此評定鋼中夾雜物類別、級別對保證鋼材質(zhì)量十分重要。
按夾雜物的化學(xué)成分:氧化物、硫化物及氮化物。
根據(jù)夾雜物的可塑性:塑性夾雜物、脆性夾雜物、不變形夾雜物及半塑性夾雜物。
● 塑性夾雜物
鋼中塑性夾雜物在鋼經(jīng)受加工變形時具有良好塑性,沿著鋼的流變方向延伸成條帶狀。
● 脆性夾雜物
指那些不具有塑性的簡單氧化物和復(fù)雜氧化物以及氮化物。
● 不變形夾雜物
這類夾雜物在鑄態(tài)的鋼中呈球狀,而在鋼凝固并經(jīng)形變加工后,夾雜物保持球形不變。
● 半塑性夾雜物
指各種多相的鋁硅酸鹽夾雜物。其中作為基底的夾雜物(鋁硅酸鹽玻璃)一般當(dāng)鋼在熱加工時具有塑性,但是在這基底上分布的析出相晶體(如Al2O3、尖晶石類氧化物)的塑性很差。鋼經(jīng)熱變形后,塑性夾雜物相(基底)隨鋼變形而延伸,但脆性的夾雜物相不變形,仍保持原來形狀,只是彼此之間的距離被拉長。
按夾雜物的來源:內(nèi)生夾雜物、外來夾雜物。
● 內(nèi)生夾雜物
在鋼的熔煉、凝固過程中,脫氧、脫硫產(chǎn)物,以及隨溫度下降,S、O、N等雜質(zhì)元素的溶解度下降,于是這些不溶解的雜質(zhì)元素就形成非金屬化合物在鋼中沉淀析出,最后留在鋼錠中。內(nèi)生夾雜物分布相對均勻,顆粒一般比較細小。可以通過合理的熔煉工藝來控制其數(shù)量、分布和大小等,但一般來講內(nèi)生夾雜物總是存在的。
● 外來夾雜物
爐襯耐火材料或爐渣等在鋼的冶煉、出鋼、澆鑄過程中進入鋼中來不及上浮而滯留在鋼中稱為外來夾雜物。其特征是:外形不規(guī)則、尺寸比較大,偶爾在這里或在那里出現(xiàn),正確的操作可以避免或減少鋼中外來夾雜物的入侵。
夾雜物怎么評定?
評級分類
該標(biāo)準(zhǔn)把鋼中非金屬夾雜物分為A、B、C、D、DS等五大類,其中又把A類~D類按夾雜物粗、細(根據(jù)直徑)分為兩類評定,用字母e表示粗系的夾雜物,每類夾雜物隨含量(遞增)級別從0.5級至3級,級差為0.5級,共6個級別。
非常規(guī)類型夾雜物的評定也可通過將其形狀與上述五類夾雜物進行比較,并注明其化學(xué)特征,例如:球狀硫化物可作為D類夾雜物評定,但在實驗報告中應(yīng)加注一個下標(biāo)(如Dsulf表示球狀硫化物;Dcas表示球狀硫化鈣;DRES表示球狀稀土硫化物;DDup表示球狀復(fù)相夾雜物,如硫化鈣包裹著氧化鋁)。沉淀相類如硼化物、碳化物、碳氮化合物或氮化物的評定,也可以根據(jù)它們的形態(tài)與上述五類夾雜物進行比較,并按上述的方法表示它們的化學(xué)特征。
評定通則
試樣的拋光面面積應(yīng)約為200mm2,夾雜物檢驗通常采用100倍的放大倍率,每個觀察視場的實際面積為0.50mm2。將每一個觀察的視場與標(biāo)準(zhǔn)評級圖譜相對比,如果一個視場處于兩相鄰標(biāo)準(zhǔn)圖片之間時,應(yīng)記錄較低的一級。
對于A、B和C類夾雜物,用l1和l2分別表示兩個在或者不在一條直線上的夾雜物或串(條)狀夾雜物的長度,如果兩夾雜物之間的縱向距離d小于或等于40μm且沿軋制方向的橫向距離s(夾雜物中心之間的距離)小于或等于10μm時,則應(yīng)視為一條夾雜物或串(條)狀夾雜物,如果一個串(條)狀夾雜物內(nèi)夾雜物的寬度不同,則應(yīng)將該夾雜物的最大寬度視為該串(條)狀夾雜物的寬度。
檢測與結(jié)果表示
實際檢測時,根據(jù)需要選用下列A法或B法,其中A法較為常用。
A法:應(yīng)檢驗整個拋光面。對于每一類夾雜物,按細系和粗系記下與所檢驗面上最惡劣視場相符合的標(biāo)準(zhǔn)圖片的級別數(shù)。如果一個視場處于兩相鄰標(biāo)準(zhǔn)圖片之間時,應(yīng)記錄較低的一級。在每類夾雜物代號后再加上最惡劣視場的級別,用字母e表示出現(xiàn)粗系的夾雜物,s表示出現(xiàn)超尺寸夾雜物。例如:A2,B1e,C3,B2.5s,DS0.5。對于非傳統(tǒng)類型的夾雜物下標(biāo)應(yīng)注明其含義。
B法:應(yīng)檢驗整個拋光面,最少檢驗100個視場。試樣每一視場同標(biāo)準(zhǔn)圖片相對比,每類夾雜物按細系或粗系記下與檢驗視場最符合的級別數(shù),然后計算出每類夾雜物和每個系列夾雜物相應(yīng)的總級別數(shù)itot和平均級別數(shù)imoy。
例如:A類夾雜物:級別為0.5的視場數(shù)為n1;級別為1的視場數(shù)為n2;級別為1.5的視場數(shù)為n3;級別為2的視場數(shù)為n4;級別為2.5的視場數(shù)為n5;級別為3的視場數(shù)為n6
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