第三節(jié)-夾雜物和化學(xué)成分偏析的檢驗(yàn)課件

第三節(jié)鋼中的夾雜物和化學(xué)成分偏析檢驗(yàn)鋼中的夾雜物概述鋼中的夾雜物一般是指非金屬夾雜物，非金屬夾雜物顯著影響鋼的使用性能，同時(shí)對(duì)鋼的切削性能及表面粗糙等也有很重要的影響。分析夾雜物的類(lèi)型、數(shù)量、大小和分布是材料質(zhì)量和實(shí)效分析的重要依據(jù)。

鋼中夾雜物的存在，破壞了金屬基體的連續(xù)性，它們?cè)阡撝械男螒B(tài)、數(shù)量、大小和分布都不同程度的影響鋼的各種性能，導(dǎo)致應(yīng)力集中、疲勞斷裂、顯著降低鋼的塑韌性、焊接性以及耐腐蝕性，因此鋼中夾雜物的數(shù)量和分布通常被認(rèn)為是評(píng)定鋼質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)一、鋼中夾雜物的類(lèi)型和特征鋼中的夾雜物根據(jù)其來(lái)源可分為兩大類(lèi)：1）外來(lái)夾雜物：主要是由耐火材料、爐渣等在冶煉、澆注過(guò)程中進(jìn)入鋼液中來(lái)不及上浮而留在鋼中，稱為外生夾雜物。

特點(diǎn)：這類(lèi)夾雜物尺寸較大，稱為粗夾雜，外形不規(guī)則，分布也沒(méi)有規(guī)律。該類(lèi)夾雜物只要操作正確，仔細(xì)是可以避免的。2）內(nèi)生夾雜物：主要是溶解在鋼中的氧、硫、氮等雜質(zhì)元素在降溫凝固過(guò)程中，由于溶解度較低，與其他元素化合并以化合物的形式從液相和固溶體中析出，稱為內(nèi)生夾雜物。

特點(diǎn)：顆粒比較細(xì)小，分布比較有規(guī)律。該類(lèi)夾雜物是不可避免的，只能盡量減少其數(shù)量或改變其成分、大小及分布情況。

鋼中的夾雜物，根據(jù)其性質(zhì)、形態(tài)、分布和變形特征可分為下列五種（在標(biāo)準(zhǔn)圖譜上分為A、B、C、D、DS）：A類(lèi)(硫化物):如MnS、FeS等，塑性較好，就有較高的延展性，較寬范圍的形態(tài)比，屬塑性?shī)A雜物。經(jīng)鍛軋加工后沿加工方向變形，呈錘形或線段形。在明場(chǎng)下呈淺灰色、圓角形。拋光性好，不易剝落，如圖示：

B類(lèi)(氧化物類(lèi))：常見(jiàn)的有FeO、MnO、SiO、Al2O3、Cr2O3等，多數(shù)氧化物的塑性極低，脆性大、無(wú)變形、易斷裂，形態(tài)比小，屬脆性?shī)A雜物，經(jīng)鍛軋后沿加工方向成串或點(diǎn)鏈狀分布，在明場(chǎng)下呈灰色，拋光性差，易剝落。C類(lèi)（硅酸鹽鹽）：硅酸鹽夾雜物有易變形的（2MnO.SiO2），也有不易變形的。易變形的與硫化物相似，沿加工方向延伸呈線段狀，明場(chǎng)下呈灰色或暗灰色，不易變形的與氧化物相似，沿加工方向呈顆粒狀，也呈暗灰色。一般硅酸鹽類(lèi)夾雜物端部呈銳角。D類(lèi)（球狀不變形夾雜物）：例如鉻軸承鋼中的點(diǎn)狀?yuàn)A雜物主要是由鎂尖晶石和含鈣的鋁酸鹽或含鋁、鈣、錳的硅酸鹽所組成。這種不變形夾雜物經(jīng)加工后不變形，以點(diǎn)狀形式存在，形態(tài)比較小，呈黑色或藍(lán)色無(wú)規(guī)則分布如圖示：DS(單顆粒類(lèi)，主要為氮化物類(lèi))：形態(tài)比較規(guī)則，多呈正方形，長(zhǎng)方形、三角形、或圓形，直徑較大，大于13μm，呈單個(gè)的顆粒狀。二、夾雜物的金相鑒定方法夾雜物的金相鑒定法是根據(jù)夾雜物的形貌、分布及其在明場(chǎng)、暗場(chǎng)和偏光下的光學(xué)特征，與已知的夾雜物特征對(duì)照以確定其類(lèi)型。必要時(shí)可測(cè)定夾雜物的顯微硬度或經(jīng)化學(xué)浸蝕的能力。金相法鑒定夾雜物的步驟如下：1、制備試樣通常以截取縱向試樣，因?yàn)橐鬃冃蔚膴A雜物總是沿鋼材變形方向伸長(zhǎng)，即使脆性?shī)A雜物也是沿變形方向排列分布，因而具有代表性。磨拋時(shí)，為了使夾雜物不拖尾、剝落，因此，試樣試樣最好先進(jìn)行淬火處理，增加基體硬度，并使硬度均勻一致，有利于夾雜物的檢驗(yàn)和評(píng)定。2、明場(chǎng)觀察

拋光試樣，不需浸蝕，直接在顯微鏡下進(jìn)行觀察，記錄夾雜物數(shù)量、大小、形狀及分布、反光色及形變能力，不透明的夾雜物呈淺灰色回其他淡色，透明夾雜物顏色較暗。3、暗場(chǎng)觀察

主要是記錄夾雜物固有色彩和透明度，透明夾雜物在暗場(chǎng)下是發(fā)亮的，不透明的夾雜物在暗場(chǎng)下呈暗黑色。4、偏光觀察主要是鑒別夾雜物的各向異性，偏光可觀察夾雜物的透明度和固有色彩，可代替暗場(chǎng)觀察，但靈敏度不如暗場(chǎng)高。

但常規(guī)的金相檢驗(yàn)不能確定夾雜物成分和晶體結(jié)構(gòu)。目前電子顯微技術(shù)已廣泛應(yīng)用于夾雜物的鑒定，經(jīng)深腐蝕的金相試樣在掃描電子顯微鏡下可直接觀察夾雜物的形態(tài)。同時(shí)電子探針可直接確定微區(qū)的化學(xué)成分及組成相。三、夾雜物的評(píng)級(jí)夾雜物試樣不經(jīng)過(guò)腐蝕，一般在明場(chǎng)下放大100倍，直徑80mm的視場(chǎng)下進(jìn)行檢驗(yàn)。從試樣中心到邊緣全面觀察，選取夾雜物污染最嚴(yán)重的視場(chǎng)，與鋼種的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)級(jí)圖加以對(duì)比來(lái)評(píng)定。評(píng)定夾雜物級(jí)別時(shí)，一般不計(jì)較其組成、性能以及可能來(lái)源，只注意其數(shù)量、形狀、大小和分布情況。對(duì)鋼中的非金屬夾雜物進(jìn)行顯微評(píng)定時(shí)，目前主要采用GB/T10561-2005標(biāo)準(zhǔn)，通常采用與標(biāo)準(zhǔn)圖譜進(jìn)行比較來(lái)對(duì)鋼中的非金屬夾雜物進(jìn)行顯微評(píng)定。

夾雜物的粗系和細(xì)系A(chǔ)類(lèi)：2μm~4μm稱為細(xì)系4~12μm稱為粗系B類(lèi)：2μm~9μ