鋼在高溫冶煉及澆過程中,不可避免地會出現一些非金屬夾雜物,亦即是非金屬化合物。一般鋼中存在的非金屬夾雜物是指氧化物、硫化物、硅酸鹽和氮化物等4大類。它們在鋼中雖含量極少,但對鋼的性能危害不可忽視,其危害程度是與夾雜物的類型、大小,數量,形態和分布等有關。因此,對鋼中的非金屬夾雜物的檢測是非常重要的,通常是按照國標GB/T10561-2005的規定并根據技術要求進行評定等級,從而確定合格與否。

非金屬夾雜物對鋼材性能的影響

非金屬夾雜物對鋼的性能的影響主要表現在對鋼的使用性和工藝性能兩方面。對鋼的使用性能的影響主要表現在疲勞性能,沖擊韌性和塑性等方面。對鋼的工藝性能的影響主要表現為鍛造或冷變形,火,焊接等時容易在夾雜物聚集的部位產生裂紋。

一、對疲勞性能的影響

在機械零件總的失效中,疲勞破壞約占90%,而疲勞破壞是由裂紋產生到擴展、最后導致斷裂的過程。當鋼中存在著非金屬夾雜物時,它往往就成為疲勞裂紋的發源地,因為非金屬夾雜物是以機械混合物的形式分布在鋼中,其本身強度性能很差,因而破壞鋼基體的連續性和均勻性,同時在夾雜物處易產生應力集中而成為疲勞源,當零件在外力的作用下,常會沿著夾雜物與其周圍的金屬基體的界面處首先形成疲勞裂紋,并會加速裂紋的擴展,從而進一步降低了零件的疲勞壽命。

二、對韌性與塑性的影響

對鋼的韌性和塑性(主要是指斷面收縮率)的影響程度是與夾雜物的大小-數量、類型,形態和分布有關。研究表明以下幾點。

(1)夾雜物愈大,則韌性下降愈多。如對MnS 夾雜物系統研究表明,夾雜物在裂紋擴展方向上的長度與鋼的斷裂韌性緊密相關,夾雜物愈細小,則在軋制時變形也愈小,對韌性的危害也就愈小。

(2) 夾雜物含量愈高,且夾雜物之間的間距愈小時,則鋼的韌性與塑性愈低。

(3)夾雜物呈球狀時,對韌性的危害小,尖角狀夾雜物促使鋼的韌性下降較多;而沿軋制方向拉長的夾雜物,會使鋼的橫向韌性與塑性明顯下降

(4)如夾雜物呈網狀沿晶界連續分布時或呈偏析并堆積在一起時,則對鋼的危害性很大3.對耐腐蝕性等的影響因鋼中非金屬夾雜物與基體的電極電位不同,故在分界處常引起電化學腐蝕。如在不銹鋼中,非金屬夾雜物的存在破壞了表面鈍比膜的連續性,點腐蝕多產生在夾雜物所在處。

4對工藝性能的影響夾雜物的存在,特別是當夾雜物聚集分布時,對鍛造或冷變形開裂,癢火裂紋,焊接層狀撕裂及零件磨削后的表面粗糙度等都有較明顯的不利影響。