非金属夹杂物对钢性能的影响

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1、第!"卷第"期!!!!!!!!!物理测试!7289!"!:29"!!!!!!!!!##$年%月!!!!!&’()*+),-./*0.1*20.0345)1*06!;<8(9!##$非金属夹杂物对钢性能的影响张爱梅"新疆钢铁研究所!新疆乌鲁木齐C?##!!#摘!要!通过介绍非金属夹杂物的来源!结合失效实际分析非金属夹杂物对钢质量和性能的影响9关键词!非金属夹杂物$性能$影响中图分类号!4E==?!!文献标识码!K!!文章编号!=##=@#%%%@"!##$##"@##"!@#?!887:6)8*)("#76$&&%:(:&50%)()(R4)>746/)8?677&aQL:

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3、的夹杂物周围塑性流动时!产生很大的张力而提高!然而还无法避免钢中内生夹杂物的产生(非使金属和夹杂物界面的联结断裂!形成空隙(另一金属夹杂物降低钢的塑性)韧性和疲劳性能!使钢的种情况是由于夹杂物周围的应力而使夹杂物破碎生万方数据*=+冷热加工性能乃至某些物理性能变坏(因此夹杂物成空隙(材料从屈服到断裂的过程!可以认为是的数量及分布形态是衡量钢材质量的重要指标之夹杂物导致裂纹萌生和裂纹长大变宽的过程(一!笔者结合失效实例!探讨非金属夹杂物对钢质量及性能的影响(?!非金属夹杂物对钢的塑性和韧性的影响=!非金属夹杂物的来源!!钢中非金属夹杂物来源归纳为内生和外来!内L9B!非金属夹

4、杂物与材料塑性生夹杂物是钢在脱氧和凝固时产生的(由于钢的冶!!金属材料的断裂过程是裂纹的发生和不断发展炼过程是一种氧化@还原过程!在钢液中存在大量的过程!而夹杂物是裂纹生成的发源点!因此夹杂物氧)氮)硫等杂质元素!为了防止杂质元素有害作用!对金属材料的延伸率和断面收缩率等塑性指标影响往往在冶炼过程中需经脱氧和脱硫处理!从而生成很大(从图=中可以看出%每个视场内夹杂物的数大量的脱氧和脱硫产物!此脱氧和脱硫产物在钢液目增多!则钢的横向断面收缩率减小(凝固前大部分已上浮!部分残留在钢中形成内生夹L9C!非金属夹杂物与材料韧性杂物(外来夹杂物是由耐火材料)熔渣等在冶炼)出!!夹杂物

5、在韧性断裂中起着决定性的作用!金属钢)浇注过程中进入钢中来不及上浮而滞留在钢中的韧性断裂过程是由夹杂物处在应力作用下引起造成的!一般外来夹杂物的特征是%形状不规则!尺的空隙开始的!由于夹杂物和析出物同基体金属的寸较大!偶尔在这里或那里出现(弹性)塑性有相当大的差别!所以在金属的变形过程中!夹杂物和析出物不能随基体发生变形!这样!!非金属夹杂物与裂纹的形成在它的周围就产生愈来愈大的应力!而使夹杂物本!!夹杂物往往被视为显微裂纹的发源地!在疲劳身破裂!或者是使夹杂物与基体的界面脱开而产裂纹和塑性加工中生成的裂纹也往往与夹杂物存在生微裂纹(随着变形的不断进行!微裂纹不断发生有密切

6、关系!这是由于比较容易变形的金属在难以和发展成空洞!它们随应变方向延伸(随着空洞的作者简介!张爱梅"=>%$@#!女!大学本科!助理工程师$!!!"#$%&%X’.06./!W(619+2/9+0$!!修订日期!!##F@=!@!!第"期!!!!!!!!!!!!!张爱梅%非金属夹杂物对钢性能的影响!"?不断扩大!以致最后相邻空洞互相连接而导致最终"=#破断$!!失效实例%$F钢盘条用做硬线的母材!在后续拉拔成制品过程中常出现断裂现象!断口形貌如图!所示$图C!断口形貌H%3IC!’)4>=)&)3/)884$:6547万方数据图B!夹杂物与断面收缩率的关系H%3IB!27>

7、7(;7(:7)847;5:6%)(%($47$)(%(:&50%)(!!对该斜断口进行扫描电镜分析!发现断裂源起图L!斜断口断裂源处夹杂物?!’照片源于钢丝表面$断裂源附近有夹杂&图?’!由于非H%3IL!?!’#)4>=)&)3/)8%(:&50%)(%(84$:6547金属夹杂物同基体金属的弹性(塑性有相当的差别!非金属夹杂物对钢的塑性和韧性的影响很大!所以盘条在拉拔变形时!夹杂物不能发生相应的变形!这样在它的周围就产生越来越大的应力!使夹杂物和基体的界面产生微裂纹!一旦受到拉应力或切应力的作用!沿夹杂物方向