鋼中非金屬夾雜物(簡(jiǎn)稱(chēng)夾雜物)按其尺寸大小可分為顯微夾雜物和大顆粒夾雜物兩種。顯微夾雜物指尺寸小于50μm，且在金相顯微鏡下可以觀察到的夾雜物。這類(lèi)夾雜物對(duì)于高強(qiáng)度鋼的疲勞性能和韌性都有很大影響。雖然現(xiàn)有的各種精煉手段可使夾雜物碰撞、聚集、長(zhǎng)大和上浮而被熔渣吸收，但要去除顆粒尺寸小于20-30μm的顯微夾雜物仍然十分困難。
由于使用環(huán)境特殊，彈簧鋼以及管線鋼等特殊鋼種對(duì)鋼中顯微夾雜物要求嚴(yán)格。粒徑大于10μm的脆性?shī)A雜物對(duì)高應(yīng)力彈簧鋼的疲勞性能影響很大。對(duì)于碳含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))為0.80%-0.85%的高強(qiáng)度鋼絲，皮拉利標(biāo)準(zhǔn)要求鋼中夾雜物最大尺寸不超過(guò)15μm，且細(xì)鋼絲中夾雜物直徑必須小于鋼絲直徑的2%。
本文總結(jié)了鋼中顯微夾雜物的種類(lèi)、來(lái)源、粒度分布和數(shù)量變化等方面的研究結(jié)果，并認(rèn)為對(duì)于鋼中顯微夾雜物的生成、行為及去除等方面尚需進(jìn)行深人系統(tǒng)的理論研究。
1 鋼中顯微夾雜物的種類(lèi)及其來(lái)源
鋼中非金屬夾雜物主要是某些元素在鋼中形成的氧化物和硫化物。文獻(xiàn)研究結(jié)果表明：顯微夾雜物種類(lèi)主要包括硅酸鹽、硅鋁酸鹽、簡(jiǎn)單氧化物、鎂鋁尖晶石、硫化物、鈣鋁酸鹽、硅鈣酸鹽以及氮化物。雖然鋼中顯微夾雜的種類(lèi)與普通夾雜物種類(lèi)相似，但其來(lái)源卻有所差別。熱力學(xué)分析表明，SiO2、MnO等常見(jiàn)的普通夾雜在鋼水精煉過(guò)程中難以形成。鋼中存在的硅酸鹽和硅鋁酸鹽是鋼水初脫氧過(guò)程中形成的粒徑微小而在精煉過(guò)程中難以去除的脫氧產(chǎn)物與新生成氧化物的結(jié)合產(chǎn)物。鎂鋁尖晶石是鋼水精煉過(guò)程中鎂鋁合金深脫氧產(chǎn)物。含鈣夾雜物多為鈣改性氧化鋁夾雜生成的復(fù)合夾雜物。在鋼水冷卻和凝固過(guò)程中，Al作為強(qiáng)脫氧劑對(duì)鋼水進(jìn)行二次及三次脫氧，生成的氧化鋁粒徑較小且沒(méi)有足夠時(shí)間長(zhǎng)大，是顯微夾雜物的重要組成部分。鋼中存在的氮化物多為粒徑較小的顯微夾雜。熱力學(xué)分析表明：在鋼水精煉和冷卻過(guò)程中，鋼中溶質(zhì)元素濃度不能滿足形成氮化物夾雜的條件要求。鋼中存在的氮化物夾雜為鋼水凝固產(chǎn)物。
此外，熔渣與耐火材料爐襯也是鋼中顯微夾雜物的來(lái)源。在實(shí)際生產(chǎn)中，鋼水與精煉熔渣、中間包覆蓋劑、結(jié)晶器保護(hù)渣以及耐火材料爐襯接觸時(shí)間長(zhǎng)。實(shí)際操作中往往通過(guò)向上述渣劑中添加微量放射性物質(zhì)作為示蹤劑來(lái)分析檢測(cè)上述材料對(duì)鋼中顯微夾雜物的影響。研究結(jié)果表明：大部分顯微夾雜物中均含有放射性元素的氧化物。其中，含有與中間包覆蓋劑或結(jié)晶器保護(hù)渣中的示蹤劑成分相同的顯微夾雜所占比例較大，含有鋼包精煉渣示蹤劑成分的顯微夾雜所占比例次之，含中間包噴涂料示蹤劑成分的夾雜物摹本可以忽略。因此，中間包覆蓋劑和結(jié)晶器保護(hù)渣對(duì)鋼中顯微夾雜物的影響較大，鋼包渣次之，中間包噴涂料最弱。通過(guò)優(yōu)化中間包和浸入式水口的結(jié)構(gòu)，改善中間包和結(jié)晶器內(nèi)鋼水流場(chǎng)是控制鋼中顯微夾雜物數(shù)量的有效措施之一。
——本文摘自鋼鐵信息網(wǎng)
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