浅谈铁基合金中的非金属夹杂物的产生原因及改善方法
铁基合金中的非金属夹杂物是指在合金中存在的一些非金属物质。这些夹杂物的存在
会对铁基合金的物理和化学性质产生影响，从而降低其综合性能和质量。因此，研究铁基
合金中非金属夹杂物的产生原因和改善方法对于提高铁基合金质量和性能具有重要意义。
一、非金属夹杂物的产生原因
（一）原料质量不佳
原料的质量是铁基合金中非金属夹杂物产生的主要原因之一。因为原料中的非金属杂
质在冶炼时很难完全去除，这些杂质会随着原料进入到合金中，形成非金属夹杂物。如果
原料质量不佳，含有较多的杂质，那么在铁基合金生产的过程中，就难以去除夹杂物，从
而使非金属夹杂物的含量较高。
（二）冶炼过程中的化学反应
在铁基合金冶炼中，如果冶炼工艺不恰当或操作不严谨，会导致一定的化学反应发生，从而引起非金属夹杂物的生成。例如，在高炉冶炼过程中，加入过多的石灰石，易形成大
量的夹杂物。此外，在转炉冶炼过程中，如果铁水的终点过早，那么残留的还原剂会造成
夹杂物的生成。
（三）工艺参数不当
二、改善方法
提高原料质量是铁基合金生产中降低非金属夹杂物的一个重要方法。生产中应当选择
质量良好的原料，同时对原料进行预处理，去除其中较为明显的杂质。这样可以减少非金
属夹杂物的生成。
（二）调整冶炼工艺
调整合理的冶炼工艺是铁基合金生产中降低非金属夹杂物的另一种方法。在冶炼过程中，工艺参数应当严格执行，尽可能减小化学反应不完全的机会。例如，控制炉温和炉内
气氛的流动，保证熔炼过程中的化学反应充分进行，减少非金属夹杂物的产生。
（三）完善操作措施
完善操作措施也是降低铁基合金中非金属夹杂物的一个方面。例如，在冶炼过程中对
铁水翻搅，保证铁水中的熔体有充分的混合，从而减少非金属夹杂物的生成。此外，合理
使用各种工具、设备，清理炉底和炉墙，及时清理非金属夹杂物，可以提高铁基合金的质
量和性能。
总之，铁基合金中的非金属夹杂物的形成原因是多方面的，需要从原料质量、冶炼工艺和操作措施等多个方面入手，才能减少其生成，提高铁基合金的质量和性能。因此，铁基合金生产企业必须加强对非金属夹杂物的控制，采取有效的措施，保证生产出优质的铁基合金。
夹杂物的生成及控制 作者：shicm 发表日期：2007-5-28 阅读次数：763 1 非金属夹杂物情况及分类 按其化学成分组成和结构可以分以下几类 （1）氧化物夹杂：单一金属氧化物、硅酸盐、尖晶石和各种钙铝酸盐； （2）硫化物夹杂：MnS、CaS等，在轧制过程中具有良好的变形能力； （3）磷化物夹杂：CaP、BaP等还原脱磷产物，在一般钢种中较少出现； （4）氮化物夹杂：TiN、ZrN等夹杂物，是钢液从大气中吸氮的产物； （5）含不同类型夹杂物的复合夹杂。 按其来源主要分为两类： （1）外来夹杂物，主要来源为炉渣卷入钢液形成的卷渣、钢液或炉渣与炉衬耐火材料接触时的侵蚀产物、铁合金及其它炉料带入的夹杂等等，在浇铸过程未及时上浮而残留在钢中，它偶然出现，外形不规则，尺寸大，危害极大；（2）内生夹杂物，在液态或固态钢中，由于脱氧和凝固时进行的各类物理化学反应而形成的，主要是和钢中氧、硫、氮的反应产物,它的形成有四个阶段，钢液脱氧反应时形成的成为原生（一次）夹杂；出钢和浇铸过程中温度下降平衡移动时形成的成为二次夹杂；钢水凝固过程中生成为再生（三次）夹杂；固态相变时因溶解度变化而生成的成为四次夹杂；由于一次、三次夹杂生成和析出的热力学和动力学条件最有利，因此可以认为内生夹杂大部分是在脱氧和凝固时生成的，因此控制夹杂最主要的就是要加强脱氧和严格防止二次氧化。（3）一些尺寸较大的多相复合结构的夹杂物，有时是不同类型的内生夹杂复合而成，有时则是内生夹杂物与外来夹杂物互相包裹而形成的。 为了方便生产评级和比较，按照标准评级图显微检验法根据夹杂物形态和大小分布将夹杂物分为A、B、C、D、DS五类， 这五大类夹杂物代表最常观察到的夹杂物的类型和形态: —A类(硫化物类)：具有高的延展性，有较宽范围形态比(长度/宽度)的单个灰色夹杂物，一般端部呈圆角； —B类(氧化铝类)：大多数没有变形，带角的，形态比小(一般<3)，黑色或带蓝色的颗粒，沿轧制方向排成一行(至少有3个颗粒)； —C类(硅酸盐类)：具有高的延展性，有较宽范围形态比(一般>3)的单个呈黑色或深灰色夹杂物，一般端部呈锐角； —D类(球状氧化物类，如钙铝酸盐)：不变形，带角或圆形的，形态比小(一般<3)，黑色或带蓝色的，无规则分布的颗粒； —DS类(单颗粒球状类)：圆形或近似圆形，直径>13μm的单颗粒夹杂物。 每类夹杂物又根据非金属夹杂物颗粒宽度的不同分成粗系和细系两个系列，每个系列由表示夹杂物含量递增从0.5至3级的六个等级图片组成，根据100倍显微视场下与标准图谱对比，来确定夹杂物级别。
钢中非金属夹杂物的分类 (一) 夹杂物的来源 钢中非金属夹杂物按其形成原因可分为两类:即内生夹杂物和外来夹杂物。 内生夹杂物的来源主要有以下几个方面: (1) 脱氧剂及合金添加剂和钢中元素化学反应的产物，在钢液凝固前未浮出而残留在钢中。 (2) 出钢、浇注过程中钢水与大气接触，钢水中易氧化、氮化元素的二次氧化、氮化产物。 (3) 出钢至铸锭过程中，随钢水温度的下降，造成氧、硫、氮等元素及化合物溶解度的降低，因而产生或析出各种夹杂物。 一般的讲，内生夹杂物较为细小，合适的工艺措施可减少其含量，控制其大小和分布，但不可能完全消除。 外来夹杂物的主要来源有二个途径: (1) 冶炼、出钢及浇注过程中，钢水、炉渣及耐火材料相互作用而被卷入的耐火材料或炉渣等。 (2) 与原材料同时进入炉中的非金属夹杂物。 这类夹杂物一般较粗大，只要工艺、操作适当是可以减少和避免的。钢中常规检验遇到的夹杂物多数是内生夹杂物。 (二) 夹杂物的分类 1. 按夹杂物的化学组成分类 通常根据夹杂物的化学组成可分为简单氧化物(如AlO，SiO);复杂氧化物(如232
FeO?AlO，CaO?AlO);硅酸盐及硅酸盐玻璃(如2FeO?SiO);硫化物(如MnS，FeS);氮23232 化物(如TiN);复杂夹杂如硫氧化物(CeOS)，氟氧化物(LaOF)，氮碳化物(TiCN)，硫碳22 化物(TiCS)等。 422 钢中实际存在的夹杂物与钢的成分、冶炼过程、脱氧方法等因素有关。 2. 按夹杂物的塑性及分布分类 在生产检验中又根据夹杂物的塑性及分布特性分为脆性夹杂物、塑性夹杂物、点状不变形夹杂物。 (1) 塑性夹杂物热变形时具有良好的范性，沿变形方向延伸成条带状。属于 这类的夹杂物有硫化物及含SiO量较低的铁锰硅酸盐等。 2 (2) 脆性夹杂物热加工时形状和尺寸都不变化，但可沿加工方向成串或点链 状排列。属于这类的夹杂物有AlO，CrO等。 2323 (3) 点状(或球状)不变形夹杂物铸态呈球状，热加工后形状保持不变，如SiO 及2SiO含量较高的硅酸盐等。 2 (4)半塑性夹杂物指各种复相的铝硅酸盐夹杂。基底铝硅酸盐有范性，热加工时延伸变形，但其中包含着的析出相如AlO等是脆性的，加工时保持原状或只是拉开距离。 23 除此之外，夹杂物还可根据化学稳定性的不同，分为易溶于稀酸，甚至在水中就能分解的不稳定夹杂物和在热的浓酸中才能溶解的稳定夹杂物。或按照钢的类型和成分分类等。
钢中夹杂物的产生与去除途径 李振旭钢中夹杂物对钢质量的影响越来越受到重视，怎样减少钢中夹杂物对钢材性能的影响，各大院校、钢铁研究机构有很多研究成果及文献。生产清洁钢有很多措施与手段，在此不作详细介绍，我想就电弧炉单设备冶炼，结合很多的文献作一下具体分析与验证。 钢中夹杂物的来源无非有两大类：一、外来夹杂。二、内生夹杂。 外来夹杂是由原材料、炉渣、耐火材料等引起的。如炼钢的废钢带入的泥沙、铅锌砷锑鉍等，出钢时钢液混渣，炉衬、出钢槽、盛钢桶等耐火材料的侵蚀、冲刷剥离等造成的。 内生的夹杂物是由脱氧产物、析出气体的反应产物构成的。一般脱氧产物称为一次夹杂。二次夹杂为钢液从浇注温度下降到液相线，由于温度下降气体的溶解度下降析出而产生的夹杂物。三次夹杂是金属在固相线下由于结晶而产生的。四次夹杂是结晶完成后到常温过程中由于发生组织转变而产生的。由此可以看出钢中的夹杂物大部分是一次夹杂和二次夹杂。 外来夹杂通过现场管理及使用优质耐火材料是可以控制或减少的，三、四次夹杂是无法消除的，故此不做讨论。重点讨论一二次夹杂的产生与去除。 钢在熔炼的过程中为了去除由原料带入的杂质及有害元素，往往采取氧化法冶炼。利用碳氧沸腾来增加熔池的动能，通过一氧化碳的排出将熔于钢液中的气体及夹杂物去除，氧化以后钢液得到净化。但当氧化结束以后，钢液中存在较多的溶解氧及氧化铁，这种钢液在浇注时会因气体含量高而引起冒涨而导致无法使用，那么就要对钢液进行脱氧操作。目前脱氧主要有沉淀脱氧、扩散脱氧及两种方法结合的综合脱氧法。硅铁、锰铁是目前最常用的脱氧剂，其他的有铝、硅铝铁、硅锰合金、硅钙合金、硅钙钡、硅铝钡、硅镁、镍镁合金混合稀土等等。用于扩散脱氧的有碳粉、硅铁粉、硅钙粉、铝粉、碳化硅粉等。作为沉淀脱氧剂的硅铁、锰铁等直接加入钢液，它的脱氧产物是SIO2和MnO,MnS等，用铝作为终脱氧剂脱氧其产物是AI2O3，其中一部分会上浮排除，当然还会有部分存在于钢液中，造成氧化物夹杂。另一方面，由于钢液中存在少量的氮、硫、磷、氢、氧，他们也会与铁等元素发生反应生成非金属夹杂物。分为硫化物、氧化物、氮化物，如FeS、MnS、SIO2、VN、AIN、TIN等，简单氧化物MnO、FeO、AI2O3等，复合氧化物FeO.MnO,FeO.AI2O3,还有铁硅酸盐、锰硅酸盐等。 钢中夹杂物的形态特征：内生夹杂物的特点是颗粒小、分布较均匀。硫化物一般为网状、也可以呈细长针状，呈网状的硫化物易引起热脆性，三氧化二铝夹杂往往呈簇状或串链状。硫化钙、铝酸钙及尖晶石类硅酸盐为点状不变形夹杂。硫化物夹杂在轧钢中表现为沿轧制方向的带状物。二氧化硅或含二氧化硅高的硅酸盐类夹杂一般呈球状不变形物。但如果想要知道究竟是哪一类夹杂要依靠EPMA（电子探针）扫描电镜和自带能谱分析仪（SEM、EDS）的帮助。为了减少钢中夹杂物的数量，控制夹杂物的形成、形态及分布很重要，为此众多的研究及技术人员加入研究之中。首先从脱氧方法、脱氧工艺入手，通过优化脱氧工艺，改变传统的脱氧方法，采用新的脱氧剂、发展炉外精炼等手段，使纯净钢的冶炼得到很大发展。 一般的脱氧程序是：加入硅铁、锰铁沉淀脱氧，然后加碳粉、碳化硅、或硅铁粉、硅钙粉等扩散脱氧，出钢时用铝终脱氧。这种方式易产生二氧化硅、三氧化二铝等夹杂。 用铝作为终脱氧剂，也称深脱氧。他的优点是脱氧较充分，尤其是钢液中Mn=0.66%，SI=0.17%时（锰硅比大约为4）铝的脱氧能力提高5--10倍。同时残铝可以起到固氮的作用，生成的AIN起到强烈细化晶粒的作用，可以显著提高钢的性能、特别是韧性指标。另外钢中含有部分残铝，可以防止钢液的二次氧化，特别是硅的二次氧化，为了充分利用他的优点，往往要求钢中的酸熔铝[AI]S为0.02—0.05%，而钢中残铝大于0.010%则被视为过度铝脱氧。
连铸坯夹杂物产生原因分析及改进 一、引言 连铸是一种重要的钢铁生产工艺，通过将液态金属直接连续浇注成坯，在一定程度上 能够提高铸坯质量，提高生产效率。在连铸生产过程中，常常会出现夹杂物问题，严重影 响了铸坯的质量和使用性能。对连铸坯夹杂物产生原因进行深入分析，找出问题根源，采 取相应的改进措施，是非常有必要的。 二、连铸坯夹杂物的产生原因分析 1.原料水分过高 在连铸生产过程中，原料的水分含量过高是造成坯内夹杂物的一个重要原因。当原料 表面的水分在铸造过程中蒸发时，会产生气泡，导致坯内夹杂物的生成。原料的水分控制 非常重要。 2.连铸坯结晶器冷却不足 结晶器的冷却不足也是连铸坯夹杂物的常见原因之一。当结晶器温度过高时，坯内的 气体无法充分排出，导致夹杂物的产生。保证结晶器的有效冷却是减少坯内夹杂物的关 键。 3.连铸过程中的气体包被排除不彻底 在连铸过程中，气体包会随着液态金属一起进入坯内，如果气体包排除不彻底，就会 在坯内停留，并在坯内形成夹杂物。连铸过程中对气体排除的控制非常重要。 4.结晶器内流动状态不佳 结晶器内的流动状态不佳也会导致坯内夹杂物的产生。如果结晶器内的金属流动不畅，坯内的气体排出不畅，就会产生夹杂物。结晶器内流动状态的改善对减少坯内夹杂物至关 重要。 6.连铸坯冷却过程不足 连铸坯冷却过程不足也是坯内夹杂物产生的一个重要原因。在坯冷却过程中，如果冷 却不足，坯内的气体和夹杂物无法充分排出，就会在坯内停留，影响坯的质量。 三、连铸坯夹杂物产生原因改进方案 1.加强对原料水分的控制
首先要加强对原料水分的控制，确保原料表面的水分含量符合要求。通过调整原料的储存和运输环节，减少原料表面的水分含量，从源头上减少坯内夹杂物的产生。 2.优化结晶器冷却系统 优化结晶器冷却系统，确保结晶器的冷却效果达到要求。通过调整冷却水的流量和温度，确保结晶器内的金属流动状态良好，坯内的气体排出畅通。 3.加强气体排除措施 在连铸过程中，加强气体排除措施，确保气体包在坯内充分排除。通过优化连铸工艺和控制气体排除的时机，减少气体包对坯内夹杂物的影响。 5.优化结晶器结构设计 优化结晶器的结构设计，确保结晶器内的流动状态良好。通过合理设计结晶器的内部结构，减少坯内气体的滞留，减少夹杂物的产生。 6.加强坯冷却措施 加强坯冷却措施，确保坯冷却过程充分。通过调整坯冷却时间和冷却方式，确保坯内的气体和夹杂物充分排除，提高坯的质量。 四、总结 连铸坯夹杂物的产生是一个复杂的问题，需要从原料水分、结晶器冷却、气体排除、流动状态和结构设计、坯冷却等方面加以改进。只有通过全面的分析和综合的改进措施，才能减少坯内夹杂物的产生，提高连铸坯的质量和使用性能。希望生产企业在连铸生产过程中，能够重视坯内夹杂物问题，采取有效的改进措施，确保连铸坯质量稳定提升，为钢铁行业的发展做出贡献。
连铸坯夹杂物产生原因分析及改进 一、前言 钢铁行业是国家的重点行业之一，也是我国现代化工业体系中必不可少的组成部分。 在钢铁生产中，连铸坯夹杂物是生产中常见的一种问题，它不仅影响钢铁产品的质量和性能，而且还会影响到钢铁企业的市场竞争力，并且也会对生产工艺和设备带来较大的危害。因此，本文从夹杂物的产生原因分析入手，提出针对性的改进措施，以期能够实现减少夹 杂物的产生，提高钢铁产品的品质和市场竞争力。 1.原料方面 （1）铁水成分不合理 铁水的化学成分对夹杂物的形成有着直接的影响。当铁水中的硫和氧含量较高时，会 使得夹杂物形成热力学不稳定的化合物，导致夹杂物的生成率增加。因此，合理调整铁水 成分是减少夹杂物的有效手段。 （2）加入回炉钢水 回炉钢水存在着大量的夹杂物，加入回炉钢水后容易造成夹杂物的增加。因此，在使 用回炉钢水时，需要对其进行充分的处理，避免夹杂物对生产造成影响。 2.炉前工艺方面 （1）除氧不彻底 如果除氧不彻底，发生端氧化反应的概率将会增加，这些端氧化物在晶界聚合后，就 会形成一些夹杂物，进而影响到钢铁产品的品质。 （2）炉前脱硫不充分 脱硫不充分是夹杂物的主要原因之一。硫含量过高会导致液体中形成热力学不稳定的 化合物，从而增加夹杂物生成的概率。 （1）结晶器结垢 结晶器结垢是一种容易形成夹杂物的主要原因之一，结晶器结垢可能导致夹杂物在结 晶器内的增加，也可能造成连铸过程中的阻塞。 （2）二次冷却水质量不佳
二次冷却水质量不佳，可能会导致管路和夹层产生生锈和腐蚀，从而影响到液流的速 度和流动性，进而影响到夹杂物的生成和清除。 三、夹杂物产生改进措施 1.加强原料控制 合理调整铁水成分，同时避免使用过多回炉钢水，要求回炉钢水进行充分的处理。 加强炉前脱硫，确保除氧彻底，减少端氧化物的产生，同时也要对炉前工艺进行严密 的监控。 3.优化连铸工艺 保证结晶器的清洁，并对二次冷却水质量进行严格监督和控制，及时更换和维护设备。加强工艺操作人员的培训和管理，保证工艺稳定可靠，减少人为失误的概率。 四、结论 夹杂物是厂家在生产过程中常见的问题，它会直接影响到钢铁产品的品质和竞争力， 并且也会对生产设备和工艺带来很大的危害。要想减少夹杂物的产生，需要从原料、炉前 工艺以及连铸工艺多方面入手，加强管理和操作，提高工艺水平，从而实现生产质量的提升。
中心裂纹、中间裂纹、缩孔、非金属夹杂形貌特征及产 生原因 中心裂纹、中间裂纹、缩孔和非金属夹杂是金属材料中常见的缺陷现象，它们对材料的性能和安全性都可能造成重大影响。本文将深入探 讨这些缺陷的形貌特征、产生原因，以及对金属材料的影响，帮助读 者更全面地了解这一主题，从而在实际工程中更好地预防和控制这些 缺陷的产生。 1. 中心裂纹 中心裂纹是指在金属材料的中心部位产生的细小裂纹，通常呈放射状 分布，其形貌特征为细小、密集，沿着晶粒的界面或晶界分布。中心 裂纹的产生原因主要包括金属流动性差、应力集中、晶界脆化等因素。在金属材料的热加工过程中，由于温度和应力的作用，金属内部会出 现不均匀的变形，导致中心部分产生应力集中，从而引起中心裂纹的 产生。金属材料在高温条件下会发生晶界脆化现象，也是中心裂纹产 生的重要原因之一。 2. 中间裂纹 中间裂纹是指在金属材料的中间部位产生的裂纹，其形貌特征为沿着
晶粒的界面或晶界分布，呈现出一定的长度和宽度。中间裂纹的产生原因主要与金属内部的应力和变形有关。在金属材料的加工过程中，由于外部力的作用，金属内部会发生应变和位移，从而导致中间部位出现应力集中，最终引起中间裂纹的产生。金属材料的成分和晶粒结构不均匀也是中间裂纹产生的重要原因之一。 3. 缩孔 缩孔是指在金属材料中产生的孔洞状缺陷，其形貌特征为孔洞大小不一、分布不均匀。缩孔的产生原因主要包括气体夹杂、夹杂气泡、热裂纹等因素。在金属材料的熔化和凝固过程中，由于气体的存在或加入，会引起气泡在金属内部的聚集，最终形成缩孔。在金属材料的冷却过程中，温度梯度和应力都会导致金属内部产生热裂纹，也是缩孔产生的重要原因之一。 4. 非金属夹杂形貌特征及产生原因 非金属夹杂是指在金属材料中存在的非金属固体颗粒或气体夹杂物，其形貌特征为颗粒状或气泡状分布，大小不一、形状不规则。非金属夹杂的产生原因主要与原材料和生产工艺有关。在金属材料的生产过程中，原材料中的氧化皮、炉渣、残余金属等夹杂物，会进入金属内部形成非金属夹杂。生产过程中的不完全融化、不完全凝固等缺陷也会导致非金属夹杂的形成。
钢铁生产中的非金属夹杂物控制技术随着工业的发展和技术的进步，钢铁生产也经历了一系列的技术变革。在这些变革之中，非金属夹杂物控制技术无疑是其中最为重要的一个环节。本文将从多个角度来介绍钢铁生产中的非金属夹杂物控制技术，以期为读者带来更好的了解和认识。 一、非金属夹杂物的概念 首先，我们需要了解什么是非金属夹杂物。非金属夹杂物是指钢铁中存在的非金属成分，比如氧化物、硫化物、氮化物等。这些非金属夹杂物会对钢铁的物理和化学性能产生不良影响，导致钢铁的质量不够稳定可靠。因此，控制非金属夹杂物的含量是钢铁生产中重要的一环。 二、非金属夹杂物的来源 了解非金属夹杂物的来源，有助于我们更好地理解控制非金属夹杂物的方法。非金属夹杂物在钢铁生产过程中主要有以下几个来源：
1.原料：钢铁生产的原料主要有废钢、铁矿石、石灰石和焦炭等。这些原料中含有的非金属成分，比如氧化物和硫化物等，很容易被引入到钢铁中。 2.气体：钢铁生产过程中需要进行高温熔炼和冶炼，同时也需要进行各种反应和处理。这样就会产生大量的气体，其中可能含有一些非金属成分。这些气体会进入钢铁中，形成一些非金属夹杂物。 3.工艺：钢铁生产中的一些工艺和流程也可能会引入一些非金属夹杂物。比如，加入一些含硫的物质、操作不当等等，都可能导致非金属夹杂物的产生和积累。 三、非金属夹杂物的危害 非金属夹杂物的存在会对钢铁的质量产生不良影响，主要表现在以下几个方面： 1.机械性能：非金属夹杂物中的氧化物和硫化物等会影响钢铁的韧性和延展性，从而影响钢铁的机械性能。
2.塑性：非金属夹杂物所占的体积比例和分布会影响钢铁的塑性。 3.腐蚀性：非金属夹杂物中的氧化物和硫化物等会影响钢铁的防腐性能，导致钢铁受到腐蚀而失去使用价值。 四、控制钢铁中的非金属夹杂物 为了控制钢铁中的非金属夹杂物，钢铁生产过程中应采取以下措施： 1.改进原料：在钢铁生产中控制原料的非金属夹杂物含量是非常重要的。通过选择更好的原料和加工方式，可以减少和避免非金属夹杂物的引入。 2.优化操作：对生产过程进行优化，采用合适的工艺流程和最佳的操作方法。这些措施可以防止和减少非金属夹杂物的形成。
轧制过程中夹杂物产生原因及处理方法 1. 概述 轧制是金属加工的一种重要工艺过程，在轧制过程中，夹杂物的产生 会对产品质量造成严重影响。对夹杂物产生的原因进行深入分析，制 定有效的处理方法显得尤为重要。本文将从轧制过程中夹杂物产生的 原因及处理方法进行探讨。 2. 夹杂物的产生原因 夹杂物在轧制过程中主要由以下几个方面的原因引起： 2.1 原材料质量 原材料的质量直接影响到轧制产品的质量，如原材料表面的氧化皮、 粘附的异物等都会成为夹杂物产生的源头。 2.2 辊缝堆积 轧机辊缝的堆积也是夹杂物产生的重要原因之一。当轧机辊缝产生堆 积时，会导致轧件表面不光滑，进而产生夹杂物。 2.3 金属表面氧化 在轧制过程中，金属表面的氧化现象不可避免，特别是在高温条件下，金属材料容易与空气中的氧气发生化学反应导致氧化，产生氧化皮， 从而成为夹杂物的来源。
2.4 设备故障 轧机设备出现故障也会引发夹杂物的产生，例如辊缝不正常，导致轧件表面产生缺陷，成为夹杂物的来源。 3. 夹杂物的处理方法 对于轧制过程中产生的夹杂物，有一些方法可以有效地进行处理： 3.1 提高原材料质量 可以通过提高原材料的质量，减少原材料表面的氧化皮和粘附异物的含量，从源头上降低夹杂物的产生。 3.2 定期清理轧机辊缝 定期对轧机辊缝进行清理，防止辊缝堆积，保证轧件表面光滑，避免夹杂物的产生。 3.3 控制轧制温度 在轧制过程中，控制好轧制温度，可以减少金属表面的氧化现象，避免产生氧化皮，降低夹杂物的生成。 3.4 定期检修轧机设备 定期检修轧机设备，确保辊缝正常，防止轧机设备故障引发夹杂物的产生。
钢中非金属夹杂物分析可行性研究报告 1．概要 1.1 钢中非金属夹杂物的来源 钢铁冶炼是一个专门复杂的物理化学过程。随着冶炼技术的不断进步，钢的品质得到不断提升。然而，不管采纳何种先进的冶炼技术，钢中总依旧不可幸免地存在或多或少的非金属夹杂物，其来源大致为以下几方面： ①脱氧、脱硫产物，专门是一些比重大的产物没有来得及排除。 ②随着钢液温度的降低，S、O、N等杂质元素的溶解度下降，因此这些不溶解 的杂质元素就呈非金属化合物在钢中沉淀。 ③带入钢液中的炉渣或耐火材料。 ④钢铁被大气氧化所形成的氧化物。 通常将前两类夹杂物称为内生夹杂物，后两类夹杂物称为外来夹杂物。 内生夹杂物的类型和组成取决于冶炼的脱氧工艺和钢的成分，专门是与S、O、N亲和力强的元素含量，如Al、B、Mn、稀土、Ca等。而与S、O、N亲和力弱的元素，如Ni、Co等，即使它们含量变化专门大，对夹杂物也不产生明显阻碍。 外来夹杂物系偶然生成，通常颗粒大，呈多角形，为成分复杂的化合物，分布也没有规律。在钢中的含量通常只占夹杂物总量的专门小一部分，而且往往是难以确定的。 1.2 夹杂物对钢性能的阻碍 钢中非金属夹杂物的存在通常被认为是有害的。要紧表现对钢的强度、延性、韧性、疲劳等诸方面的阻碍。因此冶炼中应采取各种技术措施，尽可能降低其含量，并科学地调剂夹杂物的类型、分布、形状等，使其对钢的性能的阻碍降低到最低限度。 ①夹杂物类别的阻碍 铝冷静钢在连铸时，高熔点的Al2O3夹杂物易粘在中间包的水口上面阻碍浇铸，可通过改变脱氧工艺使钢液中固态的Al2O3夹杂物变为液态的铝酸钙，就能够幸免夹杂物在水口上面的粘结。 ②夹杂物颗粒大小及分布的阻碍 大而集中的夹杂物对钢的性能专门有害，而分布弥散和细小颗粒的夹杂物，不仅其危害能排除，有时还有改善钢的性能的作用。例如在室温下，Al2O3颗粒 超过1μm时，钢的屈服强度和抗张强度降低，但当夹杂物颗粒小于0.3μm时，屈 服强度和抗张强度都将提高。 钢液中有同等量的氧、硫含量时，对小型铸件，由于冷却速度快，夹杂物的颗粒小，分布平均，对铸件的性能几乎不产生阻碍。然而对大型铸件，由于冷却速度慢，夹杂物产生偏析，颗粒粗大，对铸件的性能将会产生较大的阻碍。 ③夹杂物形状的阻碍 硫化锰是钢中常见的夹杂物，在铸钢中如形成球状硫化锰，则钢体在热加工过程中不易变形，而且能减少各向异性，因而对钢件的机械性能危害专门小。但如形成长条状、链状硫化锰，或形成共晶或沿晶界分布，钢铁在热加工时将产生热脆和裂纹，破坏了钢的基体连续性，因此对机械性能将会产生较大的阻碍。
钢铁材料常见缺陷及其产生原因 随着工业的发展，钢铁材料在现代生产中扮演着重要的角色，然而，由于制造过程中各种因素的影响，钢铁材料常常会出现各种不同的缺陷，这些缺陷不仅会影响到材料的性能，还会影响到整个工业制造的安全可靠性，因此，对于钢铁材料常见缺陷及其产生原因的研究尤为重要。 一、夹杂物 夹杂物是钢铁材料常见的缺陷之一，夹杂物是指非金属物质或金属物质在钢铁材料中嵌入的细小零散物质，在材料测试中，夹杂物体现出来就是材料断口上能够清晰的看到夹杂物的痕迹。夹杂物会对钢铁材料的性能造成严重影响，如：导致脆性断裂、降低材料的延展性以及韧性等。夹杂物的产生原因有很多种，其中常见的有： 1. 生产过程中的污染：在钢铁生产过程中，可能因为各 种原因，引入了一些杂质物质，从而进一步导致了杂质进入钢铁材料中。 2. 溶液成分不均匀：在钢铁的溶液中，可能存在成分不 均匀的现象，这也会导致一些杂质物质的产生。 3. 结晶不完整：钢铁材料在冷却过程中，如结晶不完整，也会在材料中产生一些夹杂物。 二、气孔
随着钢铁材料的发展，气孔的产生已经得到了有效的控制，然而，仍然有不少的气孔存在，它们会对钢铁材料的性能造成很大的影响，如：导致表面缺陷、破坏焊接或者表面处理的效果等。气孔的产生原因有很多种，其中常见的有： 1. 气泡未完全排出：在钢铁的铸造过程中，气泡未完全 排出，热固态的过程中，逐渐成为气孔。 2. 易氧化元素的存在：在钢铁的冶炼过程中，如硅、锰 等易氧化的元素，若存在在钢铁中，会在钢铁冷却时容易吸收氧气而产生气泡。 3. 处理不当：在钢铁材料加工中，如果加工的温度不够 稳定，或者加工后没有进行合适的气体排放处理，也会在材料中产生气孔。 三、裂缝 裂缝是钢铁材料常见的缺陷之一，绝大多数情况下都会影响到钢铁材料的性能与使用寿命，从而带来不必要的经济损失。裂缝的产生原因有很多种，其中常见的有： 1. 加工中的过度拉伸：在加工钢铁材料的过程中，如过 度的拉伸，也会使材料出现裂缝现象。 2. 高温疲劳：在高温下，钢铁材料处于疲劳状态时，也 容易产生裂缝。 3. 液态温度的差异：在钢铁材料加工过程中，如果液态 温度没有得到充分的调整，容易造成材料内部的热应力不均匀，进而出现裂缝现象。
浅谈铁基合金中的非金属夹杂物的产生原因及改善方法 铁基合金是一种重要的金属材料，广泛应用于航空航天、汽车制造、机械加工等领域。铁基合金中常常存在着各种非金属夹杂物，这些夹杂物会对合金的性能产生不利影响，降 低材料的强度和韧性。研究铁基合金中非金属夹杂物的产生原因及改善方法，对提高合金 的品质和性能具有重要意义。 一、非金属夹杂物的产生原因 1.原料中的氧化物夹杂 铁基合金的生产过程中，原料中常含有氧化铁、氧化铝等氧化物夹杂物。这些氧化物 夹杂物在熔炼过程中并不容易完全还原，一部分会夹杂在合金中成为夹杂物。 2.渣夹杂 3.金属氧化物夹杂 金属熔炼过程中，容易与氧气或氧化物发生反应，生成金属氧化物夹杂物，如氧化铁、氧化铬等。这些金属氧化物夹杂物会对合金的性能造成不良影响。 4.非金属元素夹杂 铁基合金中还会存在硫、氮等非金属元素夹杂，这些夹杂物会影响合金的结构和性 能。 二、改善方法 1.提高原料质量 选择优质原料，减少原料中氧化物的含量，可以有效减少氧化物夹杂物的混入。 2.改善熔炼工艺 采取合理的熔炼工艺，保证熔炼温度和熔炼时间，减少渣夹杂的生成。 3.添加抗氧化剂 在熔炼过程中添加适量的抗氧化剂，如铝、硅等，可以有效降低金属氧化物夹杂物的 生成。 4.提高熔炼温度和改善熔炼环境
提高熔炼温度可以促进夹杂物的浮渣和还原，改善熔炼环境，防止氧气对金属的氧化，也可以减少夹杂物的产生。 5.采用真空熔炼技术 铁基合金中的非金属夹杂物产生主要是由原料质量、熔炼工艺及熔炼环境等多方面的 因素所决定的。通过优化原料选择、改进熔炼工艺、添加合适的抗氧化剂等措施，可以有 效减少非金属夹杂物的产生，提高合金的品质和性能。在今后的研究中，需要进一步深入 探讨非金属夹杂物的形成机制，提出更加有效的改善方法，为铁基合金的生产提供更为可 靠的技术支持。
关于焊接过程中夹杂物的形成及防止措施分析 摘要：夹杂物的存在对焊接质量会有很大影响，故文章在分析其形成机理的基础上，重点介绍了初生夹杂物、二次氧化夹杂物以及焊缝中夹杂物的防止措施，以供参考。 关键词：焊接夹杂物形成措施 引言 夹杂物是指金属内部或表面存在的和基本金属成分不同的物质，它主要来源于原材料本身的杂质及金属在熔炼、浇注和凝固过程中与非金属元素或化合物发生反应而形成的产物。其来源途径大概有以下几种：①原材料本身含有的夹杂物，如金属炉料表面的粘砂、氧化锈蚀、随同炉料一起进入熔炉的泥砂、焦炭中的灰分等，熔化后变为溶渣；②金属熔炼时，脱氧、脱硫、孕育和变质等处理过程，产生大量的MnO、SiO2、Al2O3 等夹杂物；③金属与炉衬、浇包的耐火材料及溶渣接触时，会发生相互作用，产生大量的MnO、Al2O3 等夹杂物；④在精炼后转包及浇注过程中，金属表面与空气接触形成的表面氧化膜，被卷入金属后形成氧化夹杂物；⑤在铸造和焊接过程中，金属与非金属元素发生化学反应而产生的各种夹杂物，如FeS、MnS 等硫化物。 夹杂物的存在对金属焊接具有很多危害，通常包括以下几个方面的内容：①夹杂物的存在破坏了金属本体的连续性，使金属的强度和塑性下降；②尖角形夹杂物易引起应力集中，显著降低金属的冲击韧性和疲劳强度；③易熔夹杂物（如钢铁中的FeS）分布于晶界，不仅降低强度且能引起热裂；④夹杂物也能促进气孔的形成，它既能吸附气体，又是气核形成的良好衬底。因此，必须对其形成机理进行分析，采取有效的防止措施。 2、夹杂物的分类 2.1 按夹杂物化学成分，可分为：氧化物---- FeO、MnO、SiO2、Al2O3；硫化物----FeS、MnS、Cu2S；硅酸盐---- FeO.SiO2、Fe2SiO4、Mn2SiO4、FeO.Al2O 3.SiO2。 2.2 按夹杂物形成时间，可分为初生夹杂物、次生夹杂物和二次氧化夹杂物。初生夹杂物：是在金属熔炼及炉前处理过程中产生的；次生夹杂物：是在金属凝固过程中产生的；二次氧化夹杂物：而在浇注过程中因氧化而产生的夹杂物称为二次氧化夹杂物。
钢中氧化物夹杂的来源及控制LT
杂的成分比较稳定。 （2）在炼钢过程中，由于钢液或渣对耐火材料的化学或热侵蚀作用，耐火材料中的一些组元会进入钢中或与钢液发生反应会生成夹杂物，固态耐火材料颗粒脱落进入钢中也会形成夹杂物。 （3）当钢渣界面的钢液流动速度大于卷渣的临界剪切流速时，覆盖渣会以渣滴的形势卷入钢水中。临界剪切速度的大小决定于渣的密度、黏度和表面张力。 2.2氧化物夹杂的形成方式 对于不同类型的氧化物夹杂，产生的条件和形成的方式也不同，主要由以下几个方面[4]： （1）简单氧化物类：如常见的SiO2主要由浇注填料河沙或耐火材料在高温冲击下脱落夹入形成；Al2O3在镇静钢中是脱氧产物或者在深脱氧精炼中由于聚集上浮条件不足而在钢中产生细微夹杂；而（Fe,Mn）固溶体多出现在沸腾钢中。 （2）尖晶石：作为钢中最常见的夹杂物，FeO·Al2O3，MnO·Al2O3等铝尖晶石多出现在半镇静钢或镇静钢中，是非平衡状态下的脱氧产物；镁尖晶石MgO·Al2O3是钢中铝与悬浮炉渣反应产物，在电炉内它往往和钙铝酸盐混合在一起。 （3）硅酸盐：一般的硅酸盐夹杂由硅脱氧产生；铝硅酸盐多为钢水热冲击耐材带入钢中并与钢液钢渣作用生成；钙和镁硅酸盐除去炉渣中硅酸钙外，是炉渣侵蚀碱性炉衬的产物，而后被滞留在钢中；复杂硅酸盐，通常包含 SiO2,FeO,MnO,Al2O3,CaO和MgO等氧化物。随着组成和冷却条件不同，这些硅酸盐既可以是玻璃体也可以是镶嵌着固体结晶相的复合体。 3 氧化物夹杂的控制 在氧化物夹杂的控制方面主要控制的是脱氧产物，而由于卷渣，炉渣冲刷耐材等方面的操作问题只要设备调整良好，操作正确，提高耐材质量是可以避免的。在转炉过程中主要以硅作为脱氧剂，在二次精炼中，往往用铝作为深脱氧
球墨铸铁件缺陷产生的原因与预防措施 球墨铸铁件缺陷产生的原因与预防措施 球墨铸铁是20世纪五十年代发展起来的一种高强度铸铁材料，其综合性能接近于钢，正是基于其优异的性能，已成功地用于铸造一些受力复杂，强度、韧性、耐磨性要求较高的零件。球墨铸铁已迅速发展为仅次于灰铸铁的、应用十分广泛的铸铁材料。所谓“以铁代钢”，主要指球墨铸铁。下面跟着店铺来看看球墨铸铁件缺陷产生的原因与预防措施吧！希望对你有所帮助。 球墨铸铁件缺陷产生的原因与预防措施1 1、球墨铸铁管件产生夹渣缺陷的原因有： (1)硅：硅的氧化物也是夹渣的主要组成部门，因此尽可能降低含硅量。 (2)硫：铁液中的硫化物是球铁件形成夹渣缺陷的主要原因之一。硫化物的熔点比铁液熔点低，在铁液凝固过程中，硫化物将从铁液中析出，增大了铁液的粘度，使铁液中的熔渣或金属氧化物等不易上浮。因而铁液中硫含量太高时，铸件易产生夹渣。球墨铸铁原铁液含硫量应控制在006%以下，当它在009%～0135%时，铸铁夹渣缺陷会急剧增加。 (3)稀土和镁：近年来研究认为夹渣主要是因为镁、稀土等元素氧化而致，因此残余镁和稀土不应太高。 (4)浇注系统:浇注系统设计应合理,具有挡渣功能,使金属液能平稳地充填铸型,力求避免飞溅及紊流。 (5)浇注温度：浇注温度太低时，金属液内的金属氧化物等因金属液的粘度太高，不易上浮至表面而残留在金属液内；温度太高时，金属液表面的熔渣变得太稀薄，不易自液体表面往除，往往随金属液流进型内。而实际出产中，浇注温度太低是引起夹渣的主要原因之一。此外，浇注温度的选取还应考虑碳、硅含量的关系。 (6)型砂：若型砂表面粘附有多余的砂子或涂料，它们可与金属液中的氧化物合成熔渣，导致夹渣产生；砂型的紧实度不平均，紧实度