夹杂物及其物相分析
- 格式:ppt
- 大小:8.40 MB
- 文档页数:53
夹杂物的研究方法归纳夹杂物鉴定技术,可分为两类。
第一类是在位鉴定检查。
在位鉴定检查是在夹杂物和钢的基体不分离的情况下进行检查,它可分为宏观在位检查和微观在位检查。
宏观在位检查有:低倍酸浸、硫印、X光透射、超声波检查等。
这些方法可以确定夹杂物(或缺陷)在钢材或工件中的位置、尺寸和分布。
根据这些检查的结果可以评价工艺因素对钢清洁度的影响,可以发现肉眼难于发现的夹杂物缺陷,避免继续加工或投入使用,造成不应有的损害和损失。
但是宏观在位检查往往不能确定夹杂物的类型和组成。
微观在位检查弥补了这方面的不足。
微观在位检查是用显微镜鉴定钢中的缺陷或夹杂物。
显微镜鉴定法已有很长的历史,用显微镜可检查夹杂物的光学特征,如透明度、色泽、偏光效应、耐磨性和耐侵蚀性等。
人们根据这些特征来推断夹杂物的类型和组成。
但是,由于它不是直接分析,即使是有经验的内行也难免有时误判。
近些年来随着X光显微镜分析技术的发展,使微观在位分析产生了飞跃。
只要镜下观察到的夹杂物,就比较容易确定其元素组成,根据元素组成又可推断夹杂物的矿物结构。
另一类鉴定方法是移位检查鉴定。
在位检查鉴定有很多优点,生产上应用很广,但在位鉴定不能确定夹杂物的平均组成。
夹杂物的移位鉴定弥补了这方面的不足。
常用的移位分析法有酸法、卤素法、电解法等,其中尤其是以电解法最为安全方便,便于分析夹杂物类型、粒度和组成。
移位鉴定分析可以避免基体对分析的干扰;但处理不当时,会损害夹杂物形貌。
下面就夹杂物的检测方法作以介绍。
1.金相观察金相显微镜是研究钢中非金属夹杂物的重要工具,是发展历史最长,应用最广的一种检测方法。
在20世纪50、60年代已经发表过专著[16]。
近几十年来,虽然现代物理冶金的研究工具有了飞跃的发展,但由于金相显微镜具有操作简便、造价低廉、功能多等特点,它不仅能够鉴别夹杂物的类型、形状、大小和分布,并可研究夹杂物与材料性能之间的定量关系,所以传统的金相技术至今仍被广泛应用。
非调质塑料模具钢中夹杂物和析出相的作用及行为摘要:非调质塑料模具钢中夹杂物和析出相对钢的性能和加工性能具有重要影响。
本文对非调质塑料模具钢中夹杂物和析出相的种类、形态、数量和分布进行了详细分析,探讨了夹杂物和析出相对钢的力学性能、热处理性能和加工性能的影响机理,并提出了相应的改善措施。
关键词:非调质塑料模具钢;夹杂物;析出相;力学性能;热处理性能;加工性能一、引言非调质塑料模具钢是目前广泛应用于塑料模具制造领域的一种重要材料。
该种钢材具有高硬度、高强度、高耐磨性和高耐蚀性等优良性能,能够满足模具制造过程中的高强度、高硬度和高耐磨性的要求。
然而,在非调质塑料模具钢的生产和加工过程中,夹杂物和析出相的存在会对钢的性能和加工性能产生严重影响,降低钢的使用寿命和加工效率,甚至导致模具失效。
因此,深入了解非调质塑料模具钢中夹杂物和析出相的种类、形态、数量和分布,探究它们对钢的性能和加工性能的影响机理,具有重要的理论和实际意义。
二、非调质塑料模具钢中夹杂物的种类、形态、数量和分布夹杂物是指钢中的杂质,包括氧化物、硫化物、氮化物、碳化物等。
夹杂物对钢的性能和加工性能的影响主要体现在以下几个方面: 1、夹杂物会降低钢的强度和韧性,使钢变得脆性,易于产生裂纹和断裂。
2、夹杂物会影响钢的热处理性能,使钢的硬化能力降低,导致钢的硬度和强度降低。
3、夹杂物会影响钢的加工性能,使钢的切削性能和耐磨性降低,加工难度增大。
非调质塑料模具钢中的夹杂物种类较多,主要包括氧化物、硫化物、氮化物和碳化物等。
其中,氧化物的含量最高,占夹杂物总量的60%以上。
硫化物和氮化物的含量较少,占夹杂物总量的10%左右。
碳化物含量较少,通常在0.1%以下。
夹杂物的形态和数量也对钢的性能和加工性能产生影响。
夹杂物的形态可以分为球形、板状、纤维状和链状等。
球形和板状夹杂物对钢的性能和加工性能的影响比较小,而纤维状和链状夹杂物对钢的性能和加工性能的影响比较大。
实验报告姓名:班级:冶金1401班学号: 20142019实验名称:钢中非金属夹杂物观察与分析实验实验日期: 2017.11.7实验:钢中非金属夹杂物观察与分析实验一、实验目的1.掌握钢的磨制方法。
2.了解球磨机的使用方法。
3.了解金相显微镜的原理及使用。
4.对钢中的非金属夹杂物进行分析。
二、实验原理。
A钢中夹杂物的分类分类方法很多,但常见的有以下四种:1.按来源分类,可分为两类:(1)外来夹杂物:耐火材料、熔渣或两者的反应产物混入钢中并残留在钢中的颗粒夹杂称为外来夹杂。
包括从炉衬或包衬、或从汤道砖、中包绝热板、保护渣进入钢水中的夹杂物(有人还将钢水二次氧化生成的夹杂物包括在内)。
这类夹杂颗粒较大,易于上浮,但在钢中,它们的出现带着偶然性且不规则。
(2)内生夹杂物:在冶炼、浇注和凝固过程中,钢液、固体钢内进行着各种化学反应,对于在冶炼过程中所形成的化合物、脱氧时产生的脱氧产物、或在钢水凝固过程产生的化合物,当这些化合物来不及从钢水中彻底排出而残存在钢中者,叫做内在的非金属夹杂物。
内生夹杂物形成的时间可分为四个阶段:①一次夹杂(原生夹杂):钢液脱氧反应时生成的脱氧产物;②二次夹杂:在出钢和浇注过程中温度下降平衡移动时生成的夹杂物;③三次夹杂(再生夹杂):凝固过程中生成的夹杂;④四次夹杂:固态相变时因溶解度变化生成的夹杂。
一般说来外来夹杂物颗粒较大,在钢中比较集中,而内生夹杂物则与此相反。
从组成来看,内生夹杂物可以是简单组成,也可以是复杂组成;可以是单相的,也可以是多相的。
在铸坯凝固以及随后的冷却过程中,夹杂物不仅与钢基体保持平衡,而且夹杂物本身也不断发生改变,例如析出新的化合物以趋于稳定状态。
在轧制或热处理时,每次加热都为夹杂物和钢基体之间趋向平衡提供了条件,在室温下所观察到的夹杂物,实际上是经过了一系列复杂变化的结果。
2.按化学成分分类,一般分三类。
(1)氧化物:如FeO, Si02 , Al2O3等,有时它们各自独立存在,有时形成尖晶石(如MnO.Al203)或固溶体 (如FeO 和MnO)。
焊缝中的夹杂物名词解释焊接作为一种常见的连接技术,广泛应用于工业生产和制造领域中。
在焊接过程中,焊接接头中往往会存在一些不理想的因素,其中之一就是夹杂物。
夹杂物是焊缝中的一种非金属或金属异物,它们可能对焊接接头的强度和性能产生不良影响。
因此,了解夹杂物的类型和特点,对于优化焊接接头的质量和性能具有重要意义。
一、夹杂物的定义夹杂物是指在焊缝中存在的各种杂质,包括金属夹杂物和非金属夹杂物。
金属夹杂物主要指金属颗粒、气泡和夹杂等形状的物质,而非金属夹杂物主要指矿渣、油污、灰尘等。
夹杂物可能是由于焊接材料、焊接工艺、操作不当或环境污染等因素引起的。
二、夹杂物的分类1. 金属夹杂物金属夹杂物包括金属颗粒、气泡和夹杂等。
金属颗粒是金属夹杂物中最常见的形式,它们可能来自焊材、母材或其他焊接材料。
气泡是由于焊接过程中存在气体溶解度和气泡脱出问题而形成的。
夹杂是指不溶于金属基体的残余物质。
2. 非金属夹杂物非金属夹杂物主要包括矿渣、油污、灰尘等。
矿渣是在焊接过程中产生的,由于焊芯和焊渣等材料的残留而形成。
油污则是指焊件表面或环境中存在的油脂或润滑剂等污染物。
灰尘是由于焊接作业环境不洁净所致。
三、夹杂物的形成原因夹杂物的形成原因多种多样,主要包括以下几个方面:1. 焊材质量问题:焊材中含有金属碎屑、气泡,或含有过多的夹杂物。
2. 焊接工艺问题:焊接工艺参数设置不当,如焊接温度、焊接速度等。
3. 操作不当:焊接操作过程中存在疏忽或操作不规范等问题。
4. 环境污染:焊接作业环境中存在油脂、灰尘等污染物。
四、夹杂物对焊接接头的影响夹杂物的存在对于焊接接头的质量和性能可能产生以下不良影响:1. 强度降低:夹杂物会破坏焊接接头的结晶结构,导致焊缝强度降低。
2. 腐蚀敏感性增加:夹杂物会使焊接接头的耐腐蚀性下降,易受到腐蚀介质的侵蚀。
3. 疲劳性能下降:夹杂物可能成为应力集中点,导致焊接接头在循环载荷下易于发生疲劳破坏。
4. 导电性能下降:夹杂物会影响焊接接头的导电性能,降低其电流传导能力。
实验五非金属夹杂物的分析与评定 (验证性)一、实验目的及要求1.掌握钢中非金属夹杂物的分类与形态特征。
2.掌握使用标准评定钢中非金属夹杂物的级别。
二、实验原理钢铁中的非金属夹杂物的出现是不可避免。
钢中非金属夹杂物的金相检验主要包括夹杂物类型的定性和定量评级。
夹杂物的检验评定可按照GB/T10561-2005《钢中非金属夹杂物显微评定方法》执行。
1、检验钢中的非金属夹杂物的必要性因为非金属夹杂物破坏了金属基体的连续性、均匀性,易引起应力集中,造成机械性能下降,导致材料的早期破坏,其影响程度主要取决于夹杂物的形状、大小、分布和聚集状态。
钢中夹杂物的检验一般在出厂前钢厂检验或者收货单位验收时检验。
2、钢中非金属夹杂物的来源a)内在的:包括①铁矿石②钢厂在冶炼时,用Si、Al脱氧造成,反应式:3FeO + 2Al →3Fe + Al2O32FeO + Si → 2Fe + SiO2b)外来的:浇铸过程卷入的耐火材料、炉渣等。
3、制样要求a、取样时沿轧制方向,磨制纵向截面观察夹杂物大小、形状、数量,横向截面观察夹杂物从边缘到中心的分布。
试样表面无划痕、无锈蚀点、无扰乱层。
b、淬火以提高试样的硬度,保留夹杂物的外形。
c、试样表面不浸蚀。
4、非金属夹杂物的分类a、氧化物:FeO、MnO、Cr2O3、Al2O3;b、硫化物:FeS、Mn S及其共晶体;c、硅酸盐:2FeO·SiO2、2MnO·SiO2;d、氮化物:TiN、VN;e、稀土夹杂物5、非金属夹杂物的金相鉴别方法主要是指利用光学显微镜中的明场、暗场和偏振光灯照明条件下夹杂物的光学反映差异,以及在标准试剂中腐蚀后,夹杂物发生化学反应而出现色差及侵蚀程度的不同来区分鉴别。
a明场:检验夹杂物的数量、大小、形状、分布、抛光性和色彩。
不透明夹杂物呈浅灰色或其他颜色,透明的夹杂物颜色较暗。
b暗场:检验夹杂物的透明度、色彩。
透明夹杂物发亮,不透明夹杂物呈暗黑色、有时有亮边。
一、夹杂物的分类1、按夹杂物来源分类:可分为内生夹杂物和外来夹杂物。
内生夹杂物包括脱氧产物,凝固再生夹杂物;外来夹杂物包括二次氧化产物、夹渣耐火材料侵蚀物等。
2、按夹杂物尺寸分:一般分为超显微夹杂物、显微夹杂物和大型夹杂物。
超显微夹杂物是指尺寸小于1μm的夹杂物,包括氮化物、氧化物及硫化物等;显微夹杂物是指尺寸为1μm-100μm(或1μm-50μm)的夹杂物,主要是脱氧产物。
大型夹杂物是指尺寸大于100μm(或大于50μm)的夹杂物,主要是外来夹杂物。
3、按夹杂物组成分:钢中夹杂物可分为简单金属氧化物、硅酸盐、钙铝酸盐和尖晶石类夹杂物,硫化物,氮化物。
①简单金属氧化物包括:FeO、MnO、SiO2、Al2O3;②硅酸盐包括:FeO-MnO-SiO2、Al2O3·SiO2、MnO-SiO2、复杂硅酸盐FeO-SiO2-MnO-Al2O3;③钙铝酸盐包括:CaO·Al2O3、12 CaO·7Al2O3、6CaO·Al2O3、CaO·2Al2O3;④尖晶石杂物包括:MnO·Al2O3 、MgO·Al2O3 、MgO·Cr2O3。
⑤硫化物:MnS、FeS、CaS;⑥氮化物:TiN等。
4、按性能分类:可分为塑形夹杂物、脆性夹杂物和不变形夹杂物。
塑性夹杂物轧制时延伸成条带状,FeS、MnS以及SiO2含量为40%-60%的低熔点硅酸盐夹杂。
脆性夹杂物热加工时不变形,会沿加工方向破裂,Al2O3、尖晶石型复合氧化物等高熔点高硬度夹杂物。
不变形夹杂物轧制时保持原来球状,这类夹杂物有SiO2含量大于70%的硅酸盐、钙铝酸盐、高熔点硫化物(如CaS)以及氮化物等。
5、根据夹杂物的形态和分布,标准图谱分为A ,B,C,D 和DS 五大类。
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一般端部呈锐角;D类(球状氧化物类):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。
连铸坯夹杂物产生原因分析及改进连铸坯夹杂物是指在连铸过程中,坯料中夹杂有杂质或者非金属夹杂物的现象。
这会影响到连铸坯料的质量,增加生产的成本,降低产品的市场竞争力。
分析连铸坯夹杂物的产生原因,并提出相应的改进措施,对于提高连铸生产线的效率和产品质量具有重要的意义。
连铸坯夹杂物的产生原因主要有以下几个方面:1. 原料质量不合格:原料的质量直接影响着连铸坯料的质量。
如果原料中含有过多的杂质或者非金属夹杂物,这些杂质在连铸过程中容易进入到坯料中,从而导致夹杂物的产生。
2. 连铸设备失效:如果连铸设备的密封性能不好,就会导致外界的气体和杂质进入到连铸坯料中,增加夹杂物的产生。
如果连铸设备的冷却系统不够完善,温度控制不准确,也会导致坯料中夹杂物的产生。
3. 连铸操作不当:如果操作人员在连铸过程中不按照标准操作流程进行操作,比如倾注速度过快,结晶器结晶不良,就容易产生夹杂物。
4. 连铸模具磨损严重:连铸模具是连铸过程中最重要的部件之一,如果连铸模具使用时间过长,容易出现磨损现象。
磨损的模具表面容易产生凹坑和疲劳裂纹,从而引起连铸坯中的夹杂物。
为了降低连铸坯夹杂物的产生,可以采取以下改进措施:1. 优化原料选择:选择质量好、含杂质少的原料,避免原料本身的质量问题对连铸过程造成影响。
2. 加强连铸设备维护:定期对连铸设备进行检查和维护,确保设备的密封性能和冷却系统的正常工作。
及时更换磨损严重的连铸模具,保证模具表面的光滑度。
3. 加强连铸操作培训:加强对操作人员的培训,提高他们的操作技能和操作规范意识,确保按照标准操作流程进行连铸操作。
4. 引入先进的连铸技术:引入先进的连铸技术,如真空连铸技术、气体抽吸技术等,可以有效减少坯料中的夹杂物。