非金属夹杂物的分析与评定

第四章非金属夹杂物的分析与评定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。1、检验钢中的非金属夹杂物的必要性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。3FeO+2Al→3Fe+Al2O32FeO+Si→2Fe+SiO2b）外来的：浇铸过程卷入的耐火材料等。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、MnS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、非金属夹杂物的鉴别方法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。c偏光：检验夹杂物的各向同性和各向异性，色彩、黑十字现象。6、非金属夹杂物的特征a）硫化物主要有硫化铁（FeS）和硫化锰（MnS），以及它们的共晶体等。6、非金属夹杂物的特征a）硫化物硫化物夹杂断口MnS夹杂300x6、非金属夹杂物的特征a）硫化物硫化物夹杂300xMnS夹杂100x6、非金属夹杂物的特征b）氧化物常见氧化物有氧化亚铁（FeO）、氧化亚锰（MnO）、氧化铬（Cr2O3）、氧化铝（Al2O3）等。6、非金属夹杂物的特征b）氧化物常见氧化物有氧化亚铁（FeO）、氧化亚锰（MnO）、氧化铬（Cr2O3）、氧化铝（Al2O3）等。SiO2500x6、非金属夹杂物的特征b）氧化物Al2O3夹杂400xAl2O3夹杂500x6、非金属夹杂物的特征b）氧化物FeO夹杂500xSiO2500x6、非金属夹杂物的特征b）氧化物Cr2O3夹杂500x6、非金属夹杂物的特征b）氧化物Cr2O3夹杂500x6、非金属夹杂物的特征c）硅酸盐夹杂物常见的硅酸盐夹杂物有铁橄榄石（2FeO·SiO2）、锰橄榄石（2MnO·SiO2）、复合铁锰硅酸盐（nFe·mMnO·pSiO2）以及硅酸铝（3Al2O3·2SiO2）等。6、非金属夹杂物的特征c）硅酸盐夹杂物硅酸盐夹杂明场像+暗场像6、非金属夹杂物的特征d）氮化物主要有氮化钛（TiN）、氮化钒（VN）和氰化钛[Ti(NC)]。6、非金属夹杂物的特征d）氮化物主要有氮化钛（TiN）、氮化钒（VN）和氰化钛[Ti(NC)]。氮化钛（TiN）夹杂500x非金属夹杂物的特征非金属夹杂物的特征7、GB/T10561-2005《钢中非金属夹杂物显微评定方法》a、非金属夹杂物的评级方法金相图片比较法：放大100×，视场直径为0.8㎜，选取最严重的视场，按夹杂物的数量、大小、长度及其分布与标准图比较。综合考虑评定时，允许评0.5级，如：0.5级，1.5级等。7、GB/T10561-2005《钢中非金属夹杂物显微评定方法》b、分为五个基本类型：A类：硫化物类型B类：氧化物类型C类：硅酸盐类型D类：球状氧化物类。DS类：单颗粒球状物，指直径≥13um每种类型按照厚度或直径不同分为粗系和细系，每个系列由1～5级图片组成。JK标准中规定了A、B、C、D四种类型。7、GB/T10561-2005《钢中非金属夹杂物显微评定方法》c、结果表示在每个试样的夹杂物类别字母后标+最恶劣视场的级别数。举例：1）材料：GCr15-轴承钢试样2个，放大100×，各1个视场。第一个视场：A3：硫化物3级（细系）B2：氧化物2级（细系）第二个视场：A3：硫化物3级（细系）B4：氧化物4级（细系）2）两个试样的平均含量:7、GB/T10561-2005《钢中非金属夹杂物显微评定方法》举例：3）非金属夹杂物的最高含量:B4级（细系）4）各类夹杂物平均级数量总和：A+B=3+3=6级（细系）对于长度超过视场直径和厚度大于标准评级规定的夹杂物均应单独记录。在每个试样的夹杂物类别字母后标+最恶劣视场的级别数。7、GB/T10561-2005《钢中非金属夹杂物显微评定方法》在每个试样的夹杂物类别字母后标+最恶劣视场的级别数。举例：5）试验报告①本标准号；②钢种、炉号、样品号；③取样方法及检验部位；④选用的方法（标准评级图、观察方法、检验方法和结果表示方法）；⑤检验结果（夹杂物尺寸超过标准评级图时应予以指明）；⑥试验报告及日期。7、GB/T10561-2005《钢中非金属夹杂物显微评定方法》d、评级原则分为A、B、C、D、DS五类，粗系、细系。1）评级图为下限图片，若出现两级之间（长度或点数）的夹杂物时，按照相邻较小级别评定。2）对于同类夹杂物，当出现在粗系或者细系两系之间时，其形状或厚度（或直径）接近哪个系列级别按哪个相应的系列图片进行评级，若恰在中间则按照粗系评定。3）在同一视场中同时出现最严重的粗大或细小夹杂物时（呈同一母线分布或不呈同一母线分布），不能分开评定，其级别应按照长度或数量相加后并按占优势的夹杂物进行评级（评定时不必测量，直接对照图片）。7、GB/T10561-2005《钢中非金属夹杂物显微评定方法》d、评级原则分为A、B、C、D、DS五类，粗系、细系。4）同一视场中出现同一母线而断续的同类同系的B、C类夹杂物时，若两条夹杂物断开间距大于0.04㎜（在100×下，4㎜），应按照二条计算（将间距除去），若小于0.04㎜则算作一条夹杂物。5）当出现大于2级的夹杂物时，可参照ASTME45的图（即JK图）进行评级。实验五非金属夹杂物的分析与评定一、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、实验仪器及材料1．实验仪器XJG-01型立式金相显微镜，XJG-02立式型金相显微镜，XJG-05型卧式金相显微镜，4XC型金相显微镜2．试验材料非金属夹杂物试样三、实验内容及步骤1、分析夹杂物产生原因；2、识别钢中各种夹杂物的形态特征；3、画出钢中各种夹杂物的形态；4、根据标准判断非金属夹杂物试样中夹杂物级别。四、思考题1．根据Jk标准级别图，夹杂物的类型和分布有哪几种,其代号为?2．夹杂物的评定原则。3．为什么要检验钢铁中的非金属夹杂物?