非金属夹杂物对钢的工艺性能影响分析

由于夹杂物的存在，特别是当夹杂物聚集分布时，对锻造、热轧、冷变形开裂、淬火裂纹、焊接层状撕裂及零件磨削后的表面粗糙度等都有较明显的不利影响。

夹杂物对钢铁力学性能和工艺性能的主要影响是降低材料的塑性、韧性和疲劳极限，造成材料性能上的方向性，使冷热加工性能变坏，使零件或工具（如轧辊）的表面粗糙度数值变大。夹杂物可以使材料的耐蚀性降低，对磁性材料的矫顽力也有明显影响。夹杂物对材料性能的影响可以是间接的，例如，高度弥散的夹杂物影响晶界迁移。在热加工和热处理过程中可利用这个影响，使我们有可能得到细晶粒的金属材料，使材料在加工过程中能出现二次再结晶。非金属夹杂物对相变也产生不容忽视的影响。非金属夹杂物也有有利的一面，如利用夹杂物MnS的作用生产取向硅钢片，利用硫化物改善钢的切削加工性等。(www.xing528.com)

夹杂物使金属中应力发生再分布，引起应力集中，同时为材料的破坏提供了最薄弱部位，导致微裂纹的早期形成，加速了钢的范性破坏过程。这是夹杂物所以能降低钢的力学性能和工艺性能的根本原因。在考虑夹杂物引起应力的再分布时，不仅应当注意到夹杂物与基体金属之间有不同的弹性和塑性性能，而且还应注意到两者之间在热膨胀系数上也有显著差异。后一个因素会引起当材料温度改变时在夹杂物附近产生组织应力。特别是刚玉、尖晶石和钙的铝酸盐这几类夹杂物，它们的线膨胀系数比金属的要小很多，当冷却时，夹杂物的收缩比金属基体的要小很多，结果这些夹杂物周围便产生张应力。夹杂物的线膨胀系数愈小，形成的张应力愈大，产生的危害也愈严重，这正是钙铝酸盐危害很大的原因。硫化物具有相当大的膨胀系数，同时硫化物具有较好的塑性，当脆性氧化物（包括铝酸盐）被硫化物包围形成共生夹杂物时，不仅能改善夹杂物与基体的连接性，而且能减小夹杂物在其周围基体所产生的张应力，因而可使脆性氧化物的有害作用减小。当夹杂物本身较脆，尤其是脆性夹杂物与基体之间的连接又较差时，在集中应力的作用下裂纹往往首先在夹杂物与基体之间产生，或夹杂物本身发生断裂，这都将严重地影响金属的性能。