1. 鋼中夾雜物的分類

1.1 根據(jù)鋼中非金屬夾雜物的來源分類

（1）內(nèi)生夾雜物    鋼在冶煉過程中，脫氧反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生氧化物和硅酸鹽等產(chǎn)物，若在鋼液凝固前未浮出，將留在鋼中。溶解在鋼液中的氧、硫、氮等雜質(zhì)元素在降溫和凝固時(shí)，由于溶解度的降低，與其他元素結(jié)合以化合物形式從液相或固溶體中析出，最后留在鋼錠中，它是金屬在熔煉過程中，各種物理化學(xué)變化而形成的夾雜物。內(nèi)生夾雜物分布比較均勻，顆粒也較小，正確的操作和合理的工藝措施可以減少其數(shù)量和改變其成分、大小和分布情況，但一般來說是不可避免的。

（2）外來夾雜物    鋼在冶煉和澆注過程中懸浮在鋼液表面的爐渣、或由煉鋼爐、出鋼槽和鋼包等內(nèi)壁剝落的耐火材料或其他夾雜物在鋼液凝固前未及時(shí)清除而留于鋼中。它是金屬在熔煉過程中與外界物質(zhì)接觸發(fā)生作用產(chǎn)生的夾雜物。如爐料表面的砂土和爐襯等與金屬液作用，形成熔渣而滯留在金屬中，其中也包括加入的熔劑。這類夾雜物一般的特征是外形不規(guī)則，尺寸比較大，分布也沒有規(guī)律，又稱為粗夾雜。這類夾雜物通過正確的操作是可以避免的。

1.2 根據(jù)夾雜物的形態(tài)和分布，標(biāo)準(zhǔn)圖譜分為A、B、C、D和DS五大類。

這五大類夾雜物代表最常觀察到的夾雜物的類型和形態(tài):

（1）A類(硫化物類)：具有高的延展性，有較寬范圍形態(tài)比(長(zhǎng)度/寬度)的單個(gè)灰色夾雜物，一般端部呈圓角；

（2）B類(氧化鋁類)：大多數(shù)沒有變形，帶角的，形態(tài)比小(一般<3)，黑色或帶藍(lán)色的顆粒，沿軋制方向排成一行(至少有3個(gè)顆粒)；

（3）C類(硅酸鹽類)：具有高的延展性，有較寬范圍形態(tài)比(一般>3)的單個(gè)呈黑色或深灰色夾雜物，一般端部呈銳角；

（4）D類(球狀氧化物類)：不變形，帶角或圓形的，形態(tài)比小(一般<3),黑色或帶藍(lán)色的，無規(guī)則分布的顆粒；

（5）DS 類(單顆粒球狀類)：圓形或近似圓形，直徑>13μm的單顆粒夾雜物。

2. 鋼中夾雜物主要類型及特征

2.1 硫化物

硫化物是鋼液中所含的硫在凝固時(shí)以沉淀物析出形成的產(chǎn)物。它在加工變形中本身不破碎、不變形，屬于塑性夾雜物。硫化物主要有硫化鐵(FeS)、硫化錳(MnS)和鐵錳硫化物(FeS·MnS)。硫化鐵往往獨(dú)立存在，大部分處于鐵素體中，具有不同的形狀，色彩為亮黃色或略呈淺藍(lán)色。硫化錳則很少獨(dú)立存在，一般都與硫化鐵共存而形成硫化鐵硫化錳(FeS·MnS)固溶體。鐵錳硫化合物在明視場(chǎng)下呈灰色或灰藍(lán)色，隨著硫化錳的含量減少，將由灰色變?yōu)榱咙S色。

2.2 氧化物

氧化物為脆性夾雜物，它隨著壓力加工而破碎，沿金屬變形的方向呈鏈狀分布。在鋼中常見的氧化物有FeO、MnO、SiO、Al2O3、Cr2O3，等。這些夾雜物在明視場(chǎng)下大部分呈灰色至暗灰色，有時(shí)略呈紫色。

氧化亞鐵(FeO)能溶解大量的氧化亞錳(MnO)，從而形成FeO·MnO固溶體，呈紡錘形、小球狀。

氧化鋁(Al2O3)屬于脆性夾雜物，在加工中破碎為不規(guī)則的粒狀，呈鏈狀分布于鋼中。不含雜質(zhì)的三氧化二鋁在明視場(chǎng)下呈黃白色，當(dāng)含有雜質(zhì)或合金元素時(shí)，色彩改變?yōu)榛宜{(lán)色或灰紫色。

2.3 硅酸鹽

硅酸鹽夾雜物成分非常復(fù)雜，它能夠溶解氧化物和硫化物，從而形成各種類型的化合物、共晶體及機(jī)械混合物。在鋼中常見的硅酸鹽夾雜物有鐵硅酸鹽(2FeO·SiO2)、錳硅酸鹽(2MnO·SiO2)、鋁硅酸鹽(3Al2O3·2SiO2)，鈣硅酸鹽(CaO·SiO2 )、(2CaO·SiO2)、(3CaO·SiO2)和鐵錳硅酸鹽(mFeO·nMnO·SiO2)。

在硅酸鹽夾雜物中，除錳硅酸鹽和鐵硅酸鹽為塑性易變形外，其它的硅酸鹽類為脆性，在加工變形過程中都易破碎，在明視場(chǎng)下觀察均呈灰色或暗灰色。

2.4 氮化物

氮化物屬于脆性化合物，它在鋼中一般不沉淀，常常與親和力強(qiáng)的鈦、釩、鋯等合金元素形成穩(wěn)定的氮化物或其他復(fù)雜氮化物型夾雜物。氮化物的形態(tài)相當(dāng)規(guī)則，一般都呈小晶體，多半具有立方體的形狀，為正方形、棱形、三角形、長(zhǎng)方形等，常在含鈦、鋯和釩鋼中出現(xiàn)。

3. 鋼中夾雜物對(duì)鋼材質(zhì)量的影響

夾雜物的危害性取決于其數(shù)量、形狀、大小、分布以及其熔點(diǎn)和物理、化學(xué)的性能。夾雜物呈串狀或網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)存在時(shí)，便分割了金屬基體的連續(xù)性，從而降低了塑性和強(qiáng)度，使鋼在軋制、鍛造或其他壓力加工過程中，在夾雜物所處區(qū)域易形成裂紋。

當(dāng)夾雜物具有低熔點(diǎn)(FeO與FeS共晶體熔點(diǎn)為985℃)的性質(zhì)時(shí)，在熱加工變形過程中，由于其熔融或軟化，使鋼產(chǎn)生熱脆性而導(dǎo)致開裂。另外，硫化物對(duì)金屬抗腐蝕性和抗磨性也有不良的影響。

當(dāng)鋼中存在鋁夾雜物(Al2O3)或其他氮化物(A1N、TiN、ZrN)時(shí)，使鋼的表面硬度不均勻，造成冷加工切削和研磨困難，其表面粗糙度達(dá)不到技術(shù)要求。

當(dāng)夾雜物分布于產(chǎn)品零件的表層時(shí)，會(huì)造成應(yīng)力集中，早期因疲勞源會(huì)引起表層剝落或疲勞開裂。

當(dāng)鋼中夾雜物已超標(biāo)時(shí)，給熱處理和焊接工藝帶來很大困難，例如造成化學(xué)熱處理(滲碳、滲氮、碳氮共滲)滲層不均勻；在鹽浴爐加熱、電阻爐加熱、感應(yīng)加熱淬火時(shí)，因夾雜物易造成應(yīng)力集中而形成淬火開裂；在焊接時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致焊接件的強(qiáng)度大大降低或開裂。

4. 鋼中夾雜物的檢測(cè)方法

鑒別鋼中的非金屬夾雜物的方法分為宏觀法和微觀法兩大類。宏觀法即經(jīng)常采用的斷口鑒別法、硫印、酸蝕(冷蝕、熱蝕)法、超聲波鑒定法等，這些方法主要是來了解和研究大截面中夾雜物的分布狀況。微觀鑒別方法有化學(xué)法、巖相法、X射線法、衍射分析法、電子探針(電子掃描)法、金相鑒定法。前5種方法雖有其優(yōu)點(diǎn)但都存在一定的局限性，必需與其他的方法配合方能實(shí)施。而金相鑒定法除了對(duì)夾雜物的化學(xué)成分、晶體結(jié)構(gòu)不能鑒別外，在光學(xué)金相顯微鏡下可以直接觀察和鑒別夾雜物的形態(tài)、大小、數(shù)量、分布、類型、光學(xué)性能、塑性及拋光性能等，同時(shí)金相法還具有操作簡(jiǎn)便、容易實(shí)施的特點(diǎn)。就目前而言，應(yīng)用金相掃描電鏡相結(jié)合的方法來鑒別非金屬夾雜物是最廣泛、最有效的方法。