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軸承原材料鋼中非金屬夾雜物的種類有哪些?
2021-02-22 09:22:08 分類:陌貝視角
摘要:夾雜物的數(shù)量和分布被認定是評定鋼材質量的一個重要指標,并且被列為優(yōu)質鋼和高級優(yōu)質鋼出廠的常規(guī)檢測項目這一。


非金屬夾雜物作為獨立相存在于軸承鋼中,破壞了鋼基體的連續(xù)性,加大了鋼中組織的不均勻性,嚴重影響了鋼的各種性能。例如,非金屬夾雜物導致應力集中,引起疲勞斷裂;數(shù)量多且分布不均勻的夾雜物會明顯降低鋼的塑性、韌性、焊接性以及耐腐蝕性;鋼中呈網狀存在的硫化物會造成熱脆性。因此,夾雜物的數(shù)量和分布被認定是評定鋼材質量的一個重要指標,并且被列為優(yōu)質鋼和高級優(yōu)質鋼出廠的常規(guī)檢測項目這一。

 



1軸承鋼中非金屬夾雜物的來源分類

1.1 內生夾雜物

鋼在冶煉過程中,脫氧反應會產生氧化物和硅酸鹽等產物,若在鋼液凝固前未浮出,將留在鋼中。溶解在鋼液中的氧、硫、氮等雜質元素在降溫和凝固時,由于溶解度的降低,與其他元素結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形成的夾雜物。內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。

 

1.2 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、出鋼槽和鋼包等內壁掉落的耐火材料或其他夾雜物在鋼液凝固前未及時清除而留于鋼中。它是金屬在熔煉過程中與外界物質接觸發(fā)生作用產生的夾雜物。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。這類夾雜物一般外形不規(guī)則,尺寸比較大等,又稱為粗夾雜。這類夾雜物通過正確的操作是可以避免的。

 

2鋼中非金屬夾雜物按化學成分分類




2.1 氧化物系夾雜

簡單氧化物有FeO、Fe2O3、MnOSiO2、Al2O3MgOCu2O等。在鑄鋼中,當用硅鐵或鋁進行脫氧時,夾雜比較常見。在鋼中常常以球形聚集呈顆粒狀成串分布。復雜氧化物,包括尖晶石類夾雜物和各種鈣的鋁酸鹽等以及鈣的鋁酸鹽。硅酸鹽夾雜也屬于復雜氧化物夾雜,這類夾雜物有2FeO·SiO2(鐵硅酸鹽)、2MnO·SiO2(錳硅酸鹽)CaO·SiO2(鈣硅鹽)等。這類夾雜物在鋼的凝固過程中,由于冷卻速度較快,某些液態(tài)的硅酸鹽來不及結晶,其全部或部分以玻璃態(tài)的形式保存于鋼中。

 

2.2 硫化物系夾雜

主要是FeSMnSCaS等。由于低熔點的FeS易形成熱脆,所以一般均要求鋼中要含有一定量的錳,使硫與錳形成熔點較高的MnS而消除FeS的危害。因此鋼中硫化物夾雜主要是MnS。

 

鑄態(tài)鋼中硫化物夾雜的形態(tài)通常分為3類:

①形態(tài)為球形,這種夾雜物通常出現(xiàn)在用硅鐵脫氧不完全的鋼中;

②在光學顯微鏡下觀察呈鏈狀的極細的針狀夾雜;

③呈塊狀,外形不規(guī)則,在過量鋁脫氧時出現(xiàn)。

 

2.3 氮化物夾雜

軸承鋼中加入與氮親和力較大的元素時形成AlN、TiN、ZrNVN等氮化物。在出鋼和澆鑄過程中鋼液與空氣接觸,氮化物的數(shù)量顯著增加。

3按夾雜物的塑性變形能力分類

1)脆性夾物

熱加工時該類夾雜物形狀和尺寸都不變化,但可能沿加工方向成串排列或呈點鏈狀,屬于這類夾雜物的有Al2O3Cr2O3

 

2)塑性夾雜物

熱變形時該類夾雜物具有良好范性,沿變形方向延伸成條帶狀。屬于這類的有硫化物及含SiO2含量較低(40%~60%)的鐵錳硅酸鹽。

 

3)球狀不變性夾雜

鑄態(tài)呈球狀,熱加工后保持球狀不變,如SiO2及含SiO2較高(>70%)的硅酸鹽。

 

4)半塑性夾雜物

指各種復相的鋁硅酸鹽夾雜。基體鋁硅酸鹽有塑性,熱加工時將產生塑性變形,但是其中包含著的析出相,如氧化鋁等是脆性的,加工時仍保持原狀或只是拉開距離。

 

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