钢中非金属夹杂物的危害

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钢中非金属夹杂物的危害

夹杂物中元素的不均匀性与化合物的组成问题，是钢中存在夹杂物的主要形式，对钢结构有着严重的危害。不同元素的夹杂物及其化合物危害简单分类如下：

硫化物的危害

钢中硫及硫化物，在钢中属于夹杂物，对钢结构有着严重危害。

由于S与Ni、 Mn，Ti，Zr等元素的亲和力远大于Fe，故钢中常见MnS，TiS（含钛钢），NiS（高镍钢）等硫化物。

由于MnS极易溶解于含Cl离子水中，其主要危害是降低钢的耐蚀性，特别是降低耐点蚀和耐缝隙腐蚀性能。

钢中硫化物的另一危害是降低了钢的塑性、韧性和抗疲劳性能。如果钢中硫化物含量超过一定标准, 在冶炼生产和轧制过程中将会造成铸坯裂纹。

氧化物和硅酸盐的危害

钢中O与Ai、Si、Cr、Mn、Fe等元素反应，可形成Al2O3 、SiO2 、Cr2O3、MnO、Fe2O3、FeO氧化物和FeO·Cr2O3等复杂氧化物夹杂。

钢中氧化物和硅酸盐的存在，破坏了钢基体的连续性并导致了应力集中，从而降低了钢的塑性、韧性和抗疲劳性能。一方面增强钢的力学性能的方向性使横向性能恶化； 另一方面使钢的切削加工性能下降，而且很难抛光。

一些钢材的表面的翻皮、结疤、凹凸不平以及裂纹等缺陷均与钢中的非金属夹杂物有关，其主要是SiO2 ·FeO·Al2O3和钛的氧化物和氮化物。

氮化物的危害

在含Ti、Nb的钢中常见的氮化物有TiN、NbN、AlN夹杂物。由于氮化物夹杂硬度高，不易变形，在钢材中又多成群分布，所以对钢的不利影响与SiO2, Al2O3等氧化物夹杂相类似。

氮化物对钢的力学性能的危害, 随着钢中氮化物的增加， 钢的脆性明显上升。有研究表明，呈几何状存在的氮化物是导致一些钢脆性穿晶断裂的裂纹源。