1. 定义

钢液中的夹杂物是指在炼钢过程中，由于冶炼、浇注等操作中不可避免地混入钢液中的非金属物质或金属化合物。这些夹杂物通常与钢基体结合不牢固，或性质明显不同于钢基体，对钢材性能有显著影响。

2. 来源

夹杂物的来源可以分为两大类：

• 内生夹杂物： 内生夹杂物是在冶炼和凝固过程中由物理化学反应生成的。例如，脱氧反应产生的氧化物和硅酸盐，以及溶解在钢液中的氧、硫、氮等杂质元素在降温和凝固时因溶解度降低而析出的化合物。

• 外来夹杂物： 外来夹杂物是由于冶炼和浇注过程中与外界物质接触而产生的。例如，炉渣、耐火材料剥落或外界物质混入钢液中形成的夹杂物。

3. 影响

夹杂物对钢材性能有以下不良影响：

• 降低塑性和韧性：夹杂物破坏了钢基体的连续性，导致组织不均匀。

• 降低疲劳性能：夹杂物的存在会成为裂纹源，影响钢材的疲劳寿命。

• 影响冷热加工性能：夹杂物可能导致材料在加工过程中开裂或变形困难。

4. 分类

夹杂物可以按以下方式分类：

• 按化学成分：

  • 氧化物系夹杂（如FeO、MnO、Al₂O₃等）。

  • 硫化物系夹杂（如MnS）。

  • 硅酸盐系夹杂（如CaO·SiO₂）。

  • 氮化物系夹杂（如TiN）。

• 按形态：

  • 塑性夹杂物：在加工变形时沿基体方向延伸。

  • 脆性夹杂物：硬而脆，易导致应力集中。

  • 不变形夹杂物：在加工过程中形状基本不变。

5. 控制措施

为了减少夹杂物对钢材性能的影响，可以采取以下措施：

• 优化冶炼工艺：通过调整炉渣成分、控制铝含量和减少过氧化程度，降低夹杂物的生成。

• 精炼过程控制：在钢包精炼过程中，通过吹氩操作促进夹杂物的上浮和去除。

• 调整夹杂物尺寸：通过改变界面张力和黏度参数，控制夹杂物的聚合和分散，从而实现夹杂物的无害化残留或高效去除。

6. 总结

夹杂物是炼钢过程中不可避免的现象，但通过优化工艺和控制措施，可以有效减少其对钢材性能的负面影响，提高钢材质量。