非金屬夾雜物是指存在于鋼中的金屬或非金屬化合物。在鋼鐵材料中一般都含有

非金屬夾雜物，這些夾雜物的種類和形狀是多種多樣的，對鋼材的影響程度也不

一樣。

一般來說，非金屬夾雜物的存在對鋼具有以下影響：

（1）破壞金屬基體的連續性，在熱處理時易引起淬火裂紋；

（2）當金屬承受載荷特別是動載荷時，易造成應力集中，使鋼的力學性能特別

是疲勞強度降低，甚至導致機械零件在使用過程中斷裂失效：

（3）非金屬夾雜物的存在還使鋼的耐蝕性降低，并使機械加工后的表面粗糙度

增加；

（4）較嚴重的非金屬夾雜物在鋼經熱加工后呈帶狀分布，從而造成力學性能的

方向性；

（5）夾雜物的存在還會使沖壓件的性能變化，易在夾雜物集中處開裂。

所以，鋼中的非金屬夾雜物應該被看做是一種組織缺陷。當然，正常的夾雜物含

量對鋼材的使用一般不會有什么影響，有些鋼材或零配件反而希望多含一些夾雜

物，如含硫易切削鋼，大量硫化物的存在不僅改善了切削性能，還適用于自動車

加工的大批量生產。

02

非金屬夾雜物的分類

鋼中非金屬夾雜物的來源通常可以分為兩類:

一類是外來的非金屬夾雜物,即在冶煉、澆注過程中的爐渣及耐火材料剝落后進

入鋼液中形成的；

另一類是內在的非金屬夾雜物,即在冶煉及澆注過程中物理化學反應的生成物,

如氧化物、硅酸鹽、硫化物等。

非金屬夾雜物可按化學成分劃分，也可按可塑性劃分。

01

按夾雜物的化學成分分類

圖la明視場觀察呈灰色

圖lb正交偏光觀察

圖1C暗場觀察

圖1復雜氧化物及硅酸鹽玻璃體

1）氧化物簡單氧化物,

即、、、等，一般在鋼中呈顆粒狀或球狀

FeOMnOCr2O^AI2O3>SiO2>ZrO2TQ

分布。

復雜氧,化物包括尖晶石類氧化物和各種鈣的硅酸鹽，這些復雜氧化物的熔點高于

鋼的冶煉溫度，并有一個相當寬的成分變化范圍，在鋼液中呈固態存在，是多相

夾雜物，如圖1中的箭頭2所示。

2）硅酸鹽及硅酸鹽玻璃

這類夾雜物的化學式匕用IFeOmMnOnALO^pSQ表示，成分較為復雜，通常呈

多相狀態。

由于鋼液凝固時冷卻速度較快，某些熔融態的硅酸鹽來不及結晶，致使其全部或

部分呈玻璃態，如FeOSiOz（鐵硅酸鹽）、MnO-SbO（錦硅酸鹽）等，如圖1中

的箭頭1所示。

3）硫化物

圖2硫化物夾雜400X

在鋼中主要以FeS、MnS或（MnFe）S等存在，一般在鋼中呈球狀任意分布，或

呈桿狀、鏈狀、共晶式在樹枝間和初生晶粒的晶界處分布，也有呈塊狀、具有不

規則外形、任意分布的，如圖2所示。

k）氮化物

圖3氮化物及氧化物夾雜400X

1-氮化物；2-氧化物；3-條狀石墨

鋼中的氮化物如AIN、TiN、ZrN、VN等，其質點極為細小，呈方形或多角形，如

圖3所示。

02

按夾雜物的可塑性分類

由于鋼中夾雜物在熱壓力加工時具有不同的塑性，其變形程度各異，可分為以下

兒種類型：

1）塑性夾雜物

圖4硫化物夾雜403X

塑性夾雜物在壓力加工時沿加工方向伸長為帶狀、斷續條狀、紡錘狀等，如FeS、

MnS、（Mn、Fe）S,以及含SQ較低（40%-60%）的低熔點硅酸鹽等,如圖4

所示。

2）脆性夾雜物

圖5串連狀夾雜物100X

脆性夾雜物在壓力加工時不變形，但沿加工方向破裂成串，如AI2O3、尖晶石及

車凡、鈦、餡的氧化物等，它們都屬于高熔點、高硬度的夾雜物，如圖5所示。

3）半塑性夾雜物

半塑性夾雜物以具有可塑性的硅酸鹽或鋁酸鈣為主體，并混雜一定數量的脆性氧

化物。熱加工時，因主體夾雜物變形受阻而使夾雜物形狀呈邊界不規則的不連續

條狀。

）球狀（或點狀）不變形夾雜物

圖6球狀或點狀不變形夾雜物100X

這類夾雜物在熱加工過程中仍保持鑄態原形而不發生變形。屬于此類夾雜物的有

SiO2＞含Si。?較高（質量分數大于70%）的硅酸鹽、CaO及其洛入AI2O3后形成的

CaOAIQ）和CaOZALO3等，如圖6所示。

5）對于非金屬夾雜物檢測

可按GB/T10561《鋼中非金屬夾雜物含量的測定標