鋼中非金屬夾雜物

內(nèi)容概要

　　《鋼中非金屬夾雜物》是鋼中非金屬夾雜物研究的一本現(xiàn)代版綜合性著作，以一個全新的視角，應(yīng)用掃描電鏡等先進(jìn)儀器，對鋼中非金屬夾雜物給予一個全新的描述和詮釋。第1章鋼中非金屬夾雜物圖譜，以最新的國家鋼中非金屬夾雜物評級標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，按照A、B、C、D、DS五類夾雜物，以圖譜的形式展示各種夾雜物的形貌特征、尺寸、分布、定性定量數(shù)據(jù)，便于同行快速查閱；第2章鋼中非金屬夾雜物與裂紋萌生，將與夾雜物有關(guān)的失效問題用生動的顯微照片展示出來，使裂紋萌生理論更直觀形象地表現(xiàn)出來，提高失效分析的準(zhǔn)確度；第3章鋼中非金屬夾雜物變化規(guī)律，以圖片的形式顯示塑性、脆性、半脆性和不變形夾雜物在熱加工和冷加工的形態(tài)變化特征，同時也介紹了夾雜物變質(zhì)劑的變性規(guī)律；第4章典型鋼中非金屬夾雜物分析，列出具有代表性的某些鋼種非金屬夾雜物的特殊規(guī)律，揭示出合金元素對鋼中非金屬夾雜物成分的影響。　　《鋼中非金屬夾雜物》可供從事冶金、機(jī)械、檢驗的科研、工程技術(shù)人員以及有關(guān)高等院校師生參考?！朵撝蟹墙饘賷A雜物》作者姜錫山總結(jié)30多年從事鋼中非金屬夾雜物檢測和分析實(shí)踐經(jīng)驗，分析近年來國內(nèi)外發(fā)表的有關(guān)鋼中非金屬夾雜物的文獻(xiàn)，對大量鋼中非金屬夾雜物照片進(jìn)行了分類整理。

作者簡介

姜錫山，1942年1月生，長春人。研究員級高級工程師。1966年畢業(yè)于吉林大學(xué)物理學(xué)院余屬物理專業(yè)。曾任北滿特鋼集團(tuán)科學(xué)技術(shù)協(xié)會秘書長、中國信息協(xié)會信息化研究部副上任、南鋼集團(tuán)掃描電鏡技術(shù)專家等?，F(xiàn)為德國蔡司電子顯微鏡中國大陸代理商OPTON歐波同公司特聘掃描電鏡應(yīng)用培訓(xùn)專家。在北滿特殊鋼股份有限公司從事特殊鋼質(zhì)量檢驗與科研工作30余年，使用掃描電廣顯微鏡及X射線能譜儀等儀器對特殊鋼的金相組織、鋼中非金屬夾雜物、特殊鋼斷裂行為的規(guī)律進(jìn)行研究。在國際上首次發(fā)現(xiàn)鋼中(Mn，F(xiàn)e)S單晶體立體形貌及結(jié)晶學(xué)特征，第四屆亞太地區(qū)電子顯微鏡學(xué)術(shù)會改專家稱其為“國際上不尋常的重大發(fā)現(xiàn)”，該成果被評為黑龍江省科技進(jìn)步一等獎。已出版《特殊鋼余相圖譜》、《特殊鋼缺陷分析與對策》、《鋼鐵顯微斷門速查手冊》、《鋼中非余屬夾雜物》、《連鑄鋼缺陷分析與對策》等著作。在國際學(xué)術(shù)會議上發(fā)表學(xué)術(shù)論文7篇，在國內(nèi)一級和二級科技刊物上發(fā)表特殊鋼學(xué)術(shù)論文近百篇。

書籍目錄

1 鋼中非金屬夾雜物圖譜1.1 A類——硫化物類1.1.1 鑄態(tài)硫化錳與硫化錳鐵夾雜物1.1.2 鍛態(tài)與軋態(tài)硫化物1.1.3 軋材朽木狀斷裂與條狀硫化物1.1.4 沿晶界分布的共晶MnS1.1.5 易切削鋼中的硫化物1.1.6 鋼絞線中的硫化物1.2 B類——氧化鋁類1.2.1 鑄態(tài)樹枝狀A(yù)l2O3簇狀物1.2.2 單顆粒Al2O3夾雜物1.2.3 不規(guī)則SiO2夾雜物1.2.4 球形SiO2夾雜物1.2.5 氧化錳夾雜物1.2.6 FeO·MnO或（Mn，F(xiàn)e）O夾雜物1.2.7 浸入鋼中的Fe2O3結(jié)晶球1.2.8 維氏體——氧化亞鐵（FeO）結(jié)晶球1.2.9 FeO+Fe3O4+Fe2O31.2.10 氧化鈉（Na2O）1.2.11 氧化亞銅（Cu2O）1.2.12 鏈狀氧化物夾雜物1.3 C類——硅酸鹽類1.3.1 錳橄欖石（2MnO·SiO2）1.3.2 硅鈣石（3CaO·2SiO2）1.3.3 鐵堇青石（mFeO·nMnO·pSiO2）1.3.4 鐵橄欖石（2FeO·SiO2）1.3.5 鉻橄欖石（Cr2O3·Sio2）1.3.6 鈣長石（CaO·Al2O3·2SiO2）1.3.7 錳鋁橄欖石（3MnO·Al2O3·3SiO2）1.3.8 錳鈣橄欖石（mMnO·nCaO·pSiO2）1.3.9 MgO·Al2O3·SiO2·CaO硅酸鹽（堇青石）1.3.10 鐵鋁橄欖石（3FeO·Al2O3·3SiO2）1.3.11 硅酸鹽變形后的形貌1.4 D類——球狀氧化物類1.4.1 硫化鈣包裹的球狀復(fù)相夾雜物1.4.2 沒有CaS外殼的球狀復(fù)相夾雜物1.4.3 鋁酸鹽夾雜物1.5 DS類——單顆粒球狀類1.5.1 球狀硫化物夾雜物1.5.2 球狀鋁酸鹽夾雜物1.5.3 球狀復(fù)相夾雜物1.6 尖晶石類1.6.1 純尖晶石（鎂鋁榴石）1.6.2 鐵鉻尖晶石（鐵鉻榴石，又稱鉻鐵礦）1.6.3 錳尖晶石（錳鋁榴石）1.6.4 錳鐵鉻尖晶石（錳鐵鉻榴石）1.6.5 錳鉻尖晶石（錳鉻榴石）1.6.6 鐵釩尖晶石（鐵釩榴石）1.7 氮化物類1.7.1 氮化鋁1.7.2 Fe-Ti-N系氮化物1.7.3 Mn-Ti-Fe-Cr-N系復(fù)合夾雜物1.7.4 不銹鋼斷口中的氮化物1.7.5 TiN的金相特征1.7.6 NbN的金相特征1.7.7 TiN+Ti（C，N） 和TiN+MnS1.7.8 ZrN1.7.9 TiN與Ti（C，N）1.8 夾渣類1.8.1 保護(hù)渣卷渣造成的夾渣1.8.2 保護(hù)渣在結(jié)晶器中的行為1.8.3 38MnVS鋼耐火材料被浸蝕帶入鋼液產(chǎn)生的夾渣1.9 單晶體夾雜物1.9.1 氣泡中的（Mn，F(xiàn)e）S單晶體形貌1.9.2 中間包結(jié)瘤單晶體夾雜物形貌1.9.3 38CrMoAl鋼疲勞斷口上的氮化鋁單晶體1.9.4 高溫合金TiN單晶體1.9.5 純尖晶石MgO·Al2O31.9.6 Fe2O3結(jié)晶球形貌1.9.7 42CrMo鋼疲勞斷口疲勞源上的立方形MgO·Al2O3尖晶石單晶體1.9.8 SWRH82B鋼熱軋盤條拉伸斷口八面錐體MgO·Al2O3尖晶石單晶體1.10 SWR正182B鋼連鑄坯磷化物Fe3P分析1.11 液析碳化物和異金屬夾雜物1.11.1 液析碳化物1.11.2 異金屬夾雜物1.12 稀土夾雜物及其對鋼性能的影響1.12.1 稀土夾雜物1.12.2 稀土元素對$20A鋼硫化物形狀的影響1.13 中間包浸入式水口（SEN）結(jié)瘤物2 鋼中非金屬夾雜物與裂紋萌生2.1 非金屬夾雜物對鋼材性能的影響2.2 脆性球狀夾雜物沿“赤道”裂紋萌生2.3 硫化物對鋼易切削性能的影響2.4 夾雜物對軸承鋼接觸疲勞剝落的影響2.5 夾雜物對鋼拉伸韌性斷裂裂紋萌生的動態(tài)觀察2.6 硅酸鹽與裂紋萌生2.7 12PCrNilMo鋼管件斷口上出現(xiàn)“小裂口”觀察2.8 耐火材料卷入鋼液產(chǎn)生的夾渣裂紋2.8.1 試樣及試驗方法2.8.2 試驗結(jié)果2.8.3 結(jié)果分析2.8.4 夾渣產(chǎn)生的理論分析2.8.5 結(jié)論2.9 保護(hù)渣卷入鋼液產(chǎn)生的夾渣斷口2.10 夾渣產(chǎn)生的軸頸表面裂紋2.11 夾雜物產(chǎn)生的疲勞斷裂2.11.1 Al2O3·MgO·CaO·SiO2復(fù)相夾雜物疲勞源2.11.2 MgO·Al2O3尖晶石夾雜物疲勞源2.11.3 Al2O3·MgO·CaO·SiO2復(fù)相夾雜物疲勞源2.11.4 （T1，V）N氮化物夾雜物疲勞源2.11.5 保護(hù)渣產(chǎn)生的疲勞源2.11.6 Al2O3夾雜物產(chǎn)生的疲勞源2.11.7 60Si2CrVA鋼申Al2O3·MgO·CaO夾雜物產(chǎn)生的疲勞源2.11.8 AermetloO鋼夾渣產(chǎn)生的疲勞源2.11.9 4340鋼內(nèi)部夾雜物起裂2.11.10 US鋼夾渣疲勞源2.11.11 US鋼CaO·Al2O3鋁酸鈣夾雜物疲勞源2.11.12 Aermet100表面起裂2.11.13 4340鋼表面起裂2.11.14 38MnVS5鋼的疲勞裂紋擴(kuò)展路徑3 鋼中非金屬夾雜物變化規(guī)律3.1 鋼中非金屬夾雜物的分類3.1.1 按夾雜物的形態(tài)和分布分類3.1.2 按非金屬夾雜物的化學(xué)組成分類3.1.3 按非金屬夾雜物尺寸分類3.1.4 根據(jù)鑄態(tài)鋼夾雜物在熱加工相對變形程度不同分類3.1.5 按照夾雜物生成的階段順序分類3.1.6 按夾雜物的相結(jié)構(gòu)特征分類3.2 固態(tài)與液態(tài)非金屬夾雜物3.2.1 固態(tài)非金屬夾雜物3.2.2 液態(tài)非金屬夾雜物3.3 弧形連鑄坯內(nèi)弧上部夾雜物聚集帶的形成3.4 常見主要元素及其非金屬夾雜物3.5 軋制前后鋼中夾雜物的形態(tài)變化3.6 各類非金屬夾雜物與鋼基體之間的斷裂行為3.6.1 硅酸鹽在加工后的變化規(guī)律3.6.2 硫化物（MnS或（Mn，F(xiàn)e）S）的變形規(guī)律3.6.3 鋁酸鹽類夾雜物加工變化規(guī)律3.6.4 脆性夾雜物的脆裂3.7 鋼中夾雜物的控制3.7.1 外部夾雜物的控制3.7.2 內(nèi)部夾雜物的控制3.7.3 鋼中夾雜物的變性處理3.8 軸承鋼大顆粒點(diǎn)狀夾雜物的屬性與來源分析3.8.1 精煉工藝過程夾雜物變化規(guī)律3.8.2 點(diǎn)狀夾雜物能譜分析3.8.3 點(diǎn)狀夾雜物的組成及分布位置3.8.4 精煉渣系與點(diǎn)狀視場合格率和出現(xiàn)率的關(guān)系3.8.5 吹氬攪拌強(qiáng)度的影響3.8.6 真空上升速度的影響3.8.7 夾雜物的來源3.8.8 夾雜物與工藝的關(guān)系3.9 SWRH82B鋼中氧化物系夾雜物的控制3.9.1 夾雜物的種類3.9.2 夾雜物的來源3.9.3 工藝控制措施3.9.4 工業(yè)實(shí)驗效果3.10 鈣處理對鋼中非金屬夾雜物變性效果分析3.11 非金屬夾雜物的來源3.11.1 內(nèi)生非金屬夾雜物3.11.2 外來非金屬夾雜物3.12 幾種典型非金屬夾雜物的生成規(guī)律3.12.1 硫化物的生成規(guī)律3.12.2 B類氧化物的生成規(guī)律3.12.3 MgO·Al2O3·SiO2·MnO復(fù)相夾雜物的生成規(guī)律3.12.4 mCaO·nAl2O3夾雜物的生成規(guī)律3.12.5 氮化鈦及碳氮化鈦的生成規(guī)律3.12.6 MgO·Al2O3鎂鋁尖晶石夾雜物的生成規(guī)律3.12.7 點(diǎn)狀夾雜物外包裹CaS的生成規(guī)律3.12.8 DS類夾雜物的生成規(guī)律3.12.9 硅酸鹽類夾雜物的生成規(guī)律3.13 鋼包耐火材料對鋼中夾雜物的影響3.13.1 鋁鎂（碳）質(zhì)耐火材料對應(yīng)的夾雜物特征3.13.2 MgO質(zhì)耐火材料對應(yīng)的夾雜物特征3.13.3 鎂鈣（碳）質(zhì)耐火材料的夾雜物特征3.14 非金屬夾雜物對鋼性能的影響3.14.1 非金屬夾雜物對鋼強(qiáng)度的影響3.14.2 非金屬夾雜物對疲勞性能的影響3.14.3 非金屬夾雜物對鋼韌性和塑性的影響3.14.4 非金屬夾雜物對鋼斷裂韌性的影響3.14.5 非金屬夾雜物對鋼工藝性能的影響3.14.6 Al2O3夾雜物對鋼性能的影響3.15 鋼中夾雜物去除技術(shù)的進(jìn)展3.15.1 鋼中夾雜物的長大、上浮與分離3.15.2 鋼中夾雜物去除技術(shù)3.15.3 鋼中夾雜物去除技術(shù)的冶金功能比較3.16 潔凈鋼生產(chǎn)技術(shù)3.16.1 潔凈鋼的概念3.16.2 潔凈鋼生產(chǎn)技術(shù)4 典型鋼種非金屬夾雜物分析4.1 42CrMo鋼疲勞試樣夾雜物分析4.1.1 A類（硫化物類）4.1.2 B類（氧化鋁類）4.1.3 D類（球狀氧化物類）4.1.4 DS類（單顆粒球狀類）4.2 LX72簾線鋼鑄態(tài)夾雜物分析4.3 高碳硅錳耐磨鑄鋼夾雜物分析4.4 X70管線鋼夾雜物分析4.4.1 X70管線鋼冶煉工藝4.4.2 脫氧劑對夾雜物的影響4.4.3 影響管線鋼性能的夾雜物4.4.4 典型管線鋼夾雜物4.5 硅鈣鋇鎂合金脫氧鋼中夾雜物組成與形態(tài)4.6 φ5.5mmSWRH82B預(yù)應(yīng)力鋼絞線縱向夾雜物分析4.7 φ5.5mmC72DA熱軋盤條縱向夾雜物分析4.8 軸承鋼夾雜物分析4.9 20SiMn鋼鑄態(tài)球狀鑲嵌型復(fù)相夾雜物4.9.1 硫化錳鐵（Fc，Mn）S4.9.2 球狀硅酸鹽鑲嵌晶體顆粒的復(fù)相夾雜物4.10 40Mn中間軸鍛件密集分布的夾雜物條帶4.11 高品質(zhì)鋼潔凈度的基本要求參考文獻(xiàn)附錄 蔡司電子顯微鏡先進(jìn)技術(shù)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：插圖：是指在鍛件、板材、棒材的縱向斷口上呈現(xiàn)出非結(jié)晶、五金屬光澤、無氧化條帶、無明顯塑性變形的木紋狀結(jié)構(gòu)，斷口凸凹不平并呈現(xiàn)臺階狀，它多出現(xiàn)在鋼的軸心區(qū)。鋼中存在的大量非金屬夾雜物在晶界上沉積，是形成層狀斷口的內(nèi)因；鍛軋之后，特別是鍛比較大，形成纖維組織，是形成層狀斷口的外因。層狀斷口使鋼的橫向力學(xué)性能，特別是塑性和沖擊韌性下降。這種斷口用熱處理方法不能消除，需要控制級別使用。眾所周知，帶狀組織使鋼的橫向性能降低，木紋狀組織也使橫向性能降低。在斷裂過程中，每一個細(xì)長的（Mn，F(xiàn)e）S都是一個微裂紋源，由于夾雜物的塑性和基體不同，在外力的作用下，基體首先變形，在張力的作用下，長條狀的夾雜物與基體界面產(chǎn)生顯微裂縫。隨著應(yīng)力的增加，這些裂縫逐漸長大，直至發(fā)展成沿鋼縱向的宏觀小裂口，密集的小裂口在斷裂面上宏觀表現(xiàn)為木紋狀。加之帶狀組織的作用，使爆破首先在此破開，構(gòu)成破裂的源區(qū)。粒狀貝氏體是鋼中錳元素的偏高區(qū)域，也是一種冶金缺陷，助長了微裂紋的形成。輕微的木紋狀斷口，由于元素偏析較輕，夾雜物少且分布均勻。在鋼中出現(xiàn)帶狀組織時產(chǎn)生不同的黑、白帶，在黑帶中的合金元素含量通常比白帶高，不具有木紋狀的斷口特征，表現(xiàn)為細(xì)纖維狀，斷裂是以穿晶微孔聚集形式出現(xiàn)的，其微孔尺寸雖稍有不同，但形狀基本是等軸的。

編輯推薦

《鋼中非金屬夾雜物》作者姜錫山總結(jié)30多年從事鋼中非金屬夾雜物檢測和分析實(shí)踐經(jīng)驗，分析近年來國內(nèi)外發(fā)表的有關(guān)鋼中非金屬夾雜物的文獻(xiàn)，對大量鋼中非金屬夾雜物照片進(jìn)行了分類整理。在編寫過程中，試圖選擇一個全新的視角，借助掃描電子顯微鏡和x射線能譜儀、電子探針等先進(jìn)科學(xué)儀器的分析照片，向讀者展示鋼中各類非金屬夾雜物的形貌及X射線元素彩色面分布圖等；用動態(tài)觀察跟蹤夾雜物變化規(guī)律，將夾雜物與裂紋萌生的微觀世界用宏觀的視覺效果展示出來；按照鋼材生產(chǎn)流程的各個階段，從煉鋼→精煉→連鑄→軋材→成品材→使用等各個環(huán)節(jié)，系統(tǒng)介紹非金屬夾雜物的變化和變性規(guī)律；根據(jù)夾雜物的屬性，代表性地分析各類夾雜物對鋼材性能的影響；提出了生產(chǎn)潔凈鋼的工藝路線和改進(jìn)措施。

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