鋼在冶煉,、澆注中不可避免的會形成夾雜,，鋼中的夾雜物對材料性能的影響主要取決于夾雜物的形狀,、尺寸,、類型、分布、數(shù)量以及與鋼基體的結(jié)合方式等,。夾雜物在鋼中是以不同于基體金屬的的額外相存在的,，它能將完整的組織分割開，使鋼中組織變得不均勻,，影響材料最終的使用性能,。一方面它同基體的彈性模量不同，當(dāng)外加應(yīng)力作用時夾雜物相當(dāng)于基體缺陷,，在其周圍容易形成應(yīng)力集中,；另一方面，夾雜物的熱膨脹系數(shù)與基體材料有不同,，因而兩者在冷卻時收縮程度會有差異,，容易在鋼中形成較多的縮孔，降低材料抗疲勞性能,。數(shù)量較多且分布混亂的夾雜物明顯降低鋼最終的使用性能,，如韌性、塑性,、焊接性和耐腐蝕性等,，特別是沿晶界析出的夾雜和團(tuán)簇狀的Al2O3大夾雜對鋼中組織和性能的破壞性更大。
材料中夾雜物的形成機(jī)理主要是夾雜物先以異質(zhì)點(diǎn)為核心獨(dú)立形核,、長大,，同時在長大過程中，由于各個質(zhì)點(diǎn),、元素表面活性不同,，會發(fā)生相互吸引、靠攏,，最終合并長成大尺寸的夾雜物。
試樣中夾雜物形態(tài)主要以橢圓形和紡錘形存在,，能譜儀的元素分析表明該夾雜物主要由S,、O、Mn,、Al 等元素組成,，進(jìn)一步推斷試驗(yàn)鋼基體中夾雜物的 MnS、Al2O3夾雜,，此外可能還有含有 Ti 元素的夾雜物出現(xiàn),，推斷可能以TiS、TiO 的混合夾雜物,?？傊掌杏^察到的夾雜物并不是由單一的化合物組成，而是由MnS,、Al2O3,、TiS、TiO 組成的復(fù)合夾雜物,。
研究顯示,，當(dāng)鋼中Mn 含量較高時，硫化物夾雜主要是以MnS(或MnS 和FeS）的形式存在,。并按其特征可以分為以下三種：第一種是在含氧量較高的情況下形成,，這種MnS 夾雜在鑄態(tài)中以球狀分布，且加工塑性較低,；第二種 MnS 夾雜沿晶界分布,，在加工時容易沿著加工方向拉長；第三種MnS 夾雜主要形成在加有過量鋁（脫氧劑）的鋼中,，此時MnS會呈現(xiàn)復(fù)雜形狀分布,，這種夾雜加工時塑性較好。通常第二種 MnS 夾雜對材料的綜合性能影響最大,，因此,，在鋼中要盡量避免第二種MnS 夾雜在晶界的分布。
添加稀土后夾雜物發(fā)生明顯變化,，形態(tài)由原來的橢圓形和紡錘形變?yōu)榻蛐?，另外能譜儀分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，原先存在的MnS,、Al2O3和含Ti 的一些夾雜物沒有找到,，轉(zhuǎn)而代替的是稀土硫化物和稀土硫氧化物。
稀土夾雜物在形成過程中首先是以先析出的熔點(diǎn)較高的氧化物,、硫化物作為形核質(zhì)點(diǎn),，稀土的活性很大，會有部分稀土逐漸吸附到這個硬質(zhì)核心表面,，另外,，化學(xué)位梯度的存在，致使晶核與其周圍存在的稀土原子產(chǎn)生濃度差,，進(jìn)一步加強(qiáng)了稀土元素的擴(kuò)散,，有利于稀土原子向硬質(zhì)核心處移動，通過不斷的吸引,、靠攏,、融合，最終形成稀土的氧硫化物,。另外夾雜物的尺寸與稀土元素的聚集量有關(guān),，稀土元素越多，吸附的其他雜質(zhì)元素就多，稀土元素少,，吸附的其他元素也就越少,。試驗(yàn)所用鋼中的大部分稀土夾雜物由于稀土的量并不很多，于是夾雜物尺寸也比較合理,。另外,，細(xì)小且彌散的稀土夾雜物可以顯著提高材料抗腐蝕性能，尤其對緩解點(diǎn)狀腐蝕對材料性能破壞有顯著效果,。
對于鋼中的夾雜物,，國內(nèi)外研究人員主要是針對夾雜物的種類、形貌,、數(shù)量等研究較多,，而對于夾雜物的分布特點(diǎn)最近幾年研究比較少，文中利用水浴加熱將試樣用飽和苦味酸溶液侵蝕,，顯示奧氏體晶界后,，在利用掃描電鏡觀察夾雜物，分析試樣鋼中夾雜物與奧氏體晶界位置關(guān)系,。
晶界在鋼中處于比較特殊的地位,。相對晶粒內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征而言，晶界上原子排列比較混亂,，存在有大量缺陷,；同時，晶界能量較晶體內(nèi)部高,，活動能量強(qiáng),，而且最容易受到侵蝕；另外,，晶界也是鋼中合金元素容易富集的位置,，理論上雜質(zhì)物在晶界處比較容易生成。晶界往往是材料中結(jié)構(gòu),、能量,、成分起伏變化較大的位置，晶界的特性對鋼中組織轉(zhuǎn)變和最終力學(xué)性能都有顯著的影響,。
對于元素在晶界的富集理論,，國內(nèi)外專家都有過深入的研究,，其中一些具有代表性的理論已被人們所熟知和接受,。一般來講，元素在晶界偏聚有平衡和非平衡兩類：溶質(zhì)原子存在于晶界上,，并在晶界上產(chǎn)生富集或者貧化現(xiàn)象,，稱之為平衡偏聚，其行為屬于熱力學(xué)范疇；而非平衡偏聚則是指外界因素變化而產(chǎn)生的過飽和的點(diǎn)缺陷和雜質(zhì)的混合體,，所以非平衡偏聚是動力學(xué)過程,。元素偏聚主要對晶界產(chǎn)生三方面的作用：晶界擴(kuò)散、晶界能和晶界應(yīng)力,。這三種作用同時也是微量元素的基本作用,，材料中出現(xiàn)的晶界滑移、晶界斷裂等都與這三種作用有直接聯(lián)系,。
稀土由于其特殊的物理化學(xué)特性,，在鋼中添加稀土后會明顯改變鋼中夾雜物的種類，使其轉(zhuǎn)變?yōu)橄⊥裂趸?、稀土硫氧化物,、稀土硫化物等稀土類夾雜，除此之外,，在鋼中添加稀土還可以明顯改變鋼中夾雜物的分布,。
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