非金属夹杂

金属中含有的非成分和性能所要求的非金属相

非金属夹杂(non一metallic inclusion)金属中含有的非成分和性能所要求的非金属相。非金属夹杂来源于金属熔炼和铸造过程中，熔体中各元素与炉气等介质反应产生的氧化物和氮化物以及由炉体、炉衬、罐衬、汤道、水口、中间罐和炉料等带入的耐火材料残渣、灰分、脱氧产物和残留熔剂等。

简介

钢中常见的非金属夹杂有氧化物(A12O3、Mn02、Feo、Fe3O;和 Fe20:等)、硫化物(FeS、MnS、MnS·FeS等)、硅酸盐（如硅酸亚铁(ZFeO·5102)、硅酸亚锰(ZMnO· 510:)和铁锰硅酸盐(mFeo·nMnO·PSIO。等）j和氮化物一（TIN、ZrN）等。铜及铜合金中的非金属夹杂常有CuZO、CuO、CuZS、CuS等。铝及铝合金中有 A12O3、MgO、5102、A12O:·MgO(尖晶石)，还有一些净化处理时产生的氯化物(M邪12)和氮化物等。镁及镁合金中主要夹杂物是M扣、少量的Mg3N:和 MgZe。钦及钦合金中的夹杂为Tio、TIOZ、TiZO3、 TiaOS和TIN等。

危害

不同形态的夹杂物混杂在金属内部，破坏了金属的连续性和完整性。夹杂物同金属之间的结合情况不同、弹性和塑性的不同以及热膨胀系数的差异，常使金属材料的塑性、韧性、强度、疲劳极限和耐蚀性等受到显著影响，同时也常常影响加工零件的表面质量和加工工具的寿命。非金属夹杂分塑性夹杂和脆性夹杂。塑性夹杂如MnS等随金属变形而延伸轧薄。脆性夹杂如 Al:0。等随金属变形而破碎。另一些夹杂物软化点及硬度很高，热加工中不变形，不破碎，保持原来形状，如TIN、稀土硫氧化物等。铜中氧化夹杂CuZO常分布在晶界上，Cu20是一种硬脆相，会降低金属的热塑性，还影响铜的导电能力。

因此，导体铜最好是无氧铜(含氧量在。:003%以下)。铝合金在熔炼过程中，熔体表面的氧化皮膜很容易混进熔体进入铸锭形成夹杂物。这些氧化膜在金属的塑性变形过程中会使金属产生分层。特别是在棋锻件中，氧化膜沿金属流线分布会严重影响锻件的疲劳性能。因此，飞行器锻件对氧化膜有非常严格的要求。非金属夹杂的形态、大小和在金属中分布的情况不同，对金属性能有不同的影响。通常集中分布、尺寸较大的颗粒和团块对金属材料性能的影响最大;分散、细小颗粒的影响相对要小一些。高度弥散分布的杂质可作为异质晶核使铸锭晶粒细化，在变形和热处理过程中影响晶界迁移，可改善再结晶组织。非金属夹杂物按占母体金属的质量百分数评定，或根据产品标准中的图片评级，并按产品的使用要求确定允许存在的百分比或级别。髓钢轨中的非金属夹杂防止非金属夹杂的措施有:熔体炉内净化、悠体炉外净化、吹氢搅拌、保护浇注、控温浇注等。

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