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简述铸钢中的非金属夹杂物来源及分类

时间:2021-01-28 14:31:52 点击:185 次 来源:洛阳尼森过滤网布制造有限公司
  非金属夹杂物是在炼钢过程中,少量炉渣、耐火料材及冶炼中反应产物进入钢液而形成的。铸钢过程中,由于钢液中存在一些非金属夹杂物,会使得金属的连续性被破坏,降低铸钢件的工艺性能、机械性能等,所以在铸钢时需要用到钢水过滤网来对这些非金属夹杂物进行过滤,净化钢液。那么铸钢中的非金属夹杂物来源及分类是什么呢?下面尼森小编就来具体说一下。
  

  一、非金属夹杂物的来源

  
  1、脱氧、脱硫产物,特别是一些密度大的脱氧产物未及时排除。
  
  2、随着钢液温度的降低,硫、氧、氮等元素的溶解度相应下降,达到过饱和,这些过饱和析出的组元常以低熔点共晶或化合物的形式残留在金属中。
  
  3、金属与外界物质相互作用生成的非金属夹杂物,如金属料表面的黏砂、锈蚀、焦炭中的灰分熔化后成为熔渣,炉衬和浇包受金属液侵蚀生成的非金属夹杂物。
  
  5、钢液被大气氧化生成的氧化物。
  
  6、金属在熔炼过程中,由于合金元素的加入和炉料中非金属物质生成的气化物,使部分残留在金属液中的这些物质形成夹杂物。
  
  7、从过滤网截获的夹杂物中看到,有相当数冠的釉状物和耐火砖碎块及石灰块。釉状物的来源,底漏式钢水包下部的包璧、包底、中间塞砖、漏砖及修包时的填料,在高温钢水浸蚀下形成熔渣,并随商速下泻的钢水进入型腔;耐火砖碎块的来源,钢水包塞头砖在高温时强度减低,浇注时中轴塞砖上下起落冲击塞头,当下部有冷钢时,塞砖被碰碎脱落而进入钢液;石灰块的来源,出钢时,出钢口的石灰掉入包底,钢液进入后仍未上浮,在浇注时随钢液进入型腔。
  
  8、在有色金属制造过程中,山精炼剂、变质剂和覆益剂所产生的熔剂盐类夹渣。在实际生产条件下,这类夹渣进入型腔的随机性很大,是一个不可忽视的损害铸钢件质量的夹杂来源。
  

  二、非金属夹杂物的分类

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  非金属夹杂物的分类可按照来源、化学成分以及形态分为三大类。
  

  1、按来源分

  
  按来源分为内生夹杂物与外来夹杂物。
  
  (1)内生夹杂物
  
  钢在冶炼过程中,脱氧反应会产生氧化物和硅酸盐等产物,若在钢液凝固前未浮出,将留在钢中。溶解在钢液中的氧、硫、氮等杂质元素在降温和凝固时,由于溶解度的降低,与其他元素结合以化合物形式从液相或固溶体中析出,留在钢锭中,它是金属在熔炼过程中,各种物理化学瓜形成的夹杂物。内生夹杂物分布比较均匀,颗粒也较小,正确的操作和合理的工艺措施可以减少其数量和改变其成分、大小和分布情况,但一般来说是不可避免的。
  
  (2)外来夹杂物
  
  钢在冶炼和浇注过程中悬浮在钢液表面的炉渣、或由炼钢炉、出钢槽和钢包等内壁肃落的耐火材料或其他夹杂物在钢液凝固前未及时清除而留于钢中。它是金属在熔炼过程中与外界物质接触发生作用产生的夹杂物。如炉料表面的砂土和炉衬等与金属液作用,形成熔渣而滞留在金属中,其中也包括加入的熔剂。这类夹杂物一般的牲是外形不规则,尺寸比较大,颁也没有规律,又称为粗夹杂。这类夹杂物通过正确的操作是可以避免的。
  
  内生夹杂物的类型和组成取决于熔炼工艺与合金成分。外来夹杂物多为成分复杂的氧化物,其尺寸较大,形状多呈多角形,分布无规律。
  

  2、按化学成分分

  
  按化学成分分为氧化物系夹杂、硫化物系夹杂、氮化物夹杂。
  
  (1)氧化物系夹杂
  
  简单氧化物有FeO、Fe2O3、MnO、,SiO2、Al2O3、MgO和Cu2O等。在铸钢中,当用硅铁或铝进行脱氧时,夹杂比较常见。在钢中常常以球形聚集呈颗粒状成串分布。复杂氧化物,包括尖晶石类夹杂物和各种钙的铝酸盐等,以及钙的铝酸盐。硅酸盐夹杂也属于复杂氧化物夹杂,这类夹杂物有铁硅酸盐、锰硅酸盐和钙硅盐等这类夹杂物在钢的凝固过程中,由于冷却速度较快,某些液态的硅酸盐来不及结晶,其全部或部分以玻璃太的形式保存于钢中。
  
  (2)硫化物系夹杂
  
  主要是FeS、 MnS和CaS等。由于低熔点的FeS易形成热脆,所以一般均要求钢中要含有一定量的锰,使硫与锰形成熔点较高的MnS而消除FeS的危害。因此钢中硫化物夹杂主要是  MnS.
  
  铸态钢中硫化物夹杂的形态通常分为三类:形态为球形,这种夹杂物通常出现在用硅铁脱氧不完全的钢中;在光学显微镜下观察呈链状的极细的针状夹杂;呈块状,外形不规则,在过量铝脱氧时出现。
  
  (3)氮化物夹杂
  
  当钢中加入与氮亲和力较大的元素时形成A1N、TiN、ZrN和VN等氮化物。在出钢和浇铸过程中钢液与空气接触,氮化物的数量显著增加。
  

  3、按形态分

  
  按不同形态分为塑性夹杂、脆性夹杂、不变形夹杂。这是因为不同夹杂物在加热温度下具有不同的塑性,所以加工变形后钢材中的夹杂物将呈现不同的形态,
  
  (1)塑性夹杂
  
  塑性夹杂在热加工过程中,是沿着热加工方向延伸成条带状。在FeS、MnS 以及SiO2 含量较低(40%—60%)的时候,低熔点的硅酸盐夹杂就属于这一类夹杂。
  
  (2)脆性夹杂
  
  脆性夹杂在热加工的过程中是不发生变形的,但它却是沿着热加工方向破裂成串。Al2O3和尖晶石型复合氧化物,以及钒、钛、锆的氮化物等一些高熔点高硬度的夹杂物,就是属于这一类夹杂。
  
  (3)不变形夹杂
  
  不变形夹杂在热加工的过程中,是保持原来本身的球点状不变。SiO2 、含SiO2 较高(>70%)的硅酸盐、钙的铝酸盐以及高熔点的硫化物 RE2S3、RE2O2S 、CaS等,都是属于这一类夹杂。
  
  以上就是对铸钢中的非金属夹杂物来源及分类的介绍,可以看出非金属夹杂物来源于许多地方,如脱氧产物为及时排除,氧化生成的氧化物等,其按照来源、化学成分及不同形态可将夹杂物分为三大类。由于非金属夹杂物对铸钢件产生一定的影响,所以铸造过程中就会使用到钢水过滤网来过滤这些夹杂物,改善铸件的性能。而尼森过滤网布制造公司拥有十余年铸造过滤网技术的厂家,采用现代化的生产设备,科学系统化的生产检验流程,确保钢水过滤网的品质,如果您有需求,欢迎联系尼森详询哦~
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