S136模具钢

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S136模具钢中非金属夹杂物的种类和特征

S136模具钢中非金属夹杂物的种类和特征
 
非金屑夹杂物显著影响钢的使用性能,同时对S136模具钢的切削性能及表面粗糙度也有重要影响。分析夹杂物的类型、数量、大小、形状和分布是冶金质量检验及失效分析的重要方面。
 
S136模具钢中非金屑夹杂物依其来源可分为两大类:
    (1)外来夹杂物;这类夹杂物是由耐火材料、炉渣等在冶炼、出钢、浇注过程中进入钢液中来不及上浮而滞留在钢中造成的,外来夹杂物尺寸比较大,故又称租夹杂,外形不规则,分布也没有规律;
    (2)内生夹杂物:溶解在钢液中的氧、硫、氮等杂质元索在降温和凝固时,由于溶解度降低,它们与其他元素化合并以化合物形式从液相或固溶体中析出,后包含在钢锭中,这类化合物称为内生夹杂物,内生夹杂物的颗粒一般比较细小,故又称为细夹杂。通常钢中非金属夹杂物主要是内生夹杂物。
    内生夹杂物是不可避免的,正确的操作只能减少其数量或改变其成分、大小及分布情况;至于外来夹杂物,只要操作正确、仔细,则是可以避免的。

    S136钢中常见的非金属夹杂物,依其性质、形态和变形特征等又可分为以下几种。
    (1)氧化物:常见的氧化物有FeO、MnO、si02:、Al2O3、Cr203等。多数氧化物的塑性极低,脆性大、易断裂,属脆性夹杂物,经轧、锻后沿加工方向排列成串或点链状分布,在明场下呈灰色。抛光性差、易剥落,如图4—12所示。
    (2)硫化物:如MnS、Fes等,塑性较好,属塑性夹杂物。经轧、锻加工后沿加工方向变形,呈纺锤形或线段状。在明场下呈浅灰色。抛光性好,不易剥落,如图4—13所示。
    (3)硅酸盐:硅酸盐夹杂有易变形的(如2MnO.siO2),也有不易变形的。易变形的硅酸盐夹杂与硫化物相似,沿加工方向延伸变形呈线段状,明场下呈灰色或暗灰色;不易变形的硅酸盐与氧化物相似,沿加工方向呈颗粒状分布,明场下也呈暗灰色。在定量评级时,脆性硅酸盐按氧化物评级,而塑性硅酸盐按硫化物评级。
    (4)点状不变形夹杂物:简称点状夹杂,铬轴承钢中的点状夹杂物主要是由镁尖晶石和含钙的铝酸盐或含铝、钙、锰的硅酸盐所组成。这种不变形夹杂物经加工后不变形,以点(球)状形式存在,如图4—14所示。
    (5)氯化物:通常遇到的氯化物夹杂有A1N、TiN、VN、ZrN等,它们的形状一般比较规则,多呈正方形、长方形、三角形等。压力加工不变形。在明场下呈浅黄色、金黄色或玫瑰色。
    非金属夹杂物的存在破坏了S136金属基体的连续性,它们在钢中的形态、数量、大小和分布都不同程度地影响着钢的各种性能。例如,非金属夹杂物导致应力集中,引起疲劳断裂;数量多且分布又不均匀的夹杂物会明显地降低钢的塑性、韧性、焊接性以及耐腐蚀性;模具钢内呈网络状存在的硫化物会造成热脆性。因此,夹杂物的数量和分布通常被认为是评定钢质量的一个重要指标,并被列为优质钢和高级优质钢出厂的常规检验项目之一。


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