钢中非金属夹杂物含量测定金相制备

前言：

非金属夹杂物是金属材料中非金属元素氧、氮、硫与金属元素铁、锰、铝、钛等组成的氧化物、氮化物、硫化物和硅酸盐、尖晶石等复合氧化物的总称。非金属夹杂物的危害：非金属夹杂物是金属的内部组织产生应力集中及裂纹的根源之一，非金属夹杂物分布在金属的基体组织中，犹如金属中分布了许多强度极低的空隙。当受到外力作用时，随金属的变形流动，这些非金属夹杂所形成的空隙就会长大、延伸而形成显微裂纹或裂纹。因此，非金属夹杂物对与断裂过程有关的一系列指标（如塑性、韧性、疲劳性能）均带来很大影响。因此，夹杂物的数量和分布被认定是评定钢材质量的一个重要指标，并且被列为优质钢和高级优质钢出厂的常规检测项目之一。

非金属夹杂物分类

-参考GB/T 10561-2005 （其他相关标准：ASTM E45 / ISO 4967 / EN 10247 / DIN 50602）

A类（硫化物类）：具有高的延展性，有较宽范围形态比（长度/宽度）的单个灰色夹杂物，一般端部呈圆角；

B类（氧化铝类）：大多数没有变形，带角的，形态比小（一般＜3），黑色或带蓝色的颗粒，沿轧制方向排成一行（至少有3个颗粒）；

C类（硅酸盐类）：具有高的延展性，有较宽范围形态比（一般≥3）的单个呈黑色或深灰色夹杂物，一般端部呈锐角；

D类（球状氧化物类）：不变形，带角或圆形的，形态比小（一般＜3），黑色或带蓝色的，不规则分布的颗粒；

DS类（单颗粒球状类）：圆形或近似圆形，直径≥13μm的单颗粒夹杂物。

非金属夹杂物的光学特性

正确判断和鉴定非金属夹杂物在金相法检验中十分重要，首先是在金相显微镜下进行，利用明视场观察夹杂物的颜色、形态、大小和分布；在暗视场下观察夹杂物的固有色彩和透明度；在偏振光正交下观察夹杂物的各种光学性质。

如何制备出一个WM的非金属夹杂物含量测定的样品一直是金相工程师们关注的问题。随着科技的发展，技术水平的提高，半自动磨抛及全自动磨抛设备逐渐代替了手动磨抛过程，提GX率，也提高了试样制备质量和重复性，同时非金属夹杂物检测设备、检测方法的逐渐自动化，对试样的制备也将提出更高的要求。

非金属夹杂物制备难点：

1）试样检测面积较大（一般≥200mm²），试样难以磨平；

2）批量试样制备容易造成过程中清洗、吹干不及时而产生腐蚀锈点，且难以去除。

3）如果砂纸或抛光布切削性能差，长时间机械摩擦易导致夹杂物的脱落。

4）终抛若选择Al₂O₃ 抛光液，容易在试样表面吸附大量Al₂O₃，难以清洗，对夹杂物评定造成影响。夹杂物的脱落、腐蚀点、表面附着的外来异物等都会对夹杂物的识别和判定造成干扰。

使用半自动磨抛设备推荐方法：

1）推荐ZX力方式制备批量试样，或≥40mm直径尺寸模具镶嵌；

2）抛光过程中将金刚石悬浮液（多晶或单晶）与酒精以1:1混合使用，在步骤切换过程中，清洗完成后务必及时吹干试样表面，防止水分的长时间停留而导致腐蚀生锈； 

3）夹杂物的研磨尽量选择新的或切削性能较好的砂纸，粗抛选择切削性能好且平整的编织或缎面布，精抛选择绒毛布；

4）使用1微米或更细金刚石悬浮液终抛。

标乐推荐磨抛工艺

典型夹杂物