浙江至德钢业有限公司技术人员通过大量试验事实说明夹杂物对钢的强度影响较小,对钢的韧性危害较大,其危害程度又随钢的强度的增高而增加。
1. 夹杂物变形性对钢性能的影响
钢中非金属夹杂物的变形行为与钢基休之间的关系,可用夹杂物与钢基体之间的相对变形量来表示,即夹杂物的变形率v ,夹杂物的变形率可在v=0~1这个范围受化,若变形率低,钢经加工变形后.由于钢产生塑性变形,而夹杂物基本不变形,便在夹杂物和钢基体的交界处产生应力集中,导致在钢与夹杂物的交界处产生微裂纹,这些微裂纹便成为零件在使用过程中引起疲劳破坏的隐患。
2. 夹杂物引起应力集中
夹杂物的热膨胀系数越小,形成的拉应力越大,对钢的危害越大。在高温下加工变形时,夹杂物与钢基体热收缩的差别,使裂纹在交界面处产生。它很可能成为留住基体中潜在的疲劳破坏源。危害性最大的夹杂物是来源于炉渣和耐火材料的外来氧化物。
3. 夹杂物与钢的韧性
超高强度钢和碳钢中MnS夹杂物的含量对强度无明显影响,但可使韧性降低。其中断裂韧性随硫含量增加而降低,具有明显的规律性。 从夹杂物类型比较,硫化物对韧性的影响大于氮化物,在氮化物中ZrN 对韧性的危害较小,夹杂物类型不同而含量相近的情况下,变形成长条状的MnS对断裂韧性影响大于不变形的硫化物(Ti-S,Zr-S) 。 串状或球状硫化物对ψ和AkV均不利,就对短横试样的危害而言,串状比球状危害更严重。