耐蚀合金NS3102丝材中的夹杂物分析

摘要：NS3102合金丝中的夹杂物主要产生于中频感应熔炼和浇注过程，其内生夹杂物主要为尖晶石氧化物MgO·Al2O3和棱状氮化物TiN，尺寸较小，约2um以下，这两类夹杂物都属于脆*夹杂物。对合金丝进行力学*能检测，应力-应变曲线表明合金具有良好的塑*和强度，其抗拉强度为1600MPa，应变在0.20处发生断裂。合金丝的横纵截面金相组织中未发现裂纹和碎裂成串的夹杂物，表明细小的少量夹杂物对材料的加工*能和力学*能影响很小。

关键词：NS3102MgO·Al2O3TiN力学*能夹杂物

一、实验方法与材料

二、实验结果

2.1成分分析

取Φ4.0mm成品NS3102合金丝进行化学成分分析，分析结果如表1所示。合金的化学成分满足国标要求。

2.2夹杂物分析

取Φ4.0mm成品NS3102合金丝分别进行横纵截面夹杂物分析，分析结果如图1、图2所示。在未经腐蚀的产品表面，横纵截面发现有大量分布不均匀的非金属夹杂物，夹杂物主要为黑*点状的夹杂物，特点是：尺寸小，数量多。腐蚀后横纵截面金相组织如图3、4所示。可以看出在晶界及晶内少量析出物，这些析出物可能是合金的强化相。

对夹杂物进行EPMA分析，EPMA分析图谱如图5所示。可知夹杂物主要为尖晶石氧化物MgO·Al2O3，棱状的TiN，夹杂物非常细小，均在2μm左右。

2.3力学*能

成品试样的拉伸试验曲线如图6所示。合金的抗拉强度为1600MPa，应变在0.20处发生断裂。从拉伸实验曲线上可以看出，随着应变的增加，应力不断增大，说明合金在塑*变形的过程中不断地发生加工硬化，因此加应力必须不断提高，才能使变形继续进行。当应变达到某一值时，加工硬化达到一定程度，应力不再增加，此时，出现了平衡阶段，这时，硬化作用和软化作用大致平衡，彼此相抵，应力值增加缓慢，进入了稳定应变阶段，直至断裂，说明NS3102合金具有良好的塑*和强度。

三、结果讨论

钢中的夹杂物按夹杂物的成分可分为5类[4]：①简单氧化物，如A12O3，SiO2，FeO等;②复杂氧化物，包括尖晶石类和各种钙的铝*盐;③硅*盐及硅*盐玻璃;④硫化物如MnS，CaS等;⑤氮化物如TiN，AIN等。NS3102合金丝中的夹杂物主要为尖晶石氧化物MgO·Al2O3，棱状氮化物TiN。这种类型的夹杂物一般属于内生夹杂物，内生夹杂物就是脱氧产物和钢水冷却和凝固过程中产生的沉淀析出夹杂物。相关文献均*实了这类夹杂物的形成过程，如：低碳铝镇静钢中的氧化铝夹杂和硅镇静钢中氧化硅夹杂，它们都产生于钢中溶解氧和加入的铝或硅脱氧剂之间的反应，是典型的脱氧生成的夹杂物[5，6，7];出钢、浇铸过程中由于与空气接触，发生二次氧化，在这类二次氧化过程中，脱氧元素如Al、Si和Ca等优先氧化，氧化产物发展成为非金属夹杂物。但这两类夹杂物都属于脆*夹杂物。这类夹杂物在热加工时不变形，沿加工方向容易破裂成串，因此要特别避免产生大尺寸或团聚状的夹杂。

由于NS3102合金丝中的此类夹杂物细小，均在2um以下，所以对合金的加工*能几乎没有影响，因为在合金丝的横纵截面金相组织中没有发现破裂成串的夹杂物，也没有发现细小裂纹。对合金丝进行力学*能检测结果表明，细小的夹杂物对材料的塑*和和力学*能几乎没有影响，NS3102合金具有良好的塑*和强度。

参考文献：

[1]李代锺.钢中的非金属夹杂物.*：科学出版社，1983，331-339.

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[7]E.Crethrn，I_Philipe，IntematinnalConferrnceonProductionandApplicationofCleanSteels.In：TheIronandSteelInstitute，London，BalatonfuredHungary.1970，29-34.

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