鋼中非金屬夾雜物（簡體書）

《鋼中非金屬夾雜物》是鋼中非金屬夾雜物研究的一本現代版綜合性著作，以一個全新的視角，應用掃描電鏡等先進儀器，對鋼中非金屬夾雜物給予一個全新的描述和詮釋。第1章鋼中非金屬夾雜物圖譜，以最新的國家鋼中非金屬夾雜物評級標準為依據，按照A、B、C、D、DS五類夾雜物，以圖譜的形式展示各種夾雜物的形貌特征、尺寸、分布、定性定量數據，便于同行快速查閱；第2章鋼中非金屬夾雜物與裂紋萌生，將與夾雜物有關的失效問題用生動的顯微照片展示出來，使裂紋萌生理論更直觀形象地表現出來，提高失效分析的準確度；第3章鋼中非金屬夾雜物變化規律，以圖片的形式顯示塑性、脆性、半脆性和不變形夾雜物在熱加工和冷加工的形態變化特征，同時也介紹了夾雜物變質劑的變性規律；第4章典型鋼中非金屬夾雜物分析，列出具有代表性的某些鋼種非金屬夾雜物的特殊規律，揭示出合金元素對鋼中非金屬夾雜物成分的影響。
《鋼中非金屬夾雜物》可供從事冶金、機械、檢驗的科研、工程技術人員以及有關高等院校師生參考。本書作者姜錫山總結30多年從事鋼中非金屬夾雜物檢測和分析實踐經驗，分析近年來國內外發表的有關鋼中非金屬夾雜物的文獻，對大量鋼中非金屬夾雜物照片進行了分類整理。

姜錫山1942年1月15日生，長春人，1966年畢業于吉林大學物理學院金屬物理專業，現為研究員級高級工程師。

30多年來，一直在北滿特殊鋼股份有限公司從事特殊鋼質量檢驗與科研工作，并對特殊鋼的金相組織、熱處理工藝和斷裂行為的規律進行研究，主要業績如下：

1、發表兩部個人技術專著：《特殊鋼金相圖譜》，機械工業出版社出版；《特殊鋼缺陷分析與對策》，化學工業出版社出版。

2、在國際學術會議發表學術論文7篇，其中《鋼中硫化錳鐵單晶體發現與研究》在第四屆國際電子顯微鏡會議發表後受到與會專家的高度評價，被中國金屬學會評為優秀論文，被黑龍江省評為科技進步一等獎。

3、在國內一級和二級科技刊物發表特殊鋼學術論文近百篇。

4、在《知識就是力量》、《金屬世界》等科普刊物發表科普作品50多篇。

1998年任北滿科學技術協會秘書長。

1991年至2001年任黑龍江省七屆、八屆政協委員。

2002年至2007年10月在中國信息協會任信息化研究部副主任。

2007年10月-2008年10月，南鋼集團特聘掃描電鏡技術專家。

《鋼中非金屬夾雜物》作者姜錫山總結30多年從事鋼中非金屬夾雜物檢測和分析實踐經驗，分析近年來國內外發表的有關鋼中非金屬夾雜物的文獻，對大量鋼中非金屬夾雜物照片進行了分類整理。在編寫過程中，試圖選擇一個全新的視角，借助掃描電子顯微鏡和x射線能譜儀、電子探針等先進科學儀器的分析照片，向讀者展示鋼中各類非金屬夾雜物的形貌及X射線元素彩色面分布圖等；用動態觀察跟蹤夾雜物變化規律，將夾雜物與裂紋萌生的微觀世界用宏觀的視覺效果展示出來；按照鋼材生產流程的各個階段，從煉鋼→精煉→連鑄→軋材→成品材→使用等各個環節，系統介紹非金屬夾雜物的變化和變性規律；根據夾雜物的屬性，代表性地分析各類夾雜物對鋼材性能的影響；提出了生產潔凈鋼的工藝路線和改進措施。

1 鋼中非金屬夾雜物圖譜
1.1 A類——硫化物類
1.1.1 鑄態硫化錳與硫化錳鐵夾雜物
1.1.2 鍛態與軋態硫化物
1.1.3 軋材朽木狀斷裂與條狀硫化物
1.1.4 沿晶界分布的共晶MnS
1.1.5 易切削鋼中的硫化物
1.1.6 鋼絞線中的硫化物
1.2 B類——氧化鋁類
1.2.1 鑄態樹枝狀Al2O3簇狀物
1.2.2 單顆粒Al2O3夾雜物
1.2.3 不規則SiO2夾雜物
1.2.4 球形SiO2夾雜物
1.2.5 氧化錳夾雜物
1.2.6 FeO·MnO或(Mn，Fe)O夾雜物
1.2.7 浸入鋼中的Fe2O3結晶球
1.2.8 維氏體——氧化亞鐵(FeO)結晶球
1.2.9 FeO+Fe3O4+Fe2O3
1.2.10 氧化鈉(Na2O)
1.2.11 氧化亞銅(Cu2O)
1.2.12 鏈狀氧化物夾雜物
1.3 C類——硅酸鹽類
1.3.1 錳橄欖石(2MnO·SiO2)
1.3.2 硅鈣石(3CaO·2SiO2)
1.3.3 鐵堇青石(mFeO·nMnO·pSiO2)
1.3.4 鐵橄欖石(2FeO·SiO2)
1.3.5 鉻橄欖石(Cr2O3·Sio2)
1.3.6 鈣長石(CaO·Al2O3·2SiO2)
1.3.7 錳鋁橄欖石(3MnO·Al2O3·3SiO2)
1.3.8 錳鈣橄欖石(mMnO·nCaO·pSiO2)
1.3.9 MgO·Al2O3·SiO2·CaO硅酸鹽(堇青石)
1.3.10 鐵鋁橄欖石(3FeO·Al2O3·3SiO2)
1.3.11 硅酸鹽變形後的形貌
1.4 D類——球狀氧化物類
1.4.1 硫化鈣包裹的球狀復相夾雜物
1.4.2 沒有CaS外殼的球狀復相夾雜物
1.4.3 鋁酸鹽夾雜物
1.5 DS類——單顆粒球狀類
1.5.1 球狀硫化物夾雜物
1.5.2 球狀鋁酸鹽夾雜物
1.5.3 球狀復相夾雜物
1.6 尖晶石類
1.6.1 純尖晶石(鎂鋁榴石)
1.6.2 鐵鉻尖晶石(鐵鉻榴石，又稱鉻鐵礦)
1.6.3 錳尖晶石(錳鋁榴石)
1.6.4 錳鐵鉻尖晶石(錳鐵鉻榴石)
1.6.5 錳鉻尖晶石(錳鉻榴石)
1.6.6 鐵釩尖晶石(鐵釩榴石)
1.7 氮化物類
1.7.1 氮化鋁
1.7.2 Fe-Ti-N系氮化物
1.7.3 Mn-Ti-Fe-Cr-N系復合夾雜物
1.7.4 不銹鋼斷口中的氮化物
1.7.5 TiN的金相特征
1.7.6 NbN的金相特征
1.7.7 TiN+Ti(C，N) 和TiN+MnS
1.7.8 ZrN
1.7.9 TiN與Ti(C，N)
1.8 夾渣類
1.8.1 保護渣卷渣造成的夾渣
1.8.2 保護渣在結晶器中的行為
1.8.3 38MnVS鋼耐火材料被浸蝕帶入鋼液產生的夾渣
1.9 單晶體夾雜物
1.9.1 氣泡中的(Mn，Fe)S單晶體形貌
1.9.2 中間包結瘤單晶體夾雜物形貌
1.9.3 38CrMoAl鋼疲勞斷口上的氮化鋁單晶體
1.9.4 高溫合金TiN單晶體
1.9.5 純尖晶石MgO·Al2O3
1.9.6 Fe2O3結晶球形貌
1.9.7 42CrMo鋼疲勞斷口疲勞源上的立方形MgO·Al2O3尖晶石單晶體
1.9.8 SWRH82B鋼熱軋盤條拉伸斷口八面錐體MgO·Al2O3尖晶石單晶體
1.10 SWR正182B鋼連鑄坯磷化物Fe3P分析
1.11 液析碳化物和異金屬夾雜物
1.11.1 液析碳化物
1.11.2 異金屬夾雜物
1.12 稀土夾雜物及其對鋼性能的影響
1.12.1 稀土夾雜物
1.12.2 稀土元素對$20A鋼硫化物形狀的影響
1.13 中間包浸入式水口(SEN)結瘤物
2 鋼中非金屬夾雜物與裂紋萌生
2.1 非金屬夾雜物對鋼材性能的影響
2.2 脆性球狀夾雜物沿“赤道”裂紋萌生
2.3 硫化物對鋼易切削性能的影響
2.4 夾雜物對軸承鋼接觸疲勞剝落的影響
2.5 夾雜物對鋼拉伸韌性斷裂裂紋萌生的動態觀察
2.6 硅酸鹽與裂紋萌生
2.7 12PCrNilMo鋼管件斷口上出現“小裂口”觀察
2.8 耐火材料卷入鋼液產生的夾渣裂紋
2.8.1 試樣及試驗方法
2.8.2 試驗結果
2.8.3 結果分析
2.8.4 夾渣產生的理論分析
2.8.5 結論
2.9 保護渣卷入鋼液產生的夾渣斷口
2.10 夾渣產生的軸頸表面裂紋
2.11 夾雜物產生的疲勞斷裂
2.11.1 Al2O3·MgO·CaO·SiO2復相夾雜物疲勞源
2.11.2 MgO·Al2O3尖晶石夾雜物疲勞源
2.11.3 Al2O3·MgO·CaO·SiO2復相夾雜物疲勞源
2.11.4 (T1，V)N氮化物夾雜物疲勞源
2.11.5 保護渣產生的疲勞源
2.11.6 Al2O3夾雜物產生的疲勞源
2.11.7 60Si2CrVA鋼申Al2O3·MgO·CaO夾雜物產生的疲勞源
2.11.8 AermetloO鋼夾渣產生的疲勞源
2.11.9 4340鋼內部夾雜物起裂
2.11.10 US鋼夾渣疲勞源
2.11.11 US鋼CaO·Al2O3鋁酸鈣夾雜物疲勞源
2.11.12 Aermet100表面起裂
2.11.13 4340鋼表面起裂
2.11.14 38MnVS5鋼的疲勞裂紋擴展路徑
3 鋼中非金屬夾雜物變化規律
3.1 鋼中非金屬夾雜物的分類
3.1.1 按夾雜物的形態和分布分類
3.1.2 按非金屬夾雜物的化學組成分類
3.1.3 按非金屬夾雜物尺寸分類
3.1.4 根據鑄態鋼夾雜物在熱加工相對變形程度不同分類
3.1.5 按照夾雜物生成的階段順序分類
3.1.6 按夾雜物的相結構特征分類
3.2 固態與液態非金屬夾雜物
3.2.1 固態非金屬夾雜物
3.2.2 液態非金屬夾雜物
3.3 弧形連鑄坯內弧上部夾雜物聚集帶的形成
3.4 常見主要元素及其非金屬夾雜物
3.5 軋制前後鋼中夾雜物的形態變化
3.6 各類非金屬夾雜物與鋼基體之間的斷裂行為
3.6.1 硅酸鹽在加工後的變化規律
3.6.2 硫化物(MnS或(Mn，Fe)S)的變形規律
3.6.3 鋁酸鹽類夾雜物加工變化規律
3.6.4 脆性夾雜物的脆裂
3.7 鋼中夾雜物的控制
3.7.1 外部夾雜物的控制
3.7.2 內部夾雜物的控制
3.7.3 鋼中夾雜物的變性處理
3.8 軸承鋼大顆粒點狀夾雜物的屬性與來源分析
3.8.1 精煉工藝過程夾雜物變化規律
3.8.2 點狀夾雜物能譜分析
3.8.3 點狀夾雜物的組成及分布位置
3.8.4 精煉渣系與點狀視場合格率和出現率的關系
3.8.5 吹氬攪拌強度的影響
3.8.6 真空上升速度的影響
3.8.7 夾雜物的來源
3.8.8 夾雜物與工藝的關系
3.9 SWRH82B鋼中氧化物系夾雜物的控制
3.9.1 夾雜物的種類
3.9.2 夾雜物的來源
3.9.3 工藝控制措施
3.9.4 工業實驗效果
3.10 鈣處理對鋼中非金屬夾雜物變性效果分析
3.11 非金屬夾雜物的來源
3.11.1 內生非金屬夾雜物
3.11.2 外來非金屬夾雜物
3.12 幾種典型非金屬夾雜物的生成規律
3.12.1 硫化物的生成規律
3.12.2 B類氧化物的生成規律
3.12.3 MgO·Al2O3·SiO2·MnO復相夾雜物的生成規律
3.12.4 mCaO·nAl2O3夾雜物的生成規律
3.12.5 氮化鈦及碳氮化鈦的生成規律
3.12.6 MgO·Al2O3鎂鋁尖晶石夾雜物的生成規律
3.12.7 點狀夾雜物外包裹CaS的生成規律
3.12.8 DS類夾雜物的生成規律
3.12.9 硅酸鹽類夾雜物的生成規律
3.13 鋼包耐火材料對鋼中夾雜物的影響
3.13.1 鋁鎂(碳)質耐火材料對應的夾雜物特征
3.13.2 MgO質耐火材料對應的夾雜物特征
3.13.3 鎂鈣(碳)質耐火材料的夾雜物特征
3.14 非金屬夾雜物對鋼性能的影響
3.14.1 非金屬夾雜物對鋼強度的影響
3.14.2 非金屬夾雜物對疲勞性能的影響
3.14.3 非金屬夾雜物對鋼韌性和塑性的影響
3.14.4 非金屬夾雜物對鋼斷裂韌性的影響
3.14.5 非金屬夾雜物對鋼工藝性能的影響
3.14.6 Al2O3夾雜物對鋼性能的影響
3.15 鋼中夾雜物去除技術的進展
3.15.1 鋼中夾雜物的長大、上浮與分離
3.15.2 鋼中夾雜物去除技術
3.15.3 鋼中夾雜物去除技術的冶金功能比較
3.16 潔凈鋼生產技術
3.16.1 潔凈鋼的概念
3.16.2 潔凈鋼生產技術
4 典型鋼種非金屬夾雜物分析
4.1 42CrMo鋼疲勞試樣夾雜物分析
4.1.1 A類(硫化物類)
4.1.2 B類(氧化鋁類)
4.1.3 D類(球狀氧化物類)
4.1.4 DS類(單顆粒球狀類)
4.2 LX72簾線鋼鑄態夾雜物分析
4.3 高碳硅錳耐磨鑄鋼夾雜物分析
4.4 X70管線鋼夾雜物分析
4.4.1 X70管線鋼冶煉工藝
4.4.2 脫氧劑對夾雜物的影響
4.4.3 影響管線鋼性能的夾雜物
4.4.4 典型管線鋼夾雜物
4.5 硅鈣鋇鎂合金脫氧鋼中夾雜物組成與形態
4.6 φ5.5mmSWRH82B預應力鋼絞線縱向夾雜物分析
4.7 φ5.5mmC72DA熱軋盤條縱向夾雜物分析
4.8 軸承鋼夾雜物分析
4.9 20SiMn鋼鑄態球狀鑲嵌型復相夾雜物
4.9.1 硫化錳鐵(Fc，Mn)S
4.9.2 球狀硅酸鹽鑲嵌晶體顆粒的復相夾雜物
4.10 40Mn中間軸鍛件密集分布的夾雜物條帶
4.11 高品質鋼潔凈度的基本要求
參考文獻
附錄 蔡司電子顯微鏡先進技術