1）管線鋼中夾雜物的危害
管線鋼中夾雜物主要以非金屬化合物形態(tài)存在，如氧化物、硫化物、氮化物等，非金屬夾雜物對(duì)鋼的強(qiáng)度、塑性、韌性等性能有很大影響，這些影響與夾雜物的種類、數(shù)量、形狀、分布有關(guān)，通常只有當(dāng)非金屬夾雜物的尺寸小于1μm，且其數(shù)量少、夾雜物彼此之間的距離大于10μm時(shí)，才不會(huì)對(duì)材料的宏觀性能造成影響，當(dāng)然不同的鋼種對(duì)鋼的純凈度與鋼中夾雜物的要求也不一樣。對(duì)管線鋼性能影響較大的夾雜物主要有Al2O3、MnS及鈣鋁酸鹽。
?。?）Al2O3
此類夾雜物為鋼中內(nèi)生夾雜物。管線鋼中，采用有Al脫氧工藝即用Fe-Al或Al脫氧時(shí)，Al2O3是常見(jiàn)氧化物夾雜物中對(duì)鋼質(zhì)影響最大的一類，它屬于脆性不變形夾雜物，與基體的熱變形能力差異較大，在熱加工的應(yīng)力作用下，大塊的Al2O3等脆性?shī)A雜物，經(jīng)變形破碎成具有尖銳菱角的夾雜物，并成鏈狀分布在基體中，這些堅(jiān)硬的形狀不規(guī)則Al2O3夾雜物能將基體劃傷，并在夾雜物周圍產(chǎn)生應(yīng)力集中場(chǎng)直至在交界面處形成空隙或裂紋，同時(shí)作為應(yīng)力集中點(diǎn)，在循環(huán)應(yīng)力作用下，造成管線鋼的疲勞斷裂。
?。?）MnS
管線鋼中線性硫化物是裂紋源，使產(chǎn)品易于斷裂，對(duì)于中厚板易于產(chǎn)生SSC裂紋和HIC裂紋。鋼中硫等有害元素嚴(yán)重惡化鋼的性能，主要表現(xiàn)在：損害全厚度韌性；降低上平臺(tái)韌性和提高韌脆轉(zhuǎn)變溫度；導(dǎo)致性能各項(xiàng)異性，在橫向和厚度方向上韌性嚴(yán)重惡化；增加熱脆和焊接結(jié)晶裂紋的傾向性；導(dǎo)致氫致開(kāi)裂；由于奧氏體轉(zhuǎn)變可在夾雜物上形核，因而導(dǎo)致相變溫度升高和軟組織的形成。
?。?）硅酸鹽及鈣的鋁酸鹽
管線鋼中此類夾雜物成分復(fù)雜，它的產(chǎn)生受鋼液脫氧工藝、鋼水條件及澆注系統(tǒng)中耐火材料使用情況等的影響，有內(nèi)生的，也有外來(lái)的，還有內(nèi)外共同作用的。在軋制過(guò)程中，這些夾雜物保持原來(lái)的球點(diǎn)狀。特別是硅酸鹽夾雜物，它在鋼的凝固過(guò)程中，由于冷卻速度較快，某些液態(tài)硅酸鹽來(lái)不及結(jié)晶，其全部或部分以過(guò)冷液體即玻璃態(tài)的形式存在于鋼中，在800℃～1300℃內(nèi)，塑性依其組成不同變化很快。
管線鋼的清潔度、夾雜物類型、尺寸和數(shù)量對(duì)管線鋼的沖擊韌性和抗HIC性能有非常顯著的影響。單純提高潔凈度，并不能提高材料的強(qiáng)度，但提高潔凈度可以大幅度提高鋼材的沖擊韌度，潔凈度對(duì)鋼材沖擊韌度的影響要高于對(duì)強(qiáng)度的影響。李代鍾認(rèn)為，為使鋼材具有良好的韌性和使韌性各向異性盡可能降低，對(duì)夾雜物的要求是：夾雜物的體積分?jǐn)?shù)盡可能低；夾雜物分布均勻；夾雜物要有緊湊的外形；夾雜物的硬度最好為鋼基體的兩倍，以使夾雜物在熱加工時(shí)變形最小。
2）夾雜物來(lái)源
管線鋼中的夾雜物按照來(lái)源可以分為內(nèi)生的和外來(lái)的兩大類，其中內(nèi)生夾雜主要為氧化物夾雜有以下幾種來(lái)源：在煉鋼溫度下合金化和鋁終脫氧時(shí)析出脫氧產(chǎn)物，稱為一次脫氧產(chǎn)物；鋼液從精煉溫度冷卻至液相線溫度過(guò)程中析出的脫氧產(chǎn)物，稱為二次脫氧；鋼液從液相線溫度冷卻到固相線溫度時(shí)析出的脫氧產(chǎn)物，稱為三次脫氧產(chǎn)物。內(nèi)生夾雜物在鋼中的分布相對(duì)來(lái)說(shuō)是比較均勻的，它們的顆粒一般比較細(xì)小。
而外來(lái)夾雜主要是在鋼的熔煉、出鋼和澆鑄過(guò)程中，鋼液同耐火材料和爐渣相接觸，爐渣被卷入鋼液中（特別是出鋼的時(shí)候），耐火材料在高溫收到?jīng)_蝕，它的顆粒混入鋼液中，這些情況都難以避免?；烊脘撘褐械哪突鸩牧虾蜖t渣顆粒通過(guò)與鋼液起化學(xué)反應(yīng)不斷在成分和結(jié)構(gòu)上發(fā)生變化。這些顆粒，不論是剛剛被機(jī)械地帶入鋼液中的，還是經(jīng)歷了相當(dāng)變化的，一旦被滯留到鑄件中，就變成了鋼中的夾雜物，這些就叫外來(lái)夾雜物。外來(lái)一般來(lái)說(shuō)尺寸較大，外形不規(guī)則，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，只是偶然在這里或者那里出現(xiàn)。夾雜物的來(lái)源和分類下圖。
——本文摘自文獻(xiàn)綜述
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