铸造凝固中的非金属夹杂物

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1、第三节 凝固中的非金属夹杂物一、 概 述1）简单氧化物 (FeO、CuO、MnO2)（一）非金属夹杂物的分类2）复杂氧化物 (AOB2O3)3）硅酸盐4）硫化物 (FeS、MnS)5）氮化物 (VN、TiN、AlN)（二）非金属氧化物的来源1）脱氧、脱硫产物内生夹杂物外来夹杂物2）硫、氧、氮等元素以低熔点共晶 或化合物形式析出3）金属与外界物质相互作用而生成的 夹杂(与粘砂、锈蚀等生成的炉渣，与炉衬、浇包生成非金属夹杂物) 4）金属液被大气氧化生成的氧化物（三）非金属夹杂物对铸件质量的影响1、对机械性能的影响：（1）随氧化夹杂数量的增多，冲击韧性明显下降 （2）疲劳极限下降，且夹杂物越粗，疲劳

2、极限越低裂纹源为夹杂物2、对铸造性能的影响：1）流动性降低 2）铸件产生热裂：分布在晶界上的低熔点夹杂物 3）微观缩孔和气缩孔:低熔点夹杂物 如钢中的FeO收缩较大；MnS促进气孔形成 3、好的作用：1）钢中的氧化物、碳化物和铸铁中的磷共晶 能提高材料的硬度，增加耐磨性2）钢中微量Ca和S形成球形CaS，分布在晶 内，改善钢的切削性3）难熔的非金属夹杂物可成为非自发结晶的 核心，细化铸件的宏观组织二、 非金属夹杂物的形成（一）非金属夹杂物生成的热力学条件 从溶有非金属元素的金属液中生成非金属夹 杂物，其化学反应方程为： nmCMeCnMem在标准条件下，生成的标准自由能：BTAFRTlnKFM

3、e、C ：金属和非金属元素 ：生成的非金属夹杂物A、B：系数T：热力学温度nmCMe气体：该气体的分压为1大气压固体、液体：纯物质金属中溶质：1%；溶剂视为纯物质渣中化合物：纯物质化合反应进行的条件： 0 且 越小，生成物越稳定。必须注意，用 判断时，必须是标准条件。FFF非金属夹杂物的标准生成自由能（二）浇注前形成的非金属夹杂物扒渣后，尺寸较小的非金属夹杂物残留在金属液中一次非金属夹杂物例如脱氧过程中生成的氧化夹杂物 1、脱氧反应的进行条件： yxOMeOyMexMe：与氧亲和力强的元素 ：不溶于金属液 yxOMe2、常见脱氧元素形成的非金属夹杂物：（1）用硅铁脱氧时： 94.11/3047