夾雜的案例
非金屬夾雜物詳解
對(duì)于A、B和C類夾雜物，用l1和l2分別表示兩個(gè)在或者不在一條直線上的夾雜物或串（條）狀夾雜物的長度，如果兩夾雜物之間的縱向距離d小于或等于40μm且沿軋制方向的橫向距離s（夾雜物中心之間的距離）小于或等于10μm時(shí)，則應(yīng)視為一條夾雜物或串（條）狀夾雜物，如果一個(gè)串（條）狀夾雜物內(nèi)夾雜物的寬度不同，則應(yīng)將該夾雜物的最大寬度視為該串（條）狀夾雜物的寬度。
大型混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪用鑄鋼件夾雜缺陷預(yù)測與工藝優(yōu)化
圖 6a)是充型初期金屬液的流動(dòng)情況，上層澆注入口流量大，進(jìn)入鑄件的液體呈現(xiàn)雨淋式，底部內(nèi)澆口流入量小，減少上層澆注金屬液的流動(dòng)沖擊作用，同時(shí)減少液面上升時(shí)間和高低液面差圖 6b)是金屬液面高于底層澆注入口低于上層澆注入口的流動(dòng)狀態(tài)，可見雨淋式澆注的液體與旁邊的液體液面差距不大，增加液體擾動(dòng)卻不易出現(xiàn)紊流；圖6c)是金屬液面接近冒口根部時(shí)的流動(dòng)狀態(tài)，可見從冒口中流入的液體液面高于冒口間的液面，這種液面差促進(jìn)了流體的運(yùn)動(dòng)，保證了冒口間區(qū)域的夾雜運(yùn)動(dòng)，減少冒口間上浮的夾雜停留時(shí)間，使得液面高于冒口根部時(shí)，冒口間區(qū)域的夾雜流入冒口區(qū)城中，最終減少夾雜在鑄件中的數(shù)量；圖6d)是金屬液面高于冒口根部，接近上次內(nèi)澆口的流體流動(dòng)狀態(tài)，此時(shí)液面趨于平緩，冒口中的夾雜可以有效平穩(wěn)地上浮至液面上，減少夾雜從冒口流出至鑄件內(nèi)的可能性，可以有效減少夾雜缺陷。
與優(yōu)化前的鑄件工藝相比，充型時(shí)間大大縮短，有效地減少了充型過程的溫降；雖然流動(dòng)過程擾動(dòng)大但有效地降低了夾雜產(chǎn)生趨勢。
2.5 夾雜粒子運(yùn)動(dòng)軌跡模擬與缺陷預(yù)測
圖7是下環(huán)鑄鋼件中兩個(gè)相同放入位置粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，其隨時(shí)間變化表現(xiàn)出不同的形態(tài)。
展開 記住這八個(gè)詞，鑄鐵件夾雜（夾渣）缺陷的主要原因與預(yù)防措施
余量：適當(dāng)調(diào)整鑄件側(cè)面、頂面的加工量，使少量夾雜物能在加工時(shí)被加工掉。
澆注：嚴(yán)格控制澆注溫度，特別是在采用底注式澆注系統(tǒng)時(shí)，更應(yīng)注意澆注溫度不能過低，澆注速度不能過慢，以免影響夾雜物上浮至鑄型頂部等。
COMSOL多孔顆粒夾雜結(jié)構(gòu)電流計(jì)算
在鋰離子電池研究中，利用COMSOL進(jìn)行多孔顆粒夾雜電流計(jì)算模擬多孔顆粒中的電流分布情況，可以深入了解材料內(nèi)部的電傳輸機(jī)制。這對(duì)于設(shè)計(jì)高性能電池、超級(jí)電容器等能量存儲(chǔ)設(shè)備至關(guān)重要。本案例中建立球形多孔結(jié)構(gòu)（或顆粒夾雜）模型，并通過COMSOL研究在包含非導(dǎo)電顆粒夾雜的電解質(zhì)中電流分布情況。
多孔/顆粒夾雜結(jié)構(gòu)采用CAD球體密堆積3D插件 V2.0生成，插件建立的球體顆粒堆積模型可更好的模擬實(shí)際工程中絕緣顆粒在重力作用下在電解質(zhì)中的分布情況，使得仿真結(jié)果更為準(zhǔn)確。
在AutoCAD內(nèi)將模型導(dǎo)出為sat格式后即可導(dǎo)入到COMSOL軟件內(nèi)。模型向?qū)е羞x擇三維鋰離子電池模塊瞬態(tài)研究。
對(duì)模型設(shè)置材料并劃分網(wǎng)格，并對(duì)模型左右兩側(cè)設(shè)置電位差。
進(jìn)行研究計(jì)算并查看在絕緣顆粒夾雜電解質(zhì)溶液中的電流模擬結(jié)果。
展開 
如何分析夾雜在金屬液中的微小氣泡
鑄造充填數(shù)值模擬中氣泡跟蹤的關(guān)鍵技術(shù)
如何分析夾雜在金屬液中的微小氣泡
全文已刊登于《中國壓鑄》2019年第七期
眾所周知，在鑄造過程數(shù)值模擬中面臨的一個(gè)最大的挑戰(zhàn)就是如何分析夾雜在金屬液體中的微小氣泡。基于傳統(tǒng)數(shù)值分析的基本理論，當(dāng)這些氣泡的體積變得小于元素尺寸時(shí)，它就會(huì)消失，而其中伴隨氣體的所有信息也將一并丟失。這樣使得分析這樣的鑄造缺陷變得異常困難。
如果工程師有足夠的使用經(jīng)驗(yàn)和良好的理論背景，他仍可以對(duì)流態(tài)進(jìn)行分析，一步一步地手工跟蹤并推測這些氣泡的走向。并根據(jù)其最終的消失的位置大致判斷其后續(xù)的走向、位置與缺陷程度。但是如果是初學(xué)者或者缺乏良好的流體力學(xué)背景則非常困難，而且這種判斷中帶入了太多的假設(shè)和猜測，使得結(jié)果很不確定，不同的用戶往往有不同的結(jié)論。
Cast-Designer的氣泡模型
Cast-Designer是一款功能強(qiáng)大的鑄造設(shè)計(jì)與分析軟件，適應(yīng)于各種鑄造工藝，并具備強(qiáng)大的設(shè)計(jì)、分析與自動(dòng)優(yōu)化能力。其內(nèi)置的新一代CFD求解器能采用多相流的方法很好地模擬鑄造中的氣泡和金屬流動(dòng)。
在模擬過程中，我們必須考慮兩個(gè)主要因素：模擬計(jì)算的速度和計(jì)算精度。為了同時(shí)照顧模擬效率和模擬精度，在Cast-Designer中引入了兩類氣體模型：卷氣模型和絕熱氣體模型。
卷氣模型主要用于模擬自由表面流動(dòng)中的湍流的影響，這足以表征夾雜氣體在流體中的分布與流動(dòng)。卷氣模型常用于模擬流體中氣體的“膨脹”和金屬液中氣體的浮力效應(yīng)，以及氣泡上升到金屬表面的空氣逸出。此外，氣泡可以被壓縮，在保持質(zhì)量的同時(shí)體積可以改變。
另一方面，絕熱氣體模型能夠表征金屬液體運(yùn)動(dòng)中自由表面內(nèi)更大的氣泡或氣體區(qū)域。特別地，可以把任何非填充的連續(xù)區(qū)域定義為一個(gè)氣體區(qū)域，而賦予均勻的壓強(qiáng)、溫度和慣性，而氣體區(qū)域與流體界面處的摩擦則忽略不計(jì)。
展開 周池樓(本刊青年編委),等：鋼中夾雜物對(duì)氫擴(kuò)散行為的影響規(guī)律
圖 4 夾雜取向?qū)鋽U(kuò)散行為的影響圖
3.2 夾雜分布方式的影響
材料內(nèi)多個(gè)夾雜的分布方式可分為并列式和堆疊式兩種，其中前者指夾雜分布在與充氫邊界距離相同的位置，后者則指多個(gè)夾雜沿著氫擴(kuò)散方向堆疊分布。圖 5 為夾雜與氫擴(kuò)散方向垂直（θ=90°）時(shí)夾雜兩種分布方式示意圖，圖 6-a 顯示了與之對(duì)應(yīng)的擴(kuò)散通量（J）隨時(shí)間的變化情況，圖 6-b 為夾雜與氫擴(kuò)散方向平行（θ=0°）時(shí)的計(jì)算結(jié)果。由圖可見， 夾雜分布方式對(duì)J 的影響與夾雜取向有關(guān)。θ=90°時(shí)， 夾雜分布方式的改變對(duì)穩(wěn)態(tài)時(shí)J 的影響較小；θ=0° 時(shí)，呈堆疊式分布的夾雜將顯著增大J 值，相比之下， 呈并列式分布的夾雜對(duì)J 的增大效果較小。圖 6-c 為不同取向下夾雜分布方式對(duì)Dapp 的影響。夾雜對(duì)Dapp 的影響同樣與夾雜的取向和排列方式有關(guān)，θ=90° 時(shí)，夾雜呈并列式分布將導(dǎo)致Dapp 上升，而θ=0°時(shí)， Dapp 隨之下降。此外，夾雜呈堆疊式分布時(shí)對(duì)表觀擴(kuò)散系數(shù)的影響更加明顯，比夾雜呈并列式分布對(duì)Dapp 的影響增大35%。
展開 骨料/夾雜/顆粒/孔隙/纖維（自定義形狀）-隨機(jī)分布-隨機(jī)形狀-混凝土、復(fù)合材料等 ￥699
image_process=/format,webp/quality,q_40/resize,w_760" data-initial-src="https://img.jishulink.com/upload/201806/1529928183169_model3D.jpg"></div>
</div><p>目前大家建立含有夾雜、顆粒或孔隙的模型都是通過編程實(shí)現(xiàn)的，MATLAB或者Python都可以，對(duì)于二維模型而言，有一定編程基礎(chǔ)的人而言，這個(gè)工作量還可以，但是即便如此，對(duì)于三維模型，很多編程高手也是無可奈何，不僅要花費(fèi)大量的時(shí)間，還不一定搞的出來，即便搞的出來，也都不通用，因?yàn)槊總€(gè)人的需求不同，比如：顆粒形狀、填充率、單相或者多相等等，所以對(duì)于2d或3d夾雜、顆粒或孔隙模型的建立，很多人望而卻步，花費(fèi)了大量時(shí)間學(xué)習(xí)還沒有搞定。</p><p>------------------</p><p>本帖子給出了一種方法，它可以支持自定義形狀，支持定義填充率設(shè)置的，簡單的圓形、橢圓形狀更是不再話下。本來是自己摸索后準(zhǔn)備自己使用的，但是效果圖（上一個(gè)帖子）一發(fā)，許多科學(xué)工作者（巖土、混凝土、涂層、復(fù)合材料等方向）都來問方法，但是自己又沒有充足時(shí)間一一解答，也沒有時(shí)間做視頻教程，就干脆做了一份電子版教程和素材，這個(gè)主要是自定義2D和3D幾何形狀的方法（簡單的形狀就不再話下了）。</p><p>形狀：任意形狀， 空間類型：2D和3D， 支持：單相、多相， 支持：及配比，支持：填充率 ...</p><p>由于含有的文件過多，無法上傳，壓縮后格式不支持，單個(gè)傳只有個(gè)別支持，怕大家搞亂文件的存放，因此就不上傳了，只上傳了2D和3D文件的截圖。</p><p>如需要購買請站內(nèi)私信，防止買到不適合自己的東西，造成不必要的麻煩，東西我會(huì)發(fā)送至個(gè)人郵箱的。
展開 COMSOL顆粒夾雜多孔介質(zhì)多相材料達(dá)西滲流模擬
在實(shí)際工程中滲流路徑往往不是單一材料，如滲流發(fā)生在夾雜碎石的土體中，這就造成滲流的復(fù)雜性。這里采用兩項(xiàng)材料通過COMSOL達(dá)西定律模塊對(duì)滲流進(jìn)行模擬。
模型采用CAD隨機(jī)球體顆粒&過渡區(qū)插件建立后導(dǎo)入到COMSOL軟件內(nèi)。
模型包括滲流發(fā)生的外側(cè)基體、內(nèi)部顆粒、顆粒及基體過渡區(qū)（ITZ）三部分組成，由于內(nèi)部顆粒的滲透系數(shù)遠(yuǎn)小于基體，因此可將其省略，邊界置為無流動(dòng)。設(shè)置過渡區(qū)的目的是在實(shí)際情況中，土體及內(nèi)部碎石顆粒間往往會(huì)有孔隙，這就造成了接觸面的實(shí)際滲透率遠(yuǎn)高于土體，模型剖切面如下。
模型設(shè)置左右兩側(cè)的水頭差，最終壓力及流速模擬結(jié)果如下。
基于Digimat的混凝土等效彈性模量研究
在基體和夾雜相上對(duì)應(yīng)力場的平均化定義：
（2）
式中0和1分別表示基體和夾雜相，
RVE、基體相和夾雜相應(yīng)變場的體積平均關(guān)系為：
（3）
（4）
平均場均勻化模型可通過應(yīng)變集中張量來定義：
（5）
夾雜體應(yīng)變的體積平均與整個(gè)RVE（宏觀應(yīng)變）的體積平均相關(guān)，通過應(yīng)變集中張量來定義：
（6）
平均場均勻化模型是以Eshelby張量為基礎(chǔ)，利用Eshelby解，在夾雜體內(nèi)部的應(yīng)變是均勻的，且與遠(yuǎn)程應(yīng)變相關(guān)：
（7）
其中，為單夾雜體的應(yīng)變集中張量，定義為：
（8）
為Eshelby張量。
對(duì)于均勻化模型來說，宏觀剛度為：
（9）
2.3 混凝土模型
混凝土模型采用平均場均勻化方法，是基于Eshelby夾雜理論，等效顆粒運(yùn)用Mori-Tanaka均化算法以及等效基體運(yùn)用雙夾雜均化算法。混凝土混合夾雜模型如圖2所示,將含有孔隙和微裂縫的水泥砂漿作為等效基體，粗骨料和其包裹粗骨料的界面看作是球形等效顆粒，作為夾雜相，形成混凝土混合夾雜模型。為建立混凝土混合夾雜模型，假設(shè)混凝土各細(xì)觀組成相材料都是理想均勻、各向同性的彈性材料，并且忽略骨料形狀、級(jí)配的影響，采用同一粒徑的球形顆粒模擬骨料。
圖2 混凝土混合夾雜模型
其中界面層包裹的骨料采用雙夾雜模型，雙夾雜模型如圖3所示，它基于以下想法：剛度為的夾雜體被由剛度為的材料包裹，在該材料之外的區(qū)域是剛度為的基體材料。此時(shí)，真實(shí)RVE被由虛擬的復(fù)合材料所代替，該材料由剛度為的參考基體和剛度為的夾雜體以及覆蓋在其表層的剛度為的材料所構(gòu)成，因此稱為雙夾雜。
圖3 雙夾雜模型示意圖
數(shù)值模擬以及結(jié)果對(duì)比
我想請大家來看這樣一個(gè)圖。這個(gè)圖是從全球很多的經(jīng)濟(jì)體的增長歷史中得到的數(shù)據(jù)。
展開 鐵水純不純對(duì)鑄件品質(zhì)影響有多大？3種現(xiàn)代鐵水凈化技術(shù)對(duì)比
現(xiàn)代鐵水凈化技術(shù)
長時(shí)間以來，為了減少鐵水中的夾雜物從而獲得純凈鐵水一般使用三種方法：高溫熔煉、過濾網(wǎng)、聚渣劑。高溫熔煉能清除鐵水中的夾雜物嗎？在煉鋼生產(chǎn)中，鋼水溫度高達(dá)1700度左右，鋼水中的夾雜物尚需使用“爐外精煉技術(shù)”才可以去除，而鐵水最高溫度無非1500度左右，怎么可能清除鐵水中的夾雜物呢？
過濾網(wǎng)能清除鐵水中的夾雜物嗎?過濾網(wǎng)受孔洞大小限制，只能過濾顆粒較大的宏觀類浮渣，假若其孔洞小到可以過濾以微米計(jì)算的微觀夾雜物，鐵水如何順暢通過而進(jìn)入鑄型？因此我們認(rèn)為：過濾網(wǎng)只能過濾扒渣未盡的鐵水表面浮渣。
聚渣劑只能聚集鐵水表面浮渣而方便扒出，是一種常識(shí)，無須多議。因此，使用“高溫熔煉”、“過濾網(wǎng)”、“聚渣劑”等傳統(tǒng)手段，只能解決鐵水表面浮渣，對(duì)于混熔或懸浮在鐵水中的各種非金屬夾雜物，事實(shí)上是處于束手無策的狀態(tài)。
基于上述認(rèn)識(shí)，我們根據(jù)“鐵水凈化理論” ，結(jié)合在鑄造生產(chǎn)中，使用鐵神一號(hào)凈化劑的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出現(xiàn)代鐵水凈化技術(shù)，希望達(dá)到三個(gè)目的：
一是統(tǒng)一思想。使廣大鑄造工作者認(rèn)識(shí)到：要生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鑄件，必須獲得純凈鐵水；
二是使盡可能多的鑄造企業(yè)掌握和使用現(xiàn)代鐵水凈化技術(shù)，提高國產(chǎn)鑄件產(chǎn)品的質(zhì)量。
三是使盡可能多的鑄造企業(yè)通過生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鑄件產(chǎn)品，尤其是生產(chǎn)質(zhì)量好，成本低的優(yōu)質(zhì)鑄件產(chǎn)品，提高盈利能力，從而增加鑄造企業(yè)的市場競爭力。
展開 基于Digimat的混凝土等效彈性模量研究
在基體和夾雜相上對(duì)應(yīng)力場的平均化定義：
（2）
式中0和1分別表示基體和夾雜相，
RVE、基體相和夾雜相應(yīng)變場的體積平均關(guān)系為：
（3）
（4）
平均場均勻化模型可通過應(yīng)變集中張量來定義：
（5）
夾雜體應(yīng)變的體積平均與整個(gè)RVE（宏觀應(yīng)變）的體積平均相關(guān)，通過應(yīng)變集中張量來定義：
（6）
平均場均勻化模型是以Eshelby張量為基礎(chǔ)，利用Eshelby解，在夾雜體內(nèi)部的應(yīng)變是均勻的，且與遠(yuǎn)程應(yīng)變相關(guān)：
（7）
其中，為單夾雜體的應(yīng)變集中張量，定義為：
（8）
為Eshelby張量。
對(duì)于均勻化模型來說，宏觀剛度為：
（9）
2.3 混凝土模型
混凝土模型采用平均場均勻化方法，是基于Eshelby夾雜理論，等效顆粒運(yùn)用Mori-Tanaka均化算法以及等效基體運(yùn)用雙夾雜均化算法。混凝土混合夾雜模型如圖2所示,將含有孔隙和微裂縫的水泥砂漿作為等效基體，粗骨料和其包裹粗骨料的界面看作是球形等效顆粒，作為夾雜相，形成混凝土混合夾雜模型。為建立混凝土混合夾雜模型，假設(shè)混凝土各細(xì)觀組成相材料都是理想均勻、各向同性的彈性材料，并且忽略骨料形狀、級(jí)配的影響，采用同一粒徑的球形顆粒模擬骨料。
圖2 混凝土混合夾雜模型
其中界面層包裹的骨料采用雙夾雜模型，雙夾雜模型如圖3所示，它基于以下想法：剛度為的夾雜體被由剛度為的材料包裹，在該材料之外的區(qū)域是剛度為的基體材料。此時(shí)，真實(shí)RVE被由虛擬的復(fù)合材料所代替，該材料由剛度為的參考基體和剛度為的夾雜體以及覆蓋在其表層的剛度為的材料所構(gòu)成，因此稱為雙夾雜。
展開 
影響金屬材料疲勞強(qiáng)度的八大因素
而一些在鋼中形成夾雜物的雜質(zhì)元素則對(duì)疲勞強(qiáng)度產(chǎn)生不利影響。
熱處理和顯微組織的影響
不同的熱處理狀態(tài)會(huì)得到不同的顯微組織，因此，熱處理對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響，實(shí)質(zhì)上就是顯微組織的影響。同一成份的材料，由于熱處理不同，雖然可以得到相同的靜強(qiáng)度，但由于組織的不同，疲勞強(qiáng)度可在相當(dāng)大的范圍內(nèi)變化。
在相同的強(qiáng)度水平時(shí)，片狀珠光體的疲勞強(qiáng)度明顯要低于粒狀珠光體。同是粒狀珠光體，其滲碳體顆粒越細(xì)小，則疲勞強(qiáng)度越高。
顯微組織對(duì)材料疲勞性能的影響，除了和各種組織本身的機(jī)械性能特性有關(guān)外，還和晶粒度以及復(fù)合組織中組織的分布特征有關(guān)。細(xì)化晶粒可提高材料的疲勞強(qiáng)度。
夾雜物的影響
夾雜物本身或由它而產(chǎn)生的孔洞相當(dāng)于微小缺口，在交變載荷作用下將產(chǎn)生應(yīng)力集中和應(yīng)變集中，成為疲勞斷裂的裂紋源，對(duì)材料的疲勞性能造成不良影響。夾雜物對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響不僅取決于夾雜物的種類、性質(zhì)、形狀、大小、數(shù)量和分布，而且還取決于材料的強(qiáng)度水平以及外加應(yīng)力水平及狀態(tài)等因素。
不同類型的夾雜物其機(jī)械和物理性能不同，和母材性能之間的差異不同，對(duì)疲勞性能的影響也不同。一般說來，易變形的塑性夾雜物（如硫化物）對(duì)鋼的疲勞性能影響較小，而脆性夾雜物（如氧化物、硅酸鹽等）則有較大的危害。
比基體膨脹系數(shù)大的夾雜物（如硫化物）因在基體中產(chǎn)生壓應(yīng)力而影響小，而比基體膨脹系數(shù)小的夾雜物（如氧化鋁等）因在基體中產(chǎn)生拉應(yīng)力而影響大。
夾雜物與母材結(jié)合的緊密程度也會(huì)影響疲勞強(qiáng)度。硫化物易于變形，和母材結(jié)合緊密，而氧化物易于脫離母材，造成應(yīng)力集中。由此可知，從夾雜物的類型來說，硫化物的影響較小，而氧化物、氮化物和硅酸鹽等則是危害較大的。
展開 一文了解金屬材料失效分析（上）
半塑性變形的夾雜物
一般指各種復(fù)合的鋁硅酸鹽夾雜物，復(fù)合夾雜物中的基體，在熱加工變形過程中產(chǎn)生塑性變形，但分布在基體中的夾雜物（如CaO·Al2O3、尖晶石型的雙氧化物等）不變形，基體夾雜物隨著鋼基體的變形而延伸，而脆性夾雜物不變形，仍保持原來的幾何形狀，因此將阻礙鄰近的塑性夾雜物自由延伸，而遠(yuǎn)離脆性夾雜物的部分沿著鋼基體的變形方向自由延伸。
（2）夾雜物對(duì)鋼性能的影響
大量試驗(yàn)事實(shí)說明夾雜物對(duì)鋼的強(qiáng)度影響較小，對(duì)鋼的韌性危害較大，其危害程度又隨鋼的強(qiáng)度的增高而增加。
夾雜物變形性對(duì)鋼性能的影響
鋼中非金屬夾雜物的變形行為與鋼基休之間的關(guān)系，可用夾雜物與鋼基體之間的相對(duì)變形量來表示，即夾雜物的變形率v ，夾雜物的變形率可在v=0~1這個(gè)范圍受化，若變形率低，鋼經(jīng)加工變形后.由于鋼產(chǎn)生塑性變形，而夾雜物基本不變形，便在夾雜物和鋼基體的交界處產(chǎn)生應(yīng)力集中，導(dǎo)致在鋼與夾雜物的交界處產(chǎn)生微裂紋，這些微裂紋便成為零件在使用過程中引起疲勞破壞的隱患。
夾雜物引起應(yīng)力集中
夾雜物的熱膨脹系數(shù)越小，形成的拉應(yīng)力越大，對(duì)鋼的危害越大。在高溫下加工變形時(shí)，夾雜物與鋼基體熱收縮的差別，使裂紋在交界面處產(chǎn)生。它很可能成為留住基體中潛在的疲勞破壞源。危害性最大的夾雜物是來源于爐渣和耐火材料的外來氧化物。
夾雜物與鋼的韌性
超高強(qiáng)度鋼和碳鋼中MnS夾雜物的含量對(duì)強(qiáng)度無明顯影響，但可使韌性降低。其中斷裂韌性隨硫含量增加而降低，具有明顯的規(guī)律性。
展開 高錳鋼冶煉主要工藝的控制
另外稀土元素的作用使鋼中夾雜物的分布發(fā)生了變化, 不加稀土?xí)r夾雜物 88%分布于晶界, 而經(jīng)稀土變質(zhì)處理后, 分布于晶界的夾雜物降到61%。
3 冶煉新技術(shù)的推廣應(yīng)用
氧化法煉鋼。氧化法煉鋼作為強(qiáng)化電弧爐冶煉的重要手段被廣泛應(yīng)用。在氧化法冶煉高錳鋼熔化中后期, 通過向爐內(nèi)吹氧以強(qiáng)化爐料快速熔化, 縮短熔化期時(shí)間, 降低熔化期的電耗, 同時(shí)對(duì)熔化末期提前形成良好的氧化渣有利。氧氣使用得當(dāng), 在氧化期可將磷脫到0. 01%, 這一點(diǎn)對(duì)高錳鋼的冶煉有著十分重要的意義。
爐內(nèi)吹氮。還原期爐內(nèi)吹氮是近幾年針對(duì)高錳鋼冶煉開發(fā)的一項(xiàng)新技術(shù)。特別是對(duì)不氧化法冶煉尤為重要。通過向熔池吹氮, 不但強(qiáng)化了熔池的傳熱條件, 加快了脫硫的過程, 更重要的是鋼中夾雜物, 特別是> 20μm夾雜物明顯減少。夾雜物總量可減少30%以上。同時(shí)對(duì)改善非金屬夾雜物的分布也有作用。吹氮時(shí)鋼液會(huì)吸收一部分氮?dú)? 氮在高錳鋼中有細(xì)化晶粒、提高強(qiáng)度等有利作用。
鋼包吹氬。鋼包吹氬是高錳鋼爐外精煉的一個(gè)重要手段。在鋼包底部安放透氣磚向鋼液中吹入氬氣, 可以減少鋼 液中非金屬夾雜物數(shù)量, 減少鋼中氣體含量, 達(dá)到凈化鋼液、提高鋼液質(zhì)量的目的。 以上這些冶煉新技術(shù)的逐步推廣應(yīng)用, 會(huì)使高錳鋼的冶金質(zhì)量進(jìn)一步提高。
4 結(jié)論
①冶煉過程的關(guān)鍵控制因數(shù)是: M n/ C ≥10, P≤0.075%, 出爐溫度1520~ 1550℃, 包內(nèi)鎮(zhèn)定時(shí)間5 min, 澆注溫度1370~ 1420℃, 爐前圓杯試樣收縮良好。
②采用包內(nèi)稀土、鋁的復(fù)合變質(zhì)處理工藝,凈化鋼液、細(xì)化組織、消除柱狀晶。
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縮孔與縮松形態(tài)金相組織見圖3、圖4：
圖3
鑄造終了時(shí)補(bǔ)縮不良而在頭部形成縮孔，縮孔內(nèi)有氣體未得逸出
圖4
橫截面存在分散縮孔，周圍并伴生縮松及小裂紋
4
夾雜
與基體有明顯分界面，性能相差懸殊的金屬或非金屬物稱為夾雜。
按夾雜的性質(zhì)可分金屬夾雜和非金屬夾雜兩類。金屬夾雜指不溶于基體金屬的各種金屬化合物初晶及未熔化完的高熔點(diǎn)純金屬顆粒以及外來異金屬;非金屬夾雜包括氧化物、硫化物、碳化物、熔劑、熔渣、涂料、爐襯碎屑以及硅酸鹽等。
按夾雜來源的不同可分內(nèi)生夾雜與外生夾雜。內(nèi)生夾雜可能以游離狀態(tài)或與基體金屬結(jié)合成化合物的狀態(tài)存在，也可能是多種雜質(zhì)的互相結(jié)合。
內(nèi)生夾雜中先析出的高熔點(diǎn)金屬化合物初晶或純金屬多呈規(guī)則的顆粒狀、塊狀、片狀或針狀，分布極不均勻。而低熔點(diǎn)金屬化合物則常沿晶界或枝晶軸間析出呈液珠狀、球狀、網(wǎng)絡(luò)狀或薄膜狀等。壓力加工時(shí)，塑性良好的夾雜可沿加工方向拉長變形，塑性不良的夾雜仍保持鑄造時(shí)形態(tài)或破碎成更小的顆粒，呈斷續(xù)的鏈狀沿加工方向分布。
外來夾雜是在生產(chǎn)過程中從爐襯、工具上的剝落物，通常較粗大而形狀不定。由于與基體有完全不同的化學(xué)組成和組織，因而在折斷口或切削加工時(shí)即可根據(jù)不同的色澤與受蝕情況被發(fā)現(xiàn)。
鋼鐵中非金屬夾雜物形態(tài)見圖5：
圖5
鋼鐵中非金屬夾雜物
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裂紋
金屬在凝固過程中產(chǎn)生的裂紋稱為熱裂紋;凝固后產(chǎn)生的裂紋稱為冷裂紋。
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