本文以钙硫系易切削结构钢为主要研究对象,借助于定量图像分析仪、电子探针、扫描电镜等仪器和设备,探讨了钢中非金属夹杂物与钢切削性能的相关性。研究钢中非金属夹杂物尺寸对刀具寿命的影响,结果表明:本试验条件下夹杂物对刀具寿命的临界影响尺寸为8μm。还研究了非金属夹杂物的间距、均匀性及数量对刀具寿命的影响。最后,建立了描述非金属夹杂物特征参数与刀具寿命关系的数学模型。试验表明,刀具寿命（T）主要受钢中非金属夹杂物有效颗粒数（Ne）和分布均匀度（H）的影响

为了进一步完善增氮析氮法生成气泡去除钢液中显微非金属夹杂物技术,研究了真空处理时间、充氮压力、气体类型等因素对钢中全氧和显微非金属夹杂物的影响.结果表明:减压处理过程中,钢液中非金属夹杂物可为过饱和气体氮气形成气泡提供非均相形核核心;增氮析氮法可有效地降低钢中全氧,去除钢中显微非金属夹杂物;真空处理时间越长,钢中全氧和显微非金属夹杂物数量越低,当真空处理时间为30 min时钢中全氧去除率达到了81.6%,而且全氧质量分数最低达到7×10-6

对国内一钢厂EAF→LF→VD→CC工艺生产的高品质GCr15轴承钢进行系统取样,针对DS类非金属夹杂物随机性强的特点,利用能够进行大面积试样检测的ASPEX自动扫描电镜分析统计钢中非金属夹杂物的成分、尺寸、数量等信息.研究发现:GCr15轴承钢冶炼过程中非金属夹杂物主要为MgO-Al2O3-CaO复合夹杂物和MnS,同时有少量的SiO2-Al2O3和MgO-Al2O3复合夹杂物;夹杂物尺寸主要集中在38μm,并有少量DS类夹杂物出现且尺寸范围波动很大,最大可以达70μm以上,形貌为圆形或近似圆形;VD有较强的去除夹杂物功能,经过VD真空精炼,夹杂物中CaO含量有增加趋势;吊包至铸坯过程,夹杂物成分向Al2O3含量增多的区域移动,最终轴承钢铸坯中夹杂物成分位于高Al2O3含量（≥80%）,少量MgO（<20%）和低CaO（<5%）的区域;DS夹杂物的生成和去除具有较强的随机性

研究了一种方便可靠的夹杂物评估方法：利用合适电化学充氢后的拉伸试样获取夹杂物并与极值统计法相结合估算不同体积钢中非金属夹杂物的最大尺寸并预测疲劳强度。研究选用工业生产的高洁净度20Cr2Ni4A齿轮钢，将淬火+低温回火态的标准拉伸试样进行电化学充氢，使拉伸断口由于氢脆现象存在一些以粗大非金属夹杂物为中心的脆性平台，从而可方便快捷地在扫描电子显微镜下对夹杂物的类型、尺寸和分布进行检测，并利用极值统计法对钢中的最大夹杂物尺寸进行评估。为了验证该方法的准确性，采用传统金相法和旋转弯曲疲劳试验对钢中非金属夹杂物进行了检测，结果表明，使用本文所提出的夹杂物评估方法预测的钢中最大夹杂物尺寸及疲劳强度与疲劳试验结果相吻合。因此，该方法有望成为预测高洁净度高强度钢中最大夹杂物尺寸及其疲劳强度的一种有效方法

为了进一步研究20CrMo合金钢在生产过程中夹杂物的演变机理，实现对钢中非金属夹杂物的合理控制，保证生产顺行，提高产品力学性能，针对“BOF→LF→RH→钙处理→连铸→热轧”工序生产20CrMo合金钢全流程中非金属夹杂物的演变规律进行了研究。在LF精炼及RH精炼加钙前钢中非金属夹杂物含有70%以上的Al2O3。钙处理后，由于过量的钙加入到钢液中，夹杂物中CaS质量分数迅速增加至59%，Al2O3质量分数降低至21%。在连铸过程中由于二次氧化的发生，夹杂物转变为CaO?Al2O3，其中含有50%的Al2O3、39%的CaO和10%的CaS，并且夹杂物平均尺寸增加。在钢的冷却和凝固过程中，CaO质量分数降低至5%，CaS质量分数增加至57%，钢中夹杂物转变为Al2O3?CaO?CaS的复合夹杂物，同时含有少量大尺寸的CaO?Al2O3夹杂物。在钢的轧制过程中，夹杂物中CaO含量进一步降低，CaS含量增加，夹杂物平均尺寸增加，形成了CaO?Al2O3与CaS黏结型的复合夹杂物与Al2O3?CaS复合夹杂物。对CaO-Al2O3与CaS黏结型的复合夹杂物的形成原因进行了讨论

以铝硅合金和球墨铸铁为研究对象,分别采用正常热处理、室温及高温下施加脉冲电流处理的方法,研究了脉冲电流对固态金属中非金属相形态的影响.结果表明:在脉冲电流处理下,铝硅合金中粗杆状共晶硅的粒化速度加快;球墨铸铁经脉冲电流处理后,原有石墨的直径没有明显增大,石墨的平均似圆度略有增加,组织中出现了新生的球状小石墨;在脉冲电流作用下非金属相周围位错的行为及原子的扩散是决定非金属相形态的主要原因

为了研究不锈钢连铸坯中非金属夹杂物的主要类型及其主要来源,用扫描电镜分析了0Cr18Ni9不锈钢连铸坯中的夹杂物成成,并分别在AOD渣、大包渣及中间包渣中加入示踪剂进行了三次示踪实验.实验结果表明,0Cr18Ni9不锈钢连铸坯中的非金属夹杂物主要为CaO-SiO2-Al2O3-MgO系夹杂物,其次为MgO-Al2O3类尖晶石和硫化物;非金属夹杂物的主要来源是AOD还原期的还原产物、脱硫产物和出钢时混入钢水中的AOD渣滴;AOD出钢后,大包顶渣、中间包覆盖剂和结晶器保护渣不会对钢液造成明显污染

为了保证齿轮钢中非金属夹杂物的控制，并确定齿轮钢经济合理的总氧含量控制目标，开展了总氧含量对齿轮钢中非金属夹杂物的影响研究。以三种不同总氧含量的Mn–Cr系齿轮钢为研究对象，利用Aspex扫描电镜、极值法、疲劳测试等不同方法研究了齿轮钢中非金属夹杂物数量、分布、尺寸等，获得了夹杂物与齿轮钢总氧含量的对应关系。在本文实验条件下，随着总氧含量的降低，钢中氧化物夹杂数量不断减小，其中5～10 μm的小尺寸夹杂物减小最明显，而10 μm以上的大尺寸夹杂物数量变化规律不明显。另外，极值法和疲劳试验结果表明，总氧含量高时（质量分数为0.0013%），钢中最大氧化物夹杂尺寸也较大，比总氧质量分数为0.0010%和0.0005%的实验钢的最大夹杂物尺寸高10 μm以上，且当总氧含量比较低时（质量分数≤0.0010%），实验钢总氧质量分数变化（0.0010%、0.0005%）对钢中最大夹杂物尺寸影响不大

• 非金属材料指工程材料中除金属材料以外的其他一切材料。 • 非金属材料的原料来源广泛，自然资源丰富，成形工艺简单，具有一些特殊性能，应用日益广泛，已成为机械工程材料中不可缺少的重要组成部分。 • 在机械工程中常用的非金属材料主要包括高分子材料、陶瓷材料和复合材料； 学习要点： • 1．高分子材料（高聚物）是通过聚合反应以低分子化合物结合形成的。聚合反应分为加聚反应和缩聚反应。 • 2．塑料主要由合成树脂和添加剂组成。 • 3．常用塑料及其在生产中的用途。 • 4．工业陶瓷的特点及用途。 • 5．复合材料的特点及分类

9.1 非金属单质 9.2 无机化合物 9.3 无机非金属材料 9.4 钢筋混凝土的腐蚀与防腐