在对钢材料的缺陷分析中,夹杂物是影响钢中洁净度的重要因素之一。通过对夹杂物的尺寸、形状、物理性能进行评价分析,我们可以及时掌握钢的质量情况。添加稀土元素可以改变夹杂物的分布形态和形貌,从而能大大的改善钢材使用性能。所以目前许多新材料为了达到高性能都采用添加稀土的炼钢工艺,于是在对钢中的质量缺陷分析时,稀土夹杂物评价也是重要检测项目之一。
目前,我国对于钢中夹杂物检测依据标准为GB/T 10561-2005《钢中非金属夹杂物含量的测定》。稀土夹杂物的分布多为条状、点状或聚集类。然而GB/T 10561-2005标准中并没有聚集类夹杂物的定义及评定方法,相关国际标准ISO 967也没有规定,美标 ASTM E45 虽简单提到此类夹杂物的评定,但没有具体的定义。这就需要我们根据实际检测经验,结合相关的标准,准确的对稀土聚集类夹杂物进行判定。参考美标 ASTM E45,我们可以将相邻夹杂物的横向距离 s(夹杂物中心之间的距离)≤15μm 呈簇状分布的夹杂物定义为聚集类夹杂物。
稀土夹杂物的鉴定可借助明场和暗场、偏光观察及扫描电子显微镜进行成分分析。稀土夹杂物如果呈条状、点状分布的,就可以以颜色、形态较接近的五类夹杂物进行评定,并加注下标 RE,表明是稀土夹杂物。常见的稀土夹杂物主要有三硫化二稀土夹杂物、稀土氧硫化物夹杂物、稀土氧硫化物夹杂物、稀土硫化物和稀土铝酸盐的复合夹杂物、稀土酸盐的复合夹杂物、稀土硫化物和稀土铝酸盐的复合夹杂物、稀土铝酸盐、稀土铝酸盐氧化物、稀土复合铝氧化物、三硫化二稀土等,附上不同化学性质的稀土夹杂物的光学特征。
钢中加入稀土元素后,形成的稀土夹杂物不仅受稀土元素的影响,还要受到钢中氧、硫、硅等其他元素影响,因此稀土夹杂物的组成、类别和形态更复杂,其每类夹杂物对性能的影响也不一样,例如轴承钢中添加稀土,形成的点状氧化物类稀土夹杂物和点状硫化物类稀土夹杂物,对材料性能的影响明显不同。