压力容器金属材料的晶粒度及夹杂物简介

一、晶粒度

    众所周知，钢的晶粒大小对其力学性能具有重要影响。室温下钢材的晶粒越小，其强度和韧性越高。反之，粗晶粒往往会使钢的强度尤其是韧性下降。

    晶粒度分起始晶粒度和实际晶粒度等。

    1、起始晶粒度:当钢加热达到Ae3 临界点时，珠光体向奥氏体转变刚结束时的奥氏体晶粒很细小，通常称起始晶粒。

    2、实际晶粒度:在交贷状态下钢材的实际晶粒大小，以及经过不同热处理(加热)后，钢材或零件体得到的实际晶粒的大小。

    一般常用钢材的晶粒度分为16( 1~16)级。晶粒度级数越小，晶粒越粗大;晶粒度级数越大，晶粒越细小。

    影响钢材实际晶粒度的因素很多。其加热温度和保温时间是起着决定性作用，温度高，保温时间长，则晶粒大;另外合金元素、原始组织状态、热加工、热处理等对钢的实际晶粒度也有一定的影响。.

    晶粒度及其测定方法，应依据GB/T 6394- -2017 《金属平均晶粒度测定法》。

二、夹杂物

    钢在高温冶炼及浇铸过程中，不可避免地会出现一些非金属夹杂物，即非金属化合物。主要是一些氧化物、硫化物和硅酸盐等。它们存在于钢中，虽含量极少，但对钢材的性能危害不可忽视，其危害程度与夹杂物的类型、大小、数量、形态分布等有关。因此，对钢中的非金属夹杂物的检测是非常重要的，通常是按照GB/T10561—2005《钢中非金属夹杂物含量的测定》进行检测与评定等级，从而确定合格与否。

    钢中常见的内在夹杂物分脆性夹杂物(氧化物及脆性硅酸盐)和塑性夹杂物(硫化物及易变形的硅酸盐)等。

    1、氧化物:钢中常见的氧化物Al2O3是Al脱氧时所产生的细小难熔、高硬度脆性夹杂物。这种夹杂物热加工后不变形，而是沿加工方向分布成短线状和颗粒带。对钢的疲劳性能影响较大。

    2、硫化物 :钢中常见的硫化物是FeS、MnS及两者的固溶体( MnS-FeS)。由于它的存在，加热过程中，会导致钢产生热脆。

    3、硅酸盐:钢中常见的硅酸盐有硅酸亚铁( 2FeO-SiO2)、硅酸亚锰( 2MnO-SiO2)和锰铁硅酸盐(mFeO-nMnO-pSiO2)等。它有脆性硅酸盐和易变形的硅酸盐两种。

脆性硅酸盐在加热过程中容易产生热裂纹，影响钢的可靠性和耐腐蚀性能；而易变形的硅酸盐则会在冷加工过程中引起钢材的变形。因此，在钢的制造和使用过程中，需要控制夹杂物的含量和形态，以保证钢材的性能和质量。

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请教如何选择晶粒度，一般设计时没有这一项要求，什么情况下需要考虑这方面的要求，有没有相关参考资料？