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创建时间：2008-08-02

特殊钢的非金属夹杂物—硝酸盐

硅酸盐是金属氧化物和硅酸根的化合物，是钢中常见的夹杂物。在使用硅锰、硅铁合金脱氧时，形成可变形的硅酸盐，最常见的硅酸盐是硅酸亚铁和硅酸亚锰。

硅酸亚锰，也称锰橄榄石：2MnO·SiO₂，其物理性质：熔点1345℃ ，密度4.04g/cm³。

此外还有硅酸亚铁，也称铁橄榄石：2FeO·SiO₂；偏硅酸锰，也称蔷薇辉石：MnO·SiO₂；锰铁橄榄石：2FeXMn _1-x O·SiO₂；铁锰硅酸盐：mFeO·nMnO·PSiO₂；锰+钙长石：MnO·Al₂O₃·2SiO₂；锰+堇青石：2MnO·2Al₂O₃·5SiO₂；锰铝榴石：3Mn·Al₂O₃·3SiO₂；锰铝硅酸盐：3MnO·Al₂O₃·2SiO₂。

硅酸盐成分比较复杂，它能溶解多种化合物、氧化物、硫化物，并与它们形成多种化合物共晶体及机械混合物。

在渣洗的钢中可能出现以下硅酸盐。

1)钙铝硅酸盐，也称钙铝榴石，3CaO·Al₂O₃·3SiO₂

2)钙铝硅酸盐，也称钙长石，CaO·Al₂O₃·2SiO₂

3)铁铝硅酸盐，也称铁铝榴石，3FeO·Al₂O₃·3SiO₂

4)铁+堇青石：2FeO·2Al₂O₃·5SiO₂

5)钙硅酸盐：CaO·SiO₂·2CaO·SiO₂，3CaO·SiO₂

6)铬硅酸盐：mFeO·nCr₂O₃·PSiO₂

7)硅酸铝，也称莫来石：3Al₂O₃·2SiO₂；其物理性质；熔点1850℃ ，密度：3.156g/cm³。硅酸盐夹杂物具有可塑性，热加工后沿变形方向延伸，一般外形较粗糙，呈纺锤形。钢中铁锰硅酸盐形貌见图1~图7；锰铝硅酸盐夹杂物见图8～图10；钙铝硅酸盐夹杂物见图11～图13。

图1a 20CrNi2Mo钢中铁锰硅酸盐夹杂物

图1b 20CrNi2Mo钢中铁锰硅酸盐夹杂物

图1c 20CrNi2Mo钢中铁锰硅酸盐夹杂物

图2 铁锰硅酸盐夹杂物形貌

如图2 所示，铁锰硅酸盐X射线能谱定量分析结果如下所示

元素	元素原子百分数	氧化物原子百分数
Al	0.927	2.318
Si	17.261	51.784
Ca	0.966	1.933
Mn	14.218	28.435

图3a 27SiMn钢断口上的弥散分布的粒状铁锰硅酸盐夹杂物及其X射线能谱图

图3b 27SiMn钢断口上的弥散分布的粒状铁锰硅酸盐夹杂物及其X射线能谱图

图3c 27SiMn钢断口上的弥散分布的粒状铁锰硅酸盐夹杂物及其X射线能谱图

图4 27SiMn钢坯断口

图5 铁锰硅酸盐X射线能谱图

图6a 铁锰硅酸盐形貌

图6b 铁锰硅酸盐形貌

图7a 40Cr钢中的铁锰硅酸盐

图7b 40Cr钢中的铁锰硅酸盐

图7c 40Cr钢中的铁锰硅酸盐

图7d 40Cr钢中的铁锰硅酸盐

图7e 40Cr钢中的铁锰硅酸盐

图7f 40Cr钢中的铁锰硅酸盐

图7g 40Cr钢中的铁锰硅酸盐

图8a GCr15钢中的mMnO·nAl₂O₃·PSiO₂锰铝硅酸盐夹杂物

图8b GCr15钢中的mMnO·nAl₂O₃·PSiO₂锰铝硅酸盐夹杂物

图8c GCr15钢中的mMnO·nAl₂O₃·PSiO₂锰铝硅酸盐夹杂物

图8d GCr15钢中的mMnO·nAl₂O₃·PSiO₂锰铝硅酸盐夹杂物

图8e GCr15钢中的mMnO·nAl₂O₃·PSiO₂锰铝硅酸盐夹杂物

图8f GCr15钢中的mMnO·nAl₂O₃·PSiO₂锰铝硅酸盐夹杂物

图8中X射线能谱图、元素质量分数定量分析结果，显示如下

w(Al)	2.453%	w(Cr)	1.680%
w(Si)	28.691%	w(Mn)	6.426%
w(Ti)	1.375%	w(Fe)	59.374%

图9a 40Cr钢中的mMnO·nAl₂O₃·pSiO₂，锰铝硅酸盐夹杂物

图9b 40Cr钢中的mMnO·nAl₂O₃·pSiO₂，锰铝硅酸盐夹杂物

图9c 40Cr钢中的mMnO·nAl₂O₃·pSiO₂，锰铝硅酸盐夹杂物

图9d 40Cr钢中的mMnO·nAl₂O₃·pSiO₂，锰铝硅酸盐夹杂物

图10a 45钢中的mMnO·nAl₂O₃·PSiO₂锰铝硅酸盐夹杂物形貌、X射线元素面分布图及X射线能谱图

图10b 45钢中的mMnO·nAl₂O₃·PSiO₂锰铝硅酸盐夹杂物形貌、X射线元素面分布图及X射线能谱图

图10c 45钢中的mMnO·nAl₂O₃·PSiO₂锰铝硅酸盐夹杂物形貌、X射线元素面分布图及X射线能谱图

图10d 45钢中的mMnO·nAl₂O₃·PSiO₂锰铝硅酸盐夹杂物形貌、X射线元素面分布图及X射线能谱图

图10e 45钢中的mMnO·nAl₂O₃·PSiO₂锰铝硅酸盐夹杂物形貌、X射线元素面分布图及X射线能谱图

图10f 45钢中的mMnO·nAl₂O₃·PSiO₂锰铝硅酸盐夹杂物形貌、X射线元素面分布图及X射线能谱图

元素X射线原子百分数、质量分数定量分析结果

		元素	元素原子百分数%
w(Al)	3.379%	Al	5.511
w(Si)	22.737%	Si	35.628
w(Sc)	0.098%	Sc	0.096
w(Ti)	1.715%	Ti	1.576
w(V)	0.443%	V	0.382
w(Cr)	3.576%	Cr	3.027
w(Mn)	11.796%	Mn	9.499
w(Fe)	56.257%	Fe	44.332