非金屬介在物は主に、溶鋼の凝縮プロセスにおける酸素、硫黃、窒素化合物の平衡定數(shù)の対応する増加によって形成されるさまざまな種類の非金屬介在化合物に由來します?；瘜W(xué)反応によって形成される生成物を非金屬介在物、あるいは略して介在物と呼ぶことにします。鋼中に含まれる介在物は微量ですが、鋼材や製品の品質(zhì)に悪影響を及ぼします。現(xiàn)代の材料工學(xué)技術(shù)の発展に伴い、鋼の品質(zhì)に対する要求はますます厳しくなっています。したがって、非金屬介在物の詳細(xì)な研究は、材料の同定、製品の破壊分析、スクラップ分析、故障分析にとって非常に重要です。

1.鋼中の非金屬介在物の発生源

介在物は主に、鋼の溶解と凝固の際の一連の物理的および化學(xué)的反応によって発生します。介在物は発生源によって、內(nèi)因性（內(nèi)部）介在物と外因性（外部）介在物に分けられます。

內(nèi)因性介在物

內(nèi)因性介在物とは、鋼の製錬、鋳造、凝結(jié)の過程でさまざまな材料成分間の化學(xué)反応によって生成される生成物、または鋼と爐內(nèi)の雰囲気や容器との接觸、あるいは溶鋼の凝結(jié)溫度が低下したときに溶解度が低下することによって沈殿する粒子を指します。

外國の包含物

異物介在物は、外部介在物または偶発介在物とも呼ばれ、製錬、鋳造の生産プロセスで、設(shè)備または容器から不純物が外れて溶鋼に混入する原因となります。また、製錬作業(yè)の不注意により、耐火レンガが熱衝撃で割れて剝がれ落ち、他の種類の酸化物と生成物を形成し、異物介在物となることもあります。

2.介在物が鋼の品質(zhì)に與える影響

介在物の有害性は、その量、形狀、大きさ、分布、融點(diǎn)、物理的および化學(xué)的性質(zhì)によって異なります。介在物が低融點(diǎn)の性質(zhì)を持つ場合、鋼は熱間加工中に溶融または軟化するため、熱間脆性や割れが発生します。鋼にアルミニウム介在物やその他の窒化物がある場合、鋼の表面硬度が均一ではなく、切斷や研磨が困難になります。鋼中の介在物が基準(zhǔn)を超えると、化學(xué)熱処理における浸透層の不均一など、熱処理および溶接プロセスに大きな困難をもたらし、溶接部の強(qiáng)度が大幅に低下したり、溶接中に割れたりします。

3. 介在物の組織學(xué)的識別

金屬組織學(xué)的識別法では、介在物の化學(xué)組成や結(jié)晶構(gòu)造を識別することはできませんが、光學(xué)金屬組織顕微鏡下で介在物の形狀、サイズ、數(shù)量、分布、種類を直接観察して識別することができます。同時に、金屬組織學(xué)的識別法は、操作が簡単で、実施しやすいという特徴もあります。

金屬組織サンプルの採取と準(zhǔn)備は、採取したサンプルが非金屬介在物の識別結(jié)果を表せるようにするため、採取した部品が対応する技術(shù)條件の要求を満たしていなければなりません。鍛造ブランクの場合、サンプルは鍛造ブランクの中央から端までのさまざまな部分、たとえば鍛造ブランクのヘッド、ミドル、テールから採取できます。圧延鋼と冷間引抜鋼の場合、サンプルは中心線を通って縦方向に採取する必要があります。焼入れ割れ、鍛造割れ、熱間圧延、スタンピング、および破壊疲労破壊の場合、サンプルは亀裂と破壊箇所で採取する必要があります。特殊鋼または製品部品の場合、サンプルは要求に応じて採取できますが、會社の標(biāo)準(zhǔn)に従って実施する必要があります。

サンプルの研磨工程では、粗いものから細(xì)かいものまで、金屬組織用サンドペーパーを使用する必要があります。次の研磨工程は、研磨マークが消えるまで、前の研磨工程の研磨マークに対して垂直に行う必要があります。研磨工程では、サンプルの研磨面を適切な圧力で研磨ディスクの半徑で前後に動かし、サンプル自體も連続的に回転させる必要があります。最終的な要件は、サンプルが 100 倍の視野でエッチングされず、表面に傷、剝がれ、ウォーターマーク、汚れがなく、滑らかで鏡のように明るいことです。

4. 介在物の種類と形態(tài)

硫化物は延性が高く、単一の灰色の介在物で、形狀比（長さ / 幅）の範(fàn)囲が広く、一般に端が丸みを帯びています。アルミナのほとんどは変形がなく、形狀比が小さく（一般に 3 未満）、黒または青色の粒子が圧延方向に沿って一列に並んでいます（少なくとも 3 個の粒子）。ケイ酸塩は延性が高く、形狀比の範(fàn)囲が広く、単一の黒または暗灰色の介在物（一般に 3 以上）で、一般に端が鋭角になっています。球狀酸化物は変形せず、角張っているか丸く、形狀が小さく（一般に 3 未満）、黒または青色で、粒子が不規(guī)則に分布しています。単一粒子の球狀介在物は丸いまたはほぼ丸く、直徑が 13 μM 以上です。