材料成型原理复习总结.docx
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材料成型原理复习总结
一、三选二，一个名词解释，一个分析题
凝固成型：
将满足化学成分和温度要求的液态金属（合金）在重力场或其他外力的作用下引入预制好的型腔中，经冷却使其凝固成为具有型腔形状和相应尺寸的固体制品的方法。
优点：
1.可以生产出形状复杂的零件毛坯，如各种箱体、床身、机架等。
2.铸造生产的适用性广，工艺灵活性大。
3.成本较低，铸造用原材料大都来源广泛，价格低廉。
缺点：
1.铸件内部组织疏松、晶粒粗大，
2.常有缩孔、缩松、气孔等铸造缺陷，
2.力学性能较低，使得铸件质量不够稳定，废品率高。
应用范围：
形状复杂，体积较大的铸件，各种箱体、床身、机架
塑性成型：
将金属或合金在加热或常温状态下，施加一定的外力使其产生塑性变形而达到具有一定形状和表面尺寸精度的产品的加工方法。
优点：
1.改善金属组织，提高金属的力学性能；
2.节约金属，切削加工时，提高金属材料的利用率；
3.具有较高的劳动生产率；
4.适应性广
缺点：
1.锻件的结构工艺性要求高，内腔复杂零件难以锻造；
2.锻造毛坯的尺寸精度不高，一般需要切削加工；
3.需重型机器设备和较复杂模具，设备费用和周期长；
4.生产现场劳动条件较差。
应用范围：
板料冲压，体积成型（铸造）
焊接成型：
利用各种形式的能量使被连接的两个表面产生原子间的结合而成为一体的成型方法。
其过程涉及热过程、物理化学冶金过程和应力应变。
优点：
1.焊接生金属材料，结构重量轻。
2.能制造重型、复杂的机械零部件，简化铸造、锻造及切削加工工艺。
3.焊接接头不仅具有良好的力学性能，还具有良好的密封性。
4.能够制造双金属结构，使材料的性能得到充分利用。
5.可实现不同材料的连接成型，是不可拆卸的永久性连接。
缺点：
1.焊接结构不可拆卸，给维修带来不便；
2.焊接结构中存在焊接应力和变形；
3.接头的组织性能往往不均匀，并会产生裂纹、夹渣、气孔等焊接缺陷，从而引起应力集中，降低连接件的承载能力。
应用范围：
适用于碳钢、低合金钢、耐热钢、不锈钢及多种有色金属焊接
适用于中厚板结构的长焊缝的焊接
二、三选一，名词解释
晶体：
凡是原子在空间呈规则的周期性重复排列的物质称为晶体。
单晶体：
在晶体中所有原子排列位向相同者称为单晶体
多晶体：
大多数金属通常是由位向不同的小单晶（晶粒）组成，属于多晶体。
三：
液态金属的结构由液态金属是由游动的原子团、空穴或裂纹构成。
２）特征：
“近程有序”、“远程无序”
近程有序：
原子集团内部，原子排列仍具有一定的规律性
能量起伏：
原子间能量不均匀性
结构起伏：
原子团时聚时散，结构不稳定
成分起伏：
同一种元素在不同原子团中的分布量
四、粘度：
是衡量流体流动性的指标，表示流体流动的分子间摩擦而产生阻力的大小
粘度的实质：
原子间的结合力
动力粘度、运动粘度、恩氏黏度
1．粘度对液态金属净化的影响
液态金属中存在各种夹杂物及气泡等，必须尽量除去。
杂质及气泡与金属液的密度不同。
2．粘度对液态合金流动阻力的影响
当液体以层流方式流动时，阻力系数大，流动阻力大。
金属液体的流动成形，以紊流方式流动最好，由于流动阻力小，液态金属能顺利地充填型腔，故金属液在浇注系统和型腔中的流动一般为紊流。
但在充型的后期或夹窄的枝晶间的补缩流和细薄铸件中，则呈现为层流。
表面张力的原因（实质）：
是质点（分子、原子等）间作用力不平衡引起的
表面张力的影响因素：
熔点、温度、溶质元素。
熔点：
原子间结合力大的物质，其熔点、沸点高，则表面张力就大
温度：
大多数金属和合金，如Al、Mg、Zn等，表面张力随着温度的升高而降低；但对于铸铁、碳钢、铜及其合金温度升高表面张力反而增加
溶质元素：
对液态金属表面张力的影响分二大类。
使表面张力降低的叫表面活性元素，如S，也称正吸附元素。
提高表面张力的元素叫非表面活性元素，其表面的含量少于内部含量，称负吸附元素。
润湿角：
衡量界面张力的标志，为润湿角，
为固-气界面张力，
为液-固界面张力，
为液-气界面张力
表面张力的润湿：
润湿角
由界面张力
、
、
决定，当
>
时,
<90°，此时液体能够润湿固体；
=0°称绝对润湿；当
<
时,
>90°，此时液体不能够润湿固体；
=180°称绝对不润湿。
润湿角可以测定。
五、充型能力的好坏，影响因素，什么成分的充型能力最好
充型能力：
是指液态金属充满铸型型腔，获得形状完整、轮廓清晰的铸件的能力，即液态金属充填铸型的能力
液态金属的充型能力好坏：
首先取决于金属本身的流动能力，同时又受外界条件，如铸型性质、浇注条件、铸件结构等因素的影响，使是各种因素的综合反映。
影响充型能力的因素：
第一：
金属性质方面的因素（内因决定流动性）
（1）金属的密度ρ1（成分）；
（2）金属的比热容c1；
（3）金属的导热系数λ1；（4）金属的结晶潜热L;
（5）金属的粘度η;（6）金属的表面张力σ;
（7）金属的结晶特点。
合金的成分：
合金的流动性与其成分之间存在着一定的规律性。
在流动性曲线上，对应着纯金属、共晶成分和金属间化合物的地方出现最大值，而有结晶温度范围的地方流动性下降，且在最大结晶温度范围附近出现最小值。
●为提高液态金属的充型能力，在金属方面可采取以下措施：
1．正确选择合金的成分
在不影响铸件使用性能的情况下，可根据铸件大小、厚簿和铸型性质等因素，将合金成分调整到实际共晶成分附近，或选用结晶温度范围小的合金。
对某些合金进行变质处理使晶粒细化，也有利于提高其充型能力
2．合理的熔炼工艺
保持原材料和熔炼设备的洁净；多次熔炼的铸铁和废钢，应尽量减少用量；“高温出炉，低温浇注”
第二：
铸型性质方面的因素
（1）铸型的蓄热系数b2；
（2）铸型的密度ρ2；
（3）铸型的比热容C2；（4）铸型的导热系数λ2；
（5）铸型的温度；（6）铸型的涂料层；
（7）铸型的发气性和透气性。
第三：
浇注条件方面的因素
（1）浇注温度温度越高，充型能力越强;
（2）充型压力液态金属在流动方向上所受的压力越大，充型能力越强。
（3）浇注系统的的结构浇注系统的结构越复杂，流动阻力越大，充型能力越差。
第四：
铸件结构方面的因素
（1）铸件的折算厚度R
R=V（铸件的体积）/S（铸件的散热表面积）
或R=F（铸件的断面积）/P（断面的周长）
（2）由铸件结构所规定的型腔的复杂程度引起的压头损失Σh.
流动性：
金属本身的流动能力，称为“流动性”，是金属铸造性能之一。
流动性影响因素：
（1）金属的成分。
（2）液体的温度。
（3）杂质的含量和状态及物理特性。
六：
铸件的凝固方式，造成什么结果，优缺点，对铸件有何影响
逐层凝固：
动态凝固曲线的垂直距离很小或等于0时，这时铸件凝固区很小或根本没有。
（在恒温下结晶的纯金属、共晶成分的合金，断面上液体和固体由一条界线截然分开，没有“L+S”两相区，随温度下降，固体层不断加厚，逐步达到中心的凝固方式）
特点：
易补缩、致密性好、性能好
体积凝固：
垂直距离很大，凝固范围很大。
（若铸件断面温度场较平坦，温度梯度很小，或结晶温度区间很宽，铸件凝固的某一段时间内，某凝固区域在某时刻贯穿整个铸件断面时，则在凝固区域里既有已结晶的晶体也有未凝固的液体，这种情况为“体积凝固方式”或称“糊状凝固方式”。
）
特点：
不易补缩、缩松、夹杂、开裂、性能差
中间凝固：
如果合金的结晶温度范围较窄，或者铸件断面的温度梯度较大，铸件断面上的凝固区域宽度介于二者之间时，则属于“中间凝固方式”。
影响因素：
（1）合金的结晶温度范围（与化学成分有关）：
合金的结晶温度范围愈小，凝固区域愈窄，愈倾向于逐层凝固；
（2）铸件的温度梯度：
梯度很大的温度场，可以使宽结晶温度范围的合金按中间凝固方式凝固，甚至按逐层凝固方式凝固。
很平坦的温度场，可以使窄结晶温度范围的合金按体积凝固方式凝固
凝固方式与铸件质量的关系：
（1）窄结晶温度范围的合金：
由于凝固前沿直接与液态金属接触，当凝固发生体积收缩时，可以不断地得到液体的补充，凝固时
1）产生分散缩松的倾向小，而是在铸件最后凝固部位留下集中缩孔，设置冒口易消除
2）当收缩受阻而产生晶间裂纹时，容易得到金属液的充填，使裂纹愈合，所以铸件的热裂倾向小。
3）在充型过程中发生凝固时，也具有较好的充型能力。
（2）宽结晶温度范围的合金
1）在铸件中形成分散性的缩松。
往往采用如增加冒口的补缩压力，加速冷却等措施.
2）当晶间因收缩出现裂纹时，得不到液态金属的及时填充使之愈合，故铸件产生热裂的倾向大；
3）在充填过程中发生凝固，其充型能力差。
（3）中等结晶温度范围的合金
凝固区域为中等宽度，补缩特性、热裂倾向性和充型性能介于窄结晶温度范围合金和宽结晶温度范围合金之间
七、三种晶体的特点（等轴晶、树枝晶）
概念
树枝晶：
结晶时，固液界面将以树枝方式在空间中迁移，这样形成的晶粒称树枝晶，简称枝晶；
柱状晶：
结晶时固液界面只能在空间中的一个方向自由迁移，其他两个方向受限制，这样形成的晶粒称柱状晶；
等轴晶：
结晶时，固液界面能够在空间各个方向自由迁移，这样形成的晶粒称为等轴晶；
奥氏体晶：
晶格结构为面心立方的晶体
总结
1、金属的结晶方式都是树枝状结晶，等轴晶是树枝晶的常态，柱状晶只是树枝晶的特例；
2、树枝晶、柱状晶、等轴晶表明了晶粒在空间中的不同形态；
3、奥氏体晶是具有某种晶格结构的具体晶粒，它在结晶时的形态可以是上述晶粒形态的任何一种。
八、过冷度算法，与凝固有何关系（成分过冷、温度过冷）P44P68
过冷度算法:
温度过冷:
结晶中由于热量的散失使液体实际温度下降到熔点以下获得的过冷叫做温度冷却，这种过冷完全受散热条件的控制。
特点：
结晶潜热所致固相前部温度高，液相温度低。
成分过冷：
溶质富集引起界面前液体凝固温度的变化
特点：
先结晶温度高，后结晶温度低，快速结晶时，易出现树枝晶。
产生成分过冷的条件：
1）固液界面前沿溶质富集，产生溶质再分配
2）固液界面前方液相的实际温度梯度GL符合一定条件。
成分过冷的本质：
（1）溶质富集使平衡结晶温度大为降低，减小了实际过冷度，甚至阻碍晶体生长。
（2）成分过冷使界面不稳定，将不能保持平面。
与凝固的关系：
液态金属凝固的驱动力是由过冷提供的，过冷度越大，凝固驱动力也就越大。
过冷度为零时，驱动力就不复存在。
所以液态金属不会在没有过冷度的情况下凝固。
（凝固过程不是在一瞬间完成的，首先产生结晶核心，然后是核心的长大直至相互接触为止。
但生核和核心的长大不是截然分开的，而是同时进行的，即在晶核长大的同时又会产生新的结晶核心。
新的核心又同老的核心一起长大，直至凝固结束。
）
九、均质形核，异质形核，要求，影响因素
均质形核：
在没有任何外来界面的均匀熔体中的形枝过程。
均质形核在熔体各处概率相同。
晶核的全部固液界面皆由形核过程所提供。
要求：
生核时有较大过冷（液态金属在一定的过冷度下，临界核心由相起伏和结构起伏提供，临界生核功由能量起伏提供。
）
均质形核速率：
形核率为单位时间、单位体积生成固相核心的数目。
导质形核：
在不均匀的熔体中依靠外来杂质或型壁界面提供的基底进行形核的过程。
异质形核优先发生在外来界面处。
实际液态金属的形技过程一般都是异质形核。
影响因素：
（1）过冷度:
：
过冷度越大，形核速率越大
（2）基底形态：
对于外来固相的平面基底而言，促进异质形核的能力取决于结晶相和它之间的润湿角
的大小。
（3）界面：
由夹杂物基底的特性、形态和数量来决定
（4）液态金属的过热度及持续时间的影响
十、粗糙界面：
界面上有一半位置被原子占据，而一半位置则空着，其微观上是粗糙的，形成高低不平的界面层，称为粗糙界面。
大多数金属界面属于这种结构
特点：
1）动力学过冷度很小
2）生长速度很快
3）连续生长的结果晶体的表面是光滑的。
“微观上粗糙，宏观上光滑（长大后）”
平整（光滑）界面：
界面上的位置几乎全被原子占满，或者说几乎全是空位，其微观上是光滑平整的，称为平整界面。
非金属及化合物大多数属于这种结构。
特点：
1）过冷度影响大
2）生长速度慢
3）小平面生长成多面体晶体，棱角分明。
“微观上光滑，宏观上粗糙（长大后）”
十一、晶体的生长方式：
1）连续生长——粗糙界面的生长
2）侧向生长（二维生长）——平整界面的生长，台阶侧面堆砌生长
3）从缺陷处生长---螺旋位错生长、旋转挛晶生长、反射挛晶生长
十二、凝固过程的溶质再分配：
从形核开始到凝固结束，在整个结晶过程中固液两相内部将不断进行着溶质元素的重新分布过程。
起因：
同一温度下的固相与液相溶质的溶解度不同。
十三、生长方式即成分过冷对单相合金凝固过程的影响（了解）书上p68
十四、外生生长：
晶体自型壁生核，然后由外向内单向延伸的生长方式。
（平面生长、胞状生长和柱状枝晶生长）
内生生长：
等轴枝晶在熔体内部自由生长的方式。
十五、合金固溶体凝固时的晶体生长形态
a）不同的成分过冷情况
b）无成分过冷（平面晶）
C）窄成分过冷区间（胞状晶）
d）成分过冷区间较宽（柱状树枝晶）
e）宽成分过冷（内部等轴晶）
十六、共生生长（P73）：
规则共晶长大时，两相彼此紧密相连，相互依赖生长，两相前方的液体区域中存在溶质的运动的一种长大方式
离异共晶（P75）：
1）两相的析出在时间上和空间上都是彼此分离的，因而形成的组织没有共生共晶的特征。
这种非共生生长的共晶结晶方式称为离异生长，所形成的组织称离异共晶
2）在共晶反应的合金中，如果成分离共晶点较远，由于初晶相数量较多，共晶相组织很少，共晶组织中与初晶相相同的那一相会依附于先共晶相上长大，另外一个相单独分布于晶界、枝间等最后凝固处，使得共晶组织的两相交替的特征消失，这种两相分离的共晶称为离异共晶。
离异共晶分“晶间偏析型”和“晕圈型”两种类型。
十七、半固态金属的凝固
概念：
经加热熔炼的合金原料液体通过机械搅拌、电磁搅拌或其他复合搅拌，在结晶凝固过程中形成半固态浆料。
特点：
（1）溶质元素的局部浓度不断变化；
（2）宏观流动变形抗力很低；
（3）容易变形流动；
（4）容易混入异种材料的粉末、纤维等；
（5）容易将分离的部位连接形成一体化，与一般固态金属材料也容易形成很好的结合；
（6）即使是含有难加工性材料，也可通过半熔融状态在低加工力下进行成形加工；
（7）当施加外力时，液相成分和固相成分存在分别流动的情况，一般情况下，存在液相成分先行流动的倾向或可能性。
（对于液态成形，合金液在浇注、凝固及冷却过程中，合金的流动性是变化的。
它影响铸件或材质的质量，如致密度、成分的均匀性、缩松、夹杂和热裂等都与合金的流动性有关。
合金液在熔点以上过热温度较高时，即浇注前或浇注过程中可视为牛顿黏性体，合金液的黏性对充型性、夹杂物及气体的排除有重要影响。
在凝固温度范围内，当合金液析出20%（体积分数）的晶体时，合金已如同固体般不能流动，枝晶间的补缩很困难，这是铸件或材料产生缩松的根源。
对于像钢锭等型材产品，可采用锻造的再加工方法以消除缩松，而对于铸件则难以弥合。
金属的半固态成形技术具有许多优点。
流变铸造或半固态锻造使用的是半固态金属或合金浆料，其中含固态晶粒达50%左右或以上，也就是说50%左右的金属结晶潜热已经消失，这样显著地降低了金属的温度和热量，减少了对金属模具的热蚀作用，能显著地提高模具的寿命，并可压铸高熔点合金。
半固态金属浆料有较大的黏性，压铸时无涡流现象，卷人的空气少，减少甚至消除了气孔、夹杂、缩松等缺陷。
金属或合金液中不易掺入强化相，而半固态金属浆料因黏度较大，强化相可容易地加人其中，为制备新型复合材料开辟了一条广阔的道路。
）
十八、铸件的宏观凝固组织P87
三个晶区：
1）表面细晶粒区：
紧靠型壁的外壳层，由紊乱排列的细小等轴晶所组成，仅几个晶粒厚
2）柱状晶区：
由自外向内沿着热流方向彼此平行排列的柱状晶所组成
3）内部等轴晶区：
由紊乱排列的粗大等轴晶所组成
熔池结晶的形态
（1）分类
（2）纯金属的结晶形态
①正的温度梯度：
平面晶，生长缓慢（主要）
②负的温度梯度：
生长速度快，除主轴外，还有分枝，生成树枝晶（较少）
（3）固溶体的结晶形态
①温度过冷:
结晶潜热所致固相前部温度高，液相温度低。
②成分过冷：
先结晶温度高，后结晶温度低，快速结晶时，易出现树枝晶。
（4）成分过冷对结晶形态的影响
①平面结晶：
G>T，多见于高纯金属焊缝或溶质含量低的液态合金，在熔合线附件温度梯度很高而结晶速度很小的边界层中。
②胞状结晶：
G与T少量相交
③胞状树枝结晶：
G与T相交较大，晶粒主轴快速伸向液内，横向排溶质，故横向也出现分枝
④树枝状结晶:
当成分过冷进一步增大，树枝晶显著
⑤等轴结晶:
液相成分过冷区很宽，不仅在前沿生成树枝晶，内部也形成树枝晶（等轴晶）
（1、当结晶速度R和温度梯度G不变时，随合金中溶质浓度的提高，则成分过冷增加，从而使结晶形态由平面晶变为胞状晶、胞状树枝晶、树枝状晶、最后到等轴晶
2、当合金中溶质的浓度C0一定时，结晶速度R越快，成分过冷的程度越大，结晶形态也可由平面品过渡到胞状晶、树枝状晶，最后到等轴晶
3、当合金中溶质浓度C0和结晶速度R一定时，随液相温度梯度的提高，成分过冷的程度减小，因而结晶形态的演变方向恰好相反，由等轴晶、树枝品逐步演变到平面晶）
十九、铸件宏观凝固组织的控制p91
（1）铸件结晶组织对铸件质量和性能的影响
表面细晶粒区薄，对铸件的质量和性能影响不大
铸件的质量与性能主要取决于柱状晶区与等轴晶区的比例以及晶粒的大小。
1）柱状晶：
生长过程中凝固区域窄，横向生长受到相邻晶体的阻碍，枝晶不能充分发展，分枝少，结晶后晶间杂质少，组织致密。
但柱状晶比较粗大，晶界面积小，排列位向一致，其性能具有的方向性：
纵向好、横向差。
凝固界面前方常汇集有较多的第二相杂质气体，将导致铸件热裂。
（2）等轴晶：
晶界面积大，杂质和缺陷分布比较分散，故性能均匀而稳定，没有方向性。
枝晶比较发达，显微缩松较多，凝固后组织不够致密。
细化能使杂质和缺陷分布更加分散，从而在一定程度上提高各项性能。
晶粒越细综合性能越好。
等轴晶组织的获得和细化:
强化非均匀形核、促进晶粒游离、抑制柱状晶区。
对塑性较好的有色金属或奥氏体不锈钢锭，希望得到较多的柱状晶，增加其致密度；
对一般钢铁材料和塑性较差的有色金属铸锭，希望获得较多的甚至是全部细小的等轴晶组织；
对于高温下工作的零件，通过单向结晶消除横向晶界，防止晶界降低蠕变抗力。
措施：
（1）孕育处理：
溶体中加入强生核剂（孕育剂）
孕育剂——向液态金属中添加少量物质以达到增加晶核数、细化晶粒、改善组织之目的的一种方法。
变质处理：
变质剂——加入少量物质通过元素的选择性分布而改变晶体的生长形貌，如球化或细化。
加入强生核剂目的：
强化非均质形核
形核剂分类：
1）直接作为外加晶核的生核剂
2）能与液相中某些元素组成较稳定的化合物的生核剂
3）通过在液相中造成大的微区富集而使结晶相提前弥散析出形成的生核剂
4）含强成分过冷元素的生核剂
（2）控制浇注条件
1）低的浇注温度。
熔体的过热度较小，与浇道内壁接触就能产生大量的游离晶粒。
有助于已形成的游离晶粒的残存，这对等轴晶的形成和细化有利。
2）合适的浇注工艺。
强化液流冲刷型壁能扩大并细化等轴晶区。
（3）铸型性质和铸件结构
1）铸型激冷能力的影响
2）铸型表面的粗糙度
3）液态金属和铸型表面的润湿角
（4）动态结晶细化等轴晶
熔体在凝固过程中存在长时间、激烈的对流。
（晶粒或枝晶脱落、破碎、游离、增殖）
振动－－机械振动、电磁振动、音频或超声波振动
搅拌－－机械、电磁搅拌
旋转振荡－周期性地改变铸型的旋转方向和旋转速度
二十、气孔与夹杂
气孔
形成过程：
金属在熔炼、浇注及凝固过程中，炉料、铸型、浇包、空气及化学反应产生的各种气体会溶入到液态金属中，随温度下降气体会因在金属中的溶解度的显著降低而析出。
尚未从金属中逸出的气体会以分子的形式残留在固体金属内部而形成气孔。
危害：
气孔的存在不仅能减少铸件的有效面积，且能使局部造成应力集中成为零件断裂的裂纹源。
一些不规则的气孔，增加缺口敏感性，使金属强度下降，零件的抗疲劳能力降低。
气孔防止措施
1．减少金属液的原始含气量C0
①减少金属液的吸气量
尽量减少或防止气体进入金属内。
②对金属液采取除气处理
（a）浮游去气，即向金属液中吹入不溶于金属的气体，使溶解的气体进入气泡而排除；
（b）采用真空去气；
（c）氧化去气，对能溶解氧的金属液（如铜液），可先吹氧去氢，然后再脱氧；
（d）冷凝除气法，即缓慢冷到凝固温度，然后迅速加热至浇注温度。
2．阻止气体析出
①提高铸件冷却速度
对易产生析出性气孔的铝合金尽量采用金属型铸造。
②提高铸件凝固时的外压
这可以有效阻止气体的析出。
如将浇注的铝合金铸型放在通入4～6大气压的压缩空气的压力宝中凝固,可有效地减少或消除铝合金铸件中的气孔。
气孔的分类：
1.析出性气孔：
在冷却及凝固过程中，因气体溶解度下降，析出气体，来不及从液面排出而形成气孔。
这类气孔在铸件断面上大面积分布，靠近冒口、热节等温度较高的区域，其分布较密集，形状呈团球形、裂纹多角形、断续裂纹状或混合型。
2.反应性气孔：
金属液－铸型之间、金属液内部发生化学反应所产生的气孔。
反应性气孔通常分布在铸件表面皮下1—3mm，表面经过加工或清理后，就暴露出许多小气孔，所以通称皮下气孔。
形状有球状、梨状。
另一类反应性气孔是金属内部化学成分之间或与非金属夹杂物发生化学反应产生的，呈梨形或团球形，均匀分布。
夹杂
夹杂物：
金属内部或表面存在的与基本金属成分不同的物质
来源：
原材料本身的杂质，以及金属在熔炼、浇注和凝固过程中与非金属元素或化合物发生反应而形成的产物。
内生夹杂：
熔炼、铸造或焊接中，金属与其内部非金属发生化学反应而生成的化合物。
外来夹杂：
金属与外界物质接触发生相互作用所生成的非金属杂质。
危害：
1）对铸件产生连续性，均匀性破坏，使力学性能、致密性、耐蚀性降低。
2）会发生红脆，产生热裂现象。
球形：
影响小；
针状、尖角：
产生应力集中影响增大。
按形成时间先后分类：
初生夹杂物、次生夹杂物、二次氧化夹杂物
初生夹杂物的形成：
浇注前的熔炼及熔体处理中，冶金反应中产生。
特点：
夹杂物容易聚合、长大
防止措施：
（1）加溶剂——吸收夹杂
（2）除气处理时也可将夹杂物携带上浮排出
（3）过滤法
次生夹杂物:
凝固过程中，溶质再分配，溶质富集，偏晶结晶析出夹杂物
二次氧化夹杂物的形成：
浇注及填充铸型的过程中氧化形成
防止措施：
（1）合理的浇注工艺及浇冒口系统，平稳充型
（2）控制金属液的易氧化元素
（3）铸型内造还原型气氛
O、H、N、S、P的危害，影响:
磷：
1）能恶化钢的焊接性能；
2）降低钢的塑性和韧性，
3）能提高易切削钢的切削性能；
4）能改善钢液的流动性，提高钢液的铸造性能；
5）能提高合金钢耐大气和海水的腐蚀能力；
6）能提高电工用硅钢的导磁率。
硫：
1）使钢产生热脆现象。
2）对钢的力学性能产生不利影响。
3）使钢的焊接性能降低。
4）能改善易切削钢的切削性能。
5）使钢的耐腐蚀性能降低。
由于硫对绝大多数钢种而言是有害的，所以脱硫是炼钢的主要任务之一。
氧;
1）严重降低钢的
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