1 绪论 1
1.1 钢中的非金属夹杂物 1
1.1.1 夹杂物的来源和种类 1
1.1.2 夹杂物的分类和性质 5
1.2 洁净钢及对夹杂物的要求 10
1.2.1 洁净钢的定义 10
1.2.2 高品质洁净钢对夹杂物的要求 12
1.3 钢液中夹杂物颗粒的去除 14
1.4 夹杂物成分和形态控制 15
1.4.1 夹杂物的钙处理 15
1.4.2 炉渣-夹杂物-钢液相互作用 20
1.5 夹杂物尺寸 24
1.5.1 夹杂物尺寸划分 24
1.5.2 临界尺寸 25
1.5.3 微小尺寸夹杂物的作用 26
1.6 小结 30
参考文献 31
2 脱氧及氧化物夹杂形成——经典及多步机理 36
2.1 经典形核理论及其不足 36
2.1.1 经典形核理论概述 36
2.1.2 经典形核理论的不足 38
2.2 钢液脱氧形核的CNT研究 41
2.2.1 铝脱氧形核与过剩氧 42
2.2.2 镁铝复合脱氧形核 52
2.3 夹杂物的长大 61
2.4 二步形核机理 65
2.5 冶金介尺度科学问题及其研究方法 70
2.6 氧化物夹杂形成的TSNM机制 74
2.6.1 预形核的氧化铝团簇（Al2O3）n的结构与热力学性质 74
2.6.2 纳米α-Al2O3的热力学性质 82
2.6.3 α-Al2O3晶体的热力学性质 85
2.6.4 氧化铝形核与纳米尺度长大的多步热力学规律 87
2.6.5 夹杂物形成机理与过剩氧 96
2.7 小结 101
参考文献 101
3 铁基熔体中纳米粒子相关研究 106
3.1 钢铁材料中纳米粒子作用简述 106
3.1.1 钉扎效应 106
3.1.2 纳米形核剂的有效性 108
3.2 含纳米粒子的添加剂在铁液中的熔化 110
3.2.1 添加剂中辅料的熔化 110
3.2.2 纳米粒子的熔化性质 113
3.3 熔体中纳米粒子的动力学稳定性 119
3.3.1 范德华引力势能 119
3.3.2 双电层斥力势能 120
3.3.3 高温铁基熔体的结构和性质对纳米粒子的作用 121
3.4 铁基熔体中纳米粒子的运动行为 122
3.4.1 理论分析 122
3.4.2 铁液中纳米Al2O3粒子的分散试验 124
3.5 几种纳米粒子在铁液中的化学稳定性分析 128
3.5.1 Al2O3纳米粒子 128
3.5.2 TiN纳米粒子 135
3.5.3 TiO2纳米粒子 139
3.5.4 VC超细粒子 141
3.6 铁基熔体中外加纳米粒子的实验室研究 142
3.6.1 添加Al2O3纳米粉 142
3.6.2 添加TiN超细粉 145
3.6.3 添加TiO2纳米粉 147
3.6.4 添加VC超细粉 149
3.7 小结 152
参考文献 152
4 钢液外加纳米级粒子研究 155
4.1 钢中纳米相获得技术 155
4.1.1 内部析出法 155
4.1.2 外部加入法 156
4.1.3 纳米粉的加入量 156
4.1.4 纳米粉的加入方法 158
4.2 外加纳米颗粒钢的工业试验 160
4.2.1 试验过程及纳米粉加入工艺 160
4.2.2 试样分析方法 162
4.3 试验钢力学性能 164
4.3.1 添加Al2O3纳米粉的35钢力学性能 164
4.3.2 添加Al2O3纳米粉的55SiMnMo钢力学性能 165
4.3.3 添加TiN纳米粉的55SiMnMo钢力学性能 165
4.4 试验钢的组织观察 166
4.4.1 铸态组织 166
4.4.2 锻后空冷组织 169
4.5 钢中的夹杂物分析 170
4.5.1 35钢中的夹杂物分析 170
4.5.2 55SiMnMo钢中的夹杂物分析 176
4.6 纳米粒子在钢中的存在状态 180
4.6.1 纳米Al2O3的存在状态 180
4.6.2 纳米TiN的存在状态 187
4.7 纳米粒子对组织的作用机理 190
4.7.1 外加纳米粒子成为钢液结晶非均质核心能力 190
4.7.2 外加纳米粒子在钢热加工过程中的作用 192
4.8 小结 197
参考文献 198
5 钢中第二相的无损伤分析 200
5.1 金相研究方法及其随机性 200
5.2 化学溶蚀 202
5.3 大样电解法 203
5.4 有机溶液电解法及其应用 203
5.4.1 有机溶液电解法基本原理与技术 203
5.4.2 夹杂物整体表面形貌 205
5.4.3 夹杂物的内部二维形貌 208
5.4.4 不稳定第二相及纳米析出相 210
参考文献 213