1。3。2 夹杂物对塑韧性的影响

夹杂物对焊缝塑性的影响明显。夹杂物的增加焊缝的塑性会降低，夹杂物的尺 寸增加的同时最明显的是断面收缩率会很快的下降。夹杂物对焊缝塑性的影响与夹 杂物的尺寸和形状密切相关，尺寸较大并且呈条带状的夹杂物对塑性的危害比尺寸

小形状呈圆点的夹杂物在钢中更危险。 焊缝中夹杂物的存在对焊缝韧性有着不利的影响，随着夹杂物数量和尺寸的增

加，钢的断裂韧性明显下降。夹杂物在韧性断裂中起着决定性的作用，夹杂物的存 在破坏了基体的连续性。

1。3。3   夹杂物对疲劳性能的影响

夹杂物的大小，形态，尺寸都会对疲劳性能有影响。夹杂物会使焊缝的疲劳强 度下降，特别是钢中出现的脆性夹杂物比塑性夹杂物更危险，因为脆性夹杂物会导 致钢断裂的几率增大。

非金属夹杂物有以下两个方面导致钢断裂:一种途径是夹杂物与基体的性质的不 同会导致钢在服役条件下夹杂物不能传递钢基体中存在的应力[13]，在夹杂物的周围 可达到临界的峰值应力，夹杂物对裂纹的形成就有直接成核的效果[14]；另一途径是 在钢冷热加工期间[15]，夹杂物与基体之间不同的变形度导致加工过程中会在夹杂物 与基体的界面上导致微裂纹，因此可以认为夹杂物是钢疲劳破坏的起源。

通常情况下，夹杂物会导致钢的疲劳失效，钢材疲劳失效发生的几率随着夹杂 物直径的增大而提高；钢材的疲劳失效发生的几率与夹杂物的形状息息相关，钢基 体的应力集中与夹杂物的形状有很大的关系，随着夹杂物曲率半径的增加，基体的 应力集中越小，这就导致了尖角形的夹杂物对基体的应力普遍高于圆球形的夹杂物 对基体的应力，因此，如果夹杂物的总面积相同但是形状不同，则尖角的裂纹周围 的应力集中较严重，这会导致裂纹优先在应力集中的地方产生，并且比圆球形夹杂 物裂纹扩展的迅速很多；随着夹杂物密度的增加裂纹产生的概率会大大提高并且裂 纹可以在夹杂物的各个方向迅速扩展，由于裂纹扩展的途径增加会导致裂纹扩展时 不断相互连接，这样会使裂纹形成的速度大大加快。

1。3。4 夹杂物对抗腐蚀性能的影响

焊缝组织中存在的氧化物以及硫化物的复合夹杂物会导致钢材造成腐蚀，腐蚀 会对钢的性能产生不利的影响，其中复合夹杂物的影响更大，而单独的氧化物夹杂 不会造成点蚀现象。

1。4   稀土的作用机理

稀土元素的作用机理有多方面，最主要的是变质夹杂物，细化晶粒，微合金化，

净化钢液和脱氧脱硫的作用。

1。4。1 稀土对堆焊层组织和性能的影响

材料的组织和性能与焊接材料密切相关，因此稀土元素与堆焊的组织和性能息 息相关。随着稀土含量的增加，堆焊层金属的冲击韧性先增加后降低；当添加的稀 土元素的含量适当时，堆焊层金属的晶粒尺寸会减少，组织均匀，当添加的稀土元 素含量过多时，堆焊层金属组织分布会出现不均匀同时会发生晶粒粗大等现象。稀 土元素添加适量时，堆焊组织中的氧和硫含量会减少，因为稀土元素具有的脱氧脱 硫的作用，但是如果稀土元素的含量过多时，稀土元素会与氧和硫生成稀土氧化物 或许稀土硫化物夹杂物，从而降低堆焊层韧性。

自 20 世纪 60 年代初以来，大量研究工作指出稀土对钢的组织和性能有如下作 用：

( 1) 改善力学性能；

( 2) 提高疲劳性能；

( 3)  改善机械加工性能[16]；

( 4) 改善焊接性能；