硫系易切削钢广泛应用于汽车工业、家用电器制造业与精密仪表等行业,钢中硫化物形态、粒度及其分布对其切削性能、机械性能控制及二者的协调匹配至关重要。通过钢中氧化物夹杂来控制硫化物在冶炼过程、凝固过程、热加工及热处理过程中生成与演变行为是控制其形态与分布的重要方向之一。金属镁具有显著的非金属夹杂物控制功能,探索含镁硫系易切削钢钢液体系中非金属夹杂物的生成与演变机制,对于支撑硫系易切削钢镁处理技术开发具有重要意义。本课题在实验室条件下通过高温模拟实验和取样分析,考察了不同硅脱氧强度、镁处理强度及镁处理时机条件下钢中非金属夹杂物的成分与形貌特征。结合热力学计算分析,探讨了硫系镁处理易切削钢中非金属夹杂物的生成与演变机制。未经镁处理时,加硅脱氧后,随着钢液中硅含量由0.01%提高至0.763%,脱氧产物由MnO-SiO2液态均相夹杂物转变为内部包裹SiO2未溶质点的液态复相夹杂物。从硅脱氧至硫合金化,钢中夹杂物由液态MnO-SiO2转变为液态MnO-SiO2-MnS氧硫化物,并在钢液降温和凝固过程中继续析出;钢液凝固过程中同时伴随MnS的析出;凝固后,MnS从液态MnO-SiO2-MnS中析出直至共晶转变为MnO-SiO2和MnS。在先硅脱氧后镁处理条件下,随着镁处理强度的增加,夹杂物演变顺序为MnO-SiO2-MgO(1)→2MgO·SiO2(s)→MgO(s)。低镁处理时,硫合金化后液态 MnO-SiO2-MgO镁系夹杂物转变为液态MnO-SiO2-MgO-MnS氧硫化物;降温凝固过程中MnO-SiO2-MgO-MnS继续析出;当温度降低至共晶温度时,液态MnO-SiO2-MgO-MnS氧硫化物转变为MnO-SiO2-MgO和MnS。中镁处理时,2MgO·SiO2在降温凝固中与钢液反应生成液态MnO-SiO2-MgO-MnS氧硫化物;当钢液完全凝固后,随着温度继续降低,液态MnO-SiO2-MgO-MnS氧硫化物向2MgO·SiO2和MnS转变。高镁处理时,随着温度的降低,MgO与钢液反应生成2MgO·SiO2,继续降温时,2MgO·SiO2继续从钢液析出;当温度降低至MnS析出温度,MnS将从钢液中析出。镁加入时机不同,液态MnO-SiO2-MgO夹杂物的生成方式不同。先加硅后加镁条件下,夹杂物生成方式为MnO-SiO2(1)→MnO-SiO2-MgO(1);先加镁后加硅条件下,夹杂物生成方式为 MgO(s)→2MgO·SiO2(s)→MnO-SiO2-MgO(1)。