鋼鐵材料中除基體相之外的所有相均可稱為第二相。傳統(tǒng)上曾將對鋼材性能有害的相稱為夾雜物，但在良好控制條件下很多傳統(tǒng)意義的夾雜物如硫化錳、氮化鋁等也可對鋼材性能產(chǎn)生明顯有利的作用，而在控制不好時(shí)很多傳統(tǒng)意義的第二相如滲碳體、氮化鈦也可能對鋼材性能明顯有害，因此，完全沒有必要專門劃分夾雜物，本文統(tǒng)稱為第二相。

第二相在鋼中具有十分重要的作用，其對鋼的強(qiáng)度、韌性、塑性、深沖性、疲勞、磨損、斷裂、腐蝕以及許多重要的物理和化學(xué)性能均具有重要的影響。

深入了解第二相在鋼中的有害作用及其隨第二相尺寸、形狀、分布和體積分?jǐn)?shù)的變化規(guī)律，將有助于控制第二相（特別是夾雜物）在的尺寸、形狀、分布和體積分?jǐn)?shù)從而盡量減輕或消除其有害作用。

1.第二相引發(fā)鋼中微裂紋

根據(jù)鋼中第二相發(fā)生斷裂時(shí)的特征，一般可將第二相分為解聚型和斷裂型。解聚型第二相與基體的結(jié)合力較弱，為非共格結(jié)合，形狀多為近球形，受到外力時(shí)容易沿相界面與基體脫離（解聚），從而產(chǎn)生尺寸略大于第二相顆粒尺寸的微裂紋。斷裂型第二相一般與基體有較強(qiáng)的結(jié)合力，故多為半共格結(jié)合，由于錯(cuò)配度的各向異性，其形狀多為片狀或棒狀；也有與基體非共格結(jié)合的但塑性很高的第二相，在高溫塑性變形加工過程中被拉長而成為片狀或棒狀；它們受到外力時(shí)容易沿尺寸較小的方向發(fā)生斷裂，形成尺寸略大于第二相顆粒短向尺寸的微裂紋。此外，與基體完全共格或僅存在很小錯(cuò)配度的半共格的第二相，當(dāng)其尺寸在數(shù)十nm以下時(shí)，與基體的結(jié)合力較強(qiáng)且其形狀多為球形，因而既不容易解聚也不容易發(fā)生自身斷裂，即基本不會引發(fā)微裂紋，可稱為非引裂第二相。微裂紋尺寸越大，在外力作用下越容易發(fā)生擴(kuò)展并最終導(dǎo)致破斷失效，根據(jù)斷裂力學(xué)的相關(guān)理論，只有達(dá)到臨界尺寸的微裂紋才會發(fā)生擴(kuò)展而導(dǎo)致斷裂，因此，控制最大顆粒第二相的尺寸（而不是第二相的平均尺寸）從而控制最大尺寸的微裂紋使之不超過臨界裂紋尺寸對提高材料的斷裂強(qiáng)度是至關(guān)重要的。低強(qiáng)度鋼中的臨界裂紋尺寸接近mm，只要控制不產(chǎn)生最大尺寸為mm數(shù)量級以上的第二相顆粒就不致發(fā)生嚴(yán)重的脆性斷裂；而超高強(qiáng)度鋼中的臨界裂紋尺寸在10μm左右，必須嚴(yán)格控制10μm以上尺寸的第二相顆粒的形成。大顆粒第二相的形狀對微裂紋的產(chǎn)生具有非常重要的影響。具有尖銳棱角的脆性第二相在尖銳棱角處將發(fā)生顯著的應(yīng)力集中故很容易引發(fā)微裂紋；顯著拉長的膜狀、薄片狀、線狀第二相顆粒非常容易發(fā)生折斷而引發(fā)微裂紋。顯然，控制第二相顆粒的形狀特別是大尺寸第二相顆粒的形狀具有重要的意義。

2．第二相對鋼的韌性的影響

第二相顆粒周圍存在較高的應(yīng)力場，容易引發(fā)微裂紋；另一方面，當(dāng)微裂紋擴(kuò)展到第二相顆粒周圍時(shí)裂紋尖端應(yīng)力場將與第二相顆粒周圍的應(yīng)力場發(fā)生相互作用，促進(jìn)裂紋擴(kuò)展。因此，第二相顆粒的存在均將導(dǎo)致鋼材韌性的下降。低碳鋼中，鋼材的韌性通常用韌脆轉(zhuǎn)折溫度來表征，而將某種強(qiáng)化方式每提高強(qiáng)度1MPa相應(yīng)導(dǎo)致韌脆轉(zhuǎn)折溫度提高的度數(shù)稱為脆性矢量。均勻分布的細(xì)小第二相的脆性矢量約為0.26℃/MPa，是除晶粒細(xì)化外脆性矢量最低的強(qiáng)化方式，即均勻分布的細(xì)小第二相對鋼材的脆性的危害相對很??；同時(shí)，由前述第二相強(qiáng)化強(qiáng)度增量的表達(dá)式可推知，第二相對鋼材韌性的損害程度將正比于體積分?jǐn)?shù)的二分之一次方而大致反比于其平均尺寸。

第二相對鋼的塑性的影響塑性變形的本質(zhì)是材料中的可動位錯(cuò)大規(guī)模滑移的結(jié)果，材料的塑性可分為均勻塑性和不均勻塑性兩部分。實(shí)際應(yīng)用的結(jié)構(gòu)材料中，對材料塑性的要求主要集中于均勻塑性，因?yàn)橐坏┎牧系乃苄宰冃纬隽司鶆蜃冃坞A段而進(jìn)入集中變形（頸縮）階段，該材料實(shí)際上已失效而不能使用。但材料的非均勻塑性對其韌性和使用安全性也有重要意義。（東喬）