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硫化物的数量、类型、形状、尺寸和分布等对钢的力学性能和切削性能有重要影响，钢中硫化物控制意义重大。已有的关于硫化物控制方面的研究主要集中于超低硫钢和高硫易切削钢，对含硫中等的半易切削钢缺乏系统研究。本论文选择齿轮钢和非调质钢为研究对象，以硫化物控制为中心，探索实现钢的力学性能、切削性能及其生产工艺性良好结合的可能途径。采用多种实验方法分析了钙处理加硫的DIN18CrNiMo7-6齿轮钢中夹杂物的特征，探讨了钙对夹杂物的变质规律及机理，建立了夹杂物的特征参数与力学性能、疲劳性能及切削性能之间的关系。此外，对比研究了铝脱氧和锆脱氧38MnS6钢中氧化物对硫化物形态及分布的影响，探讨了氧化物对硫化物非均匀形核的作用机理。
18CrNiMo7-6钢中的钙具有促进Ⅰ类硫化物形成、抑制Ⅱ类硫化物形成的作用，铝和硫的作用则反之。随钢中钙硫比的增加，硫系夹杂物中氧硫复合夹杂物的分量升高，单相硫化物的分量相应下降。钙主要存在于氧硫复合夹杂物中，导致其相对塑性降低，进而影响全部硫化物的相对塑性。对18CrNiMo7-6钢凝固过程的平衡组成的演变进行了热力学分析，结果表明残余液相中铝和硫元素的富集，提高了CaS形成的化学势，促进氧硫复合夹杂物的形成，进而对MnS的形成产生积极作用。热力学分析结果与试验结果吻合，并据此提出了一种氧硫复合夹杂物的形成机制。
经淬火低温回火后，18CrNiMo7-6钢的塑性、韧性及同向性均随硫含量的增加而降低，钙处理可在一定程度上减轻硫的不利影响。硫化物面积分数(AA)与面积加权长宽比(λAW)的乘积AA·λAW与塑性和韧性之间存在较好的相关性，断裂真应变和上平台能对数值随乘积AA·λAW的增加呈线性递减。
18CrNiMo7-6钢的横向疲劳性能主要取决于氧化物的尺寸和分布状态。将氧化物按聚集分布状态分类，采用统计极值法分析表明，条串状氧化物对横向疲劳性能的危害远大于单个氧化物。钙处理工艺控制不当有可能降低钢的横向疲劳极限并加大疲劳寿命的分散程度。
18CrNiMo7-6钢切削时刀具磨损主要取决于硫化物和氧化物的数量及其状态，增加硫含量和钙铝比均减缓刀具磨损，增加氧化物面积分数则加速刀具磨损。切屑处理性随硫化物的面积分数、长宽比和分布均匀性因子的增加而增加。当加硫钢中加入的钙量较高时，使硫化物的长宽比及分布均匀性因子显著降低，它们对切屑处理性的负作用与因增加硫的正作用相抵消。
铝脱氧38MnS6钢中主要形成Ⅱ类MnS，锆脱氧则主要形成Ⅲ类和Ⅰ类MnS。由于ZrO2与MnS的点阵错配度较低，它们之间的界面能也较低，使ZrO2对MnS具有较强的非均匀形核作用，从而促进Ⅰ类MnS而抑制Ⅱ类MnS的形成；而Al2O3与MnS的点阵错配度较高，其对MnS非均匀形核的促进作用不及ZrO2。