铝脱氧钢中产生的大尺寸氧化铝夹杂物严重影响钢的组织和性能。通过上浮去除手段,钙处理、镁处理等改质手段,不能完全去除钢中较大尺寸的氧化铝夹杂物和消除其危害作用。近年来大量研究表明,亚微米至微米尺寸的某些种类的夹杂物可以诱导铁素体形核、纳米尺寸夹杂物可以钉扎晶界,从而细化钢的晶粒和组织,提高强韧性能。因此,在尽可能去除大尺寸夹杂物的基础上,研究超细氧化铝夹杂物（亚微米及纳米）的形成及其弥散分布机理,对提高钢的性能有重要意义。为了通过铝脱氧反应获得超细Al₂O₃夹杂物并研究它们的形成机理,采用高温激光共聚焦显微镜（CLSM）制备不同温度和凝固冷却速率条件下的Fe-O（90ppm）体系的铝脱氧样品。采用场发射扫描电子显微镜（FESEM）及能谱仪（EDS）对样品中夹杂物进行观察。结果表明:样品中Al₂O₃夹杂物均为尺寸在15¹50 nm之间的纳米级颗粒,且形状不规则。夹杂物存在明显的大小区别,大尺寸纳米夹杂物粒度在60-150 nm之间,小尺寸纳米夹杂物粒度低于30 nm。氧化铝颗粒的平均粒度和数量密度随着冷却速率增加而减小,随着最高温度升高而增加。结合实验结果和Fe-Al相图分析得出,铝脱氧反应区域可分为三个相组成区域:FeAl相、Fe₂Al₅相及FeAl₃相。在FeAl相内氧化铝颗粒尺寸较大,在Fe₂Al₅相内氧化铝颗粒尺寸较小,在FeAl₃相内未观察到氧化铝夹杂物。三种不同Fe-Al相的形成机理与升温及恒温过程中铁及铝原子的扩散和反应动力学有关。低温时铁原子的扩散系数低,形成FeAl₃相,其形成机理为扩散过程反应生成。高温时铁原子的扩散系数高,形成Fe₂Al₅、FeAl相,其形成机理为冷却过程溶解铝和溶解氧反应再析出。FeAl₃相能在相对较高的温度形成的原因是由于反应区域出现贫铁区。通过夹杂物形核与长大理论计算了夹杂物尺寸,并与实验结果进行对比得出:大尺寸纳米级氧化铝颗粒在高温熔体中析出,其长大过程由形核,扩散长大,Ostwald熟化长大,布朗碰撞长大控制。小尺寸纳米级氧化铝颗粒是凝固过程析出的二次夹杂物,其长大过程不受布朗碰撞长大控制。不同Fe-Al相中氧化铝颗粒的形成机理与Fe-Al相的形成机理和O扩散有关。反应区域内不同Fe-Al相的转变过程可以很好地反映铝脱氧早期氧化铝颗粒的形成过程。