Particulele de oxizi într-o măsură mai mare sau mai mică, să rămână în metal și cum ar fi sulfurile și nitruri formează o fază separată din oțel incluziuni nemetalice. La originea incluziuni nemetalice de oxid pot fi împărțite în exogene și endogene.
incluziuni nemetalice exogen din otel sunt introduse din exterior printr-un impact mecanic asupra căptușelii metalic. Deoarece aceste incluziuni sunt de obicei mari, acestea apar rapid în metal și să rămână printre incluziunile din oțel, ponderea lor nu este mare (până la 5-15%).
Partea principală a incluziunilor nemetalice de oxid în oțel cuprind incluziuni endogene formate în metalul, ca urmare a modificărilor condițiilor termodinamice și dezvoltarea unui număr de procese fizice și chimice. și anume:
- impurități de oxidare în perioada de topire de oxidare;
- dezoxidare;
- schimbarea condițiilor (constante) cu scăderea temperaturii de echilibru;
- reducerea solubilității în timpul răcirii;
- creșterea concentrației în soluție, ca rezultat al separării fazelor.
Partea principală a incluziunilor nemetalice din oxid de oțel este produs de dezoxidare. Rețineți că alte motive pentru formarea incluziunilor de oxid în oțelul relaxat (condițiile de echilibru schimbare - constante de reducere de echilibru, solubilitatea, separarea fazei) determină, de asemenea, reacția oxigenului cu agenți de reducere, de exemplu, formarea produselor dezoxidare ... În consecință, dezoxidarea oțelului are loc nu numai în timpul aditivilor dezoxidare, dar după aceea, până cristalizarea și în toate etapele de cristalizare aditivi reducatori pentru a forma oxid de calciu produse de dezoxidare. Produsele primare sunt formate în timpul aditivilor dezoxidare dezoxidare, în conformitate cu examinarea detaliată a condițiilor.
Produsele secundare dezoxidare formate în timpul răcirii oțelului în cauză, expunerea la oala de turnare și turnarea datorită condițiilor de echilibru - modificările constantelor de echilibru și de a reduce concentrația de echilibru produsului dezoxidant și oxigen. Un rol important în formarea incluziunilor de oxid nemetalice în această perioadă este de oxidare secundară a oțelului în contact cu fluxul de aer în timpul turnării și turnarea.
Produsele dezoxidare terțiare formate în timpul cristalizării. t. e. răcirea metalului în stare bifazic ce corespunde unei regiuni situate pe diagrama de fază între liniile și solidus lichidus. Motivele pentru formarea acestora sunt scădere a temperaturii și schimbând astfel condiții (constante) echilibru și, cel mai important, dezvoltarea proceselor de separare a fazelor, preferabil oxigen.
Îndepărtarea produselor terțiare dezoxidare datorită entanglement lor în cristale de creștere este dificilă, iar formarea în spațiile interdendritic este aproape imposibil. condiții mai favorabile îndepărtarea produselor dezoxidare primare și secundare. rezultând într-un mediu lichid omogen. Dar ele rămân parțial în metalul.
De obicei, incluziuni nemetalice de oxid sunt din oțel masiv sub formă de diferiți oxizi ai compușilor. silicați, spineli, și altele. Într-un oxid pur apare adesea numai corindon.
Oxidul de aluminiu este modificarea alfa-alumină Al2 03. Pe secțiunile metalografice lustruite când vizualizate la microscop cu lumina reflectată de cristale de corindon, de obicei, au forma de granule de formă nedefinită sau hexagoane frecvent de formă neregulată (Fig. 1a).
Click pe imagine pentru marire.
Figura 1. incluziuni nemetalice de corindon din oțel dur
și - amplasarea lonjeroanelor incluziunilor a stat ZOHGSNA, X 400, - un fel de includere a forma hexagonală, X 900
incluziuni nemetalice corindon situat de obicei în grupuri separate de dezorientat mici, fără o înghesuit între cristale. Oțelul laminat sau forjat Aceste ciorchini se extind în direcția de deformare a metalului, formând cusături (Fig. 1b). Datorită durității foarte mare (9 unități la scară zecimală) și incorporând temperatura de topire corindon, la o presiune care nu deformează procesarea.
Pe lângă corindon, din oțel, aluminiu uciși, există incluziuni nemetalice ale spinel bazate pe Al2 O3. Cea mai frecventă includerea de spinel de fier - hercynite (FeO-Al2 O3) și mangan spinel-galaksita (MnO-Al2 O3), care formează o serie continuă de soluții solide, precum și alte impurități FeO-Al2 sisteme O3 și MnO-Al2 O3. Pe secțiunile lustruite metalografice aceste incluziuni au forma de cristale dreptunghiulare formă cubică regulată (Fig. 2a) sau triunghiuri.
Click pe imagine pentru marire.
Figura 2. Includerea spinel mangan (galaksita)
și - un comutator separat, X 1500, - o cusătură locație oțel ZOHGSNA, X400
Incluziuni de fier și mangan spinel adesea aranjate ca grupuri separate, se extinde în linie în timpul rulării sau forjare (Fig. 2b). Cu toate acestea, cristalele în sine și galaksita hercynite datorită durității lor ridicate nu suferă modificări de deformare plastică, doar poziționarea lor relativă.
Click pe imagine pentru marire.
Figura 3. Incluziunile din silicați de oțel
(A, b) și cristalele de aluminosilicat de corindon și spinel (a), X 800
Deseori există și alte spinel pe bază de aluminiu, în special oxid de magneziu (MgO-Al2 O3) și calciu.
Eliberat, în timpul silice dezoxidare de siliciu (SiO2) sub formă de incluziuni independente din oțel este rară. Dar au format cu alți oxizi, silicați reprezintă un grup mare de incluziuni nemetalice din oțel.
De obicei, incluziuni nemetalice silicați sunt foarte complexe datorită dizolvării altor oxizi, sulfuri și alții asemenea, compuși cu care formează noi compuși și diverse amestec mecanic. Adesea, ele sunt sub formă de conglomerate de oțel complexe, în care se poate distinge o serie de minerale.
Cel mai frecvent întâlnite în incluziunile de oțel nemetalice de silicați de fier (2FeO-Si02 - faialit) și mangan (2MnO-SiO2 - tephroite, MnO-SiO2 - Rodan). Pe secțiunile lustruite metalografice ele au forma globulelor cu cristale de alte minerale de pe suprafața (Figura 3, de asemenea.); uneori acestea sunt sub formă de agregate complexe (Fig. 3b). La temperaturi de plastic de lucru la cald și în timpul rulării sau forjare întinse. Adesea, există, de asemenea, încorporează silicați de aluminiu, cum ar fi mulitul (3Al2 O3 -2SiO2) și silimanit (AI2 O3 -SiO2) și ovale rombică. În mod avantajos, acestea sunt aranjate în grupuri (Fig. 3c). Acestea permit non-plastic, și acestea nu sunt deformate.
Oțelurile aliate în funcție de prezența anumitor elemente în compoziția incluziuni nemetalice pot include oxizi de crom, titan, vanadiu și altele.
incluziuni de oxid nemetalice au un impact negativ asupra unora dintre proprietățile oțelului. La procesarea acumulării presiunii de incluziuni de oxid, și de multe ori rândul său, se extind în direcția de curgere a metalului și, prin urmare, au o influență semnificativă asupra proprietăților în direcția transversală a curgerii metalului în timpul forjării sau laminare. Efectul este o consecință a tulburărilor de stat stres uniformă a metalului și concentrația de stres în apropierea incluziuni care acționează ca crestături, în special cu muchii ascuțite sau de formă unghiulară. Deoarece concentrația de stres determină apariția stării de tensiune în vrac a metalului incluziuni deteriora proprietățile care caracterizează ductilitatea (alungire și reducerea zonei) si rezistenta la impact. Cel mai puternic efect de incluziuni se manifestă de obicei în duritate, în special notch concentratoare de metal și de stres sensibile. Coborârea tenacitate, de exemplu în prezența stringherilor în planul de fractură, poate ajunge la 30-70%.
Stitch incluziuni nemetalice poate provoca delaminarea metalului sub influența sarcini externe. Acest lucru duce la o uzură rapidă și produse din oțel zabrakovyvanie.
incluziuni nemetalice oxid globulară, dispuse pe suprafața de contact, rezistența la uzură este redusă și rezistența la oboseală a oțelului. Într-o includere sarcini care se schimbă rapid năruie provocând spargere, și creșterea uzurii lagărelor precum și distrugerea lor din cauza scăderii accentuate a rezistenței la oboseală în prezența unor defecte de suprafață, care sunt concentrate în apropierea solicitărilor și începe eșec oboseala.
Oxid incluziuni nemetalice din oțel care provoacă apariția de o serie de defecte specifice - porozitate punctiform inhomogeneity hairline și colab.