¿Cómo distinguir las inclusiones en los metales?

Las inclusiones no metálicas provienen principalmente de varios tipos de compuestos de inclusión no metálicos formados por el aumento correspondiente de las constantes de equilibrio compuestas de oxígeno, azufre y nitrógeno durante la condensación del acero líquido. El producto formado según la reacción química se denominará inclusiones no metálicas, o inclusiones para abreviar. Aunque la cantidad de inclusiones en el acero es pequeña, tiene un impacto negativo en la calidad de los materiales y productos de acero. Con el desarrollo de la moderna tecnología de ingeniería de materiales, los requisitos de calidad del acero son cada vez más estrictos. Por lo tanto, la discusión profunda y la investigación sobre inclusiones no metálicas serán de gran importancia para la identificación de materiales, el análisis de fracturas de productos, el análisis de desechos y el análisis de fallas.

Fuentes de inclusiones no metálicas en el acero

La formación de inclusiones se debe principalmente a una serie de reacciones físicas y químicas durante la fusión y la solidificación. Según sus fuentes, se pueden dividir en inclusiones endógenas (internas) e inclusiones exógenas (externas).

inclusión endógena

Las inclusiones endógenas se refieren a los productos generados por la reacción química provocada por el contacto entre varios componentes materiales internos, o entre el acero y la atmósfera y el recipiente en el horno durante la fundición, vaciado y condensación del acero, o las sustancias granulares precipitadas debido a la disminución de la solubilidad cuando disminuye la temperatura de condensación del acero líquido.

inclusión extranjera

Las inclusiones extrañas también se denominan inclusiones externas o inclusiones accidentales. Es la impureza mezclada con el acero fundido debido al desprendimiento del equipo o contenedor en el proceso de producción de fundición y fundición. Además, en ocasiones por negligencia en la operación de fundición, el ladrillo refractario se agrieta y se cae por impacto térmico, formando productos con otros óxidos y convirtiéndose en inclusiones extrañas.

Efecto de las inclusiones en la calidad del acero

La nocividad de las inclusiones depende de su cantidad, forma, tamaño, distribución, punto de fusión y propiedades físicas y químicas. Cuando la inclusión tiene la propiedad de bajo punto de fusión, el acero producirá fragilidad térmica y grietas debido a su fusión o ablandamiento durante la deformación por trabajo en caliente. Cuando hay inclusiones de aluminio u otros nitruros en el acero, la dureza de la superficie del acero es desigual, lo que genera dificultades en el mecanizado en frío, el corte y el esmerilado. Cuando las inclusiones en el acero han excedido el estándar, trae grandes dificultades para el tratamiento térmico y el proceso de soldadura, como una capa de infiltración desigual del tratamiento térmico químico, reduciendo en gran medida la resistencia o el agrietamiento de las soldaduras durante la soldadura, etc.

Identificación metalográfica de inclusiones

Además de la identificación de la composición química y la estructura cristalina de las inclusiones, el método de identificación metalográfica puede observar e identificar directamente la morfología, el tamaño, la cantidad, la distribución y el tipo de inclusiones bajo el microscopio óptico metalográfico. Al mismo tiempo, el método metalográfico también tiene las características de operación simple y fácil implementación.

Intercepción y preparación de muestras metalográficas

Para garantizar que la muestra interceptada pueda representar los resultados de la identificación de inclusiones no metálicas, la parte interceptada deberá cumplir con los requisitos de las condiciones técnicas correspondientes. Para el blanco de forja, se pueden tomar muestras desde el centro hasta el borde del blanco de forja, como la cabeza, el centro y la cola del blanco de forja; Para el acero laminado y estirado en frío, es apropiado muestrear longitudinalmente a través de la línea central; Para el enfriamiento de grietas, forjado de grietas, laminado en caliente, estampado, fractura por fatiga por falla, etc., las muestras se interceptarán en la grieta y la fractura; Para aceros especiales o piezas de productos, se puede realizar según las normas correspondientes.

En la molienda de la muestra se utilizará la lija metalográfica de gruesa a fina. El siguiente proceso de molienda será perpendicular a la marca de molienda del proceso de molienda anterior hasta que desaparezca la marca de molienda. En el proceso de pulido, use la presión adecuada para hacer que la superficie de pulido de la muestra se mueva hacia adelante y hacia atrás en el radio del disco de pulido, y la muestra en sí también debe girar continuamente. Finalmente, se requiere que la muestra no esté grabada en el campo de visión de 100 veces, y que su superficie esté libre de rayones, peladuras, marcas de agua, manchas, plana y brillante como un espejo.

Tipo y morfología de las inclusiones

Los sulfuros tienen alta ductilidad, inclusiones simples grises con una amplia gama de relaciones morfológicas (largo/ancho), y generalmente tienen extremos redondeados; La mayoría de las partículas de alúmina no están deformadas, son angulares, con una relación morfológica pequeña (generalmente < 3), y las partículas negras o azules están dispuestas en fila a lo largo de la dirección de laminación (al menos tres partículas); Los silicatos tienen alta ductilidad, inclusiones únicas de color negro o gris oscuro con una amplia gama de relaciones morfológicas (generalmente ≥ 3) y generalmente tienen ángulos agudos en los extremos; Los óxidos esféricos son partículas no deformadas, angulosas o circulares, con relación de morfología pequeña (generalmente < 3), negras o azules, distribuidas irregularmente; La forma esférica de una sola partícula es circular o aproximadamente circular, y el diámetro es ≥ 13 μ M.