Inclusiones no metálicas en acero y métodos para identificarlas

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 de los compuestos de oxígeno, azufre y nitrógeno en el proceso de condensación del acero líquido. Los productos formados por reacción química deben llamarse inclusión no metálica o inclusión para abreviar. Aunque la cantidad de inclusiones en el acero es pequeña, tiene un efecto negativo en la calidad de los materiales y productos de acero. Con el desarrollo de la tecnología moderna de ingeniería de materiales, el requisito de calidad del acero es cada vez más estricto. Por lo tanto, el estudio en profundidad de las inclusiones no metálicas será de gran importancia para la identificación de materiales, el análisis de fracturas de productos, el análisis de desechos y el análisis de fallas.

1.Fuentes de inclusiones no metálicas en acero

Las inclusiones son causadas principalmente por una serie de reacciones físicas y químicas durante la fusión y solidificación del acero. Según sus fuentes, se pueden dividir en inclusiones endógenas (internas) e inclusiones exógenas (externas).

inclusiones endógenas

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

inclusiones extranjeras

La inclusión foránea también se denomina inclusión externa o inclusión accidental. Se debe a la fundición, proceso de producción de fundición, desde el equipo o contenedor apagado y mezclado con las impurezas de acero líquido. 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 tipos de óxidos y convirtiéndose en inclusiones extrañas.

2.Influencia de las inclusiones en la calidad del acero

La nocividad de las inclusiones depende de su cantidad, forma, tamaño, distribución, punto de fusión, propiedades físicas y químicas. Cuando la inclusión tiene la propiedad de bajo punto de fusión, el acero producirá fragilidad en caliente y grietas debido a su fusión o ablandamiento durante el trabajo en caliente. Cuando hay inclusiones de aluminio u otros nitruros en el acero, la dureza de la superficie del acero no es uniforme, lo que dificulta el corte y el esmerilado. Cuando la inclusión en el acero ha excedido el estándar, traerá grandes dificultades para el tratamiento térmico y el proceso de soldadura, como la capa de infiltración desigual en el tratamiento térmico químico, y la resistencia de la soldadura se reducirá considerablemente o se agrietará durante la soldadura.

3.Identificación metalográfica de inclusiones

El método de identificación metalográfica no puede identificar la composición química y la estructura cristalina de las inclusiones, pero puede observar e identificar directamente la forma, el tamaño, la cantidad, la distribución y el tipo de inclusiones bajo el microscopio metalográfico óptico. Al mismo tiempo, el método de identificación metalográfica también tiene las características de operación simple y fácil implementación.

interceptación y preparación de muestras metalográficas con el fin de asegurar que las muestras interceptadas puedan representar los resultados de identificación de inclusiones no metálicas, las partes interceptadas deberán cumplir con los requisitos de las condiciones técnicas correspondientes. Para el forjado en blanco, se pueden tomar muestras de diferentes partes desde el centro hasta el borde del forjado en blanco, como la cabeza, el medio y la cola del forjado en blanco; para el acero laminado y estirado en frío, las muestras deben tomarse longitudinalmente a través de la línea central; para el enfriamiento de grietas, forjado de grietas, laminado en caliente, estampado y fractura por fatiga por falla, se deben tomar muestras en la grieta y la fractura; para piezas de acero o productos especiales, se pueden tomar muestras de acuerdo con los requisitos. Debe realizarse de acuerdo con el estándar de la empresa.

En el proceso de 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, la superficie de pulido de la muestra debe moverse hacia adelante y hacia atrás en el radio del disco de pulido con la presión adecuada, y la muestra en sí también debe girarse continuamente. El requisito final es que la muestra no esté grabada en un campo de visión de 100 veces, y su superficie no tenga rasguños, pelado, marca de agua, mancha, suave y brillante como un espejo.

4. tipos y morfología de las inclusiones

Los sulfuros tienen alta ductilidad, inclusiones simples grises con una amplia gama de relaciones de forma (largo/ancho), generalmente con extremos redondeados; la mayor parte de la alúmina no tiene deformación, con una relación de forma 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); el silicato tiene alta ductilidad, con una amplia gama de relaciones de forma Inclusiones únicas de color negro o gris oscuro (generalmente ≥ 3), generalmente con un ángulo agudo al final; los óxidos esféricos son partículas indeformables, angulosas o redondas, de forma pequeña (generalmente < 3), negras o azules, distribuidas irregularmente; las inclusiones esféricas de una sola partícula son redondas o casi redondas, con un diámetro ≥ 13 μ M.