Comment distinguer les inclusions dans les métaux ?

Les inclusions non métalliques proviennent principalement de divers types de composés d'inclusion non métalliques formés par l'augmentation correspondante des constantes d'équilibre des composés d'oxygène, de soufre et d'azote lors de la condensation de l'acier liquide. Le produit formé suite à la réaction chimique sera appelé inclusions non métalliques, ou inclusions en abrégé. Bien que la quantité d'inclusions dans l'acier soit faible, elle a un impact négatif sur la qualité des matériaux et des produits en acier. Avec le développement de la technologie moderne d'ingénierie des matériaux, les exigences en matière de qualité de l'acier deviennent de plus en plus strictes. Par conséquent, une discussion approfondie et des recherches sur les inclusions non métalliques seront d'une grande importance pour l'identification des matériaux, l'analyse des ruptures de produits, l'analyse des déchets et l'analyse des défaillances.

Sources d'inclusions non métalliques dans l'acier

La formation d'inclusions est principalement due à une série de réactions physiques et chimiques lors de la fusion et de la solidification. Selon leurs sources, ils peuvent être divisés en inclusions endogènes (internes) et en inclusions exogènes (externes).

Inclusion endogène

Les inclusions endogènes désignent les produits générés par la réaction chimique provoquée par le contact entre divers composants internes du matériau, ou entre l'acier et l'atmosphère et le récipient dans le four lors de la fusion, de la coulée et de la condensation de l'acier, ou les substances granulaires précipitées en raison de la diminution de la solubilité lorsque la température de condensation de l'acier liquide diminue.

Inclusion étrangère

Les inclusions étrangères sont aussi appelées inclusions externes ou inclusions accidentelles. Il s'agit de l'impureté mélangée à l'acier fondu en raison du décollement de l'équipement ou du conteneur au cours du processus de production de fusion et de coulée. De plus, parfois en raison de la négligence de l'opération de fusion, la brique réfractaire se fissure et tombe en raison de l'impact thermique, formant des produits avec d'autres oxydes et devenant des inclusions étrangères.

Effet des inclusions sur la qualité de l'acier

La nocivité des inclusions dépend de leur quantité, de leur forme, de leur taille, de leur répartition, de leur point de fusion et de leurs propriétés physiques et chimiques. Lorsque l'inclusion a la propriété d'avoir un point de fusion bas, l'acier produira une fragilité thermique et des fissures en raison de sa fusion ou de son ramollissement lors de la déformation par travail à chaud. Lorsqu'il y a des inclusions d'aluminium ou d'autres nitrures dans l'acier, la dureté de surface de l'acier est inégale, ce qui entraîne des difficultés d'usinage, de coupe et de meulage à froid. Lorsque les inclusions dans l'acier ont dépassé la norme, cela entraîne de grandes difficultés pour le traitement thermique et le processus de soudage, telles qu'une couche d'infiltration inégale du traitement thermique chimique, réduisant considérablement la résistance ou la fissuration des soudures pendant le soudage, etc.

Identification métallographique des inclusions

En plus de l'identification de la composition chimique et de la structure cristalline des inclusions, la méthode d'identification métallographique permet d'observer et d'identifier directement la morphologie, la taille, la quantité, la distribution et le type des inclusions au microscope métallographique optique. Dans le même temps, la méthode métallographique présente également les caractéristiques d'un fonctionnement simple et d'une mise en œuvre facile.

Interception et préparation d'échantillons métallographiques

Afin de s'assurer que l'échantillon intercepté peut représenter les résultats de l'identification des inclusions non métalliques, la partie interceptée doit répondre aux exigences des conditions techniques correspondantes. Pour l'ébauche de forgeage, des échantillons peuvent être prélevés du centre vers le bord de l'ébauche de forgeage, tels que la tête, le milieu et la queue de l'ébauche de forgeage ; Pour l'acier laminé et étiré à froid, il convient d'échantillonner longitudinalement à travers la ligne médiane; Pour les fissures de trempe, les fissures de forgeage, le laminage à chaud, l'emboutissage, la rupture par fatigue par rupture, etc., les échantillons doivent être interceptés au niveau de la fissure et de la fracture ; Pour les aciers spéciaux ou les pièces de produits, elle peut être réalisée selon les normes correspondantes.

Le papier de verre métallographique de grossier à fin doit être utilisé dans le meulage de l'échantillon. Le processus de meulage suivant doit être perpendiculaire à la marque de meulage du processus de meulage précédent jusqu'à ce que la marque de meulage disparaisse. Dans le processus de polissage, utilisez une pression appropriée pour faire avancer et reculer la surface de polissage de l'échantillon au rayon du disque de polissage, et l'échantillon lui-même doit également tourner en continu. Enfin, il est nécessaire que l'échantillon ne soit pas gravé dans le champ de vision 100 fois et que sa surface soit exempte de rayures, de pelage, de filigrane, de tache, plate et brillante comme un miroir.

Type et morphologie des inclusions

Les sulfures ont une ductilité élevée, des inclusions grises simples avec une large gamme de rapport morphologique (longueur/largeur), et ont généralement des extrémités arrondies ; La plupart des particules d'alumine ne sont pas déformées, anguleuses, avec un faible rapport de morphologie (généralement < 3), et les particules noires ou bleues sont disposées en rangée le long de la direction de laminage (au moins trois particules) ; Les silicates ont une ductilité élevée, des inclusions simples noires ou gris foncé avec une large gamme de rapport de morphologie (généralement ≥ 3), et ont généralement des angles aigus aux extrémités ; Les oxydes sphériques sont des particules non déformées, anguleuses ou circulaires, de faible rapport morphologique (généralement < 3), noires ou bleues, irrégulièrement réparties ; La forme d'une seule particule sphérique est circulaire ou approximativement circulaire, et le diamètre est ≥ 13 μ M.