Inclusões não metálicas em aço e métodos para identificá-las

As inclusões não metálicas provêm principalmente de vários tipos de compostos de inclusão não metálicos formados pelo correspondente aumento das constantes de equilíbrio dos compostos de oxigênio, enxofre e nitrogênio no processo de condensação do aço líquido. Os produtos formados por reação química devem ser chamados de inclusão não metálica ou inclusão para abreviar. Embora a quantidade de inclusões no aço seja pequena, ela tem um efeito negativo na qualidade dos materiais e produtos de aço. Com o desenvolvimento da moderna tecnologia de engenharia de materiais, a exigência de qualidade do aço é cada vez mais rigorosa. Portanto, um estudo aprofundado de inclusões não metálicas será de grande importância para a identificação do material, análise de fratura do produto, análise de sucata e análise de falha.

1. Fontes de inclusões não metálicas no aço

As inclusões são causadas principalmente por uma série de reações físicas e químicas durante a fusão e solidificação do aço. De acordo com suas fontes, eles podem ser divididos em inclusões endógenas (internas) e inclusões exógenas (externas).

inclusões endógenas

As inclusões endogenéticas referem-se aos produtos produzidos pela reação química entre vários componentes materiais no processo de fundição, fundição e condensação do aço, ou o contato entre o aço e a atmosfera ou recipiente no forno, ou as partículas precipitadas devido à diminuição de solubilidade quando a temperatura de condensação do aço líquido diminui.

inclusões estrangeiras

A inclusão estrangeira também é chamada de inclusão externa ou inclusão acidental. É devido à fundição, processo de produção de fundição, do equipamento ou recipiente e misturado às impurezas do aço líquido. Além disso, às vezes devido à negligência da operação de fundição, o tijolo refratário racha e cai devido ao impacto térmico, formando produtos com outros tipos de óxidos e tornando-se inclusões estranhas

2. Influência das inclusões na qualidade do aço

A nocividade das inclusões depende de sua quantidade, forma, tamanho, distribuição, ponto de fusão, propriedades físicas e químicas. Quando a inclusão tem a propriedade de baixo ponto de fusão, o aço produzirá fragilidade a quente e trinca devido ao seu derretimento ou amolecimento durante o trabalho a quente. Quando há inclusões de alumínio ou outros nitretos no aço, a dureza superficial do aço não é uniforme, o que dificulta o corte e a retificação. Quando a inclusão no aço excedeu o padrão, trará grandes dificuldades para o tratamento térmico e processo de soldagem, como a camada de infiltração irregular no tratamento térmico químico, e a resistência da solda será muito reduzida ou rachada durante a soldagem

3. Identificação metalográfica de inclusões

O método de identificação metalográfica não pode identificar a composição química e a estrutura cristalina das inclusões, mas pode observar e identificar diretamente a forma, tamanho, quantidade, distribuição e tipo de inclusões sob o microscópio metalográfico óptico. Ao mesmo tempo, o método de identificação metalográfica também possui características de operação simples e fácil implementação.

interceptação e preparação de amostras metalográficas para garantir que as amostras interceptadas possam representar os resultados da identificação de inclusões não metálicas, as partes interceptadas devem atender aos requisitos das condições técnicas correspondentes. Para o forjamento em branco, as amostras podem ser retiradas de diferentes partes do centro até a borda do forjamento em branco, como a cabeça, o meio e a cauda do forjamento em branco; para aços laminados e trefilados a frio, as amostras devem ser colhidas longitudinalmente através da linha central; para extinguir trincas, forjar trincas, laminar a quente, estampar e fraturar por fadiga, amostras devem ser coletadas na trinca e fratura; para aço especial ou peças de produtos, as amostras podem ser coletadas de acordo com os requisitos Deve ser realizada de acordo com o padrão da empresa.

A lixa metalográfica de grossa a fina deve ser utilizada no processo de lixamento da amostra. O próximo processo de retificação deve ser perpendicular à marca de retificação do processo de retificação anterior até que a marca de retificação desapareça. No processo de polimento, a superfície de polimento da amostra deve ser movida para frente e para trás no raio do disco de polimento com pressão apropriada, e a própria amostra também deve ser girada continuamente. O requisito final é que a amostra não seja gravada em 100 vezes o campo de visão e sua superfície não tenha arranhões, descamação, marca d'água, manchas, lisa e brilhante como um espelho.

4. tipos e morfologia das inclusões

Os sulfetos possuem alta ductilidade, inclusões simples de cor cinza com ampla faixa de relação de forma (comprimento/largura), geralmente com extremidades arredondadas; a maior parte da alumina não apresenta deformação, com relação de forma pequena (geralmente < 3), e as partículas pretas ou azuis são dispostas em uma fileira ao longo da direção de laminação (pelo menos três partículas); o silicato tem alta ductilidade, com ampla faixa de razão de forma Inclusões únicas pretas ou cinza escuro (geralmente ≥ 3), geralmente com ângulo agudo na extremidade; os óxidos esféricos são não deformáveis, angulares ou redondos, de formato pequeno (geralmente < 3), pretos ou azuis, partículas distribuídas irregularmente; inclusões esféricas de partícula única são redondas ou quase redondas, diâmetro ≥ 13 μ M.