Неметаллические включения в стали и методы их идентификации

Неметаллические включения происходят в основном из различных типов неметаллических соединений включения, образующихся при соответствующем повышении констант равновесия соединений кислорода, серы и азота в процессе конденсации жидкой стали. Продукты, образующиеся в результате химической реакции, следует называть неметаллическими включениями или сокращенно включениями. Хотя количество включений в стали невелико, оно плохо сказывается на качестве стальных материалов и изделий. С развитием современных технологий материаловедения требования к качеству стали становятся все более строгими. Таким образом, углубленное изучение неметаллических включений будет иметь большое значение для идентификации материала, анализа разрушения продукта, анализа брака и анализа отказов.

1.Источники неметаллических включений в стали

Включения в основном возникают в результате ряда физических и химических реакций при плавлении и затвердевании стали. По источникам их можно разделить на эндогенные (внутренние) включения и экзогенные (внешние) включения.

эндогенные включения

К эндогенным включениям относятся продукты, образующиеся в результате химической реакции между различными компонентами материала в процессе плавки, разливки и конденсации стали, или контакта стали с атмосферой или контейнером в печи, или частицы, выпадающие из-за уменьшения растворимость при снижении температуры конденсации жидкой стали.

посторонние включения

Внешнее включение также называют внешним включением или случайным включением. Это происходит из-за процесса плавки, литья, от оборудования или контейнера и смешивается с примесями жидкой стали. Кроме того, иногда из-за небрежного обращения с плавкой огнеупорный кирпич растрескивается и отваливается от термического воздействия, образуя изделия с другими видами оксидов и превращаясь в инородные включения.

2.Влияние включений на качество стали.

Вредность включений зависит от их количества, формы, размеров, распределения, температуры плавления, физико-химических свойств. Когда включение имеет свойство низкой температуры плавления, сталь будет давать горячеломкость и растрескиваться из-за ее плавления или размягчения во время горячей обработки. При наличии в стали включений алюминия или других нитридов поверхностная твердость стали неравномерна, что затрудняет резку и шлифовку. Когда включение в сталь превысит стандарт, это вызовет большие трудности в процессе термической обработки и сварки, например, неравномерный слой инфильтрации при химико-термической обработке, а прочность сварного соединения будет значительно снижена или треснет во время сварки.

3. Металлографическая идентификация включений.

Металлографический метод идентификации не может определить химический состав и кристаллическую структуру включений, но позволяет непосредственно наблюдать и идентифицировать форму, размер, количество, распределение и тип включений под оптическим металлографическим микроскопом. В то же время металлографический метод идентификации также отличается простотой эксплуатации и простотой реализации.

отбор и подготовку металлографических проб с целью обеспечения того, чтобы отбираемые пробы представляли результаты идентификации неметаллических включений, отбираемые части должны соответствовать требованиям соответствующих технических условий. Для ковочной заготовки образцы могут быть взяты из разных частей от центра до края ковочной заготовки, таких как головка, середина и хвостовая часть ковочной заготовки; для проката и холоднотянутой стали образцы следует отбирать продольно по осевой линии; для закалки, ковки, горячей прокатки, штамповки и усталостного разрушения образцы должны быть взяты в трещине и изломе; для деталей из специальной стали или изделий образцы могут быть взяты в соответствии с требованиями. Это должно выполняться в соответствии со стандартом компании.

В процессе шлифовки образца используется металлографическая наждачная бумага от крупной до мелкой. Следующий процесс шлифования должен производиться перпендикулярно следу предыдущего процесса шлифования до тех пор, пока след шлифования не исчезнет. В процессе полировки полирующая поверхность образца должна перемещаться вперед и назад по радиусу полировального диска с соответствующим давлением, а сам образец также должен непрерывно вращаться. Последнее требование заключается в том, чтобы образец не травился в 100-кратном поле зрения, а его поверхность не имела царапин, отслоений, водяных знаков, пятен, была гладкой и блестящей, как зеркало.

4. типы и морфология включений

Сульфиды имеют высокую пластичность, единичные включения серого цвета с широким диапазоном соотношения формы (длина/ширина), как правило, с закругленными концами; большая часть глинозема не деформирована, с малым коэффициентом формы (как правило, < 3), а черные или синие частицы располагаются в ряд вдоль направления прокатки (не менее трех частиц); силикат обладает высокой пластичностью, с широким диапазоном соотношения форм. Одиночные черные или темно-серые включения (обычно ≥ 3), обычно с острым углом на конце; сферические оксиды недеформируемые, угловатые или круглые, маленькие по форме (обычно < 3), черные или синие, неравномерно распределенные частицы; одиночные сферические включения округлой или почти круглой формы, диаметром ≥ 13 мкм.