Các chất phi kim loại trong thép và các phương pháp xác định chúng

Tạp chất phi kim loại chủ yếu đến từ các loại hợp chất phi kim loại khác nhau được tạo thành do sự gia tăng tương ứng của các hằng số cân bằng của các hợp chất oxy, lưu huỳnh và nitơ trong quá trình ngưng tụ thép lỏng. Các sản phẩm được tạo thành bởi phản ứng hóa học nên được gọi tắt là bao gồm hoặc bao gồm phi kim loại. Mặc dù lượng tạp chất trong thép ít nhưng ảnh hưởng không tốt đến chất lượng nguyên liệu và sản phẩm thép. Với sự phát triển của công nghệ kỹ thuật vật liệu hiện đại, yêu cầu về chất lượng thép ngày càng khắt khe. Do đó, việc nghiên cứu sâu về tạp chất phi kim loại sẽ có ý nghĩa lớn đối với việc xác định vật liệu, phân tích đứt gãy sản phẩm, phân tích phế liệu và phân tích hư hỏng.

1. Nguồn tạp chất phi kim loại trong thép

Các tạp chất chủ yếu là do một loạt các phản ứng vật lý và hóa học trong quá trình nấu chảy và hóa rắn của thép. Theo các nguồn của chúng, chúng có thể được chia thành các thể vùi nội sinh (bên trong) và các tạp chất ngoại sinh (bên ngoài).

bao gồm nội sinh

Tạp chất nội sinh đề cập đến các sản phẩm được tạo ra bởi phản ứng hóa học giữa các thành phần vật liệu khác nhau trong quá trình luyện thép, đúc và ngưng tụ, hoặc sự tiếp xúc giữa thép và bầu không khí hoặc vật chứa trong lò, hoặc các hạt kết tủa do giảm khả năng hòa tan khi nhiệt độ ngưng tụ của thép lỏng giảm.

bao gồm nước ngoài

Sự hòa nhập nước ngoài còn được gọi là sự hòa nhập bên ngoài hoặc sự hòa nhập tình cờ. Đó là do quá trình sản xuất nấu chảy, đúc, từ thiết bị hoặc thùng chứa bị bong ra và trộn lẫn vào thép lỏng các tạp chất. Ngoài ra, đôi khi do sơ suất trong quá trình nấu chảy, gạch chịu lửa bị nứt và rơi ra do tác động nhiệt, tạo thành sản phẩm với các loại ôxít khác và trở thành tạp chất lạ.

2. ảnh hưởng của tạp chất đối với chất lượng thép

Tác hại của tạp chất phụ thuộc vào số lượng, hình dạng, kích thước, sự phân bố, điểm nóng chảy, các tính chất vật lý và hóa học của chúng. Khi lớp phủ có đặc tính nhiệt độ nóng chảy thấp, thép sẽ tạo ra độ giòn nóng và nứt do nóng chảy hoặc mềm trong quá trình gia công nóng. Khi thép có lẫn nhôm hoặc các nitrit khác, độ cứng bề mặt của thép không đồng đều, gây khó khăn cho quá trình cắt và mài. Khi lượng thép đưa vào vượt quá tiêu chuẩn sẽ gây khó khăn lớn cho quá trình nhiệt luyện và hàn như lớp thấm không đều trong nhiệt luyện hóa chất, độ bền của mối hàn sẽ giảm đi rất nhiều hoặc bị nứt trong quá trình hàn.

3.Xác định bằng kim loại học của tạp chất

Phương pháp nhận dạng kim loại học không thể xác định được thành phần hóa học và cấu trúc tinh thể của tạp chất, nhưng có thể quan sát trực tiếp và xác định hình dạng, kích thước, số lượng, sự phân bố và loại tạp chất dưới kính hiển vi quang học kim loại. Đồng thời, phương pháp nhận dạng kim loại cũng có đặc điểm là thao tác đơn giản, dễ thực hiện.

đánh chặn và chuẩn bị các mẫu kim loại để đảm bảo rằng các mẫu bị chặn có thể đại diện cho kết quả xác định các tạp chất phi kim loại, các bộ phận bị chặn phải đáp ứng các yêu cầu của điều kiện kỹ thuật tương ứng. Đối với phôi rèn, mẫu có thể được lấy từ các bộ phận khác nhau từ tâm đến mép của phôi rèn, chẳng hạn như đầu, giữa và đuôi của trống rèn; đối với thép cuộn và thép kéo nguội, mẫu phải được lấy theo chiều dọc của đường tâm; để dập tắt vết nứt, vết nứt rèn, cán nóng, dập và đứt gãy do mỏi, cần lấy mẫu tại vết nứt và vết đứt; Đối với các bộ phận thép hoặc sản phẩm đặc biệt, có thể lấy mẫu theo yêu cầu Cần tiến hành theo tiêu chuẩn của công ty.

Giấy nhám kim loại từ thô đến mịn sẽ được sử dụng trong quá trình mài mẫu. Quá trình mài tiếp theo phải vuông góc với vết mài của quá trình mài trước cho đến khi vết mài biến mất. Trong quá trình đánh bóng, bề mặt đánh bóng của mẫu phải được di chuyển qua lại bán kính của đĩa đánh bóng với áp suất thích hợp, và bản thân mẫu cũng phải được quay liên tục. Yêu cầu cuối cùng là mẫu không được khắc trong trường nhìn 100 lần và bề mặt của nó không có vết xước, không bị bong tróc, không có vết nước, không bị ố, mịn và sáng như gương.

4. các loại và hình thái của tạp chất

Các sulfua có độ dẻo cao, các tạp chất đơn màu xám với nhiều tỷ lệ hình dạng (chiều dài / chiều rộng), thường có các đầu tròn; phần lớn alumin không bị biến dạng, có tỷ lệ hình dạng nhỏ (thường <3), và các hạt màu đen hoặc xanh lam được sắp xếp thành một hàng dọc theo hướng lăn (ít nhất ba hạt); silicat có độ dẻo cao, với tỷ lệ hình dạng đa dạng Các tạp chất màu đen hoặc xám đen đơn lẻ (thường ≥ 3), nhìn chung có góc nhọn ở cuối; oxit hình cầu là các hạt không biến dạng, có góc cạnh hoặc tròn, hình dạng nhỏ (thường <3), màu đen hoặc xanh lam, các hạt phân bố không đều; tạp chất hình cầu hạt đơn có hình tròn hoặc gần tròn, đường kính ≥ 13 μ M.