Incluziuni nemetalice - compuși chimici ai metalelor cu nemetale , localizați în oțel și aliaje sub formă de faze separate.
Incluziunile nemetalice apar ca urmare a unui număr de fenomene fizice și chimice care apar în metalul topit și care se solidifică în timpul producerii acestuia.
Toate incluziunile nemetalice formate ca urmare a anumitor reacții care au loc în procesul de producere a metalelor sunt de obicei numite naturale. Acestea includ oxizi , sulfuri , nitruri și fosfuri .
Pe lângă incluziunile naturale, metalul conține și particule de zgură , refractare, materiale de matriță, adică acele substanțe cu care metalul este în contact direct în timpul producției. Acest tip de incluziuni nemetalice sunt numite străine sau aleatorii.
Cea mai mare parte a incluziunilor din metalul de reducere a topirii sunt incluziuni formate ca urmare a scăderii solubilității impurităților în timpul răcirii și solidificării metalului . Pe lângă incluziunile naturale, incluziunile străine sunt prezente și în metalul de reducere care se topește .
Nivelul modern al tehnologiei de producție a oțelului face posibilă eliminarea în mare măsură a diferitelor incluziuni din metal . Cu toate acestea, conținutul lor total în diferite oțeluri variază foarte mult și afectează în mod semnificativ proprietățile metalului .
Incluziunile nemetalice sunt împărțite în funcție de compoziția chimică și mineralogică, durabilitate și origine. În funcție de compoziția lor chimică, incluziunile nemetalice sunt împărțite în următoarele grupuri:
Cel mai mare număr de incluziuni în metale sunt oxizi și sulfuri , deoarece conținutul de fosfor este scăzut. Nitrururile sunt de obicei prezente în oțelurile speciale care conțin elemente cu o mare afinitate pentru azot .
În funcție de compoziția mineralogică, incluziunile de oxigen sunt împărțite în următoarele grupe principale:
Incluziunile nemetalice sunt împărțite în stabile și instabile în funcție de durabilitatea lor. Instabile includ incluziuni care se dizolvă în acizi diluați nu mai mult de 10% concentrație. Instabile sunt sulfurile de fier și mangan, precum și unii oxizi liberi.
Metodele moderne de producere a oțelului și aliajelor nu fac posibilă obținerea unui metal care nu conține incluziuni nemetalice. Există mai multe sau mai puține incluziuni în orice oțel în conformitate cu compoziția și condițiile de producție. De obicei, cantitatea de incluziuni nemetalice din oțel nu depășește 0,1%. Cu toate acestea, datorită dimensiunilor lor mici, numărul incluziunilor din metal este foarte mare.
Incluziunile nemetalice din oțel sunt corpuri străine care încalcă uniformitatea structurii sale, astfel încât efectul lor asupra proprietăților mecanice și de altă natură poate fi semnificativ. În timpul deformării în timpul laminarii , forjarea , ștanțarea , incluziunile nemetalice, în special de formă neregulată cu margini și colțuri ascuțite, joacă rolul de concentratoare de tensiuni și pot provoca formarea unei fisuri , care este punctul central al defecțiunii ulterioare prin oboseală a oțelului .
De o importanță decisivă în studierea efectului incluziunilor nemetalice asupra calității oțelului sunt proprietățile acestora: dimensiunea, forma, caracteristicile chimice și fizice, precum și natura locației în raport cu granulele metalului turnat . Proprietățile indicate ale incluziunilor depind de compoziția chimică a oțelului , de metoda de topire a acestuia, iar pentru un anumit grad de oțel , acestea pot varia într-o gamă largă chiar și pentru aceeași metodă de producere .
Până în prezent, pentru analiza incluziunilor nemetalice au fost dezvoltate și utilizate pe scară largă diferite metode, care permit determinarea cu mare precizie a compoziției, structurii și conținutului incluziunilor nemetalice din oțel și aliaje , ambele cu acestea . izolare de metal și în metal solid . Principala metodă de control al conținutului de incluziuni este analiza folosind microscopia luminoasă a macro și microsecțiilor de o anumită dimensiune și locație decupată (GOST 1778-70). Numărarea și dimensionarea se efectuează manual sau folosind sisteme video automate. În unele cazuri, se utilizează următoarea metodă. O anumită masă a metalului studiat este topită într-un creuzet de cupru printr-un fascicul de electroni, iar apoi sunt analizate incluziunile care plutesc la suprafața crustei lingoului cristalizat în ultimul moment.