一.Čo sú inklúzie
Nekovové inklúzie sú triedou komponentov v oceli, ktoré sa vytvárajú počas tuhnutia a ochladzovania ocele a podliehajú sérii zmien počas spracovania za studena a za tepla. Podľa pôvodu sú inklúzie zvyčajne klasifikované do dvoch kategórií: vonkajšie a endogénne a môžu byť tiež klasifikované podľa ich deformačnej schopnosti, morfológie a distribúcie. Táto časť predstavuje hlavne klasifikáciu podľa zdroja. Podľa deformačnej schopnosti nekovovej inklúznej atmosféry, krehkej inklúzie Al2O3, plastickej inklúzie FeS,MnS a nedeformujúcej inklúzie,SiO2. Klasifikácia podľa morfológie a distribúcie, trieda A, trieda B, trieda C, trieda D.
1.endogénna inklúzia
V procese tavenia ocele bude deoxidačná reakcia produkovať oxidy a iné produkty, ak tieto produkty nevystúpia pred stuhnutím tekutej ocele, zostanú v oceli;
Mn+FeO → Fe+MnO
Si+2FeO → SiO2+2FeO
2Al+3FeO → 3Fe+Al2O3
Ti+2FeO → 2Fe+TiO2
Prvky nečistôt, ako je kyslík, síra a dusík rozpustené v tekutej oceli, sa pri ochladzovaní a tuhnutí alebo v tuhom roztoku vyzrážajú a nakoniec zostávajú v ingote. Takmer všetky sa stávajú oxidmi, sulfidmi, kremičitanmi atď. Tieto zlúčeniny sa nazývajú endogénne inklúzie.
1) Oxidy: Bežný oxid hlinitý, čo je malá nerozpustná, krehká inklúzia s vysokou tvrdosťou, ktorá vzniká pri deoxidácii hliníka. Počas spracovania za tepla sa rozbije a potom sa malé častice rozdelia v pásoch pozdĺž smeru spracovania, niekedy v niekoľkých pásoch paralelne. Tieto páskované oxidy výrazne znižujú únavovú pevnosť ocele.
2) Sulfid: má vysokú plasticitu pri vysokých teplotách, môže sa predĺžiť deformáciou počas spracovania za tepla, má široký rozsah tvarového pomeru jednej sivej inklúzie, zvyčajne je koniec zaoblený. Bežné sú sulfid železnatý, sulfid mangánu atď., sulfid výrazne znižuje priečne vlastnosti ocele.
3) Silikát: má vysokú plasticitu pri vysokých teplotách, môže byť rozšírený pozdĺž smeru spracovania počas spracovania za tepla, tvar je drsný, vykazuje tvar vretena. Väčšina z nich sú zložité inklúzie.
4) nitrid: má vysoký bod topenia a tvrdosť, nedeformuje sa pri spracovaní za tepla a pod mikroskopom vykazuje štvorcové alebo pravidelné geometrické tvary.
5) bodkovité nedeformovateľné inklúzie: po spracovaní za tepla si stále zachováva pravidelnejší okrúhly alebo oválny tvar.
Distribúcia endogénnych inklúzií je relatívne rovnomerná a častice sú malé a správna prevádzka a primerané procesné opatrenia môžu znížiť ich počet a zmeniť ich zloženie, veľkosť a distribúciu, ale vo všeobecnosti je to nevyhnutné.
2.Exogénna inklúzia
Troska suspendovaná na povrchu roztavenej ocele v procese tavenia a liatia alebo žiaruvzdorné materiály alebo iné inklúzie odlupujúce sa z vnútornej steny oceliarskej pece, oceľovej drážky a panvy sa neodstránia včas pred stuhnutím roztavenej ocele a zmesové žiaruvzdorné materiály a častice trosky sa chemickou reakciou s roztavenou oceľou neustále menia v zložení a štruktúre a stávajú sa cudzími inklúziami v oceli. Je to inklúzia vytvorená interakciou medzi kovmi a vonkajšími látkami počas procesu tavenia.
Všeobecnými charakteristikami takýchto inklúzií sú nepravidelný tvar, relatívne veľká veľkosť a nepravidelné, tiež známe ako hrubé inklúzie. Takýmto inklúziám sa dá vyhnúť správnou prevádzkou.
2.Vplyv nekovových inklúzií na oceľ
1. Výkon služby
Nekovové inklúzie sú rozmiestnené v matrici kovu, rovnako ako veľa dutín s nízkou pevnosťou je rozmiestnených v kove a tieto dutiny budú prúdiť pri deformácii kovu pôsobením vonkajších síl a dutiny tvorené ne -kovové inklúzie sa roztiahnu a predĺžia, aby vytvorili trhliny, takže to ovplyvní výkonnosť procesu lomu (plasticita, húževnatosť, únavový výkon atď.). Hlavné prejavy sú:
Únavové vlastnosti ↓
Všeobecne sa verí, že inklúzia je pôvodom únavového zlyhania ocele. Krehké inklúzie so slabou väzbovou silou a veľkými rozmermi a sférické nedeformovateľné inklúzie majú veľký vplyv na únavové vlastnosti a čím vyššia je pevnosť, tým väčšie je poškodenie, ako je znázornené na obr. 5. V prípade ocele s vysokou pevnosťou, ak je povrch člena v dobrom spracovateľskom stave, iniciácia trhlín z inklúzií sa stáva hlavným režimom únavového praskania. Malé inklúzie môžu mať malý vplyv na tvorbu trhlín, ale sú prospešné pre šírenie únavových trhlín.
Nekovové inklúzie sú rozmiestnené v matrici kovu, rovnako ako veľa dutín s nízkou pevnosťou je rozmiestnených v kove a tieto dutiny budú prúdiť pri deformácii kovu pôsobením vonkajších síl a dutiny tvorené ne -kovové inklúzie sa roztiahnu a predĺžia, aby vytvorili trhliny, takže to ovplyvní výkonnosť procesu lomu (plasticita, húževnatosť, únavový výkon atď.). Hlavné prejavy sú:
Únavové vlastnosti
Nárazová húževnatosť Plasticita
Existencia nekovových inklúzií hrá dôležitú úlohu v kvalite ocele a jej výrobkov. Inklúzia sulfidu spôsobuje krehkosť ocele za tepla. V studenom stave ocele tieto inklúzie ovplyvňujú jej pevnosť a ťažnosť. Niektoré tvrdé uhlové inklúzie zjavne znižujú zmrštenie prierezu ocele. Nekovové inklúzie majú väčší vplyv na pevnosť ocele v ťahu, výborným lomom ocele je plastický lom, keď sú inklúzie v agregácii ocele alebo inklúzie pozdĺž distribúcie hraníc zŕn, lom často začína od týchto miest, takže pevnosť je prudko znížená.
2.spracovateľský majetok
1) V procese kovania a spracovania za studena, kalenia, zahrievania a zvárania, pretože inklúzia ničí kontinuitu oceľovej konštrukcie, akonáhle dôjde k namáhaniu v ťahu alebo šmyku, oceľový výrobok bude praskať pozdĺž distribúcie inklúzií.
2) Kvalita povrchu po valcovaní a drsnosť povrchu dielov po brúsení sú znížené.
3. Pevnosť, vplyv predĺženia
When the inclusion particles are relatively large (>10 μm), najmä ak je obsah inklúzií nízky. Medza klzu a pevnosť v ťahu ocele sú zjavne znížené. Keď sú inklúzne častice malé až do určitej veľkosti (< 10μm), the yield strength and tensile strength of the steel will be increased. When the number of small particles dispersed in the steel inclusions increases. The yield strength and tensile strength of steel are increased, but the elongation has a small decrease.
3.Kvantitatívne hodnotenie nekovových inklúzií
Počas triedenia nekovových inklúzií v oceli sa vo všeobecnosti na identifikáciu typov nekovových inklúzií v oceli podľa optických a morfologických charakteristík nekovových inklúzií použijú zariadenia ako optická mikroskopia, skenovacia elektrónová mikroskopia a energetický spektrometer. inklúzie a vyhodnotiť úroveň inklúzií s odkazom na príslušné normy (všeobecne podľa GB/T 10561-2005 „Stanovenie obsahu nekovových inklúzií v oceli“), v kombinácii s výsledkami kvalitatívnej a kvantitatívnej analýzy spektra zloženia inklúzií , presne určiť zloženie a zdroj inklúzie, pre výrobu ocele kontinuálne liatie na zlepšenie výrobného procesu, zníženie počtu škodlivých inklúzií, zlepšenie čistoty ocele a výrobu vysokokvalitnej ocele na poskytnutie vedeckého základu.
Kvantitatívne stanovenie je jednou z rutinných položiek kontroly vysokokvalitnej ocele a vysokokvalitnej ocele. Za podmienky, že je známy typ inklúzií, na posúdenie kvality ocele sa používa štandardná metóda porovnávania akosti.
Štandard GB/T {{0}} „Určenie obsahu nekovových inklúzií v oceli“ stanovuje, že skutočná plocha je 0,5 mm2 a skutočné zorné pole je 0,71 mm2 štvorcové pole z pohľadu.
Štandardné hodnotenie JK: Inklúzie sú rozdelené do štyroch základných typov A, B, C a D, ktorými sú sulfidy, oxid hlinitý, silikáty a sférické oxidy.
Podľa morfológie a distribúcie inklúzií sú štandardné spektrá rozdelené do piatich kategórií: A, B, C, D a DS. Každý typ inklúzií je rozdelený na 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, 3, celkovo šesť stupňov, čím väčší je počet stupňov, čo znamená, že čím väčší je počet inklúzií, tým väčšia je veľkosť . V norme GB/T 10561 "Stanovenie obsahu nekovových vtrúsenín v oceli" sú tiež relevantné ustanovenia o rozostupoch medzi dvoma vtrúskami, aby sa predišlo nesprávnemu posúdeniu viacerých vtrúsenín rovnakého typu, ktoré sa objavujú v rovnakom zornom poli.
Trieda A (sulfidy): Jediná sivá inklúzia s vysokou ťažnosťou a širokým rozsahom tvarových pomerov, zvyčajne so zaoblenými koncami.