一.Шта су инклузије
Неметалне инклузије су класа компоненти у челику, које се формирају током очвршћавања и хлађења челика, и пролазе кроз низ промена током хладне и топле обраде. Према свом пореклу, инклузије се обично класификују у две категорије: вањске и ендогене, а могу се класификовати и према капацитету деформације, морфологији и дистрибуцији. Овај одељак углавном уводи класификацију према извору. Према способности деформисања атмосфере неметалне инклузије, крхке инклузије Ал2О3, пластичне инклузије ФеС,МнС и недеформишуће инклузије,СиО2. Класификација по морфологији и распрострањености, класа А, класа Б, класа Ц, класа Д.
1.ендогена инклузија
У процесу топљења челика, реакција деоксидације ће произвести оксиде и друге производе, ако се ови производи не појаве пре очвршћавања течног челика, остаће у челику;
Мн+ФеО → Фе+МнО
Си+2ФеО → СиО2+2Фе
2Ал+3ФеО → 3Фе+Ал2О3
Ти+2ФеО → 2Фе+ТиО2
Елементи нечистоћа као што су кисеоник, сумпор и азот растворени у течном челику се таложе при хлађењу и очвршћавању, или у чврстом раствору, и на крају остају у инготу. Скоро сви они постају оксиди, сулфиди, силикати итд. Ова једињења се називају ендогене инклузије.
1) Оксиди: Обична глиница, која је мала нерастворљива, крхка инклузија високе тврдоће која настаје када се алуминијум деоксидира. Разбија се током вруће обраде, а затим се мале честице распоређују у тракама дуж правца обраде, понекад неколико трака паралелно. Ови тракасти оксиди значајно смањују чврстоћу челика на замор.
2) Сулфид: има високу пластичност на високим температурама, може се продужити са деформацијом током вруће обраде, има широк опсег односа облика једне сиве инклузије, углавном је крај заобљен. Уобичајени су жељезни сулфид, манган сулфид итд., Сулфид значајно смањује попречна својства челика.
3) Силикат: има високу пластичност на високим температурама, може се проширити дуж правца обраде током вруће обраде, облик је груб, показује облик вретена. Већина њих су сложене инклузије.
4) нитрид: има високу тачку топљења и тврдоћу, не деформише се током вруће обраде и показује квадратне или правилне геометријске облике под микроскопом.
5) тачкасте недеформабилне инклузије: и даље одржава правилнији округли или овални облик након вруће обраде.
Расподела ендогених инклузија је релативно уједначена, а честице су мале, а исправан рад и разумне мере процеса могу смањити њен број и променити састав, величину и дистрибуцију, али је то генерално неизбежно.
2.Егзогена инклузија
Шљака суспендована на површини растопљеног челика у процесу топљења и изливања, или ватростални материјали или други инклузије које се одвајају од унутрашњег зида пећи за производњу челика, челичног жлеба и лонца не уклањају се на време пре очвршћавања растопљеног челика, и мешани ватростални материјали и честице шљаке се константно мењају у саставу и структури кроз хемијску реакцију са растопљеним челиком и постају стране инклузије у челику. То је инклузија настала интеракцијом између метала и спољашњих супстанци током процеса топљења.
Опште карактеристике таквих инклузија су неправилан облик, релативно велике величине и неправилне, познате и као грубе инклузије. Такве инклузије се могу избећи правилним радом.
2.Утицај неметалних инклузија на челик
1.Перформансе услуге
Неметалне инклузије су распоређене у матрици метала, као што је у металу распоређено много шупљина мале чврстоће, које ће тећи деформацијом метала под дејством спољних сила, а шупљине настале не -металне инклузије ће бити истегнуте и проширене да формирају пукотине, тако да ће утицати на перформансе процеса лома (пластичност, жилавост, перформансе замора итд.). Главне манифестације су:
Својства замора ↓
Уопштено се верује да је инклузија узрок квара челика услед замора. Крхке инклузије са слабом силом везивања и велике величине и сферне недеформабилне инклузије имају велики утицај на својства замора, а што је већа чврстоћа, већа је штета, као што је приказано на Сл. 5. За челик високе чврстоће, ако је површина елемента у добром стању обраде, иницирање пукотине од инклузија постаје главни начин пуцања услед замора. Инклузије мале величине могу имати мали утицај на формирање пукотина, али су корисне за ширење заморних пукотина.
Неметалне инклузије су распоређене у матрици метала, као што је у металу распоређено много шупљина мале чврстоће, које ће тећи деформацијом метала под дејством спољних сила, а шупљине настале не -металне инклузије ће бити истегнуте и проширене да формирају пукотине, тако да ће утицати на перформансе процеса лома (пластичност, жилавост, перформансе замора итд.). Главне манифестације су:
Особине замора
Ударна жилавост Пластичност
Постојање неметалних инклузија игра важну улогу у квалитету челика и његових производа. Укључивање сулфида узрокује врућу ломљивост челика. У хладном стању челика, ове инклузије утичу на његову чврстоћу и дуктилност. Неки тврди угаони инклузије очигледно смањују скупљање пресека челика. Неметалне инклузије имају већи утицај на затезну чврстоћу челика, одличан лом челика је пластични лом, када постоје инклузије у агрегацији челика или инклузије дуж граничног распореда зрна, лом често почиње са ових места, тако да је чврстоћа нагло смањен.
2. својство обраде
1) У процесу ковања и хладног рада, гашења загревања и заваривања, јер инклузија уништава континуитет челичне конструкције, након напрезања затезања или смицања, челични производ ће пуцати дуж расподеле инклузија.
2) Квалитет површине након ваљања и храпавост површине делова након брушења су смањени.
3.Снага, утицај издужења
When the inclusion particles are relatively large (>10 μм), посебно када је садржај инклузије низак. Граница течења и затезна чврстоћа челика су очигледно смањене. Када су честице инклузије мале до одређене величине (< 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.Квантитативна оцена неметалних инклузија
Током оцењивања неметалних инклузија у челику, генерално, опрема као што су оптичка микроскопија, скенирајућа електронска микроскопија и енергетски спектрометар ће се користити за идентификацију типова неметалних инклузија у челику према оптичким и морфолошким карактеристикама неметала. инклузије, и процени ниво инклузија у односу на релевантне стандарде (генерално према ГБ/Т 10561-2005 "Одређивање садржаја неметалних инклузија у челику"), у комбинацији са резултатима квалитативне и квантитативне анализе спектра састава инклузије , тачно одредити састав и извор укључивања, за континуално ливење челика за производњу челика како би се побољшао производни процес, смањио број штетних инклузија, побољшала чистоћа челика и произвела висококвалитетни челик како би се обезбедила научна основа.
Квантитативно одређивање је једна од рутинских инспекција висококвалитетног челика и челика високог квалитета. Под условом да је врста инклузија позната, за процену квалитета челика користи се стандардна метода поређења квалитета.
Стандард ГБ/Т {{0}} „Одређивање садржаја неметалних инклузија у челику“ предвиђа да је стварна површина 0.5мм2, а стварно видно поље је 0.71мм2 квадратно поље поглед.
Стандардна оцена ЈК: Инклузије су подељене на четири основна типа А, Б, Ц и Д, а то су сулфиди, глиница, силикати и сферни оксиди.
Према морфологији и дистрибуцији инклузија, стандардни спектри су подељени у пет категорија: А, Б, Ц, Д и ДС. Сваки тип укључивања је подељен на 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, 3, укупно шест разреда, што је већи број оцена, што указује на већи број укључења, већа је величина . У стандарду ГБ/Т 10561 „Одређивање садржаја неметалних инклузија у челику“ такође постоје релевантне одредбе за размак између два укључивања како би се избегла погрешна процена вишеструких инклузија истог типа које се појављују у истом видном пољу.
Класа А (сулфиди): Појединачна сива инклузија са високом дуктилношћу и широким распоном односа облика, углавном са заобљеним крајевима.