一.Què són les inclusions
Les inclusions no metàl·liques són una classe de components de l'acer, que es formen durant la solidificació i el refredament de l'acer, i pateixen una sèrie de canvis durant el processament en fred i en calent. Segons el seu origen, les inclusions solen classificar-se en dues categories: estranyes i endògenes, i també es poden classificar segons la seva capacitat de deformació, morfologia i distribució. Aquesta secció introdueix principalment la classificació per fonts. Segons la capacitat de deformació de l'atmosfera d'inclusió no metàl·lica, la inclusió trencadissa Al2O3, la inclusió plàstica FeS, MnS i la inclusió no deformable, SiO2. Classificació per morfologia i distribució, Classe A, Classe B, Classe C, Classe D.
1.inclusió endògena
En el procés de fosa d'acer, la reacció de desoxidació produirà òxids i altres productes, si aquests productes no emergeixen abans de la solidificació de l'acer líquid, romandran a l'acer;
Mn+FeO → Fe+MnO
Si+2FeO → SiO2+2Fe
2Al+3FeO → 3Fe+Al2O3
Ti+2FeO → 2Fe+TiO2
Els elements d'impuresa com l'oxigen, sofre i nitrogen dissolts a l'acer líquid es precipiten en el refredament i la solidificació, o en la solució sòlida, i finalment romanen al lingot. Gairebé tots es converteixen en òxids, sulfurs, silicats, etc. Aquests compostos s'anomenen inclusions endògenes.
1) Òxids: alúmina comuna, que és una petita inclusió trencadissa insoluble i d'alta duresa produïda quan l'alumini es desoxida. Es trenca durant el processament en calent, i després les petites partícules es distribueixen en bandes al llarg de la direcció de processament, de vegades diverses bandes en paral·lel. Aquests òxids en bandes redueixen significativament la resistència a la fatiga de l'acer.
2) Sulfur: té una alta plasticitat a altes temperatures, es pot estendre amb deformació durant el processament en calent, té una àmplia gamma de proporció de forma d'una sola inclusió grisa, generalment l'extrem és arrodonit. Els comuns són el sulfur fèrric, el sulfur de manganès, etc., el sulfur redueix significativament les propietats transversals de l'acer.
3) Silicat: té una gran plasticitat a altes temperatures, es pot estendre al llarg de la direcció de processament durant el processament en calent, la forma és rugosa i mostra una forma de cargol. La majoria són inclusions complexes.
4) nitrur: té un alt punt de fusió i duresa, no es deforma durant el processament en calent i mostra formes geomètriques quadrades o regulars al microscopi.
5) inclusions no deformables en forma de taques: encara manté una forma rodona o ovalada més regular després del processament en calent.
La distribució de les inclusions endògenes és relativament uniforme i les partícules són petites, i el funcionament correcte i les mesures de procés raonables poden reduir-ne el nombre i canviar-ne la composició, la mida i la distribució, però generalment és inevitable.
2.Inclusió exògena
L'escòria suspesa a la superfície de l'acer fos en el procés de fosa i abocament, o els materials refractaris o altres inclusions que es desprenen de la paret interior del forn de fabricació d'acer, la ranura d'acer i la cullera no s'eliminen a temps abans de la solidificació de l'acer fos i els materials refractaris barrejats i les partícules d'escòria canvien constantment de composició i estructura mitjançant la reacció química amb l'acer fos i es converteixen en inclusions estranyes a l'acer. És una inclusió produïda per la interacció entre metalls i substàncies externes durant el procés de fosa.
Les característiques generals d'aquestes inclusions són la forma irregular, la mida relativament gran i les irregularitats, també conegudes com a inclusions gruixudes. Aquestes inclusions es poden evitar amb un funcionament adequat.
2.L'efecte de les inclusions no metàl·liques sobre l'acer
1.Rendiment del servei
Les inclusions no metàl·liques es distribueixen a la matriu del metall, igual que molts buits de baixa resistència es distribueixen al metall, i aquests buits fluiran amb la deformació del metall sota l'acció de forces externes, i els buits formats per no metàl·lics. -les inclusions metàl·liques s'estiraran i s'allargaran formant esquerdes, de manera que afectarà el rendiment del procés de fractura (plasticitat, tenacitat, rendiment a la fatiga, etc.). Les principals manifestacions són:
Propietats de fatiga ↓
En general, es creu que la inclusió és l'origen de la fallada per fatiga de l'acer. Les inclusions fràgils amb una força d'unió feble i de gran mida i inclusions esfèriques no deformables tenen una gran influència en les propietats de fatiga, i com més gran és la força, més gran és el dany, com es mostra a la FIG. 5. Per a l'acer d'alta resistència, si la superfície de l'element està en bones condicions de processament, l'inici de l'esquerda a partir de les inclusions es converteix en el principal mode d'esquerda per fatiga. Les inclusions de mida petita poden tenir poc efecte en la formació d'esquerdes, però són beneficioses per a la propagació de les esquerdes per fatiga.
Les inclusions no metàl·liques es distribueixen a la matriu del metall, igual que molts buits de baixa resistència es distribueixen al metall, i aquests buits fluiran amb la deformació del metall sota l'acció de forces externes, i els buits formats per no metàl·lics. -les inclusions metàl·liques s'estiraran i s'allargaran formant esquerdes, de manera que afectarà el rendiment del procés de fractura (plasticitat, tenacitat, rendiment a la fatiga, etc.). Les principals manifestacions són:
Propietats de fatiga
Tenacitat a l'impacte Plasticitat
L'existència d'inclusions no metàl·liques juga un paper important en la qualitat de l'acer i els seus productes. La inclusió de sulfurs provoca fragilitat en calent de l'acer. En l'estat fred de l'acer, aquestes inclusions afecten la seva resistència i ductilitat. Algunes inclusions angulars dures òbviament redueixen la contracció de la secció de l'acer. Les inclusions no metàl·liques tenen un impacte més gran en la resistència a la tracció de l'acer, la fractura excel·lent de l'acer és la fractura plàstica, quan hi ha inclusions en l'agregació d'acer o inclusions al llarg de la distribució del límit del gra, la fractura sovint comença des d'aquests llocs, de manera que la resistència és reduït bruscament.
propietat 2.processing
1) En el procés de forja i treball en fred, escalfament d'escalfament i soldadura, perquè la inclusió destrueix la continuïtat de l'estructura d'acer, un cop l'esforç de tracció o la tensió de cisalla, el producte d'acer s'esquerdarà al llarg de la distribució de les inclusions.
2) Es redueix la qualitat de la superfície després del rodament i la rugositat superficial de les peces després de la mòlta.
3.Força, influència de l'allargament
When the inclusion particles are relatively large (>10μm), especialment quan el contingut d'inclusió és baix. El límit elàstic i la resistència a la tracció de l'acer disminueixen òbviament. Quan les partícules d'inclusió són petites fins a una certa mida (< 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.Valoració quantitativa de les inclusions no metàl·liques
Durant la classificació d'inclusions no metàl·liques en acer, generalment, s'utilitzaran equips com ara microscòpia òptica, microscòpia electrònica d'escaneig i espectròmetre d'energia per identificar els tipus d'inclusions no metàl·liques en acer segons les característiques òptiques i morfològiques dels no metàl·lics. inclusions, i avaluar el nivell d'inclusions amb referència als estàndards rellevants (generalment segons GB/T 10561-2005 "Determinació del contingut d'inclusió no metàl·lica en acer"), combinat amb els resultats de l'anàlisi qualitativa i quantitativa de l'espectre de composició d'inclusió , determineu amb precisió la composició i la font d'inclusió, per a la fosa contínua de fabricació d'acer per millorar el procés de producció, reduir el nombre d'inclusions nocives, millorar la puresa de l'acer i produir acer d'alta qualitat per proporcionar una base científica.
La determinació quantitativa és un dels elements d'inspecció rutinària d'acer d'alta qualitat i acer d'alta qualitat. Amb la condició que es conegui el tipus d'inclusió, s'utilitza el mètode estàndard de comparació de graus per jutjar la qualitat de l'acer.
L'estàndard GB/T {{0}} "Determinació del contingut d'inclusió no metàl·lica a l'acer" estipula que l'àrea real és de 0,5 mm2 i el camp de visió real és de 0,71 mm2 de camp quadrat de vista.
Classificació estàndard JK: les inclusions es divideixen en quatre tipus bàsics A, B, C i D, que són sulfurs, alúmina, silicats i òxids esfèrics.
Segons la morfologia i la distribució de les inclusions, els espectres estàndard es divideixen en cinc categories: A, B, C, D i DS. Cada tipus d'inclusions es divideix en 0.5, 1, 1,5, 2, 2,5, 3, un total de sis graus, com més gran sigui el nombre de notes, indicant com més gran és el nombre d'inclusions, més gran és la mida. . A l'estàndard GB/T 10561 "Determinació del contingut d'inclusió no metàl·lica a l'acer", també hi ha disposicions rellevants per a l'espaiat entre dues inclusions per evitar l'avaluació incorrecta de múltiples inclusions del mateix tipus que apareixen al mateix camp de visió.
Classe A (sulfurs): una sola inclusió grisa amb alta ductilitat i una àmplia gamma de relacions de forma, generalment amb extrems arrodonits.