一.Co jsou inkluze
Nekovové vměstky jsou třídou součástí v oceli, které se tvoří během tuhnutí a chlazení oceli a procházejí řadou změn během zpracování za studena a za tepla. Podle původu jsou inkluze obvykle klasifikovány do dvou kategorií: cizorodé a endogenní a lze je také klasifikovat podle jejich deformační schopnosti, morfologie a distribuce. Tato část představuje především klasifikaci podle zdroje. Podle deformační schopnosti nekovové inkluzní atmosféry, křehké inkluze Al2O3, plastické inkluze FeS,MnS a nedeformující inkluze,SiO2. Klasifikace podle morfologie a distribuce, třída A, třída B, třída C, třída D.
1.endogenní inkluze
V procesu tavení oceli bude deoxidační reakce produkovat oxidy a další produkty, pokud tyto produkty nevystoupí před tuhnutím tekuté oceli, zůstanou v oceli;
Mn+FeO → Fe+MnO
Si+2FeO → SiO2+2FeO
2Al+3FeO → 3Fe+Al2O3
Ti+2FeO → 2Fe+TiO2
Prvky nečistot, jako je kyslík, síra a dusík rozpuštěné v tekuté oceli, se při chlazení a tuhnutí nebo v tuhém roztoku vysrážejí a nakonec zůstávají v ingotu. Téměř všechny se stávají oxidy, sulfidy, silikáty atd. Tyto sloučeniny se nazývají endogenní inkluze.
1) Oxidy: Běžný oxid hlinitý, což je malá nerozpustná křehká inkluze s vysokou tvrdostí, která vzniká při deoxidaci hliníku. Během zpracování za tepla se rozbije a poté se malé částice rozdělí do pásů podél směru zpracování, někdy několik pásů paralelně. Tyto páskované oxidy výrazně snižují únavovou pevnost oceli.
2) Sulfid: má vysokou plasticitu při vysokých teplotách, lze jej prodloužit deformací při zpracování za tepla, má široký rozsah tvarového poměru jedné šedé inkluze, obecně je konec zaoblený. Běžné jsou sulfid železnatý, sulfid manganu aj., sulfid výrazně snižuje příčné vlastnosti oceli.
3) Silikát: má vysokou plasticitu při vysokých teplotách, může být prodloužen ve směru zpracování během zpracování za tepla, tvar je drsný, vykazuje tvar vřetena. Většina z nich jsou komplexní inkluze.
4) nitrid: má vysoký bod tání a tvrdost, nedeformuje se při zpracování za tepla a pod mikroskopem vykazuje čtvercové nebo pravidelné geometrické tvary.
5) skvrnité nedeformovatelné vměstky: po tepelném zpracování si stále zachovává pravidelnější kulatý nebo oválný tvar.
Distribuce endogenních inkluzí je relativně rovnoměrná a částice jsou malé a správný provoz a přiměřená procesní opatření mohou snížit jejich počet a změnit jejich složení, velikost a distribuci, ale obecně je to nevyhnutelné.
2. Exogenní inkluze
Struska zavěšená na povrchu roztavené oceli při procesu tavení a lití nebo žáruvzdorné materiály nebo jiné vměstky odlupující se z vnitřní stěny ocelárenské pece, ocelové drážky a pánve nejsou odstraněny včas před ztuhnutím roztavené oceli, a směsné žáruvzdorné materiály a částice strusky se chemickou reakcí s roztavenou ocelí neustále mění ve složení a struktuře a stávají se cizími vměstky v oceli. Je to vměstek vytvořený interakcí mezi kovy a vnějšími látkami během procesu tavení.
Obecnými charakteristikami takových inkluzí jsou nepravidelný tvar, relativně velká velikost a nepravidelné, také známé jako hrubé vměstky. Takovým inkluzím se lze vyhnout správným provozem.
2.Vliv nekovových vměstků na ocel
1. Výkon služby
Nekovové vměstky jsou rozmístěny v matrici kovu, stejně jako mnoho dutin s nízkou pevností je rozmístěno v kovu a tyto dutiny budou proudit s deformací kovu působením vnějších sil a dutiny vytvořené -kovové vměstky se roztahují a roztahují za vzniku trhlin, takže to ovlivní výkonnost lomového procesu (plasticitu, houževnatost, únavové chování atd.). Hlavní projevy jsou:
Únavové vlastnosti ↓
Obecně se má za to, že inkluze je původcem únavového porušení oceli. Křehké vměstky se slabou vazebnou silou a velkými rozměry a kulové nedeformovatelné vměstky mají velký vliv na únavové vlastnosti a čím vyšší je pevnost, tím větší je poškození, jak je znázorněno na Obr. 5. U vysokopevnostní oceli, pokud je povrch prvku v dobrém stavu zpracování, se iniciace trhlin z vměstků stává hlavním režimem únavového praskání. Malé vměstky mohou mít malý vliv na tvorbu trhlin, ale jsou prospěšné pro šíření únavových trhlin.
Nekovové vměstky jsou rozmístěny v matrici kovu, stejně jako mnoho dutin s nízkou pevností je rozmístěno v kovu a tyto dutiny budou proudit s deformací kovu působením vnějších sil a dutiny vytvořené -kovové vměstky se roztahují a roztahují za vzniku trhlin, takže to ovlivní výkonnost lomového procesu (plasticitu, houževnatost, únavové chování atd.). Hlavní projevy jsou:
Vlastnosti únavy
Rázová houževnatost Plasticita
Existence nekovových vměstků hraje důležitou roli v kvalitě oceli a jejích výrobků. Inkluze sulfidu způsobuje křehkost oceli za tepla. Ve studeném stavu oceli ovlivňují tyto vměstky její pevnost a tažnost. Některé tvrdé úhlové vměstky zjevně snižují smrštění průřezu oceli. Nekovové vměstky mají větší vliv na pevnost oceli v tahu, vynikající lom oceli je plastický lom, kdy jsou vměstky v agregaci oceli nebo vměstky podél distribuce hranic zrn, lom často začíná od těchto míst, takže pevnost je prudce snížena.
2.zpracování majetku
1) V procesu kování a tváření za studena, kalení, ohřev a svařování, protože vměstek ničí kontinuitu ocelové konstrukce, jakmile dojde k tahovému napětí nebo smykovému napětí, ocelový produkt popraská podél rozložení vměstků.
2) Sníží se kvalita povrchu po válcování a drsnost povrchu dílů po broušení.
3. Pevnost, vliv prodloužení
When the inclusion particles are relatively large (>10μm), zvláště když je obsah inkluzí nízký. Mez kluzu a pevnost v tahu oceli jsou zjevně sníženy. Když jsou inkluzní částice malé do určité velikosti (< 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.Kvantitativní hodnocení nekovových vměstků
Během třídění nekovových vměstků v oceli se obecně budou používat zařízení jako optická mikroskopie, rastrovací elektronová mikroskopie a energetický spektrometr k identifikaci typů nekovových vměstků v oceli podle optických a morfologických charakteristik nekovových vměstků a vyhodnotit úroveň vměstků s odkazem na příslušné normy (obecně podle GB/T 10561-2005 "Stanovení obsahu nekovových vměstků v oceli") v kombinaci s výsledky kvalitativní a kvantitativní analýzy spektra složení vměstků , přesně určit složení a zdroj vměstků, pro kontinuální lití při výrobě oceli, aby se zlepšil výrobní proces, snížil počet škodlivých vměstků, zlepšila se čistota oceli a vyrobila se vysoce kvalitní ocel, která poskytne vědecký základ.
Kvantitativní stanovení je jednou z rutinních položek kontroly vysoce kvalitní oceli a vysoce kvalitní oceli. Za podmínky, že je znám typ vměstků, se k posouzení kvality oceli použije standardní metoda porovnání jakosti.
Standardní GB/T {{0}} „Určení obsahu nekovových vměstků v oceli“ stanoví, že skutečná plocha je 0,5 mm2 a skutečné zorné pole je 0,71 mm2 čtvercové pole pohledu.
Standardní hodnocení JK: Vměstky se dělí do čtyř základních typů A, B, C a D, kterými jsou sulfidy, oxid hlinitý, silikáty a sférické oxidy.
Podle morfologie a distribuce inkluzí jsou standardní spektra rozdělena do pěti kategorií: A, B, C, D a DS. Každý typ inkluzí je rozdělen na 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, 3, celkem šest stupňů, čím větší je počet stupňů, což znamená, že čím větší je počet inkluzí, tím větší je velikost . V normě GB/T 10561 "Stanovení obsahu nekovových vměstků v oceli" jsou také příslušná ustanovení pro rozestupy mezi dvěma vměstky, aby se zabránilo nesprávnému posouzení více vměstků stejného typu, které se objevují ve stejném zorném poli.
Třída A (sulfidy): Jediný šedý vměstek s vysokou tažností a širokým rozsahem tvarových poměrů, obecně se zaoblenými konci.