22. Классификация неметаллических включений

НВ делят химическому и минералогическому составу, стойкости и происхождению.

По химическому составу:

- оксиды: простые FeO.MnO сложные FeO* Fe₂O₃; FeO* Al₂O₃.

- сульфиды: простые FeS.CaS сложные (оксисульфиды) FeS* FeO; MnS * MnO.

- нитриды: простые TiN AlN сложные (карбонитриды) Ti (С,N)

- фосфиды Fe₃P Mn₅P₂

Наибольшее количество включений в стали составляют оксиды и сульфиды, т.к. содержание фосфора обычно низкое. Нитриды присутствуют в специальных сталях, имеющих в своем составе элементы с высоким сродством к азоту.

По минералогическому составу:

Свободные оксиды FeO.MnO.SiO₂(кварц), Al₂O₃(корунд)

Шпинели – сложные оксиды образованные двух – и трехвалентными металлами.

Силикаты-присутствующие в стали в виде стекол, образованным чистым SiO2 или SIO2 с примесями оксидов железа, марганца, хрома, алюминия и др. силикаты составляют самую большую группу неметаллических включений.

По стойкости: Устойчивые и неустойчивые

Неустойчивые-включения которые растворяются в разбавленных кислотах не более 10%-ной концентрации. (сульфиды и оксиды железа и марганца).

Устойчивые включения- кварц SiO2. корунд Al2O3.

По происхождению – эндогенные и экзогенные

Эндогенные – образуются в процессе химических реакций, протекающих по ходу плавки, разливки и кристаллизации стали. Основным источником эндогенных вкл. являются реакции взаимодействия жидкого металла со шлаком, с газовой фазой, легирующими добавками. В литой стали эти включения в виде кристаллов и глобулей, а в катанной стали – в форме строчек и нитей, ориентированных в направлении деформации.

Экзогенными наз. Неметаллические включения механически попадающие в сталь. (частицы печного шлака и огнеупоров, с которыми жидкий металл контактирует в процессе плавки, при выпуске из печи в сталеразливочный ковш и во время разливки металла в изложницы. Часть немет.вкл. попадает в металл из шихтовых материалов.

В стали в основном эндогенные включения. Но при отклонении режимов плавки, плохом состоянии футеровки печи и ковша значительным становится количество экзогенных включений. Которые образуют довольно крупные конгломераты сложных включений.

Современные технологии позволяют почти полностью удалить из металла экзо – и эндогенные вкл.-я . общее содержание их в различных сталях колеблется в широких пределах и значительно влияет на свойства стали.

23. Методы выделения неметаллических включений.

Методы выделения неметаллических включений.

1.Химические методы выделения НВ – основаны на различной растворимости металла и его соединений в химических реактивах. Кислотный метод - основан на растворении пробы(стружки) в разбавленной кислоте (HCl). Полученный осадок неметаллических включений отфильтровывают, просушивают, взвешивают. Недостатки – длительность.

2.Электролитические методы выделения НВ – сводится к растворению образца металла в электролите, при котором металлические составляющие в виде ионов переходят в электролит. НВ оседают на мембране, а ионы свободно проходят через нее. Полученный осадок включений отфильтровывают, просушивают, прокаливают, взвешивают. Электролитические м-ды трудоемки и длительны, используют только при исследованиях. Локальный электролиз –на НВ, обнаруженное на шлифе под микроскопом, наносят каплю электролита. Шлиф подключают к источнику тока, катодом служит стальная игла. Процесс электролиза длится 10 сек. Выделенное включение переносят на предметное стекло и анализируют.

При использовании химических и электролитических методов существует возможность разрушения включений.

Для предупреждения этого пытаются исп. 3.Механические способы извлечения включений. – при помощи ультразвукового вибратора. Ультразвуковые колебания передаются игле, которую под микроскопом направляют на включение и выкрашивают его. Трудность – собрать и проанализировать включения.