Аналіз неметалічних включень у сталі
Достовірна оцінка забруднень сталі неметалічними включеннями дозволяє встановити кількісну залежність між її властивостями та технологічними особливостями плавки, розливки, кристалізації тощо. У сталі є два основних види включень: ендогенні, які з’являються в результаті взаємодії кисню і сірки, що розчинні в сталі, з розкислювачами, десульфураторами або в результаті зниження розчинності елементів при переході металу з рідкого в твердий стан; екзогенні – частинки шлаку, вогнетривких мас, матеріалів ливарної форми, які залежать від способу виплавки сталі, особливостей її розкислення і рафінування.
По типу з’єднань включення діляться на прості оксиди, складні оксиди, силікати, сульфіди, фосфіди і нітриди.
Методи кількісного і якісного визначення немета-лічних включень можна розділити на чотири основні групи: хімічні, петрографічні, фізичні та метало-графічні.
Хімічний метод полягає у виділенні включень з металу і їх аналізі. При цьому важливо, по-перше, щоб всі домішки були вилучені, а, по-друге, щоб у процесі вилучення вони не зазнали змін.
Найбільш поширеним способом виділення немета-лічних включень з сталі є електролітичний. Він полягає в анодному розчиненні в електроліті досліджуваного зразка, і осадження в коло дієвому мішечку. Отриманий осадок після оброблення реактивами аналізують.
Точність хімічного методу невелика, тому що в сталях неметалічних включень небагато. Він не дає відомостей про форму включень і розподіл по зразку. Крім того процедура виділення неметалічних включень цим методом трудоємка і тривала.
Петрографічний метод дозволяє визначити міне-ралогічні ознаки і склад неметалічних включень, тобто їх природу, а значить і походження. Він полягає в тому, що виділений осадок аналізують у поляризованому світлі металографічних мікроскопів.
Використання поляризованого світла дає можливість встановити природу включень. Якщо включення кристалічної природи, то кристалографічні площини їх граней повертають площину поляризації на певний кут, що певним чином забарвлює грані кристала. Це дає можли-вість побачити кристал.
Крім того поворотом аналізатора можна визначити кут повороту площини поляризації, а значить встановити природу домішок.
Якщо форма домішки правильна, значить включення ендогенне. Якщо ж не правильна (осколочна) – екзогенне.
Для успішного використання петрографічного методу треба мати довідники із табличними відомостями про мінерали, їх показники заломлення, поведінку в поляри-зованому світлі тощо.
При фізичному методі виділений із металу осадок неметалічних включень аналізують за допомогою рентге-нівського, електронографічного мікрорентгено-спек-трального і електроноскопічного способів.
Рентгенівський спосіб полягає в тому, що частинки осадки просвічують рентгенівським промінням і на фото-плівці отримують дифракційну картину (подібну до Дебає-грами), розшифровуючи яку, дізнаються про характер включень.
Процедурно це полягає в наступному. Порошок осадку формують у тонкий зразок (наклеюють на тонку нитку чи набивають у мішечок з силікатного клею). Отриманий стержень встановлюють у спеціальну циліндр-ричну камеру (типа Дебая). У камеру вставляють рентге-нівську плівку і через спеціальне вікно пропускають рентгенівські промені. У результаті дифракції на кристалографічних площинах осадку на плівці з’явиться,