一. Mitä ovat sulkemiset
Ei-metalliset sulkeumat ovat teräksen komponenttien luokka, jotka muodostuvat teräksen jähmettymisen ja jäähtymisen aikana ja joutuvat läpi sarjan muutoksia kylmä- ja kuumakäsittelyn aikana. Alkuperänsä mukaan sulkeumat luokitellaan yleensä kahteen luokkaan: vieraisiin ja endogeenisiin, ja ne voidaan luokitella myös niiden muodonmuutoskyvyn, morfologian ja levinneisyyden mukaan. Tämä osio esittelee pääasiassa lähteen mukaisen luokituksen. Ei-metallisen inkluusioatmosfäärin, hauraan inkluusio Al2O3, muovinen inkluusio FeS,MnS ja ei-muodostuva inkluusio,SiO2, muotoaan muuttavan kyvyn mukaan. Luokitus morfologian ja levinneisyyden mukaan, luokka A, luokka B, luokka C, luokka D.
1. endogeeninen inkluusio
Teräksen sulatusprosessissa hapettumisreaktio tuottaa oksideja ja muita tuotteita, jos näitä tuotteita ei esiinny ennen nestemäisen teräksen jähmettymistä, ne jäävät teräkseen;
Mn+FeO → Fe+MnO
Si+2FeO → SiO2+2Fe
2Al+3FeO → 3Fe+Al2O3
Ti+2FeO → 2Fe+TiO2
Nestemäiseen teräkseen liuenneet epäpuhtaudet, kuten happi, rikki ja typpi, saostuvat jäähtyessä ja jähmettymisessä tai kiinteässä liuoksessa ja jäävät lopulta harkon sisään. Lähes kaikista niistä tulee oksideja, sulfideja, silikaatteja jne. Näitä yhdisteitä kutsutaan endogeenisiksi sulkeumiksi.
1) Oksidit: tavallinen alumiinioksidi, joka on pieni liukenematon, korkeakovuus hauras inkluusio, joka syntyy, kun alumiinia deoksitetaan. Se hajoaa kuumakäsittelyn aikana, ja sitten pienet hiukkaset jakautuvat nauhoiksi prosessointisuunnassa, joskus useita nauhoja rinnakkain. Nämä nauhalliset oksidit vähentävät merkittävästi teräksen väsymislujuutta.
2) Sulfidi: sillä on korkea plastisuus korkeissa lämpötiloissa, sitä voidaan pidentää muodonmuutoksilla kuumakäsittelyn aikana, sillä on laaja muotosuhde yksittäisessä harmaan inkluusiossa, yleensä pää on pyöristetty. Yleisiä ovat rautasulfidi, mangaanisulfidi jne., sulfidi vähentää merkittävästi teräksen poikittaisominaisuuksia.
3) Silikaatti: sillä on korkea plastisuus korkeissa lämpötiloissa, sitä voidaan pidentää käsittelysuunnassa kuuman käsittelyn aikana, muoto on karkea, ja siinä on karan muoto. Suurin osa niistä on monimutkaisia sulkeumia.
4) nitridi: sillä on korkea sulamispiste ja kovuus, se ei muutu muotoaan kuumakäsittelyn aikana ja näyttää neliömäisiä tai säännöllisiä geometrisia muotoja mikroskoopin alla.
5) täplämäiset muotoutumattomat sulkeumat: se säilyttää edelleen säännöllisemmän pyöreän tai soikean muodon kuumakäsittelyn jälkeen.
Endogeenisten inkluusioiden jakautuminen on suhteellisen tasaista ja hiukkaset pieniä, ja oikea toiminta ja kohtuulliset prosessitoimenpiteet voivat vähentää sen määrää ja muuttaa sen koostumusta, kokoa ja jakautumista, mutta se on yleensä väistämätöntä.
2. Eksogeeninen inkluusio
Sulan teräksen pinnalle sulatuksen ja kaatamisen aikana suspendoitunutta kuonaa tai teräksenvalmistusuunin sisäseinästä, teräsurasta ja senhasta irtoavia tulenkestäviä materiaaleja tai muita sulkeumia ei poisteta ajoissa ennen sulan teräksen jähmettymistä, ja sekoitetut tulenkestävät materiaalit ja kuonahiukkaset muuttuvat jatkuvasti koostumukseltaan ja rakenteeltaan sulan teräksen kanssa tapahtuvan kemiallisen reaktion seurauksena, ja niistä tulee vieraita sulkeumia teräksessä. Se on sulatusprosessin aikana metallien ja ulkoisten aineiden välisen vuorovaikutuksen tuottama inkluusio.
Tällaisten sulkeumien yleiset ominaisuudet ovat epäsäännöllinen muoto, suhteellisen suuri koko ja epäsäännöllinen, joka tunnetaan myös nimellä karkea sulkeuma. Tällaiset sulkeumat voidaan välttää asianmukaisella toiminnalla.
2.Ei-metallisten sulkeumien vaikutus teräkseen
1. Palvelun suorituskyky
Ei-metalliset sulkeumat jakautuvat metallin matriisiin, aivan kuten monet heikkolujuiset ontelot jakautuvat metalliin, ja nämä tyhjöt virtaavat metallin muodonmuutoksen mukana ulkoisten voimien vaikutuksesta, ja ontelot, joita muodostavat ei- -metallisulkeumat venytetään ja venytetään muodostaen halkeamia, joten se vaikuttaa murtumisprosessin suorituskykyyn (plastisuus, sitkeys, väsymiskyky jne.). Tärkeimmät ilmentymät ovat:
Väsymisominaisuudet ↓
Yleisesti uskotaan, että inkluusio on teräksen väsymisvaurion syy. Haurailla inkluusioilla, joilla on heikko sitomisvoima ja suuri koko, ja pallomaisilla ei-muodontuvilla inkluusioilla on suuri vaikutus väsymisominaisuuksiin, ja mitä suurempi lujuus, sitä suurempi on haitta, kuten kuviossa 1 on esitetty. 5. Jos osan pinta on lujalla teräksellä hyvässä työstökunnossa, halkeamien alkamisesta tulee pääasiallinen väsymishalkeilutila. Pienkokoisilla inkluusioilla voi olla vain vähän vaikutusta halkeamien muodostumiseen, mutta ne ovat hyödyllisiä väsymishalkeamien leviämiselle.
Ei-metalliset sulkeumat jakautuvat metallin matriisiin, aivan kuten monet heikkolujuiset ontelot jakautuvat metalliin, ja nämä tyhjöt virtaavat metallin muodonmuutoksen mukana ulkoisten voimien vaikutuksesta, ja ontelot, joita muodostavat ei- -metallisulkeumat venytetään ja venytetään muodostaen halkeamia, joten se vaikuttaa murtumisprosessin suorituskykyyn (plastisuus, sitkeys, väsymiskyky jne.). Tärkeimmät ilmentymät ovat:
Väsymysominaisuudet
Iskusitkeys Plastisuus
Ei-metallisten sulkeumien olemassaololla on tärkeä rooli teräksen ja sen tuotteiden laadussa. Sulfidin sisällyttäminen aiheuttaa teräksen kuumahaurautta. Teräksen kylmässä tilassa nämä sulkeumat vaikuttavat sen lujuuteen ja taipuisuuteen. Jotkut kovat kulmikkaat sulkeumat vähentävät selvästi teräksen poikkileikkauksen kutistumista. Ei-metalliset sulkeumat vaikuttavat enemmän teräksen vetolujuuteen, erinomainen teräsmurtuma on muovimurtuma, kun teräkasaumassa on sulkeumia tai sulkeumia raerajajakauman varrella, murtuma alkaa usein näistä kohdista, jolloin lujuus on vähentynyt jyrkästi.
2.käsittelyominaisuus
1) Taonta- ja kylmätyöstö-, sammutuskuumennus- ja hitsausprosessissa, koska inkluusio tuhoaa teräsrakenteen jatkuvuuden, terästuote halkeilee vetojännityksen tai leikkausjännityksen jälkeen sulkeumien jakautuessa.
2) Pintalaatu valssauksen jälkeen ja osien pinnan karheus hionnan jälkeen heikkenevät.
3.Strength, venymä vaikutus
When the inclusion particles are relatively large (>10 μm), varsinkin kun inkluusiopitoisuus on alhainen. Teräksen myötöraja ja vetolujuus pienenevät selvästi. Kun inkluusiohiukkaset ovat pieniä tiettyyn kokoon (< 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.Ei-metallisten sulkeumien määrällinen luokitus
Teräksen ei-metallisten sulkeumien luokittelun aikana yleensä käytetään laitteita, kuten optista mikroskopiaa, pyyhkäisyelektronimikroskooppia ja energiaspektrometriä, tunnistamaan teräksen ei-metallisten sulkeumien tyypit ei-metallisten optisten ja morfologisten ominaisuuksien mukaan. inkluusiot ja arvioida inkluusioten taso viittaamalla asiaankuuluviin standardeihin (yleensä GB/T 10561-2005 "Ei-metallisten inkluusiopitoisuuden määrittäminen teräksessä" mukaisesti) yhdistettynä inkluusiokoostumusspektrin kvalitatiivisiin ja kvantitatiivisiin analyysituloksiin , määrittää tarkasti koostumuksen ja inkluusiolähteen, teräksen jatkuvavalua varten tuotantoprosessin parantamiseksi, haitallisten sulkeumien määrän vähentämiseksi, teräksen puhtauden parantamiseksi ja korkealaatuisen teräksen tuottamiseksi tieteellisen perustan luomiseksi.
Määrällinen määritys on yksi korkealaatuisen teräksen ja korkealaatuisen teräksen rutiinitarkastuskohteista. Edellyttäen, että sulkeumien tyyppi tunnetaan, teräksen laadun arvioinnissa käytetään standardilaatujen vertailumenetelmää.
Standardi GB/T {{0}} "Ei-metallisten inkluusiopitoisuuden määrittäminen teräksessä" edellyttää, että todellinen pinta-ala on 0,5 mm2 ja todellinen näkökenttä on 0,71 mm2 neliökenttä. näkökulmasta.
JK-standardiluokitus: Inkluusiot on jaettu neljään perustyyppiin A, B, C ja D, jotka ovat sulfidit, alumiinioksidi, silikaatit ja pallomaiset oksidit.
Inkluusioten morfologian ja jakautumisen mukaan standardispektrit on jaettu viiteen kategoriaan: A, B, C, D ja DS. Kukin sisällytystyyppi on jaettu arvoihin 0.5, 1, 1,5, 2, 2,5, 3, yhteensä kuusi arvosanaa, mitä enemmän arvosanoja on, mikä tarkoittaa, että mitä enemmän sisällytyksiä on, sitä suurempi koko . Standardissa GB/T 10561 "Ei-metallisten inkluusioten määrittäminen teräksessä" on myös asiaankuuluvia säännöksiä kahden inkluusiovälin suhteen, jotta vältetään useiden samassa näkökentässä esiintyvien samantyyppisten sulkeumien virheellinen arviointi.
Luokka A (sulfidit): Yksittäinen harmaa inkluusio, jolla on korkea taipuisuus ja laaja valikoima muotosuhteita, yleensä pyöristetyt päät.