КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Неметаллические включения в стали
Общая характеристика неметаллических включений (НВ) В конце окислительного рафинирования жидкий металл (по сравнению с твердым) по содержанию кислорода, серы, фосфора, азота и других вредных примесей является пересыщенным раствором. В процессе кристаллизации и охлаждения неизбежно выпадение примесей с образованием различных химических соединений, которые образуют самостоятельную фазу в виде НВ, фиксируясь в объеме твердой стали. Неметаллическими включениями называют содержащиеся в стали соединения металлов (железа, марганца, кремния) с неметаллами (кислородом, серой, азотом, водородом, фосфором). Источниками образования НВ в стали являются также огнеупоры и шлаки, с которыми металл соприкасается во время плавления и разливки. Следовательно, в любой твердой стали неизбежно содержание различных НВ, которые ухудшают ее качество и свойства: - нарушают сплошность металла; - имеют по сравнению с металлом разный коэффициент расширения и неодинаковую деформируемость. НВ подразделяют на группы по разным признакам. 1. По источникам образования: - экзогенные - включения, состоящие из огнеупорных материалов и шлака, механически увлекаемые потоком жидкого металла во время выпуска и разливки и фиксируемые в затвердевшей стали. - эндогенные - включения, образующиеся в результате протекания различных физико-химических процессов в самом металле во время его раскисления, кристаллизации и охлаждения в жидком и твердом состояниях. Различают еще и экзоэндогенные включения, когда эндогенные включения выделяются на экзогенных. Большинство НВ, формирующихся в твердой стали, являются эндогенными. 2. По месту (времени) образования эндогенные включения подразделяются:
- на первичные - образуются в момент раскисления; - вторичные - выделяются во время охлаждения жидкого металла от температуры раскисления до температуры начала кристаллизации; - третичные - возникают при кристаллизации стали (между температурами ликвидуса и солидуса); - четвертичные - выделяются во время охлаждения затвердевшей стали. Пока не установлено какое количество НВ выделяется в каждый момент. Однако можно утверждать, что основное количество НВ выделяется во время раскисления и кристаллизации стали. 3. По химическому составу: - оксидные могут состоять из отдельных оксидов (FeO, MnO, SiO2, Al2O3, TiO2, ZrO2 и др.) или их соединений (силикатов, алюминатов и т.д.). Соотношение компонентов зависит от вида и количества раскислителей; количество зависит от остаточного содержания кислорода. - сульфидные - состоят из FeS, MnS, Al2S3, ZrS2 и др. Наиболее эффективным способом уменьшения содержания сульфидных включений в готовой стали является снижение концентрации серы в металле. - нитридные -могут иметь химический составSi3N, AlN, VN, TiN, ZrN и др. Число нитридов резко возрастает в случае, если сталь, раскисленная нитридочувствительными элементами, контактирует с воздухом. - карбидные - содержатся в высокоуглеродистой стали, когда в ней присутствуют карбидообразующие элементы (Ti, Nb и др.). - фосфидные - выделяются в виде эвтектики, состоящей в основном из Fe2P, Mn5P2. Основным способом уменьшения содержания фосфидных включений в готовой стали является достижение низкой концентрации фосфора в металле (< 0,01%). Встречаются комплексные включения: сульфидные (FeS×MnS), нитридные ((Ti,V)N), карбидные ((Ti,V)C, (NB,V)C), карбонитридные (V(C,N), (Ti,V)(C,N)). В спокойной, особенно легированной, стали обычно преобладают оксидные включения, доля которых в общем количестве включений часто достигает 70-85%. 4. По размерам. Нет единого мнения в определении групп включений по размерам, обычно проводят градацию:
- макроскопические - те включения, которые можно обнаружить невооруженным глазом или при увеличении, достигаемом при использовании лупы; - микроскопические - более мелкие частицы. В стали всегда преобладают микроскопические включения, так как более крупные легко удаляются. 5. По форме и характеру расположения в объеме металла: - расположенные по границам зерен - являются самыми опасными, так как в наибольшей степени снижают свойства стали; - имеющие острые грани, тоже представляют опасность, так как служат местом концентрации напряжений и началом разрушения изделия; - округлой формы - приносят меньший вред, а в некоторых случаях могут оказаться полезными; - расположенные равномерно по всему объему металла - приносят наименьший вред, а в ряде случаев являются очень полезными. Основную долю вредных НВ составляют оксиды и сульфиды.
Дата добавления: 2014-01-04; Просмотров: 734; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |