ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Образование и морфология включений из "Металлография железа 1 " Экзогенные включения возникают либо из огнеупоров и шлаков, либо из смеси этих веществ с продуктами раскисления. Эти включения трудно исследовать, так как условия их образования очень разнообразны. Однако их легко можно отличить от большинства эндогенных включений обычно благодаря большому размеру, спорадическому виду, преимущественному распределению в слитке или отливке, неправильной форме и сложной структуре. [c.60] Эндогенные включения образуются в металле во время его производства. Они выделяются в результате гомогенных реакций. Наиболее часто источниками неметаллических включений в железе и железных сплавах являются кислород и сера. Азот и фосфор образуют соединения с металлами, свойства которых, подобно свойствам карбидов, близки к свойствам металлов, так что эти соединения за исключением некоторых специальных нитридов, обычно считают структурными составляющими сплавов. Реакции, в результате которых образуются окислы и сульфиды, вызываются добавками, вводи.мыми в сталь, или происходят просто при изменении растворимости во время охлаждения и затвердевания металла. [c.60] Способ и время образования эндогенных включений обусловливают их склонность к весьма однородному распределению такое однородное распределение характерно для них. [c.60] В настоящее время считают, что основным источником эндогенных окислов являются раскислители добавляемые в конце процесса плавления. [c.60] Если дело действительно обстоит так, то до разливки в стали не должно быть эндогенных включений, они должны образоваться после разливки путем выделения. [c.60] Следовательно, при затвердевании расплавленной стали кислород должен выделиться в основном в виде вюстита или РеО с несколько отличным от стехиометрического составом. Эти окислы имеют вид диспергированных круглых частиц коричневато-серого цвета их размер меняется в зависимости от скорости затвердевания. [c.60] При низкой температуре вюстит неустойчив или, по крайней мере, метастабилен и часто содержит магнетит Рез04, образовавшийся в результате распада вюстита ниже 560° С. [c.60] Сложные окислы. При добавлении в расплавленную сталь даже небольших количеств раскислителей, таких как марганец, кремний, хром, алюминий и цирконий, растворимость кислорода резко падает и его избыток сверх новой равновесной концентрации должен выделиться. Следовательно, в зависимости от основного состава и применяемых раскислителей сталь может содержать включения ЗЮа или силикаты железа и железо— марганца ЗЮз-РеО и ЗЮа-РеО-МпОа наряду со смешивающимися растворами РеО МпО, при этом содержание МпО увеличивается с увеличением содержания марганца (при содержании выше 1% Мп наблюдается почти чистый МпО, ф. 124/1—И). [c.60] Растворимость серы в жидкой стали высока, в то же время ее растворимость в твердом металле, особенно при комнатной температуре, низка. Следовательно, во время затвердевания стали сера будет выделяться в виде сульфидов кроме того, так как диаграмма состояния системы Ре—5 имеет эвтектическое превращение при 988° С, сера будет концентрироваться в жидком металле до достижения эвтектического состава, прежде чем образуется первое сульфидное выделение. Сульфиды встречаются в тех участках металла, которые затвердели в последнюю очередь, т. е. по границам первичных зерен и между дендритами. [c.60] О влиянии различных легирующих элементов и раскислителей на растворимость серы в железе имеется мало количественных данных, но опубликованные сведения указывают на то, что это влияние велико. На мартеновских печах в течение продолжительного времени использовали добавки марганца для ограничения содержания серы в жидком чугуне. [c.60] Область жидкой фазы в тройной системе Ре—Мп—5 пере-секается большим интервалом несмешиваемости который начинается на границе Мп—8 и простирается непосредственно до границы Ре—5. Таким образом, даже в присутствии небольших добавок марганца содержащее серу железо разделяется путем ликвации на две жидкие фазы, одна из которых обогащена серой, тогда как в другой содержание серы незначительно. [c.60] Известно, что редкоземельные элементы, добавленные в виде мишметалла, ограничивают растворимость серы в стали. Обычно они отделяют часть серы, которая всплывает на поверхность расплава. [c.60] Образование сульфидов указывает на то, что во время затвердевания жидкой стали происходила ликвация серы. Жидкость насыщается серой в результате как увеличения н ней содержания серы, так и уменьшения в ней растворимости этого элемента температура насыщения меняется в зависимости от состава стали. [c.61] В зависимости от состава стали сульфиды выделяются либо е виде больших глобулей (1 тип сульфидов, ф. 128/1), достаточно удаленных один от другого, в небольшом количестве, либо в качестве второго компонента эвтектики в результате эвтектической реакции с металлической матрицей (II тип сульфидов, ф. 128/2). [c.61] Какой бы ни была их форма, считается (хотя имеются разногласия) что большинство сульфидов концентрируется на границах первичных зерен и между дендритами. [c.61] Информацию о неметаллических включениях могут дать многие методы исследования. Однако часто бывает необходимо определить способ образования и структуру включений на образцах деформированного металла, предыстория которого точно не известна. Горячая и холодная обработка давлением деформирует и раздробляет включения, видоизменяя их первоначальную форму и расиределение. Термическая обработка, сопутствующая обработке давлением, также может изменить некоторые характеристики структуры металла (ф. 126/9, 10 128/4,9). [c.61] Вернуться к основной статье