Неметаллические включения силикаты

Металлографическая лаборатория. Контрольные испытания микро- и макроструктуры обычно производятся путём сравнения с соответствующими эталонами (микрофотографиями). К числу характерных примеров такого контроля относятся определения а) величины зерна аустенитного и действительного в стали и цветных сплавах, б) неметаллических включений — силикатов, оксидов, сульфидов и пр., [c.371]

При исследовании поверхности металла под микроскопом непосредственно после полировки можно обнаружить на общем светлом поле отдельные темные или серые точки и линии, которые могут представлять собой как неметаллические включения (оксиды, сульфиды, шлаки, силикаты, фа-фит, нитриды), так и неустраненные полировкой дефекты поверхности образца (раковины, микротрещины, следы обработки). [c.311]

Механика разрушения твердых тел рассматривает металлы и сплавы как однородные системы, без учета того, что реальные материалы имеют дефекты различного происхождения остроконечные полости и неметаллические включения (оксиды, сульфиды, силикаты, нитриды и т. д.). Дефекты в реальных телах понижают их прочность, а случайность дефектности обусловливает разброс величин прочности образцов и деталей, изготовленных из одного и того же материала. Опасность дефектов в первую очередь состоит в том, что в них реализуется существенная концентрация напряжений, т. е. дефекты во многих случаях являются источниками разрущения. В частности, неметаллические включения способствуют образованию трещин при сварке, термообработке, периодическом и динамическом нагружении. Однако в ряде случаев неметаллические включения оказывают и упрочняющее воздействие. [c.8]

Особенно сильно снижают коррозионную стойкость сталей включения сульфидов и глинозема. Есть основания полагать, что некоторые неметаллические включения (глинозема, сульфидов, пластичных силикатов) усиливают способность сталей поглощать и удерживать водород. Таким образом, очистка (рафинирование) сталей от неметаллических включений - один из путей повышения ее коррозионно-механической стойкости [31]. [c.47]

Неметаллические включения (сульфиды, оксиды, силикаты и др.) являются главным пороком микроструктуры стали. В конструкционной стали они вызывают значительное понижение пластичности, главным образом относительного сужения, ударной вязкости, усталостной прочности. Наличие в стали неметаллических фаз понижает ее коррозионную стойкость, износостойкость, а главное—они являются причиной концентрации напряжений, особенно опасной для деталей, работающих под действием переменных напряжений и ударной нагрузки. [c.23]

Легирующие элементы, образующие когерентные фазы в стали, часто присутствуют в ней в виде неметаллических частиц, таких, как окислы, фториды, сульфиды или силикаты, которые способствуют возникновению напряжений в матрице и увеличивают тенденцию к разрушению. Они могут представлять собой частички шлака, могут быть продуктами окисления специально вводимых материалов или могут образоваться в результате реакции неметаллических примесей (таких, как сера) с железом. Они почти всегда вредны. Задачей сталелитейного производства является уменьшение их размера и числа. Содержание серы, которая образует наиболее опасные включения, должно быть минимальным. Количество окислов можно уменьшить применением соответствующей технологии наведения шлаков, выдержки, отливки и очистки слитков. Качество стали, имеющей много неметаллических включений различного типа и размера, может быть улучшено в результате применения различных методов получения, которые в смысле их положительного влияния можно расположить в таком порядке открытая плавка, электродуговая плавка, высокочастотная плавка, электрошлаковый переплав, вакуумный дуговой переплав и электронно-лучевая очистка. Однако большинство этих процессов дорогие и малопроизводительные. Включения редко однородно распределяются в слитке и концентрируются обычно в донной (или в верхней части пористых слитков) части изложницы, так как имеет место перемешивание и разбрызгивание при заливке сверху. Поэтому количество их будет минимально, если отбросить верхнюю и нижнюю части металл -ческого слитка. [c.55]

Неметаллические и газовые включения. Результаты изучения неметаллических включений объясняют "не только причину и механизм их возникновения в жидком металле, но и поведение в процессе затвердевания, обработки и эксплуатации отливки. Неметаллические включения состоят из окислов, сульфидов, фосфидов, гидридов, нитридов и различных силикатов, образовавшихся из компонентов жидкого металла и материалов покрытий или смесей форм в период заливки, снятия перегрева и кристаллизации жидкого металла. По источникам образования включения разделяются на экзогенные и эндогенные. Экзогенные включения образуются при взаимодействии металла с атмосферой и огнеупорами футеровки, характеризуются большими размерами и сложным составом. Эндогенные включения образуются в основном при раскислении и десульфурации, характеризуются небольшими размерами. [c.97]

Эти стали обладают большой анизотропией механических свойств, склонны к хрупкому разрушению, имеют пониженный предел выносливости. Поэтому сернистые автоматные стали применяют лишь для изготовления неответственных изделий — преимущественно нормален или метизов. В настоящее время разработан ряд новых сталей повышенной обрабатываемости, легированных порознь или совместно РЬ, 8е, Те, Са, образующими металлические и неметаллические включения свинца, оксисульфидов, силикатов и других оксидов определенного состава, морфологии н дисперсности. Эти включения создают в очаге резания как бы внутреннее смазывание — тончайший слой (для свинца — 0,22 нм), препятствующий схватыванию инструмента с материалом обрабатываемой детали, что и облегчает образование и отделение стружки. [c.282]

Загрязненность металла по неметаллическим включениям не должна превышать по сульфидам - 2,5 балла, по оксидам и силикатам 3,5 балла. [c.92]

Пороки микроструктуры стали. Важнейшим пороком микроструктуры стаЛи являются неметаллические включения (сульфиды, оксиды, силикаты). Они нарушают сплошность металла, понижают его прочность, а главное являются причиной концентрации напряжений, особенно опаской для деталей, работающих под действием переменных напряжений и ударной нагрузки. [c.139]

Присутствие в меди других элементов, даже в незначительном количестве, может сильно понизить ее электропроводность. Примеси, не растворяющиеся в меди или образующие неметаллические включения (например, свинец, висмут, сернистые и кислородные включения и силикаты), мало изменяют ее электропроводность (фиг. 264), если они присутствуют в виде отдельных изолированных частиц. По-разному изменяют электропроводность меди элементы, образующие с ней твердые растворы. Например, серебро, принадлежащее к той же группе, что и медь, и обладающее полной растворимостью в ней в твердом состоянии, очень мало понижает ее электропроводность. Наоборот, элементы с ограниченной растворимостью [c.445]

Классификация неметаллических включений по составу условна, так как во многих случаях включения являют ся комплексными и состоят из нескольких типов химических соединений В соответствии с ГОСТ 1778—75 неметаллические включения подразделяют на кислородные (оксиды и силикаты), сульфиды и нитриды [c.20]

В переохлажденном аустените всегда присутствуют неметаллические включения (окислы, сульфиды, силикаты и др.). В ряде случаев содержатся также карбиды, нитриды и карбонитриды. Если поверхностная энергия на границе зародыша с включением меньше, чем на границе зародыша с аустенитом, то на такой границе возможно образование критического зародыша, и такое включение может явиться местом предпочтительного зарождения. [c.8]

Нейтроны 277. 279, 280 Неметаллические включения группировка по размерам / 82 карбиды 1 254 карбонитриды 1 77 критерии оценки, методы 1 78, 81 методы контроля 1 68 нитриды I 69, 77 оксиды I 69—74 признаки I 70—77 силикаты 1 69, 74—76 сульфиды 1 69, 76, 77 схема определения 1 78 Неоднородность титановая 1 19, 23 [c.458]

К неметаллическим включениям относятся оксиды, сульфиды, нитриды, силикаты, не отделившиеся от металла в процессе его плавки к ним же относятся частицы шлака и огнеупорных материалов печей и разливочных устройств. В отличие от структурных составляющих, шлаки всегда имеют какую-либо окраску (серую, темно-желтую, коричневую и т. д.) и резкие очертания. Кроме того, они часто обладают внутренней структурой [44]. [c.45]

Роль неметаллических включений существенно зависит от их природы. Хрупкие включения, такие как силикаты и глинозем, разрушаясь при производстве прокатных изделий, увеличивают количество ловушек водорода. Пластичные сульфиды и оксисульфиды, более способные к деформируемости при прокатке, не теряют в значительной степени сопряжения кристаллических решеток обеих фаз. Однако образование столь протяженных плоскостных межфазных границ существенно влияет на чувствительность коррозионно-механических характеристик материалов к направлению приложения нагрузки. Особенно опасно приложение нагрузки перпендикулярно прокатке, как в случае, приведенном на рис. 5.78. Оксиды и сульфиды образуют протяженное плоскостное тело. [c.314]

Неметаллические включения попадают в сталь вследствие разъедания огнеупорной футеровки печи, желоба и ковша. Они образуются также при раскислении стали марганцем, кремнием и алюминием. Кроме того, в металл могут попадать и задерживаться в нем частички шлака. Химический состав неметаллических включений может быть разным (сульфиды железа и марганца, закись железа, закись марганца и силикаты). Неметаллические включения ухудшают качество стали. [c.48]

Существенное различие проявляется во влиянии неметаллических включений (окислов, сульфидов, силикатов и др.) в сплавах на статическую и усталостную прочность. Эти включения при однократных нагрузках обычно влияют значительно слабее (местная пластическая деформация снимает концентрацию вблизи включения), чем при повторных. [c.191]

Кроме обычных примесей и газов, в стали имеются неметаллические включения (сульфиды, оксиды, силикаты, частицы огнеупоров и другие загрязнения), ухудшающие механические свойства стали. Чем крупнее включения, тем механические свойства стали ниже поэтому размеры неметаллических включений контролируются и оцениваются баллами по специально разработанным шкалам. [c.147]

Важнейшим пороком микроструктуры стали являются неметаллические включения (сульфиды, оксиды, силикаты). Они нарушают сплошность металла, понижают его прочность, а главное — являются причиной концентрации напряжений, особенно опасной для деталей, работающих под действием переменных напряжений и ударной нагрузки. Кроме того, при закалке стали неметаллические включения могут служить источником закалочных трещин. [c.94]

Нами обнаружено совместное влияние модификатора и затравки на ударную вязкость кованой стали Х27. Добавка 0,02% Zr не оказала влияния на ударную вязкость. Введение 0,02% Zr совместно с затравкой в виде рассеченной проволоки привело к увеличению ударной вязкости в 5 раз. Такое же примерно влияние оказала добавка 0,03% Се. Наибольшее увеличение ударной вязкости вызвали добавки 0,05—0,1% Mg. Повышение более чем на порядок ударной вязкости стали с малыми добавками Mg (с затравкой и без затравки) является исключительным фактом в практике модифицирования. Однако воспроизводимости результатов в некоторых плавках не наблюдалось. Попытка выяснить причины невоспроизводимости результатов не увенчалась успехом, так как Zr и Mg сильно уменьшили количество крупных неметаллических включений силикатов и хромитов и изменили характер мелких включений как в образцах с высокими значениями ударной вязкости, так и с низкими. [c.173]

Предыстория изготовления труб или технологическая наследственность , в первую очередь механическая и термическая обработка, во многом обусловливают коррозию под напряжением. Так, формование уиоминаемых выше разрушившихся спиральношовных труб без должной настройки формующих машин привело к созданию в металле остаточных напряжений до 125 МПа (табл. 4). Кроме того, формующие ролики оставили спиральные вмятины на поверхности с соответствующим наклепом и понижением коррозионной стойкости (наблюдались полосы избирательной механохимической коррозии). Остатки прокатной окалины также создают на поверхности коррозионные гальванопары, которые могут привести электрохимический потенциал локальных участков к значениям, при которых возникают трещины. Механическая обработка поверхности (например, при зачистке поверхности трубы скребками) создает неоднородность физико-механического состояния поверхностного слоя и вызывает сильную электрохимическую гетерогенность поверхности, способствующую развитию значительной локальной коррозии. Большое влияние формы и количества неметаллических включений, т. е. степени загрязнения стали, на коррозионную усталость (снижение выносливости) также обусловлено электрохимической гетерогенностью в области включения, усиливающейся при приложении нагрузки вследствие концентрации напряжений. В этом отношении является неудовлетворительным качество стали 17Г2СФ непрерывной разливки в связи с большой загрязненностью неметаллическими включениями (в частности пластичными силикатами), что привело к почти полной потере пластичности листа в направлении поперек прокатки. [c.229]

Известно, что неметаллические включения в сталь заметно ослабляют ее сопротивление коррозии под напряжением. Концентрация неметаллических включений зависит и от режимов ее выплавки. Включения попадают в сТаль из шихтовых материалов, из oraejoiopoB, а также возникают в процессе раскисления металла. Неметаллические включения классифицируются по химическому составу, к ним относятся сульфвды, нитриды и оксиды. Если разновидностей сульфидов и нитридов немного (сульфиды железа и марганца, нитриды титана), то разновидностей оксидов значительно больше. К ним относятся кремнезем SiOj, глинозем All О3, а также и их производные (силикаты и алюминаты). Включения, являясь сложными комплексными соединениями, можно разделить еще на пластичные и хрупкие. Пластичные при прокате деформируются и вытягиваются в длинные строчки, хрупкие включения дробятся на мелкие кусочки. [c.127]

Г.В.Карпенко с сотр. [190] рассматривали влияние чистоты низкоуглеродистой стали по неметаллическим включениям на ее сопротивление малоцикловому разрушению. Они установили, что при упруго-пластическом деформировании стали 20 в воздухе, дистиллированной воде, водных растворах NaOH и Na I, а также при наводороживании наибольшей долговечностью обладают образцы с включениями кремнезема, а наименьшей — с включением пластинчатых силикатов. Повышение pH среды от 2 до 12 увеличивает выносливость этой стали с неметаллическими включениями разной природы. При испытании в щелочной среде выносливость стали выше, чем в воздухе, что авторы связывают с образованием гидрооксидного слоя, затрудняющего доступ кислорода в зону деформации. Вакуумное рафинирование, приводящее к уменьшению количества неметаллических включений, вредных примесей, газов и пр., повышает выносли- [c.120]

К неметаллическим включениям относятся главным образом 1) сульфиды, сернистые соединения марганца и железа 2) окислы (Рез04, РеО, МпО, А12О3 идр.) 3) силикаты — соединения кремнекислоты с различными окислами и др. [c.324]

Кислород — ухудшает пластические свойства стали как в холодном, так и в горячем состоянии. Он может растворяться в стали в очень небольших количествах. В плохо раскисленной стали кислород образует включения закиси железа. Взаимодействуя с марганцем или кремнием, он образует оксид марганца МпО, диоксид кремния SiOa или силикат марганца (МпО)2-(ЗЮ2)з- Оксиды имеют меньшую плотность, чем железо, всплывают при застывании слитка и переходят в шлак. Не успевшие всплыть до перехода металла в твердое состояние оксиды образуют неметаллические включения, которые вызывают подобно сере красноломкость стали. Очень твердые частицы оксидов марганца, кремния и алюминия ухудшают обрабатываемость резанием, вызывая быстрое затупление режущего инструмента. Крупные неметаллические включения могут привести к снижению прочности детали, особенно при наличии концентраторов напряжений. [c.95]

Обладая высоким сродством к сере, кислороду и водороду РЗМ связывают их в тугоплавкие соединения и способствуют удалению из металла. Часть окислов в виде микроскопических кристаллов может служить дополнительными центрами кристаллизации, остальные офлюсовываются, образуя силикаты и другие соединения. Взаимодействие РЗМ с серой, газами и прочими примесями, находящимися в жидком металле, определяет их положительное влияние на дисперсность, форму и распределение неметаллических включений. [c.50]

Неметаллические включения оказывают заметное влияние на свойства аустенитных сталей и сварных швов. При ручной сварке аустенитными электродами с основным покрытием и при дуговой сварке в атмосфере заш.итных газов наплавленный металл сравнительно мало загрязнен неметаллическими включениями. Исключение составляет газоэлектрическая сварка в техническом аргоне, когда металл шва содержит большое количество нитридов. Совершенно иная картина наблюдается при сварке под флюсами-силикатами и при сварке в углекислом газе. В этом случае наряду с эндогенными включениями (продуктами окислительных процессов) в металле шва наблюдается огромное количество экзогенных включений — мелких частиц шлака, запутавшихся в междуосных пространствах дендритов (рис. 16, а). [c.83]

Пластичные силикаты и сульфиды в горячекатаной стали усиливают ферритиую полосчатость (рис 8) Такое действие силикатов обусловлено тем что нити этих неметаллических включении образовавшихся при кристаллизации жидкон стали обогащают прилегающий металл шириной до 10 мкм кремнием благодаря диффузии его в металл при высоких температурах вследствие чего повышается термодинамическая активность углерода и он вытесняется из этого слоя облегчая образование в нем феррита В случае возникновения в деформированной стали строчек сульфида марганца в результате выделения его на твердого раствора прилегающие к ним участки металла соединяются марганцем устойчивость переохлажденного аустенита в нем понижается и прн охлаждении в ннх образуется избыточный феррит Нормализация стали практически не изменяет ферритную полосчатость обусловленную сили катами и уменьшает полосчатость, причиной которой являются суль фиды [c.24]

Пузырь-вздутие (рис. 18.15)—дефект поверхности листов в виде вспучивания металла, образующегося из-за загрязнения металла неметаллическими включениями или газовыми пузырями. Образование пузырей-вздутий часто наблюдается при насыщении водородом тонких листов в процессе травления. В местах прослоек (обычно силикатов) или несварив-шихся газовых пузырей накопившийся водород [c.325]

Неметаллические включения в стапи и чугуне, вследствие их большой хрупкости, могут частично или полностью выкрошиться при шлифовании и полировании. Кроме того, неметаллические включения обладают меньшей отражающей способностью, чем металлы. По этим причинам участки оксидов, сульфидов и силикатов кажутся в поле зрения микроскопа темными. [c.29]

Применение метода микролокального определения водорода, основанного на комбинировании лазера и масспектрометра, показало, что на локальное распределение водорода влияет тип неметаллических включений наибольшее количество водорода скапливается у сульфидов, наименьшее — у силикатов. [c.620]

Присутствие в стали неметаллических включений вызывает значительное снижение пластичности и ударной вязкости, ухудшает жаропрочные свойства. В связи с этим предусматривается контроль неметаллических включений металлографическим методом в соответствии с ГОСТ 1778—70. К неметаллическим включениям относятся оксиды (химические соединения железа и других металлов с кислородом), силикаты (соединения с кремнием), соединения с серой (сульфиды) и нитриды (соединения с азотом). Оксиды встречаются в виде строчечных включений серого цвета, состоящих из мелких отдельных зерен точечных включений, разбросанных по полю шлифа в виде отдельных частиц. Силикаты встречаются в виде хрупко-разрушенных при деформации и вытянутых строчек включений пла-стичнодеформированпых включений, вытянутых вдоль прокатки, отличающихся от сульфидов более темным цветом или прозрачностью в темном поле зрения глобулярных включений. Сульфиды представляют пластичные непрозрачные включения или группы включений сульфида железа и марганца MnS — FeS. [c.61]

Si образуются высококремнеземистые тугоплавкие включения, которые смачиваются расплавом и не коагулируют в более крупные частицы, что затрудняет их всплывание. Совместное введение Si и Мп приводит к возникновению силикатов марганца, легко коагулирующих и всплывающих на поверхность. Алюминий образует в жидкой стали несмачивающиеся очень мелкие частицы глинозема. Несмотря на то что включения глинозема очень мелки, они быстро всплывают, так как не смачиваются сталью. Продукты раскисления ферроцерием всплывают более медленно. Большую роль в всплывании включений играют величина межфазного взаимодействия между шлаком и жидкой сталью и циркуляция расплава. Даже слабая циркуляция способствует всплыванию неметаллических включений. Авторы также уделяют большое внимание воздействию комплексных модификаторов на более благоприятное распределение и форму неметаллических включений. При использовании в качестве раскисли-теля комплексного сплава АМС с высоким соотношением Мп А1 сталь лучше очищается от неметаллических включений. [c.163]

Неметаллические включения, В стали, раскисленной только ферромарганцем и ферросилицием, неметаллические вклюЧейия представляли собой сульфиды, оксисульфиды и силикаты, дез о-риентироваино расположенные в металлической матрице. Сульфиды имели глобулярную или близкую к ней форму (тип I). При критических концентрациях в стали алюминия (присадка 0,02 %) сульфиды в виде пленок располагались по границам зерен (тип И). Появлялись остроугольные включения корунда. Более высокие концентрации алюминия в стали (вариант № 3) существенно меняли природу и характер расположения неметаллических включений. При этом сульфиды имели угловатую форму (тип III) и произвольно располагались в металлической матрице. [c.179]

В сталях всегда присутствует водород, ухудшающий их качество и вызывающий при определенных условиях )аспространенный дефект — флокены. 1оэтому второй особенностью термической обработки большинства поковок является необходимость противо-флокенной обработки. В сталях сложного состава водород локализуется на дислокациях и двумерных дефектах, малоугловых и межфазных границах и т. д. На распределение водорода в структуре влияет также и тип неметаллических включений наибольшее количество водорода скапливается у сульфидов, наименьшее — у силикатов. Поэтому возможность образования флокенов в значительной степени определяется структурным состоянием, степенью дефектности структуры, плотностью материала, т. е. пористостью, а также природой и морфологией неметаллических включений. Как правило, флокены располагаются в средней части поковки и не имеют определенной ориентировки. В крупных поковках они располагаются или берут начало в ликва-ционных участках, обогащенных углеродом, фосфором, серой и легирующими элементами. [c.405]

Процесс раскисления стали и методы разливки определяют степень чистоты металла. К неметаллическим включениям в стали относятся сульфиды (МпЗ, РеЗ), окислы (МпО, РеО, 8102, А12О3), силикаты, алюминаты и др. Наиболее вредными являются включения РеО и РеЗ, которые резко понижают пластичность металла при высоких температурах и ухудшают механические свойства, особенно ударную вязкость, при нормальной температуре. Вредное действие включений в значительной степени зависит от формы, размеров и расположения их. Необходимая степень чистоты металла определяется стандартными щкалами на неметаллические включения (ГОСТ 1778-42). [c.98]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...