Nem fémes zárványok - fémek és nem fémek kémiai vegyületei , amelyek acélban és ötvözetekben találhatók külön fázisok formájában.
A nemfémes zárványok számos fizikai és kémiai jelenség eredményeként keletkeznek, amelyek az olvadt és megszilárduló fémben a gyártás során fellépnek.
A fémgyártás folyamatában lejátszódó bizonyos reakciók eredményeként létrejövő összes nemfémes zárványt általában természetesnek nevezik. Ide tartoznak az oxidok , szulfidok , nitridek és foszfidok .
A fém a természetes zárványokon kívül salakrészecskéket , tűzálló anyagokat, penészanyagokat is tartalmaz , vagyis azokat az anyagokat, amelyekkel a fém közvetlenül érintkezik a gyártás során. Az ilyen nemfémes zárványokat idegennek vagy véletlenszerűnek nevezik.
A redukciós olvadású fémben lévő zárványok nagy része a fém lehűlése és megszilárdulása során a szennyeződések oldhatóságának csökkenése következtében keletkező zárványok . A redukciós olvadófémben a természetes zárványok mellett idegen zárványok is jelen vannak .
A korszerű acélgyártási technológia lehetővé teszi a különböző zárványok nagymértékben történő eltávolítását a fémből . Összességük azonban a különböző acélokban igen eltérő, és jelentősen befolyásolja a fém tulajdonságait .
A nemfémes zárványokat kémiai és ásványtani összetétel, tartósság és eredet szerint osztják fel. Kémiai összetételük szerint a nemfémes zárványok a következő csoportokba sorolhatók:
A fémekben a legtöbb zárvány az oxidok és a szulfidok , mivel a foszfortartalom alacsony. A nitridek általában a nitrogénhez nagy affinitású elemeket tartalmazó speciális acélokban vannak jelen .
Az ásványi összetétel szerint az oxigénzárványok a következő fő csoportokra oszthatók:
A nem fémes zárványokat tartósságuk szerint stabilra és instabilra osztják. Az instabil közé tartoznak azok a zárványok, amelyek híg savakban legfeljebb 10%-os koncentrációban oldódnak. Instabilok a vas- és mangán-szulfidok, valamint néhány szabad oxid.
Az acél és ötvözetek előállításának modern módszerei nem teszik lehetővé olyan fém előállítását , amely nem tartalmaz nem fémes zárványokat. Több-kevesebb zárvány található bármely acélban az összetételének és a gyártási körülményeinek megfelelően. Általában az acélban lévő nemfémes zárványok mennyisége nem haladja meg a 0,1%-ot. Kis méretük miatt azonban a fémben lévő zárványok száma nagyon magas.
Az acélban lévő nemfémes zárványok olyan idegen testek, amelyek megsértik a szerkezet egységességét, így hatásuk a mechanikai és egyéb tulajdonságokra jelentős lehet. A hengerlés , kovácsolás , sajtolás során bekövetkező deformáció során a nem fémes zárványok, különösen szabálytalan alakúak, éles szélekkel és sarkokkal, feszültségkoncentrátorként játszanak szerepet, és repedés kialakulását okozhatják , amely az acél későbbi kifáradási meghibásodásának a középpontjában áll .
A nemfémes zárványok az acél minőségére gyakorolt hatásának vizsgálatában döntő jelentőségűek azok tulajdonságai: méretük, alakjuk, kémiai és fizikai jellemzőik, valamint a hely jellege az öntött fém szemcséihez viszonyítva . A zárványok jelzett tulajdonságai az acél kémiai összetételétől, olvasztásának módjától függenek , és adott acélminőség esetén széles tartományban változhatnak, akár azonos előállítási mód esetén is .
A mai napig a nemfémes zárványok elemzésére különféle módszereket fejlesztettek ki és széles körben alkalmaznak, amelyek lehetővé teszik az acélban és ötvözetekben található nemfémes zárványok összetételének, szerkezetének és tartalmának nagy pontosságú meghatározását. szigetelés fémtől és tömör fémben . A zárványok tartalmának szabályozásának fő módszere egy bizonyos méretű és kivágási hely makro- és mikrometszeteinek fénymikroszkópos elemzése (GOST 1778-70). A számlálás és a méretezés manuálisan vagy automatizált videorendszerekkel történik. Bizonyos esetekben a következő módszert alkalmazzák. A vizsgált fém adott tömegét egy réztégelyben elektronsugárral megolvasztják, majd az utolsó pillanatban kikristályosodott tuskókéreg felületére felúszó zárványokat elemzik.