Was sind Einschlüsse in Stahl?

Einschlüsse in Stahl sind im Stahl vorhandene Verunreinigungen, die nicht in die Molekülstruktur der Legierung selbst eingearbeitet sind. Dies können chemische Verbindungen oder Fremdkörper sein, die normalerweise nichtmetallischer Natur sind. Moderne Stahlherstellungsverfahren ermöglichen es den Herstellern, Stahl mit einem hohen Reinheitsgrad zu produzieren. Aus diesem Grund werden Einschlüsse in Stahl häufig in Mikrometern gemessen und machen einen winzigen Anteil des gesamten Stahls aus, häufig weniger als 0,03%. Sie werden in einen von zwei Typen eingeteilt, endogen und exogen.

Stahlhersteller befassen sich mit Einschlüssen in Stahl, da selbst eine sehr geringe Anzahl solcher Verunreinigungen die Qualität des Stahls in vielerlei Hinsicht erheblich beeinträchtigen kann, einschließlich einer Verringerung seiner Festigkeit, Flexibilität, Fähigkeit zum Halten einer Schweißnaht und Korrosionsbeständigkeit. Durch sorgfältiges Manipulieren der in einer gegebenen Stahllegierung vorhandenen Metalle und der Zusammensetzung der anderen zur Herstellung des Stahls verwendeten Materialien kann die Menge der einheimischen Einschlüsse minimiert werden. Die Wartung und Überwachung der Geräte sowie des Herstellungsprozesses können zur Minimierung von Fremdkörpern beitragen.

Endogene oder einheimische Einschlüsse sind Verbindungen oder Verunreinigungen, die im Stahl während des Stahlherstellungsprozesses gebildet werden. Sie sind das Ergebnis der Reaktion von Substanzen, die in der Stahlschmelze gelöst sind. Exogene Einschlüsse sind Fremdkörper. Das kann fast alles sein, von Schlackenstücken bis hin zu Ausrüstungsteilen, die während des Herstellungsprozesses in den Stahl gerutscht sind.

Einheimische Einschlüsse sind in gewissem Maße unvermeidlich, da es unmöglich ist, die Chemie und Reinheit der Komponenten bis zu einem Punkt, an dem der Einschlussgehalt 0% erreicht, fein abzustimmen. Ein Grund dafür sind natürlich vorkommende Verunreinigungen in den verschiedenen Bestandteilen einer Stahllegierung. Während des Herstellungsprozesses können diese Materialien miteinander reagieren und nichtmetallische Verbindungen wie Oxide, Sulfide und Sulfide bilden. Diese Verbindungen enthalten zwar Metallatome wie Eisen und Aluminium, werden jedoch als nichtmetallische Verbindungen bezeichnet, da sie Eigenschaften aufweisen, die nicht mit Metallen übereinstimmen. Beispielsweise ist Aluminiumoxid auch als das Mineral Korund bekannt, das in seinem natürlichen Zustand ein wertvoller Edelstein ist.

Exogene Einschlüsse in Stahl können aus einer beliebigen Anzahl von Quellen stammen, sind jedoch normalerweise überschüssige Schlacken oder Fremdkörper, die von einem der im Gießprozess verwendeten Ausrüstungsteile abplatzen oder abbrechen. Auskleidungen aus der Gießpfanne, Teile der Form, die zum Formen des Stahls verwendet wurden, und Partikel des im Ofenbau verwendeten thermisch feuerfesten Materials sind am häufigsten. Moderne Prüfgeräte sind in der Lage, auch winzige Mengen von Einschlüssen in Stahl zu erfassen, was eine verbesserte Qualitätskontrolle ermöglicht.