Cosa sono le inclusioni nell'acciaio?
Le inclusioni nell'acciaio sono eventuali impurità presenti nell'acciaio che non sono incorporate nella struttura molecolare della lega stessa. Possono essere composti chimici o frammenti di corpi estranei, generalmente di natura non metallica. I moderni processi di fabbricazione dell'acciaio consentono ai produttori di produrre acciaio con un elevato grado di purezza. Per questo motivo, le inclusioni nell'acciaio sono spesso misurate in micrometri e costituiscono una piccola porzione dell'acciaio nel suo insieme, spesso inferiore allo 0,03%. Sono classificati in uno di due tipi, endogeni ed esogeni.
I produttori di acciaio si preoccupano delle inclusioni nell'acciaio perché anche un numero molto piccolo di tali impurità può influenzare in modo significativo la qualità dell'acciaio in molti modi, tra cui ridurne la resistenza, la flessibilità, la capacità di trattenere una saldatura e la resistenza alla corrosione. Manipolando attentamente i metalli presenti in una data lega di acciaio e la composizione degli altri materiali utilizzati nella fabbricazione dell'acciaio, la quantità di inclusioni indigene può essere ridotta al minimo. La manutenzione e il monitoraggio delle apparecchiature e il processo di produzione possono aiutare a ridurre al minimo le sostanze estranee.
Le inclusioni endogene o indigene sono composti o impurità formati all'interno dell'acciaio durante il processo di fabbricazione dell'acciaio. Sono il risultato della reazione di sostanze disciolte nell'acciaio fuso. Le inclusioni esogene sono frammenti di sostanze estranee. Possono essere praticamente qualsiasi cosa, da frammenti di scorie a pezzi di apparecchiature che potrebbero essersi sfaldati nell'acciaio durante il processo di fabbricazione.
Le inclusioni indigene sono inevitabili in una certa misura, poiché è impossibile ottimizzare con precisione la chimica e la purezza dei componenti al punto in cui il contenuto di inclusione raggiunge lo 0%. Parte del motivo di ciò sono le impurità presenti in natura nei vari componenti di una lega d'acciaio. Durante il processo di fabbricazione, questi materiali possono reagire tra loro, formando composti non metallici come ossidi, solfuri e solfuri. Questi composti, pur contenendo atomi di metallo come ferro e alluminio, sono chiamati composti non metallici perché presentano proprietà non coerenti con i metalli. Ad esempio, l'ossido di alluminio è anche noto come il corindone minerale, che, allo stato naturale, è una gemma preziosa.
Le inclusioni esogene nell'acciaio possono provenire da qualsiasi numero di fonti, ma di solito sono scorie in eccesso o pezzi di corpi estranei che si sfaldano o si rompono da uno dei pezzi di attrezzatura utilizzati nel processo di fusione. Il rivestimento dalla siviera, i pezzi di stampo usati per formare l'acciaio e le particelle del materiale refrattario termico usato nella costruzione del forno sono i più comuni. Le moderne apparecchiature di collaudo sono in grado di rilevare anche minuscole inclusioni di acciaio, consentendo un maggiore controllo di qualità.