Jakie są inkluzje w stali?
Wtrącenia w stali to wszelkie zanieczyszczenia obecne w stali, które nie są wbudowane w strukturę molekularną samego stopu. Mogą to być związki chemiczne lub kawałki ciał obcych, zwykle o charakterze niemetalicznym. Nowoczesne procesy produkcji stali umożliwiają producentom wytwarzanie stali o wysokim stopniu czystości. Z tego powodu wtrącenia w stali są często mierzone w mikrometrach i stanowią niewielką część stali jako całości, często mniej niż 0,03%. Są klasyfikowane do jednego z dwóch rodzajów, endogennego i egzogennego.
Producenci stali są zaniepokojeni wtrąceniami w stali, ponieważ nawet bardzo niewielka liczba takich zanieczyszczeń może znacząco wpłynąć na jakość stali na wiele sposobów, w tym zmniejszając jej wytrzymałość, elastyczność, zdolność do utrzymywania spoiny i odporność na korozję. Ostrożnie manipulując metalami obecnymi w danym stopie stali i składem innych materiałów użytych do produkcji stali, ilość lokalnych wtrąceń można zminimalizować. Utrzymanie i monitorowanie sprzętu, a także proces produkcji mogą pomóc w minimalizacji ciał obcych.
Wtrącenia endogenne lub rodzime są związkami lub zanieczyszczeniami powstającymi w stali podczas procesu wytwarzania stali. Są wynikiem reakcji substancji rozpuszczonych w stopionej stali. Wtrącenia egzogenne to fragmenty obcych substancji. Mogą to być prawie wszystko, od kawałków żużla po elementy wyposażenia, które mogły zeskrobać się ze stalą podczas procesu produkcyjnego.
Lokalne inkluzje są do pewnego stopnia nieuniknione, ponieważ niemożliwe jest dokładne dostrojenie chemii i czystości składników do punktu, w którym zawartość inkluzji osiąga 0%. Jednym z powodów tego są naturalnie występujące zanieczyszczenia w różnych składnikach stopu stali. Podczas procesu produkcyjnego materiały te mogą reagować ze sobą, tworząc związki niemetaliczne, takie jak tlenki, siarczki i siarczki. Związki te, chociaż zawierają atomy metalu, takie jak żelazo i glin, nazywane są związkami niemetalicznymi, ponieważ wykazują właściwości niezgodne z metalami. Na przykład tlenek glinu jest również znany jako korund mineralny, który w stanie naturalnym jest cennym kamieniem szlachetnym.
Egzogenne wtrącenia w stali mogą pochodzić z dowolnej liczby źródeł, ale zwykle są to nadmiar żużla lub fragmenty ciał obcych, które płatkowają lub odrywają się od jednego z urządzeń wykorzystywanych w procesie odlewania. Najczęstsze są podszewki z kadzi, kawałki formy stosowane do formowania stali oraz cząstki materiału ogniotrwałego termicznego stosowanego w konstrukcji pieca. Nowoczesne urządzenia testujące są w stanie wykryć nawet niewielką liczbę wtrąceń w stali, co pozwala na lepszą kontrolę jakości.