Vad är inkluderingar i stål?

Inneslutningar i stål är alla föroreningar som finns i stålet som inte är införlivade i själva legeringens molekylstruktur. De kan vara kemiska föreningar eller bitar av främmande material, vanligtvis icke-metalliska till sin natur. Moderna ståltillverkningsprocesser gör det möjligt för tillverkare att producera stål med hög renhetsgrad. Av detta skäl mäts inneslutningar i stål ofta i mikrometer och utgör en liten del av stålet som helhet, ofta mindre än 0,03%. De klassificeras i en av två typer, endogena och exogena.

Ståltillverkare är oroliga för att ingå i stål eftersom även ett mycket litet antal sådana föroreningar kan påverka stålets kvalitet på många sätt, inklusive att minska dess hållfasthet, flexibilitet, förmåga att hålla svets och motståndskraft mot korrosion. Genom att noggrant manipulera metallerna som finns i en given stållegering och sammansättningen av de andra materialen som används vid tillverkning av stålet kan mängden inhemska inneslutningar minimeras. Underhåll och övervakning av utrustning samt tillverkningsprocessen kan bidra till att minimera främmande material.

Endogena eller inhemska inneslutningar är föreningar eller föroreningar som bildas i stålet under stålframställningsprocessen. De är resultatet av reaktionen på ämnen upplösta i det smälta stålet. Exogena inneslutningar är bitar av främmande ämnen. De kan vara nästan allt från bitar av slagg till delar av utrustning som kan ha fläckat in i stålet under tillverkningsprocessen.

Ursprungliga inneslutningar är i viss utsträckning oundvikliga, eftersom det är omöjligt att finjustera komponenternas kemi och renhet till den punkt där inkluderingsinnehållet når 0%. En del av orsaken till detta är de naturligt förekommande föroreningarna i de olika komponenterna i en stållegering. Under tillverkningsprocessen kan dessa material reagera med varandra och bilda icke-metalliska föreningar såsom oxider, sulfider och sulfider. Dessa föreningar, även om de innehåller atomer av metall såsom järn och aluminium, kallas icke-metalliska föreningar eftersom de uppvisar egenskaper som inte överensstämmer med metaller. Exempelvis är aluminiumoxid också känd som mineral korund, som i sitt naturliga tillstånd är en värdefull ädelsten.

Exogena inneslutningar i stål kan komma från valfritt antal källor men är vanligtvis överskott av slagg eller bitar av främmande föremål som flingar eller bryter av från en av de utrustningsdelar som används i gjutningsprocessen. Foder från sleven, bitar av formen som används för att bilda stålet och partiklar av det värme eldfasta materialet som används i ugnskonstruktion är de vanligaste. Modern testutrustning kan upptäcka ännu mindre antal inneslutningar i stål, vilket möjliggör ökad kvalitetskontroll.