Неметаллические включения

Неметаллические включения в стали и сплавах, представляют собой главным образом химические соединения металлов с кислородом, серой, азотом и др. неизбежными неметаллическими примесями, присутствующие в виде обособленной фазы; Н. в. ухудшают качество металла, так как в процессе его эксплуатации могут служить очагами разрушения. По химическому составу различают кислородные, сульфидные, нитридные, фосфатные и др. Н. в. Наиболее распространённые кислородные Н. в. встречаются в виде простых окислов (FeO, Al₂O₃, SiO₂ и др.), сложных окислов типа шпинелей (FeO×Cr₂O₃, MgO×AI₂O₃ и др.) и алюминатов (nCaO×mAl₂O₃ и др.), силикатов и силикатных стекол (2FeO×SiO₂, 3Al₂O₃×2SiO₂ и др.). Сульфидные Н. в. чаще всего присутствуют в стали в виде сульфидов марганца и железа, образующих непрерывный ряд твёрдых растворов FeS — MnS. Встречаются также сульфиды CaS, TiS, ZrS и др. Нитридные Н. в. в значительном количестве содержатся в сталях и сплавах, легированных нитридообразующими элементами; наиболее распространены TiN, ZrN, AIN, NbN, VN. По происхождению различают эндогенные, экзогенные и экзоэндогенные Н. в. Эндогенные Н. в. образуются при реакции компонентов стали с растворёнными в ней кислородом, серой и азотом. Экзогенные Н. в. представляют собой продукты эрозии огнеупоров, частицы шлака, включения из ферросплавов, руды и т.д., не успевшие всплыть на поверхность жидкого металла или раствориться. Экзоэндогенные Н. в. — это экзогенные Н. в., изменившие состав вследствие реакций, протекающих на границе их раздела с металлом. Размеры Н. в. колеблются от нескольких мм до долей мкм. Различают макровключения (> 1 мм) и микровключения (1 мм и менее). При деформации металла некоторые Н. в. или их скопления дробятся, вытягиваются и образуют дефекты, называемые волосовинами. Для определения состава и структуры Н. в. применяются металлографический, микрорентгено-спектральный, петрографический, микрохимический, рентгеноструктурный, электронно-микроскопический, ультразвуковой и др. методы.

  Наиболее эффективные способы удаления из сталей и сплавов Н. в. — рафинирующие переплавы (электрошлаковый, вакуумнодуговой, электроннолучевой и др.); они используются для получения металла ответственного назначения.

  Лит.: Шульте Ю. А., Неметаллические включения в электростали, М., 1964; Кислинг Р., Ланге Н., Неметаллические включения в стали, пер. с англ., М., 1968; Виноград М. И., Громова Г. П., Включения в легированных сталях и сплавах, М., 1972.