一.समावेशन क्या हैं
गैर-धातु समावेशन स्टील में घटकों का एक वर्ग है, जो स्टील के जमने और ठंडा होने के दौरान बनता है, और ठंडे और गर्म प्रसंस्करण के दौरान परिवर्तनों की एक श्रृंखला से गुजरता है। उनकी उत्पत्ति के अनुसार, समावेशन को आमतौर पर दो श्रेणियों में वर्गीकृत किया जाता है: बाहरी और अंतर्जात, और उनकी विरूपण क्षमता, आकृति विज्ञान और वितरण के अनुसार भी वर्गीकृत किया जा सकता है। यह खंड मुख्य रूप से स्रोत द्वारा वर्गीकरण का परिचय देता है। गैर-धातु समावेशन वातावरण की विकृत क्षमता के अनुसार, भंगुर समावेशन Al2O3, प्लास्टिक समावेशन FeS,MnS, और गैर-विकृत समावेशन,SiO2। आकृति विज्ञान और वितरण द्वारा वर्गीकरण, कक्षा ए, कक्षा बी, कक्षा सी, कक्षा डी।
1.अंतर्जात समावेशन
स्टील गलाने की प्रक्रिया में, डीऑक्सीडेशन प्रतिक्रिया से ऑक्साइड और अन्य उत्पाद उत्पन्न होंगे, यदि ये उत्पाद तरल स्टील के जमने से पहले नहीं निकलते हैं, तो स्टील में बने रहेंगे;
Mn+FeO → Fe+MnO
Si+2FeO → SiO2+2Fe
2Al+3FeO → 3Fe+Al2O3
Ti+2FeO → 2Fe+TiO2
तरल स्टील में घुले ऑक्सीजन, सल्फर और नाइट्रोजन जैसे अशुद्ध तत्व ठंडा होने और जमने या ठोस घोल में अवक्षेपित हो जाते हैं और अंत में पिंड में रह जाते हैं। उनमें से लगभग सभी ऑक्साइड, सल्फाइड, सिलिकेट आदि बन जाते हैं। इन यौगिकों को अंतर्जात समावेशन कहा जाता है।
1) ऑक्साइड: सामान्य एल्यूमिना, जो एक छोटा अघुलनशील, उच्च कठोरता वाला भंगुर समावेशन है जो एल्युमीनियम के डीऑक्सीडाइज़ होने पर उत्पन्न होता है। गर्म प्रसंस्करण के दौरान यह टूट जाता है, और फिर छोटे कणों को प्रसंस्करण दिशा के साथ बैंड में वितरित किया जाता है, कभी-कभी समानांतर में कई बैंड में। ये बैंडेड ऑक्साइड स्टील की थकान शक्ति को काफी कम कर देते हैं।
2) सल्फाइड: उच्च तापमान पर उच्च प्लास्टिसिटी होती है, गर्म प्रसंस्करण के दौरान विरूपण के साथ बढ़ाया जा सकता है, एकल ग्रे समावेशन के आकार अनुपात की एक विस्तृत श्रृंखला होती है, आम तौर पर अंत गोल होता है। फेरस सल्फाइड, मैंगनीज सल्फाइड आदि आम हैं, सल्फाइड स्टील के अनुप्रस्थ गुणों को काफी कम कर देता है।
3) सिलिकेट: उच्च तापमान पर उच्च प्लास्टिसिटी होती है, गर्म प्रसंस्करण के दौरान प्रसंस्करण दिशा के साथ बढ़ाया जा सकता है, आकार खुरदरा होता है, जो स्पिंडल आकार दिखाता है। उनमें से अधिकांश जटिल समावेशन हैं।
4) नाइट्राइड: इसमें उच्च गलनांक और कठोरता होती है, गर्म प्रसंस्करण के दौरान विकृत नहीं होता है, और माइक्रोस्कोप के नीचे चौकोर या नियमित ज्यामितीय आकार दिखाता है।
5) स्पॉट-जैसे गैर-विकृत समावेशन: गर्म प्रसंस्करण के बाद भी यह अधिक नियमित गोल या अंडाकार आकार बनाए रखता है।
अंतर्जात समावेशन का वितरण अपेक्षाकृत समान है, और कण छोटे हैं, और सही संचालन और उचित प्रक्रिया उपाय इसकी संख्या को कम कर सकते हैं और इसकी संरचना, आकार और वितरण को बदल सकते हैं, लेकिन यह आम तौर पर अपरिहार्य है।
2. बहिर्जात समावेशन
गलाने और डालने की प्रक्रिया में पिघले हुए स्टील की सतह पर निलंबित स्लैग, या स्टील बनाने वाली भट्ठी, स्टील नाली और करछुल की भीतरी दीवार से निकलने वाली दुर्दम्य सामग्री या अन्य समावेशन को पिघले हुए स्टील के जमने से पहले समय पर नहीं हटाया जाता है, और मिश्रित दुर्दम्य सामग्री और स्लैग कण पिघले हुए स्टील के साथ रासायनिक प्रतिक्रिया के माध्यम से संरचना और संरचना में लगातार बदलते रहते हैं, और स्टील में विदेशी समावेशन बन जाते हैं। यह गलाने की प्रक्रिया के दौरान धातुओं और बाहरी पदार्थों के बीच परस्पर क्रिया से उत्पन्न समावेशन है।
ऐसे समावेशन की सामान्य विशेषताएं अनियमित आकार, अपेक्षाकृत बड़े आकार और अनियमित हैं, जिन्हें मोटे समावेशन के रूप में भी जाना जाता है। उचित संचालन से ऐसे समावेशन से बचा जा सकता है।
2. स्टील पर गैर-धातु समावेशन का प्रभाव
1.सेवा प्रदर्शन
गैर-धातु समावेशन को धातु के मैट्रिक्स में वितरित किया जाता है, जैसे धातु में कई कम-शक्ति वाली रिक्तियां वितरित की जाती हैं, और ये रिक्तियां बाहरी बलों की कार्रवाई के तहत धातु के विरूपण के साथ प्रवाहित होंगी, और गैर-धातुओं द्वारा बनाई गई रिक्तियां -धातु के समावेशन को दरारें बनाने के लिए खींचा और बढ़ाया जाएगा, इसलिए यह फ्रैक्चर प्रक्रिया (प्लास्टिसिटी, क्रूरता, थकान प्रदर्शन, आदि) के प्रदर्शन को प्रभावित करेगा। मुख्य अभिव्यक्तियाँ हैं:
थकान गुण ↓
आम तौर पर यह माना जाता है कि समावेशन स्टील थकान विफलता का मूल है। कमजोर बंधन बल और बड़े आकार और गोलाकार गैर-विकृत समावेशन के साथ भंगुर समावेशन का थकान गुणों पर बहुत प्रभाव पड़ता है, और ताकत जितनी अधिक होगी, नुकसान उतना ही अधिक होगा, जैसा कि चित्र में दिखाया गया है। 5. उच्च शक्ति वाले स्टील के लिए, यदि सदस्य की सतह अच्छी प्रसंस्करण स्थिति में है, तो समावेशन से दरार की शुरुआत मुख्य थकान क्रैकिंग मोड बन जाती है। छोटे आकार के समावेशन का दरार निर्माण पर बहुत कम प्रभाव हो सकता है, लेकिन थकान दरार के प्रसार के लिए फायदेमंद है।
गैर-धातु समावेशन को धातु के मैट्रिक्स में वितरित किया जाता है, जैसे धातु में कई कम-शक्ति वाली रिक्तियां वितरित की जाती हैं, और ये रिक्तियां बाहरी बलों की कार्रवाई के तहत धातु के विरूपण के साथ प्रवाहित होंगी, और गैर-धातुओं द्वारा बनाई गई रिक्तियां -धातु के समावेशन को दरारें बनाने के लिए खींचा और बढ़ाया जाएगा, इसलिए यह फ्रैक्चर प्रक्रिया (प्लास्टिसिटी, क्रूरता, थकान प्रदर्शन, आदि) के प्रदर्शन को प्रभावित करेगा। मुख्य अभिव्यक्तियाँ हैं:
थकान गुण
प्रभाव क्रूरता प्लास्टिसिटी
गैर-धातु समावेशन का अस्तित्व स्टील और उसके उत्पादों की गुणवत्ता में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। सल्फाइड के समावेशन से स्टील में गर्म भंगुरता आ जाती है। स्टील की ठंडी अवस्था में, ये समावेशन इसकी ताकत और लचीलापन को प्रभावित करते हैं। कुछ कठोर कोणीय समावेशन स्पष्ट रूप से स्टील के अनुभाग संकोचन को कम करते हैं। गैर-धातु समावेशन का स्टील की तन्य शक्ति पर अधिक प्रभाव पड़ता है, उत्कृष्ट स्टील फ्रैक्चर प्लास्टिक फ्रैक्चर है, जब स्टील एकत्रीकरण में समावेशन होता है या अनाज सीमा वितरण के साथ समावेशन होता है, तो फ्रैक्चर अक्सर इन स्थानों से शुरू होता है, ताकि ताकत हो तेजी से कम हो गया.
2.प्रसंस्करण संपत्ति
1) फोर्जिंग और कोल्ड वर्किंग, शमन हीटिंग और वेल्डिंग की प्रक्रिया में, क्योंकि समावेशन स्टील संरचना की निरंतरता को नष्ट कर देता है, एक बार तन्य तनाव या कतरनी तनाव, स्टील उत्पाद समावेशन के वितरण के साथ टूट जाएगा।
2) रोलिंग के बाद सतह की गुणवत्ता और पीसने के बाद भागों की सतह का खुरदरापन कम हो जाता है।
3. शक्ति, बढ़ाव प्रभाव
When the inclusion particles are relatively large (>10μm), खासकर जब समावेशन सामग्री कम हो। स्टील की उपज शक्ति और तन्य शक्ति स्पष्ट रूप से कम हो जाती है। जब समावेशन कण एक निश्चित आकार तक छोटे होते हैं (< 10μm), the yield strength and tensile strength of the steel will be increased. When the number of small particles dispersed in the steel inclusions increases. The yield strength and tensile strength of steel are increased, but the elongation has a small decrease.
3. गैर-धातु समावेशन की मात्रात्मक रेटिंग
स्टील में गैर-धातु समावेशन की ग्रेडिंग के दौरान, आम तौर पर, गैर-धातु की ऑप्टिकल और रूपात्मक विशेषताओं के अनुसार स्टील में गैर-धातु समावेशन के प्रकारों की पहचान करने के लिए ऑप्टिकल माइक्रोस्कोपी, स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी और ऊर्जा स्पेक्ट्रोमीटर जैसे उपकरणों का उपयोग किया जाएगा। समावेशन, और समावेशन संरचना स्पेक्ट्रम के गुणात्मक और मात्रात्मक विश्लेषण परिणामों के साथ संयुक्त, प्रासंगिक मानकों (आम तौर पर जीबी/टी 10561-2005 "स्टील में गैर-धातु समावेशन सामग्री का निर्धारण") के संदर्भ में समावेशन के स्तर का मूल्यांकन करें , उत्पादन प्रक्रिया में सुधार करने, हानिकारक समावेशन की संख्या को कम करने, स्टील की शुद्धता में सुधार करने और वैज्ञानिक आधार प्रदान करने के लिए उच्च गुणवत्ता वाले स्टील का उत्पादन करने के लिए स्टील बनाने के लिए निरंतर कास्टिंग के लिए समावेशन की संरचना और स्रोत को सटीक रूप से निर्धारित करें।
मात्रात्मक निर्धारण उच्च गुणवत्ता वाले स्टील और उच्च गुणवत्ता वाले स्टील के नियमित निरीक्षण आइटमों में से एक है। इस शर्त के तहत कि समावेशन का प्रकार ज्ञात है, स्टील की गुणवत्ता का आकलन करने के लिए मानक ग्रेड तुलना पद्धति का उपयोग किया जाता है।
मानक GB/T {{0}} "स्टील में गैर-धातु समावेशन सामग्री का निर्धारण" निर्धारित करता है कि वास्तविक क्षेत्र 0.5mm2 है, और देखने का वास्तविक क्षेत्र 0.71mm2 वर्ग क्षेत्र है मानना है कि।
जेके मानक रेटिंग: समावेशन को चार मूल प्रकारों ए, बी, सी और डी में विभाजित किया गया है, जो सल्फाइड, एल्यूमिना, सिलिकेट और गोलाकार ऑक्साइड हैं।
समावेशन की आकृति विज्ञान और वितरण के अनुसार, मानक स्पेक्ट्रा को पांच श्रेणियों में विभाजित किया गया है: ए, बी, सी, डी और डीएस। प्रत्येक प्रकार के समावेशन को 0 में विभाजित किया गया है। 5, 1, 1.5, 2, 2.5, 3, कुल छह ग्रेड, ग्रेड की संख्या जितनी अधिक होगी, यह दर्शाता है कि समावेशन की संख्या जितनी अधिक होगी, आकार उतना बड़ा होगा . जीबी/टी 10561 "स्टील में गैर-धातु समावेशन सामग्री का निर्धारण" मानक में, एक ही दृश्य क्षेत्र में दिखाई देने वाले एक ही प्रकार के एकाधिक समावेशन के गलत मूल्यांकन से बचने के लिए दो समावेशन के बीच अंतर के लिए प्रासंगिक प्रावधान भी हैं।
क्लास ए (सल्फाइड्स): उच्च लचीलापन और फॉर्म अनुपात की एक विस्तृत श्रृंखला के साथ एक एकल ग्रे समावेशन, आमतौर पर गोल सिरे होते हैं।