Wtrącenia niemetaliczne

Rozpuszczone w metalu gazy często tworzą wtrącenia różnych związków, jak tlenki (FeO, MnO, Al2O3)t siarczki (FeS, MnS), krzemiany (FeO SiO2), azotki (Fe,N, Fe2N, A1N) itp.
Niektóre składniki zanieczyszczające metal przechodzą także z roz­topionego metalu elektrody i materiału rodzimego oraz z topników i otu­lin. Do takich składników należy najczęściej siarka i fosfor.
Wtrącenia niemetaliczne mogą przedostać się do kąpieli w wyniku nadmiernego porywania cząsteczek żużla przez spadającą do jeziorka kroplę metalu. Mogą się one również tworzyć w wyniku reakcji che­micznych rozpuszczonych gazów ze składnikami rozpuszczonymi w je­ziorku. Wtrącenia niemetaliczne, mające z reguły mniejszą masę właści­wą do roztopionego metalu, wypływają do żużla.
Wydostanie się wtrąceń z kąpieli do żużla jest uzależnione jednak od wielu czynników, takich jak wielkości wtrącenia masy właściwej, temperatury krzepnięcia wtrącenia oraz rodzaju reakcji che­micznych, przebiegających w jeziorku. W przypadku np. tak intensywnych reakcji jak tworzenie się CO i Cd2, przy niedostatecznym odtlenieniu składnikami o większym powi­nowactwie do tlenu, wypłynięcie wtrąceń niemetalicznych na powierz­chnię jest utrudnione.
Wtrącenia niemetaliczne nie mogą wydostać się z kąpieli również wówczas, jeżeli ich temperatura krzepnięcia jest zbliżona do temperatury okrzepnięcia metalu, lub nawet nieco niższa. W tym ostatnim przypadku wtrącenia wydzielają się na granicach ziarn i w przypadku odkształcenia materiału w temperaturach zbliżonych do solidusu są przyczyną powstawania pęknięć na gorąco. Do takich wtrącań należy niskotopliwa eutektyka Fey—FeS.
W ciekłym żelazie siarka rozpuszcza się, natomiast w temperaturze k. 900°C jej maksymalna rozpuszczalność wynosi zaledwie 0,02%. Nadliar siarki wydziela się z roztworu w czasie krzepnięcia, tworząc wspomnianą eutektykę, której temperatura topnienia wynosi 988°C. Jeżeli w skład eutektyki wchodzi jeszcze trzeci składnik FeO, temperatura eutektyki (potrójnej) jest jeszcze niższa. Zjawisko wydzielania się wtrąceń niemetalicznych bardziej. Wpływ wtrąceń niemetalicznych na własności metalu zależy od ilości wtrąceń, rozdrobnienia i miejsca ich wydzielenia. Poza zwiększeniem, przez niektóre rodzaje wtrąceń, skłonności metalu do kruchości na gorą­co, wszystkie wtrącenia obniżają udarność metalu oraz wytrzymałość zmę­czeniową. Oczywiście nie wszystkie są w jednakowym stopniu szkodliwe dla własności stopiwa. Decyduje tu kształt wydzielenia, wielkość i poło­żenie na granicy ziarna lub dendrytu lub też w ziarnie. Wtrącenia o kształcie płatkowym są bardziej szkodliwe od wtrąceń występujących w postaci drobnych, owalnych globulek.

Komentarz: