080 3

Bo wtrąceń charakteryzujących się budową krystaliczną zalicza się przede wszystkim wtrącenia siarczkowe o ogólnym wzorze stechiometrycznym (Mn, Me)S oraz złożone związki siarki z węglem i tlenem. Siarczki typu (Mn,Me)S wykazują budowę regularną o znacznym zróżnicowaniu stopnia jonowości wiązań. Obok wiązań jonowych w siarczkach występują również wiązania metaliczne i kowalentne. Wyniki badań złożonych węgliko-siarcz-ków typu MeC₄S₂ oraz MeC„S potwierdzają, że związki te charakteryzują się wiązaniami kowalentnymi oraz budową heksagonalną. Do wtrąceń o budowie krystalicznej należą także wszystkie spinele, opisane pseudopodwójnym układem A0-B₃0₃, jak również proste tlenki, będące składnikami tego układu oraz wiele innych utworzonych z metalami wprowadzonymi do ciekłej stali w celu jej rafinacji lub modyfikacji składu chemicznego.

Oddzielne zagadnienie stanowią wtrącenia niemetaliczne, zawierające krzemionkę, a zwłaszcza krzemiany żelaza i manganu. Jak już wspomniano wcześniej, obecność krzemionki we wtrąceniach niemetalicznych sprzyja tworzeniu się ciał bezpostaciowych. Istnieją jednak możliwości przekształcenia szklistych krzemianów na cząstki o budowie krystalicznej poprzez obróbkę cieplną lub odpowiednie sterowanie parametrami przeróbki plastycznej.

Obserwacje mikroskopowe oraz mikroanaliza rentgenowska wskazują jednoznacznie, że w stali lanej najczęściej występują cząstki niemetaliczne o budowie wielofazowej, które można zaliczyć do krzemiano-siarczków, tlenko-siarczków, tlenko-krzemia-nów bądź też cząstek bardziej złożonych. Wtrącenia takie charakteryzują się często nie tylko złożonością składu chemicznego, ale mają budowę mieszaną - amorficzno-krystaliczną.

9.5. Morfologia wtrąceń niemetalicznych

Wtrącenia niemetaliczne wydzielają się w ciekłym metalu od momentu dodania odtleniaczy aż do końca krzepnięcia stali-W zależności od momentu wydzielania się wtrąceń z roztworu są one zaliczane do grupy wtrąceń: pierwotnych, wtórnych, a czasem i trzeciorzędnych.

Wtrącenia pierwotne wydzielają się natychmiast po dodaniu odtleniaczy do ciekłej stali, jeżeli są spełnione warunki dotyczące stężenia rozpuszczonego w stali tlenu oraz rodzaju i stężenia dodanego odtleniacza. W przeważającej ilości mogą one wypłynąć z ciekłej stali przed jej zakrzepnięciem.

Wtrącenia wtórne wydzielają się podczas spustu stali z pieca, przebywania w kadzi odlewniczej, odlewania - w miarę spadku temperatury stali i wpływu jego na stosunki równowagowe między rozpuszczonym tlenem i odtleniaczami.

Za tlenkowe wtrącenia trzeciorzędne uznawane są te wtrącenia, które wydzielają się ze stali w czasie jej krzepnięcia i przechodzenia przez zakres temperatur między lik-widusem a solidusem. Zmiana warunków równowagowych wskutek obniżania się temperatury oraz zjawisko segregacji składników są przyczynami ich powstawania. W ogromnej większości pozostają one w stali, nie mając warunków do wypłynięcia na powierzchnię.

Po dodaniu odtleniacza w stali wydzielają się przede wszystkim fazy bogate w tlenki żelaza. W miarę wzrostu miejscowego stężenia rozpuszczającego się odtleniacza oraz spadku stężenia tlenu następuje zmiana składu chemicznego powstałej fazy. Może wówczas dojść do redukcji tlenków żelaza aż do wydzielania się czystego żelaza. Ponieważ zwykle nie dochodzi do zmiany składu chemicznego całej objętości wydzielonej fazy, następuje zróżnicowanie jej składu. Na przykład wokół krzemianu żelaza czy manganu tworzy się otoczka Si0₂- Powstała otoczka stałego tlenku uniemożliwia dostęp dalszych porcji odtleniacza do wnętrza wtrącenia. Z pierwotnie jednorodnej fazy powstałego wtrącenia, w miarę spadku temperatury stali i obniżania się stężenia tlenu mogą się wydzielać w jej wnętrzu np. tlenki krzemu, spinele manganu lub chromu.

Oprócz zróżnicowanego składu chemicznego wtrącenia mogą ®ieć różną wielkość i kształt. Szczególny wpływ na kształt wtrąceń ma miejscowe stężenie tlenu i odtleniacza. Przy małej aktywności odtleniacza wydzielają się przede wszystkim drobne, kuliste wtrącenia, które rosną w miarę wzrostu jego aktywności rys.9.1. Jednocześnie w miarę wzrostu stężenia odtleniacza

153