24 (738)

46 Marzena Podrcz-Radziszewska, Włodzimierz Dudziński

b)    określenie rodzaju, ilości i sposobu rozmieszczenia wtrąceń niemetalicznych,

c)    obserwację efektów korozji międzykrystalicznej, selektywnej i wżerowej zachodzącej w materiałach metalicznych,

d)    obserwację pierwiastków występujących w metalach i stopach w postaci wolnego składnika struktury, np. ołów w brązach i mosiądzach, krzem w siluminach,

e)    określanie rodzaju i rozmieszczenie grafitu w żeliwie,

f)    ocenę porowatości i występowania węgla niczwiązanego w węglikach spiekanych itp.

4.1. Ogólna charakterystyka wtrąceń niemetalicznych

W stopach o osnowie metalicznej występują również wtrącenia faz nie mających charakteru metalicznego: tlenki, siarczki, krzemiany i azotki. W obrębie jednego wtrącenia mogą występować fazy różniące się składem chemicznym i strukturą

Wtrącenia niemetaliczne można podzielić na dwie grupy: pochodzenia egzoge-nicznego i cndogcniczncgo. Pierwszą grupę stanowią cząstki materiałów, z którymi ciekły metal stykał się podczas wytopu i odlewania, a dostały się do niego w sposób mechaniczny (cząstki materiałów ogniotrwałych z wymurowania pieca, kadzi). Drugą grupę stanowią produkty reakcji odtleniaczy z tlenem, rozpuszczonym w ciekłym metalu, tzw. wtrącenia pierwotne, oraz wydzielenia powstające pc zakończeniu odtle-niania podczas stygnięcia i krzepnięcia metalu, w wyniku zmian aktywności takich składników stali, jak tlen czy siarka, zwane wtrąceniami wtórnymi.

Wyraźne rozgraniczenie wtrąceń pierwotnych od wtórnych nie jest często możliwe, gdyż drobne wtrącenia pierwotne, trudno i powoli wypływające na powierzchnię cieczy metalicznej, mogą stanowić zarodki dla wydzieleń wtórnych, które mogą reagować z cząstkami pierwotnymi, zmieniając ich skład i strukturę. Do grupy tej należą tlenki, azotki, siarczki oraz krzemiany.

Wtrącenia egzogeniczne są zwykle duże, występują sporadycznie, mają nieregularny kształt i złożony skład chemiczny. Stanowią one nikły ułamek ogólnej ilości wtrąceń niemetalicznych. Są często podłożem do wydzielania się produktów reakcji odtleniania lub wtrąceń wtórnych, których można uniknąć w prawidłowym procesie technologicznym.

Kształt wtrąceń niemetalicznych zależy od zastosowanego procesu technologicznego. Mogą one być rozłożone równomiernie albo tworzyć charakterystyczne pasma lub skupiska. W stanie odlanym kształt wtrąceń jest zbliżony do globulamcgo (krzemiany, tlenki, siarczki) lub do wieloboku (azotki). Podczas przeróbki plastycznej na gorąco wtrącenia niemetaliczne o temperaturze niższej od temperatury topnienia stali (siarczki, krzemiany) odkształcają się zgodnie z kierunkiem obróbki plastycznej, tworząc wydłużone soczewki, zorientowane wzdłuż kierunku walcowania. Powoduje to wyraźną anizotropię materiału. Wtrącenia o temperaturze topnienia wyższej od temperatury topnienia stali, o malej plastyczności (tlenki, azotki, niektóre krzemiany) zostają pokruszone i układają się w osnowie metalicznej w postaci poprzerywanych pasemek. Zasada ta dotycz)' wtrąceń jednofazowych i jednorodnych pod względem składu chemicznego. W przypadku wtrąceń dwufazowych warstwy zewnętrzne, bardziej plastyczne, mogą się odkształcać w większym stopniu niż mniej plastyczny rdzeń. Doprowadza to do nicregulamości kształtu wtrąceń, w których nieod-kształcony składnik nicplastyczny otoczony jest odkształconą, wydłużoną w kierunku przeróbki plastycznej otoczką składnika plastycznego. Przykład wtrącenia siarczku manganu wykrystalizowanego na zarodku azotku tytanu pokazano na rys. 4.1.

Rys 4.1. Siarczek manganu wykrystalizowany na zarodku azotku aluminium oraz rozkład pierwiastków Al, S i Mn. Stan nictrawiony. SHM

Ważną cechą określającą zachowanie się wtrąceń pod wpływem przeróbki plastycznej jest ich odkształcalność v, zdefiniowana jako stosunek odkształceń rzeczywistych wtrąceń do odkształceń rzeczywistych stali. Odkształcalność wtrąceń v zależy od ich składu chemicznego, struktury i temperatury przeróbki plastycznej. Jeżeli v = 0, wtrącenia nie ulegają odkształcaniu, a gdy v * 1, wtrącenie odkształca się w tym samym stopniu co stal.

Współczynnik odkształcalności powyżej I oznacza, że temperatura przeróbki plastycznej była wyższa od temperatury topnienia wtrącenia.

Ze względu na skład chemiczny wtrącenia dzielimy na cztery podstawowe grupy.