비금속포함수

Non-metallic inclusions

비금속 혼합물은 강철 및 기타 합금에 존재하는 화학 화합물 및 비금속이다. 그것들은 용해 및 주입 과정에서 발생하는 화학 반응, 물리적 영향 및 오염의 산물이다. 이러한 포함은 기원에 따라 내생성 또는 외생성으로 분류된다.[1] 토착 물질로도 알려진 내생성 포함은 금속 내에서 발생하며 화학 반응의 결과물이다. 이러한 제품들은 냉각 중에 침전되며 일반적으로 매우 작다.[2] 외생적 포함은 비금속 함정에 의해 발생한다. 이것의 크기는 매우 다양하며, 그것의 원천은 슬래그, 찌꺼기, 플럭스 잔여물, 그리고 곰팡이의 조각들을 포함할 수 있다.[2]

포함 구성의 출처

비금속 포함은 생산 중 용해 및 통합 금속에서 발생하는 많은 물리적 화학적 효과 때문에 발생한다.

금속 생산 중 서로 다른 반응으로 인해 발생하는 비금속 포함을 자연산 또는 토착산이라고 한다. 산화물, 황화물, 질산염, 인산염 등이 그것이다.

금속에는 자연적 포함 이외에도 슬래그, 내화, 주조 몰드의 재료(생산 중 금속 접촉 재료)가 있다. 그러한 비금속성 포함은 외래, 우발적 또는 외생적이라 불린다.

대부분의 금속 용해성 때문에 형성되는 금속의 용해 감소에 포함된 혼합물은 냉각 및 용해 시 감소한다.

오늘날 수준의 철강 생산 기술은 금속에서 대부분의 자연적 및 외적 포함을 제거할 수 있다. 그러나 다른 강철의 일반적인 함량은 넓은 한계 사이에 차이가 있을 수 있고 금속 특성에 큰 영향을 미친다.

비금속성포함수

강철의 순도를 정의하는 비금속 포함물은 화학적 및 광물학적 함량, 안정성 및 기원에 따라 분류된다. 화학적 함량별로 비금속 포함은 다음과 같은 그룹으로 나뉜다.

  1. 황화물(단순 — FeS, MnS, AlS23, CaaS, MgS, ZrS23 등, 화합물 — FeS/FeO, MnS, MnO 등);
  1. 질화수소(단순 — ZrN, TiN, AlN, CeN 및 기타; 화합물 — Nb(C, N), V(C, N) 등)이며, 그 내용물(티타늄, 알루미늄, 바나듐, 세륨 등)에서 질화 생성 요소가 강하다.
  2. 규산염
  1. 산화물(단순 — FeO, MnO, CrO23, SiO2, AlO23, TiO2 등), 화합물 — FeO·FeO23·FeO·AlO23, MgO·AlO2323, 2FeO·SiO2 등;

금속의 함유량은 인의 함량이 매우 작기 때문에 산화물과 황화물이 대부분이다. 규산염은 특히 나중에 열처리를 받아야 하는 경우에는 강철에 매우 해롭다.

보통 질소는 질소에 친화력이 높은 원소를 함유한 특수강 속에 존재한다.

미네랄 성분별로 산소포함량은 다음과 같은 주요 그룹으로 나뉜다.

페라이트, 크롬, 알루미늄은 이 그룹에 속한다.

  • 규산염은 철, 망간, 크롬, 알루미늄 및 텅스텐 산화물과 결정 규산염의 혼합물로 순수한 SiO2 또는 SiO로2 형성된 유리처럼 강철에 존재한다. 규산염은 비금속 함유량 중 가장 큰 집단이다. 액체강에서는 비금속성 포함물이 고체 또는 액체 상태에 있다. 그것은 녹는 온도에 따라 달라진다.

안정성에 의해 비금속 포함은 안정적이거나 불안정하다. 불안정한 포함은 희석산(농도 10% 미만)에서 용해되는 것을 말한다. 불안정한 포함은 철과 망간 황화물과 일부 자유 산화물이다.

오늘날의 철강 생산 수준은 금속의 다른 혼합물로부터 벗어날 수 있게 한다. 그러나 일반적으로 다른 강철에 포함된 함량은 넓은 한계 내에서 다양하며 금속 성질에 큰 영향을 미친다.

비금속 혼입물이 강재 및 합금의 특성에 미치는 영향

오늘날의 철강 및 합금 생산 방법은 비금속 혼합물 없이는 완전한 순수 금속을 얻을 수 없다. 모든 강철에는 혼합물 및 생산 조건에 따라 어느 정도 또는 그 정도까지 포함이 존재한다. 일반적으로 강철의 비금속 포함량은 0.1%를 넘지 않는다. 그러나 금속의 함유량은 극히 작은 크기 때문에 매우 많다.

철강의 비금속성 포함은 이물질이다. 그것들은 구조의 동질성을 교란하기 때문에 기계적인 성질이나 다른 성질에 대한 그들의 영향력은 상당할 수 있다. 평탄화, 단조, 스탬핑으로 인해 발생하는 변형 시 비금속 함유로 인해 강철에 균열 및 피로 파괴가 발생할 수 있다.

비금속 포함물이 강철 품질에 미치는 영향을 조사할 때, 가장 중요한 것은 크기, 형태, 화학적 및 물리적 특성 등 포함물의 특성이다. 이 모든 성질은 강철의 화학적 구성, 제련 방법 및 특정 강철 등급에 따라 달라진다. 이러한 성질은 같은 생산 방식에서도 넓은 한계 내에서 변할 수 있다.

비금속 포함 분석 방법은 여러 가지가 개발되어 현재 사용되고 있다. 이를 통해 정확도가 높은 강철 및 합금에서 비금속성 포함물의 내용, 구조 및 양을 결정할 수 있다.

참고 항목

참조

  1. ^ Vander Voort, George F. (1984). Metallographic, Principles and Practice. McGraw-Hill. ISBN 0-07-066970-8.
  2. ^ a b Beeley, P.R. (1972). Foundry Technology. The Butterworth Group. ISBN 0-408-70348-2.