Mitä ovat sulkeumat teräksessä?

Teräksen sulkeumat ovat teräksessä olevia epäpuhtauksia, jotka eivät sisälly itse metalliseoksen molekyylirakenteeseen. Ne voivat olla kemiallisia yhdisteitä tai vieraita aineita, yleensä luonteeltaan epämetallisia. Nykyaikaiset teräksenvalmistusprosessit antavat valmistajille mahdollisuuden valmistaa terästä, jolla on korkea puhtausaste. Tästä syystä teräksen sulkeumat mitataan usein mikrometreinä ja ne muodostavat pienen osan teräksestä kokonaisuudessaan, usein alle 0.03%. Ne luokitellaan kahteen tyyppiin, endogeenisiin ja eksogeenisiin.

Teräksenvalmistajat ovat huolissaan teräksen sisällyttämisestä, koska jopa hyvin pieni määrä tällaisia ​​epäpuhtauksia voi vaikuttaa merkittävästi teräksen laatuun monin tavoin, myös heikentämällä sen lujuutta, joustavuutta, kykyä pitää hitsausta ja korroosionkestävyyttä. Käsittelemällä varovasti tietyssä terässeoksessa olevia metalleja ja muiden teräksen valmistuksessa käytettyjen materiaalien koostumusta, alkuperäiskansojen sulkeumien määrä voidaan minimoida. Laitteiden huolto ja valvonta sekä valmistusprosessi voivat auttaa minimoimaan vieraat aineet.

Endogeeniset tai alkuperäiskansojen sulkeumat ovat yhdisteitä tai epäpuhtauksia, jotka muodostuvat teräkseen teräksen valmistusprosessin aikana. Ne ovat seurausta sulaan teräkseen liuenneiden aineiden reaktiosta. Eksogeeniset sulkeumat ovat vieraiden aineiden palasia. Ne voivat olla melkein mitä tahansa kuonan palasista laitteisiin, jotka ovat saattaneet lohkeilla teräkseen valmistusprosessin aikana.

Alkuperäiskansojen sulkeumat ovat jossain määrin väistämättömiä, koska on mahdotonta hienosäätää komponenttien kemiaa ja puhtautta siihen pisteeseen, jossa inkluusiopitoisuus saavuttaa 0%. Yksi syy tähän on terässeoksen eri komponenttien luonnossa esiintyvät epäpuhtaudet. Valmistusprosessin aikana nämä materiaalit voivat reagoida keskenään muodostaen ei-metallisia yhdisteitä, kuten oksideja, sulfideja ja sulfideja. Näitä yhdisteitä, vaikka ne sisältävät metalliatomeja, kuten rautaa ja alumiinia, kutsutaan ei-metallisiksi yhdisteiksi, koska niillä on ominaisuuksia, jotka eivät vastaa metalleja. Esimerkiksi alumiinioksidi tunnetaan myös mineraalikorundina, joka luonnollisessa tilassa on arvokas jalokivi.

Teräksen eksogeeniset sulkeumat voivat olla peräisin mistä tahansa lähteestä, mutta ne ovat yleensä ylimääräistä kuonaa tai vieraita aineita, jotka hilseilevät tai katkeavat jostakin valuprosessissa käytetystä laitteesta. Yleisin on kauhavuori, teräksen muodostamiseen käytetyt muottipalat ja uunin rakentamisessa käytettävän tulenkestävän materiaalin hiukkaset. Nykyaikaiset testauslaitteet pystyvät havaitsemaan jopa pienen määrän sulkeumia teräksessä, mikä mahdollistaa paremman laadunvalvonnan.