Τι είναι τα εγκλείσματα στο χάλυβα;

Τα εγκλείσματα στον χάλυβα είναι τυχόν ακαθαρσίες που υπάρχουν στον χάλυβα και δεν ενσωματώνονται στη μοριακή δομή του ίδιου του κράματος. Μπορεί να είναι χημικές ενώσεις ή κομμάτια ξένης ύλης, συνήθως μη μεταλλικής φύσης. Οι σύγχρονες διαδικασίες παραγωγής χάλυβα επιτρέπουν στους κατασκευαστές να παράγουν χάλυβα με υψηλό βαθμό καθαρότητας. Για το λόγο αυτό, τα εγκλείσματα στον χάλυβα συχνά μετρώνται σε μικρόμετρα και αποτελούν ένα μικροσκοπικό τμήμα του χάλυβα στο σύνολό του, συχνά λιγότερο από 0.03%. Ταξινομούνται σε έναν από τους δύο τύπους, τους ενδογενείς και τους εξωγενείς.

Οι κατασκευαστές χάλυβα ενδιαφέρονται για τα εγκλείσματα σε χάλυβα επειδή ακόμη και ένας πολύ μικρός αριθμός τέτοιων ακαθαρσιών μπορεί να επηρεάσει σημαντικά την ποιότητα του χάλυβα με πολλούς τρόπους, συμπεριλαμβανομένης της μείωσης της αντοχής, της ευκαμψίας, της ικανότητας συγκολλήσεως και της αντοχής στη διάβρωση. Με προσεκτικό χειρισμό των μετάλλων που υπάρχουν σε ένα δεδομένο κράμα χάλυβα και της σύνθεσης των άλλων υλικών που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή του χάλυβα, η ποσότητα των εγχώριων εγκλεισμάτων μπορεί να ελαχιστοποιηθεί. Η συντήρηση και η παρακολούθηση του εξοπλισμού καθώς και η διαδικασία κατασκευής μπορούν να βοηθήσουν στην ελαχιστοποίηση των ξένων ουσιών.

Τα ενδογενή, ή εγχώρια, εγκλείσματα είναι ενώσεις ή ακαθαρσίες που σχηματίζονται μέσα στο χάλυβα κατά τη διαδικασία κατασκευής του χάλυβα. Είναι το αποτέλεσμα της αντίδρασης ουσιών διαλυμένων στον τηγμένο χάλυβα. Τα εξωγενή εγκλείσματα είναι κομμάτια ξένων ουσιών. Μπορούν να είναι σχεδόν οτιδήποτε, από κομμάτια σκωρίας μέχρι κομμάτια εξοπλισμού που μπορεί να έχουν ξεφλουδίσει στον χάλυβα κατά τη διάρκεια της διαδικασίας κατασκευής.

Τα εγχώρια εγκλείσματα είναι αναπόφευκτα σε κάποιο βαθμό, καθώς είναι αδύνατο να συντονιστεί με ακρίβεια η χημεία και η καθαρότητα των συστατικών στο σημείο όπου η περιεκτικότητα σε εγκλεισμό φθάνει το 0%. Μέρος του λόγου για αυτό είναι οι φυσικές ακαθαρσίες στα διάφορα συστατικά ενός κράματος χάλυβα. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας παραγωγής, αυτά τα υλικά μπορούν να αντιδράσουν μεταξύ τους, σχηματίζοντας μη μεταλλικές ενώσεις όπως οξείδια, σουλφίδια και σουλφίδια. Αυτές οι ενώσεις, ενώ περιέχουν άτομα μετάλλου όπως ο σίδηρος και το αλουμίνιο, ονομάζονται μη μεταλλικές ενώσεις επειδή παρουσιάζουν ιδιότητες που δεν συνάδουν με τα μέταλλα. Για παράδειγμα, το οξείδιο του αλουμινίου είναι επίσης γνωστό ως ορυκτό κορούνδιο, το οποίο, στη φυσική του κατάσταση, είναι ένας πολύτιμος λίθος.

Τα εξωγενή εγκλείσματα στον χάλυβα μπορούν να προέρχονται από οποιονδήποτε αριθμό πηγών, αλλά συνήθως είναι περίσσεια σκωρίας ή κομμάτια ξένου υλικού που ξεφλουδίζουν ή αποσπώνται από ένα από τα κομμάτια του εξοπλισμού που χρησιμοποιείται στη διαδικασία χύτευσης. Η επένδυση από την κουτάλα, τα κομμάτια του καλουπιού που χρησιμοποιείται για το σχηματισμό του χάλυβα και τα σωματίδια του θερμικού πυρίμαχου υλικού που χρησιμοποιείται στην κατασκευή κλιβάνου είναι τα πιο κοινά. Ο σύγχρονος εξοπλισμός δοκιμών είναι σε θέση να ανιχνεύσει ακόμη και ελάχιστους αριθμούς εγκλεισμάτων σε χάλυβα, επιτρέποντας αυξημένο ποιοτικό έλεγχο.