В зависимости от химического состава, технологии выплавки и разливки сталь может содержать включения различных видов (оксиды, сульфиды, нитриды), различающиеся по размерам, форме и распределению. Полный анализ неметаллических включений состоит из определения их химического состава, структуры и количественной оценки загрязненности металла различными включениями. Металлографический метод наиболее удобен и во многих случаях позволяет достаточно надежно идентифицировать включения без использования других методов.
Определяют такие признаки включений, как форма, цвет, прозрачность, деформируемость, взаимодействие с определенными химическими реактивами и др. Сопоставляя данное включение с эталонами и используя классификационные таблицы, его идентифицируют [1].
Исследование неметаллических включений производилось на микрошлифах образцов, вырезанных из трех зон (корковой, столбчатых кристаллов и центральной) непрерывно-литой заготовки (НЛЗ). Для изучения использовался отражательный металлографических микроскоп ЛабоМет – 1И, с оптическим увеличением х100. Виды неметаллических включений определялось по ГОСТ 1778 – 70.
В корковой зоне НЛЗ наблюдаются единичные включения нитридов алюминиям и оксидов точечных (балл № 1).
При изучении неметаллических включений в зоне столбчатых кристаллов во всех образцах отмечается характерное присутствие оксидов точечных (балл № 1) в небольшом количестве, а также незначительное количество силикатов недеформирующихся (балл № 1).
Исследуя центральную зону НЛЗ, необходимо отметить наибольшее количество неметаллических включений различных видов. Значительную часть составляют оксиды точечные (балл № 2, № 3, № 5), также присутствуют сульфиды (балл № 1, № 2, № 4) и силикаты недеформирующиеся (балл № 1, № 4, № 5).
По данным работы [2,3] при изучении высокотемпературной пластичности трех зон НЛЗ, выявлено, что максимальные показания пластичности (степени деформации сдвига) наблюдаются в корковой зоне и зоне столбчатых кристаллов, что обусловлено наименьшим количеством неметаллических включений. Минимальные показания степени деформации сдвига наблюдаются в центральной зоне НЛЗ при тех же условиях испытаний [2,3].
Силикаты недеформирующиеся, расположенные в центральной зоне НЛЗ, оказывают значительное влияние на пластические свойства, увеличивая скорость роста усталостных трещин [4].
Таким образом, неметаллические включения, расположенные в различных зонах кристаллизации непрерывно-литой заготовки рельсовой электростали Э76Ф, существенно влияют на высокотемпературную пластичность, которая показывает минимальное значение в центральной зоне НЛЗ из-за большого количества неметаллических включений.