Анализ неметаллических включений в составе низколегированных стальных сплавов
Ключевые слова:
Низколегированная сталь, неметаллические включения, металлографический анализ, микрорентгеноспектральный анализ, кальциевые алюминаты, магниевая шпинель, оксидно-сульфидные фазы, раскисление, морфология, фазовый составАннотация
В статье исследованы морфологический, химический и фазовый состав неметаллических включений в низколегированных сталях. Проведен сравнительный анализ образцов стали, полученных по традиционной и предлагаемой технологиям. Количество, размеры, форма и морфологические особенности неметаллических включений оценивались методом металлографического анализа, а их элементный состав определялся методом микрорентгеноспектрального анализа. Установлено, что исследованные неметаллические включения в основном представлены сложными оксидно-сульфидными фазами системы Ca–Al–Mg–O–S. Основную часть включений составляют кальциевые алюминаты, в составе которых также выявлены магниевые шпинели типа MgO·Al₂O₃, а также сульфидные фазы CaS и MnS. Установлена взаимосвязь между морфологией и фазовым составом включений и оценено их влияние на поведение стали в процессе горячей деформации. На основании экспериментальных результатов и термодинамических расчетов предложен технологический подход, направленный на формирование кальциевых алюминатов типа 3CaO·Al₂O₃ для управления фазовым составом неметаллических включений. Полученные результаты могут быть использованы для совершенствования процессов раскисления и модифицирования стали, а также целенаправленного регулирования размеров, морфологии и фазового состава неметаллических включений
Библиографические ссылки
EEIMVR-UFF, V. R. (2019). The effects of non-metallic inclusions on properties relevant to the performance of steel in structural and mechanical applications. J Mater Res Technol, 8(2), 2408.
Liu, H., Zhang, S., Zhang, J., Ren, Q., Zhang, L., & Ge, Y. (2023). Properties of typical non-metallic inclusions in steel: First-principles calculations. Materials Today Communications, 34, 105118.
Zhang, L., & Ren, Y. (2025). Handbook of non-metallic inclusions in steels. Springer Nature.
Kholmirzaev, N., Turakhodjaev, N., Khasanov, J., Bektemirov, A., Saidmakhamadov, N., Nurdinov, Z., … Khasanov, K. (2026). Thermodynamic mechanism of non-metallic inclusions modification in recycled low-alloyed cast steel using CaCO₃–CaSiO₃ composite mineral fluxes. Acta Metallurgica Slovaca, 32(3), 241–250.
Kholmirzaev, N., Turakhodjaev, N., Khasanov, J., Yang, C., Yusupov, B., Saidkhodjaeva, S., ... & Nurmurodov, B. (2026). Formation and characterization of non-metallic inclusions in steel produced by melting secondary ferrous scrap in an electric arc furnace: A case study of AISI 1066 steel. Acta Metallurgica Slovaca, 32(2), 116-123.
Turakhodjaev, N., Kholmirzaev, N., Nargiza, S., Kamola, T., & Abdullayev, B. (2022). Technology for cleaning non-metallic inclusions and gaseous pores in the process of liquefaction of steels in an electric arc furnace. European Multidisciplinary Journal of Modern Science, 4, 77-82.
Saidmakhamadov, N., Kholmirzaev, N., Bekchanova, V., Odilov, F., Karimov, B., Tadjiev, N., ... & Mukhammadaliev, B. (2026, March). Analysis of technologies for improving steel purity by controlling slag content. In AIP Conference Proceedings (Vol. 3390, No. 1, p. 020014). AIP Publishing LLC.
Peela, A., Mikitisin, A., Steinweg, F., Janitzky, T., Schwedt, A., Broeckmann, C., & Mayer, J. (2025). Influence of subsurface non-metallic inclusions on rolling contact fatigue behavior in bearing steels - Experimental and numerical investigations. Wear, 566–567. https://doi.org/10.1016/j.wear.2025.205767
Wang, J., Guo, B., Lyu, B., & Zhang, L. (2024). Thermodynamic modelling on the reaction between steel and slag. Journal of Materials Research and Technology, 32. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2024.08.005
Calderon Hurtado, F. A., Govro, J., Emdadi, A., & O’Malley, R. J. (2024). The Melting Behavior of Hydrogen Direct Reduced Iron in Molten Steel and Slag: An Integrated Computational and Experimental Study. Metals, 14(7). https://doi.org/10.3390/met14070821
Luiz, A., & Costa e Silva, V. (2018). Non-metallic inclusions in steels—Origin and control. J. Mater. Res. Technol, 7(3), 283-299.
Ren, Y., Wang, W., Yang, W., & Zhang, L. (2023). Modification of non-metallic inclusions in steel by calcium treatment: a review. ISIJ International, 63(12), 1927-1940.
Babu, S. R., & Michelic, S. K. (2024). Overview of application of automated SEM/EDS measurements for inclusion characterization in steelmaking. MetalMat, 1(2), e18
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.
