Большая Советская Энциклопедия (НЕ)

Неметалли'ческие включе'ния в стали и сплавах, представляют собой главным образом химические соединения металлов с кислородом, серой, азотом и др. неизбежными неметаллическими примесями, присутствующие в виде обособленной фазы; Н. в. ухудшают качество металла, так как в процессе его эксплуатации могут служить очагами разрушения. По химическому составу различают кислородные, сульфидные, нитридные, фосфатные и др. Н. в. Наиболее распространённые кислородные Н. в. встречаются в виде простых окислов (FeO, Al₂ O₃ , SiO₂ и др.), сложных окислов типа шпинелей (FeO×Cr₂ O₃ , MgO×AI₂ O₃ и др.) и алюминатов (n CaO×m Al₂ O₃ и др.), силикатов и силикатных стекол (2FeO×SiO₂ , 3Al₂ O₃ ×2SiO₂ и др.). Сульфидные Н. в. чаще всего присутствуют в стали в виде сульфидов марганца и железа, образующих непрерывный ряд твёрдых растворов FeS — MnS. Встречаются также сульфиды CaS, TiS, ZrS и др. Нитридные Н. в. в значительном количестве содержатся в сталях и сплавах, легированных нитридообразующими элементами; наиболее распространены TiN, ZrN, AIN, NbN, VN. По происхождению различают эндогенные, экзогенные и экзоэндогенные Н. в. Эндогенные Н. в. образуются при реакции компонентов стали с растворёнными в ней кислородом, серой и азотом. Экзогенные Н. в. представляют собой продукты эрозии огнеупоров, частицы шлака, включения из ферросплавов, руды и т.д., не успевшие всплыть на поверхность жидкого металла или раствориться. Экзоэндогенные Н. в. — это экзогенные Н. в., изменившие состав вследствие реакций, протекающих на границе их раздела с металлом. Размеры Н. в. колеблются от нескольких мм до долей мкм. Различают макровключения (> 1 мм ) и микровключения (1 мм и менее). При деформации металла некоторые Н. в. или их скопления дробятся, вытягиваются и образуют дефекты, называемые волосовинами . Для определения состава и структуры Н. в. применяются металлографический, микрорентгено-спектральный, петрографический, микрохимический, рентгеноструктурный, электронно-микроскопический, ультразвуковой и др. методы.

  Наиболее эффективные способы удаления из сталей и сплавов Н. в. — рафинирующие переплавы (электрошлаковый, вакуумнодуговой, электроннолучевой и др.); они используются для получения металла ответственного назначения.

  Лит.: Шульте Ю. А., Неметаллические включения в электростали, М., 1964; Кислинг Р., Ланге Н., Неметаллические включения в стали, пер. с англ., М., 1968; Виноград М. И., Громова Г. П., Включения в легированных сталях и сплавах, М., 1972.

Неметаллы

Немета'ллы, химические элементы, которые образуют простые тела, не обладающие свойствами, характерными для металлов . Название металлоиды , которое иногда применяют для Н., выходит из употребления. К Н. относятся 22 элемента. Из них при комнатной температуре находятся в газообразном состоянии водород , азот , кислород , фтор , хлор и инертные газы , в жидком — бром , в твёрдом — бор , углерод , кремний , фосфор , сера , мышьяк , селен , теллур , иод , астат .

  Только два Н. — углерод и сера — были известны в древности. В 13 в. был получен мышьяк, в 17 в. открыты водород и фосфор, в конце 18 в. — кислород, азот, хлор, теллур. В 1789 А. Л. Лавуазье включил эти Н. в список простых веществ (кроме хлора, который тогда считали окисленной соляной кислотой). В 1-й половине 19 в. были получены бром, иод, селен, кремний, бор. Изолировать фтор и открыть инертные газы удалось лишь в конце 19 в. Астат получен искусственно в 1940.

  За исключением инертных газов, имеющих весьма устойчивую внешнюю электронную оболочку и потому практически неактивных химически, Н. имеют высокую электроотрицательность . Атомы Н., присоединяя электроны, образуют простые анионы (например, Cl^- , O^2- ) или сложные в сочетании с др. элементами (например, ClO₄ ^- , SO₄ ^2- , PO₄ ^3- ).

  В периодической системе элементов Д. И. Менделеева электроотрицательность элементов возрастает в пределах ряда от щелочных металлов направо, а в пределах подгрупп — снизу вверх. Наиболее электроотрицательны галогены — элементы подгруппы VIIa; их электроотрицательность убывает от фтора до астата. С кислородом Н. образуют кислотные окислы, дающие кислоты при соединении с водой; сила их убывает от подгруппы VIIa до IVa. Простейшие соединения Н. с водородом при комнатной температуре газообразны; водные растворы водородных соединений Н. подгруппы VIla — сильные кислоты. Соединения Н. друг с другом, например фторид хлора CIF, хлорид иода ICl, дисульфид углерода (сероуглерод) CS₂ , характеризуются ковалентной связью. В соединениях типичных Н. с металлами связь по преимуществу ионная, например, в хлориде калия KCl, окиси магния MgO, трибромиде алюминия AlBr₃ .

  С. А. Погодин.

НеметДьюла