Las inclusiones en el aluminio fundido, también conocidas como partículas de segunda fase, pueden clasificarse en inclusiones primarias e inclusiones secundarias según su origen. Las inclusiones que se forman debido a la composición de las materias primas, el revestimiento del horno, los materiales de los canales de colada y los moldes, así como los gases del horno, se denominan «inclusiones primarias»; las inclusiones que se forman debido al refinado y al refinado de grano son «inclusiones secundarias».
Inclusiones en las categorías de aluminio fundido
1) Inclusiones sólidas no metálicas, que incluyen principalmente óxidos, carburos, nitruros y una pequeña cantidad de CasO₄cas, etc. El 80% de ellas son inclusiones de óxido, como Al₂O₃MgO y Malo, que se presentan en forma de película y de gránulos. Estas inclusiones no difieren mucho de la densidad del fundido; presentan una gran superficie específica, una forma irregular, son propensas a adsorber gases y permanecen en suspensión en el fundido, por lo que resultan difíciles de eliminar. Entre ellas, la forma de presencia de la alúmina es la más compleja, ya que incluye más de diez tipos de alúmina amorfa, α-Al₂O₃, β-Al₂O₃, etc.Durante el procesamiento del fundido, la reacción de termita a alta temperatura forma fácilmente inclusiones granulares de alúmina, que incluyen carburos y nitrógeno; la película de óxido de aluminio presente en la superficie del fundido penetra en este y forma inclusiones fragmentadas. Los materiales refractarios presentes en la superficie del horno y en las herramientas de fundición penetran en la masa fundida y forman inclusiones de óxidos, como SiO₂ y Zr₂O.
2) Las inclusiones de compuestos intermetálicos son, principalmente, diversos agrupamientos de partículas que se producen durante el proceso de aleación o refinamiento del grano. Un tipo son los compuestos sólidos de metales pesados mezclados con la masa fundida —a menudo denominados «escorias»—, entre los que predominan los compuestos intermetálicos ricos en hierro. Por ejemplo, a-alsfe Si, β Alsfesi, b-Alesia, (Femn)Sials, etc.: antes de que el fundido se solidifique, algunas inclusiones de compuestos intermetálicos primarios, como MnA, FeAl₃, A, TA, etc. Los compuestos intermetálicos que se forman durante el refinamiento del grano o el procesamiento de la masa fundida son, en su mayoría, inclusiones de grano grueso con forma de escama o de bastoncillo, como VB₂, AIB₂, TiB₂, etc.
3) Inclusiones líquidas (sal fundida), principalmente sales halogenadas de metales alcalinos y alcalinotérreos producidas durante la electrólisis o el refinado del aluminio, como el cloruro de magnesio, el fluoruro de sodio, el fluoruro de calcio, etc. El fluoruro suele generar cloruro durante el proceso de electrólisis del aluminio, pero se produce principalmente durante el proceso de refinado en estado fundido.
La presencia de una pequeña cantidad de inclusiones finas en el aluminio fundido puede reducir el grado de sobreenfriamiento cristalino y favorecer la nucleación hasta cierto punto. Algunas partículas también pueden mejorar la segunda fase de la aleación de aluminio, pero la mayoría de las inclusiones solo afectarán negativamente a la resistencia a la fatiga, la ductilidad, la plasticidad, la resistencia a la corrosión y las propiedades de oxidación anódica de los lingotes o productos. La presencia de inclusiones sólidas aumenta la viscosidad del aluminio fundido, afecta a la fluidez y al comportamiento de fundición de la aleación de aluminio, y da lugar a defectos de porosidad. Al mismo tiempo, actúa como núcleo para el inicio de grietas, destruye la continuidad de la matriz, provoca concentración de tensiones y deteriora las piezas. Las propiedades mecánicas del producto provocan su fallo prematuro. Las partículas de inclusión también tienden a formar puntos duros, lo que deteriora el rendimiento en el mecanizado y el acabado superficial de la aleación de aluminio, y aumenta el desgaste de las herramientas de mecanizado. Las inclusiones líquidas en el metal fundido provocarán la acumulación de gotitas, lo que dará lugar a una fluidez deficiente del metal fundido, a la formación de un tubo conductor, etc.