PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Tytuł artykułu

Struktura wlewków ciągłych ze stali niestopowych i niskostopowych oraz jej ewolucja w wyniku przeróbki plastycznej na gorąco

Autorzy
Treść / Zawartość
Identyfikatory
Warianty tytułu
EN
Structure of continuously cast ingots of unalloyed and low alloy steels and its evolution as a result of hot working
Języki publikacji
PL
Abstrakty
PL
W artykule przedstawiono systematykę morfologiczną struktur powstających we wlewkach ciągłych ze stali niestopowych i niskostopowych. Scharakteryzowano pierwotną strukturę krzepnięcia (strukturę dendrytyczną) oraz ziarnową strukturę austenitu pierwotnego. W zależności od składu chemicznego stali, warunków krzepnięcia i stygnięcia wlewka ciągłego oraz od zastosowanych metod ujawniania elementów morfologicznych, jedna z tych struktur może być dominująca lub ich obrazy mogą się nakładać. Wykazano, że po początkowym okresie wzrostu fazy austenitycznej w korelacji ze strukturą dendrytyczną, w stadium rozrostu ziarna pierwotnego austenitu tracą związek z dendrytyczną strukturą krzepnięcia. Opisano cztery główne typy struktur wlewków ciągłych, powstające w wyniku przemian fazowych i strukturalnych poniżej zakresu perytektycznego, w zakresie podperytektycznym, w zakresie nadperytektycznym oraz powyżej zakresu perytektycznego. Przeanalizowano potencjalne oddziaływania dendrytycznej struktury krzepnięcia i struktury ziarnowej austenitu pierwotnego na jakość wlewka ciągłego i wyrobów stalowych, w szczególności przedstawiono wpływ segregacji międzydendrytycznej na powstawanie pasmowości mikrostrukturalnej w wyrobach stalowych.
EN
The paper presents morphological systematics of structures developing in continuous ingots of unalloyed and low alloy steels. Primary solidification structure (dendritic structure) and primary austenite grain structure were characterized. Depending on chemical composition of steel, conditions of solidification and cooling of continuous ingot and used methods of revealing of morphological features, one of the structure can prevail or their images can overlap. It was shown that after preliminary stage of the growth of austenitic phase in correlation with the dendritic structure, during further coarsening the primary austenite grains lose correlation with the solidification dendritic structure. Four general types of continuous ingots structures were described which develop as the result of phase transformations occurring below the peritectic range, in the hypo-peritectic range, in the hyper-peritectic range and beyond peritectic range. Potential effects of dendritic solidification structure and primary austenite grain structure on quality of continuous ingot and steel products were analysed, in particular the effect of interdendritic segregation on occurrence of microstructural banding in steel products was presented.
Rocznik
Strony
2--23
Opis fizyczny
Bibliogr. 72 poz., rys.
Twórcy
autor
  • Instytut Metalurgii Żelaza im. St. Staszica
Bibliografia
  • [1] M.C. Flemings. Solidification Processing. New York: McGraw-Hill Inc., 1974.
  • [2] A. Ohno. The Solidification of Metals. Tokyo: Chijin Shokan Co. Ltd., 1976.
  • [3] I. Minkoff. Solidification and Cast Structure. New York: John Wiley and Sons Ltd., 1986.
  • [4] J. Chipman. Thermodynamics and Phase Diagram. Metall. Trans., 1972, 3 (1), s. 55-64.
  • [5] J. Chipman. W: Metals Handbook. 8th ed., Ohio: ASM, Metals Park 1973, s. 277-278.
  • [6] R. Shepherd, I. Knopp, H-G Brass. Improved Determination of the Effect of Alloying Elements on the Peritectic Range in Low-Alloyed Cast Steel. Iron and Steel Technol. AIST, 2012, October, s. 77-85.
  • [7] A. Kagawa, T. Okamoto. Influence of alloying elements on temperature and composition for peritectic reaction in plain carbon steels. Mater. Sci. Technol., 1986, 2, s. 997-1008.
  • [8] N. Yoshida, O. Umezawa, K. Nagai. Influence of Phosphorus on Solidification Structure in Continuously Cast 0.1 mass % Carbon Steel. ISIJ Int., 2003, 43 (3), s. 348-357.
  • [9] P. Presoly, C. Berbhard. Influence of Silicon and Manganese on the Peritectic Range for Steel Alloys. Iron and Steel Technol. AIST, 2017, April, s. 100-108.
  • [10] A Guide to the Solidification of Steels. Stockholm: Jernkontoret, 1977.
  • [11] Y.M. Won, T.J. Yeo, D.J. Seol, K. H. Oh. A New Criterion for Internal Crack Formation in Continuously Cast Steel. Metall. Mater. Trans. B, 2000, 31B, s. 779-794.
  • [12] K. Kim, T.J. Yeo, K. H. Oh, D.N. Lee. Effect of Carbon and Sulfur in Continuously Cast Strand on Longitudinal Surface Cracks. ISIJ Int., 1996, 36 (3), s. 284-289.
  • [13] Y.M. Won, B.G. Thomas. Simple Model of Microsegregation during Solidification of Steels. Metall. Mater.Trans. A, 2001, 32A, s. 1755-1767.
  • [14] S. Louhenkilpi, J. Miettinen, L. Holappa. Simulation of Microstructure of As-Cast Steels in Continuous Casting. ISIJ Int., 2006, 46 (6), s. 914-920.
  • [15] H. Jacobi, K. Schwerdtfeger. Dendrite Morphology of Steady State Unidirectionally Solidified Steel. Metall. Trans. A, 1976, 7A, s. 811-820.
  • [16] W. Guo, M. Zhu. Characteristic Parameters for Dendritic Microstructure of Solidification During Slab Continuous Casting. J. Iron and Steel Res. Int., 2009, 16 (1), s. 17-21.
  • [17] V. Karlinski de Barcellos, V.L. da Silva Dschwenter, H. Kytonen, C.A. dos Santos, J.A. Spim, S. Louhenkilpi, J. Miettinen. Modelling of Heat Transfer, Dendrite Microstructure and Grain Size in Continuous Casting of Steels. Steel Res. Int., 2010, 81 (6), s. 461-471.
  • [18] B. Garbarz. The effect of some continuous casting parameters and microalloying elements on the effectiveness of controlling of austenite grain size. J. Mater. Proc. Technol., 1995, 53, s. 147-158.
  • [19] H. Fredriksson. Segregation Phenomena in Iron-base Alloys. Scand. J. Metall., 1976, 5 (1), s. 27-32.
  • [20] M. Kudoh, B. Wo. Effects of Solute Elements on Primary and Secondary Dendrite Arm Spacings in Fe-based Alloys. Steel Res., 2003, 74 (3), s. 161-167.
  • [21] Z. Morita, T. Tanaka. Thermodynamics on the distribution of solute element between solid and liquid phases in alloys and application to an analysis of micro-segregation in steel. W: Proc. of Fifth Int. Iron and Steel Congress, Iron and Steel Society AIME, 1986, 6, s. 781-789.
  • [22] H. Presslinger, M. Mayr, E. Tragl, Ch. Bernhard. Assessment of the Primary Structure of Slabs and the Influence on Hotand Cold-Rolled Strip Structure. Steel Res. Int., 2006, 77 (2), s. 107-115.
  • [23] D. Senk, B. Engl, O. Siemon, G. Stebner. Investigation of solidification and microsegregation of near-net-shape cast carbon steel. Steel Res., 1999, 70 (8-9), s. 368-372.
  • [24] Y. Ueshima, S. Mizoguchi, T. Matsumiya, H. Kajioka. Analysis of Solute Distribution in Dendrites of Carbon Steel with δ/γ Transformation during Solidification. Metall. Trans. B, 1986, 17B, s. 845-859.
  • [25] L. Ericson. Cracking in Low Alloy Aluminium Grain Refined Steels. Scand. J. Metall., 1977, 6, s. 116-124.
  • [26] J. Kunze, Ch. Mickel, M. Leonhardt, S. Oswald. Precipitation of titanium nitride in low-alloyed steel during solidification. Steel Res., 1997, 68 (9), s. 403-408.
  • [27] M.C.M. Cornelissen. Mathematical model for solidification of multicomponent alloys. Ironmaking and Steelmaking, 1986, 13 (4), s. 204-212.
  • [28] P.J. Bunyan, S. Dellar, N. Blake. Computer simulation of microsegregation and precipitation in steel casting. Materials Forum, 1992, 16, s. 215-224.
  • [29] V.R. Voller, S. Sundarraj. Modelling of microsegregation. Mater. Sci. Technol.,1993, 9, s. 474-481.
  • [30] Q. Dong, J. Zhang, Y. Yin, B. Wang. Three-Dimensional Numerical Modeling of Macrosegregation in Continuously Cast Billets. Metals, 2017, 7 (6), 209; doi:10.3390/met7060209.
  • [31] J. Domitner, M. Wu, A. Kharicha, A. Ludwig, B. Kaufmann, J. Reitner, T. Schaden. Modeling the Effects of Strand Surface Bulging and Mechanical Softreduction on the Macrosegregation Formation in Steel Continuous Casting. Met. Mater. Trans A, 2014, 45A, s. 415-1434.
  • [32] T. Rec, A. Milenin. Numerical Modeling of Macrosegregation and Stress-Strain State Distribution in Slab During Continuous Casting with Soft Reduction. Arch. Met. Mater., 2010, 55 (3), s. 915-919.
  • [33] D. losif, N. Blake, T. Abbott. Modelling macrosegregation in continuous casting of steel. Method for calculating the volume change during solidification. Trans. Eng. Sci., 1996, 12, s. 389-398.
  • [34] S.V. Subramanian, H. Zou. Quantitative Modelling of Solidification, Precipitation and Recrystallisation Behaviour of Microalloyed Plates. W: Proc. Int. Conf. on Processing, Microstructure and Properties of Microalloyed and Other Modern High Strength Low Alloy Steels. Pittsburgh, Iron and Steel Society AIME, 1991, s. 23.
  • [35] B. Garbarz, A. Żak, J. Wojtas, R. Molenda. Wpływ dyspersyjnych wtrąceń niemetalicznych na rozrost ziarn austenitu w stalach mikrostopowych. Inżynieria Materiałowa, 1999, 20 (1), s. 5-12.
  • [36] N. Tsunekage, H. Tsubakino. Influence of sulphur additions on impact properties of bainitic or martensitic steels. Mater. Sci. Technol., 2002, 18, s. 964-972.
  • [37] Ch. Gatellier, H. Gaye. Prospects of Ladle Metallurgy Processes (Overview). W: Proc. METEC Congress 94, Continuous Casting and Near-net-shape Casting. Düsseldorf: VDEh 1994, 1, s. 17-24.
  • [38] I. Madariaga, J.L. Romero, I. Gutierrez. Upper Acicular Ferrite Formation in a Medium-Carbon Microalloyed Steel by Isothermal Transformation: Nucleation Enhancement by CuS. Metall. Mater. Trans. A, 1998, 29A, s. 1003-1015.
  • [39] Zh. Ma, D. Peisker, D. Janke. Grain refining of structural steels by dispersion of fine oxide particles. Steel Res., 1999, 70 (4-5), s. 178-182.
  • [40] Y.J. Oh, S.Y. Lee, J.S. Byun, J. H. Shin, Y.W. Cho. Non-metallic Inclusions and Acicular Ferrite in Low Carbon Steel. Mater. Trans. JIM, 2000, 41(12), s. 1663-1669.
  • [41] H. Presslinger, M. Mayr, T. Kaltenbrunner, J. Lettner. Quantitative assessment of segregates in continuously cast slabs by electron probe microanalysis. Steel Res., 2002, 73 (4), s. 149-156.
  • [42] B. Garbarz, H. Firganek, A. Żak, W. Zalecki. Obecny stan prac nad ilościowym opisem wpływu parametrów technologicznych procesu COS na jakość wlewków ciągłych. Hutnik – Wiadomości Hutnicze, 1998, 65 (5), s. 164-171.
  • [43] O. Umezawa, K. Hirata, K. Nagai. Influence of Phosphorus Micro-Segregation on Ferrite Structure in Cast Strips of 0.1 mass % C Steel. Mater. Trans., 2003, 44 (7), s. 1266-1270.
  • [44] Porter D.A., Easterling K. E. Phase Transformations in Metals and Alloys. Van Nostrand Reinhold Co. Ltd, 1981.
  • [45] C. Marchionni, M. Bobadilla. Formation Mechanisms of Microstructures in the Chill Zone of Continuously Cast Steels.
  • W: Proc. Int. Conf. - 3rd European Conference on Continuous Casting. Madrid:1998, s. 179-190.
  • [46] Y. Maehara, K. Yasumoto, Y. Sugitani, K. Gunji. Effect of Carbon on Hot Ductility of As-cast Low Alloy Steels. Trans. ISIJ, 1985, 25, s. 1045-1051.
  • [47] S. Kencana, M. Ohno, K. Matsuura, K. Isobe. Effects of Al. and P Additions on As-cast Austenite Grain Structure in 0.2 mass% Carbon Steel. ISIJ Int., 2010, 50 (12), s. 1965-1971.
  • [48] M. Ohno, S. Tsuchiya, K. Matsuura. Microstructural Features and Formation Processes of As-cast Austenite Grain Structures in Hypoperitectic Carbon Steels. ISIJ Int., 2015, 55 (11), s. 2374-2382.
  • [49] R. Kaspar. Microstructural Aspects and Optimization of Thin Slab Direct Rolling of Steels. Steel Res., 2003, 74 (5), s. 318-326.
  • [50] K. Hirata, O. Umezawa, K. Nagai. Microstructure of Cast Strip in 0.1 mass % C Steels Containing Phosphorus. Mater. Trans., 2002, 43 (3), s. 305-310.
  • [51] B. Garbarz, A. Żak, J. Marcisz, K. Ochab, M. Rachwalski. Struktura warstwy przypowierzchniowej wlewków ciągłych ze stali niskowęglowych i możliwości jej modyfikacji. W: Materiały konferencyjne II Międzynarodowej Konferencji Ciągłe Odlewanie Stali. Krynica 16–18 czerwca 2004, s. 81-89.
  • [52] B. Garbarz, A. Żak, J. Marcisz, K. Ochab, M. Rachwalski. Możliwości modyfikacji mikrostruktury przypowierzchniowej warstwy stalowych wlewków ciągłych. Hutnik - Wiadomości Hutnicze, 2004, 71 (5), s. 198-204.
  • [53] T.Z. Kattamis, M.C. Flemings. Dendrite Morphology, Microsegregation and Homogenization of Low-Alloy Steel. Trans. MS AIME, 1965, 233, s. 992-999.
  • [54] F. Fattorini, B. Grifoni. Effect of the Rolling Reduction Ratio on the Quality and Properties of Rolled Engineering Steel Bars Deriving from Cast Billets and Blooms via C.C. Route. Final Report No 7210-EB/402, European Commission, 1990.
  • [55] C.V. White, G. Krauss, D.K. Matlock. Solidification Structure and the Effects of Hot Reduction in Continuously Cast Steels for Bars and Forgings. Iron and Steelmaking, 1998, September, s. 73-79.
  • [56] G. Krauss. Solidification, Segregation, and Banding in Carbon and Alloy Steels. Metall. Mater. Trans. B, 2003, 34B, s. 781-792.
  • [57] J. Marcisz, B. Garbarz, A. Żak. Przyczyny powstawania pasmowości mikrostruktury w wyrobach walcowanych na gorąco ze stali ferrytyczno-perlitycznych. Hutnik - Wiadomości Hutnicze, 2007, 74 (12), s. 655-663.
  • [58] K.W. Andrews. Empirical formulae for the calculation of some transformation temperatures. JISI, 1965, 203, July, s. 721-727.
  • [59] S.W. Thompson, P.R. Howell. Factors influencing ferrite/pearlite banding and origin of large pearlite nodules in a hypoeutectoid plate steel. Mater. Sci. Technol., 1992, 6, s. 777-784.
  • [60] J.K. Brimacombe, K. Sorimachi. Crack Formation in the Continuous Casting of Steel. Metall. Trans. B, 1977, 8B, s. 489-505.
  • [61] H. Fujii, T. Ohashi, T. Hiromoto. On the Formation of Internal Cracks in Continuously Cast Slabs. Trans. ISIJ, 1978, 18, s. 510-518.
  • [62] Ch. Bernhard, H. Hiebler, M.M. Wolf. Simulation of Shell Strength Properties by the SSCT Test. ISIJ Int., 1996, 36, Supplement, s. S163-S166.
  • [63] F. Fattorini, G. Ronchiato, M. Baffigi, G.R. Gianfrancesco, S. Rigoni. Mechanical properties of engineering steel produced via ingot and c.c. route for automotive components. Ilva Guaderni Internat., special issue, 1990, (5), s. 85-90.
  • [64] Y.R. Cho, S.K. Chang. On Behaviour of Internal Cracks in Continuously Cast Medium Carbon Steels. W: Proc. of 1st European Conference on Continuous Casting, AIM. Milano, 1991, 2, s. 2.469-2.478.
  • [65] S.E. Offerman, N.H. Van Dijk, M.T. Rekveldt, J. Sietsma, S. Van Der Zwaag. Ferrite/pearlite band formation in hot rolled medium carbon steel. Mater. Sci. Technol., 2002, 18 (3), s. 297-303.
  • [66] H.K.D.H. Bhadeshia. Phase Transformations Contributing to the Properties of Modern Steels. Bull. Polish Academy of Tech. Sci., 2010, 58 (2), s. 255-265.
  • [67] J. Verhoeven. A Review of Microsegregation Induced Banding Phenomena in Steels. J. Mater. Eng. Per., 2000, 9 (3), s. 286-296.
  • [68] J. Verhoeven. Banding: Microsegregation-Induced, Encyclopedia of Iron, Steel, and Their Alloys. W: Encyclopedia of Iron, Steel, and Their Alloys. New York: Taylor and Francis 2016, s. 320-330.
  • [69] R. Groβterlinden, R. Kawalla, U. Lotter, H. Pircher. Formation of pearlitic banded structures in ferritic-pearlitic steels. Steel Res., 1992, 63 (8), s. 331-336.
  • [70] H. Mori, N. Tanaka, N. Sato, M. Hirai. Macrostructure of and Segregation in Continuously Cast Carbon Steel Billets. Trans. ISIJ, 1972, 12 (2), s. 102-111.
  • [71] H.F. Jacobi. Investigation of Centreline Segregation and Centreline Porosity in CC-Slabs. Steel Res., 2003, 74 (11/12), s. 667-678.
  • [72] J. Limoges, L. Beitelman. The Effect of Secondary Cooling Intensity and Mould Electromagnetic Stirring on Carbon Segregation and Solidification Structure of High Carbon Steel. W: Proc. of 3rd European Conf. on Continuous Casting. Madrid 1998, 1, s. 55-64.
Uwagi
Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-1c43770b-8155-4d8e-85c9-04831523a596
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.