Wpływ dyspersyjnych wtrąceń niemetalicznych na rozrost ziarn austenitu w stalach mikrostopowych.

Garbarz, B.; Żak, A.; Wojtas, J.; Molenda, R.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Wpływ dyspersyjnych wtrąceń niemetalicznych na rozrost ziarn austenitu w stalach mikrostopowych.

Autorzy

Garbarz B. , Żak A. , Wojtas J. , Molenda R.

Identyfikatory

Warianty tytułu

The effect of fine particles of nonmetallic inclusions on the austenite grain growth in microalloyed steels.

Języki publikacji

Abstrakty

Powstające w warunkach przyspieszonego krzepnięcia drobne cząstki wtrąceń tlenkowych i/lub siarczkowych mogą oddziaływać hamująco na rozrost ziarn. Potwierdzenie tego efektu umożliwiłoby wykorzystanie niepożądanych w stali wtrąceń niemetalicznych w celu poprawy jej własności mechanicznych. W artykule przedstawiono wyniki badań, których celem było ustalenie wpływu zwiększonych w porównaniu z technologią konwencjonalną COS szybkości krzepnięcia i chłodzenia po zakrzepnięciu na wielkość powstałych w takich warunkach cząstek siarczków oraz zbadanie oddziaływania tych cząstek na rozrost ziarn austenitu. Badania wykonano na wlewkach laboratoryjnych odlanych w warunkach symulujących ciągłe odlewanie wlewków cienkich grubości 50 mm. Wytopy doświadczalne zaprojektowano jako wytopy bezglinowej niskowęglowej stali mikrostopowej. Założono utrzymanie na stałym poziomie zawartości węgla, manganu, krzemu, wanadu i fosforu oraz na dwóch poziomach zawartości siarki i tytanu. Jako materiał porównawczy w badaniach rozrostu ziarn austenitu wykorzystano wlewki laboratoryjne ze stali mikrostopowych, które odlewane były w warunkach symulujących krzepniecie i chłodzenie po zakrzepnieciu konwencjonalnego ciągłego wlewka grubości 300 mm. Drobne wtrącenia niemetaliczne badano w prześwietleniowym mikroskopie elektonowym techniką cienkich folii, stosujac do określania ich składu chemicznego analizator LINK-ISIS ze spektrometrem EDS. W badanych próbkach stwierdzono występowanie dyspersyjnych wydzieleń siarczków manganu, siarczków miedzi oraz siarczków mieszanych Mn-Cu-S, z różnymi udziałami manganu i miedzi. Wielkość najmniejszych obserwowanych cząstek siarczków wynosiła ok. 30 nm, a średni rozmiar większości siarczków mieścił się w przedziale 50-100 nm. Problem wydzielania siarczków miedzi w stalach konstrukcyjnych, zwłaszcza w postaci dyspersyjnej nie został jak dotąd szczegółowo zbadany, a wyniki badań z tego zakresu można znaleźć jedynie w kilku publikacjach. Badania rozrostu ziarn austenitu potwierdziły występowanie efektu zakotwiczenia granic ziarn przez dyspersyjne cząstki siarczków. W badanych wlewkach cienkich nie stwierdzono anormalnego rozrostu ziarn, który jest typowy dla wlewków o większych przekrojach ze stali mikrostopowych zawierajacych czastki kotwiczące granice ziarn.

Fine particles of oxide and/or sulphide inclusions can hinder the grain growth. Confirmation of that effect could enable to use unwanted nonmetallic inclusions for improvement of steel properties. In this paper the effect of the increased - in comparison with conventional continuous casting - cooling rates on the size of sulphide particles and the results of investigation of influence of the sulphide particles on the austenite grain growth has been presented. It the investigation experimental ingots cast under conditions simulating continuous casting of a thin slabs 50 mm in thickness were used. Experimental ingots were cast as aluminium free microalloyed steels with specified at the same levels of C, Mn, Si, V and P and with content of S and Ti. In the grain growth studies, samples of reference ingots cast under conditions simulating conventional continuous casting of a 300 mm thick slab were used for comparison purposes. Fine nonmetallic inclusions were investigated in the transmission electron microscope using thin foil technique and chemical composition of the particles was established using LINK-ISIS system equipped with EDS spectrometer. In the investigated specimens of the thin ingots fine particles of manganese sulphides, copper sulphides, and mixed Mn-Cu-S sulphides with varying content of Mn and Cu were found. The size of the finest sulphides was about 30 nm and average size of majority of the sulphides was found to be in the range of 50-100 nm. The problem of copper sulphides precipitation in structural steels has not been yet investigated in detail and only few papers dealing with it could be found. As the result of grain growth characteristics investigation the effect of pinning of the grain boundaries with fine particles of sulphides was found. In the investigated thin ingots no abnormal grain growth typical for continuously cast microalloyed steels ingots of conventional dimensions took place.

Słowa kluczowe

wtrącenia niemetaliczne rozrost ziarn ziarno austenitu stal mikrostopowa stal lana staliwo wlewek siarczek LINK-ISIS analizator spektrometr EDS granica ziarna

non-metallic inclusions grain growth austenite grain microalloyed steel cast steel ingot sulfide LINK-ISIS system spectrometer EDS grain boundary

Wydawca

Wydawnictwo SIGMA-NOT

Czasopismo

Inżynieria Materiałowa

Rocznik

1999

Tom

R. XX, nr 1

Strony

5--12

Opis fizyczny

Bibliogr. 12 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Garbarz B.

Instytut Metalurgii Żelaza w Gliwicach

autor

Żak A.

Instytut Metalurgii Żelaza w Gliwicach

autor

Wojtas J.

Instytut Metalurgii Żelaza w Gliwicach

autor

Molenda R.

Instytut Metalurgii Żelaza w Gliwicach

Bibliografia

1. Döring K.; Continuous casting and rolling of thin slabs, Metallurgical Plant and Technology International, 5/1990, s. 16-29
2. Gadellaa R.F., Kreijger P.J., Cornelissen M.C.M., Donnay B., Herman J.C., Leroy V.: Metallurgical aspects of thin slab casting and rolling of Iow carbon steels, 2nd European Continuous Casting Conference – METEC Congress 94, Düsseldorf 1994, VDEh, t. 1, s. 382-389
3. Leroy V., Herman J.C.: The microstructure and propenties of steels processed by thin slab casting, Conf. Proc. Microalloying’95, Pittsburgh 1995, The Iron and Steel Society, s. 213-222
4. Guillet A., Es-Sadiqi E. L’Esperance G., Hamel F. G.: Microstructure and mechanical properties of strip cast 1008 steel after simulated coiling, cold rolling and bath annealing, ISIJ Intern., t. 36, 1996, nr 9, 1190-1198
5. Korchynsky M., Zając S.: Fiat rolled products from thin slab technology Technical and economical potential, 5th Int. Conf. Achievements in Mechanical and Materials Engineering, Gliwice-Wisła 1996, s. 1-13
6. Gladman T.: University profile – Ferrous metallurgy at The University of Leeds, Ironmaking and Steelmaking, t. 21, 1994, nr 3, s. 170-173
7. Goto H., Miyazawa K., Yamaguchi K., Ogibayashi S., Tanaka K.; Effect of cooling rate on oxide precipitation during solidification of Iow carbon steels, ISIJ Intern., t. 34, 1994, nr 5, s. 414—419
8. Pickering F. B.; The Basis of Qantitative Metallography, Institute of Metallurgical Technicians, London, 1976
9. Garbarz B.: TTie effect of some continuous casting parameters and microaloying elements on the effectiveness of controlling of austenite grain size, Journal of Materials Processing Technology, t. 53, 1995, s. 147-158
10. Kejian H., Baker T. N.: Copper containing sulphide phases present in controlled rolled niobium-titanium bearing high strength Iow alloy steels. Materials Science and Technology, t. 8, 1992, s. 1082-1089
11. Wilson F. G., Gladman T.: Aluminium nitride in steel, International Materials Reviews, t. 33, 1988, nr 5, s. 221-286
12. Militzer M., Giumelli A., Hawbolt E. B., Meadowcroft T. R.: Austenite grain growth kinetics in Al.-killed plain carbon steels, Metallurgical and Materials Transactions A, t. 27A, 1996, s. 3399-3409

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-article-BOS3-0001-0016