Modyfikacja wtrąceń niemetalicznych pierwiastkami ziem rzadkich w wysokomanganowych stalach austenitycznych typu C-Mn-Si-Al

Grajcar, A.; Galisz, U.; Bułkowski, L.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Modyfikacja wtrąceń niemetalicznych pierwiastkami ziem rzadkich w wysokomanganowych stalach austenitycznych typu C-Mn-Si-Al

Autorzy

Grajcar A. , Galisz U. , Bułkowski L.

Identyfikatory

Warianty tytułu

Modification of non-metallic inclusions by rare-earth elements in high-manganese austenitic C-Mn-Si-Al-type steels

Języki publikacji

Abstrakty

W artykule opisano modyfikację składu chemicznego wtrąceń niemetalicznych pierwiastkami ziem rzadkich w nowoczesnej grupie stali austenitycznych wysokomanganowych typu C-Mn-Si-Al z mikrododatkami Nb i Ti. Wytopy trzech stali o różnej zawartości Si, Al i Ti wykonano w indukcyjnym piecu próżniowym, a modyfikację wtrąceń niemetalicznych przeprowadzono miszmetalem w ilości 0,87 g lub 1,74 g na 1 kg stali. Stwierdzono, że stale cechuje duża czystość metalurgiczna związana z małym stężeniem fosforu i gazów oraz nieco większa zawartość S, wprowadzanej do kąpieli wraz z manganem elektrolitycznym. Stale zawierają w większości drobne wtrącenia siarczkowe o wielkości od 21 do 25 mm2, a ich udział wynosi od 0,047 do 0,09 %, zależnie od zawartości w stali siarki. Oprócz siarczków duży udział stanowią węglikoazotki tytanu. Korzystny wpływ na ograniczenie udziału wtrąceń niemetalicznych i ich podatności do wydłużania w kierunku walcowania wywiera większy dodatek miszmetalu oraz mikrododatku tytanu. Środkową część zmodyfikowanych wtrąceń niemetalicznych stanowi zazwyczaj (Mn,Ti)S, a Ce, La i Nd zlokalizowane są na obrzeżach wtrąceń.

Modification of chemical composition of non-metallic inclusions by rare-earth elements in an advanced group of high-manganese austenitic C-Mn-Si-Al-type steels with Nb and Ti microadditions was presented in the paper. Heats of three new-developed steels of a various content of Si, Al and Ti were melted in a vacuum induction furnace and a modification of non-metallic inclusions was carried out by the mischmetal in the amount of 0.87g or 1.74g per 1kg of steel. It was found that the steels are characterized by high metallurgical cleanness connected with low concentrations of phosphorus and gases at a slightly higher sulphur content, introduced to a melt together with electrolytic manganese. The steels contain fine sulfide inclusions with a mean size from 21 to 25 ?m2 in a majority and their fraction equals from 0.047 to 0.09 %, depending on sulphur and titanium content as well as mischmetal addition. Besides the sulfides, a large fraction of titanium carbonitrides was identified. The beneficial influence in decreasing a fraction of non-metallic inclusions and their susceptibility to elongate in a rolling direction has a higher addition of mischmetal and titanium microaddition. Usually, a middle part of modified non-metallic inclusions consists of (Mn,Ti) S, whereas Ce, La and Nd are localized in boundary regions of inclusions.

Słowa kluczowe

modyfikacja wtrąceń niemetalicznych odkształcalność wtrąceń pierwiastki ziem rzadkich miszmetal stale wysokomanganowe mikrododatki

modification of non-metallic inclusions deformability of inclusions rare earth elements (REE) mischmetal high-manganese steels microadditions

Wydawca

Wydawnictwo SIGMA-NOT

Czasopismo

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

Rocznik

2011

Tom

Vol. 78, nr 2

Strony

178--187

Opis fizyczny

Bibliogr. 27 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Grajcar A.

autor

Galisz U.

autor

Bułkowski L.

Politechnika Śląska, Instytut Materiałów Inżynierskich i Biomedycznych, Zakład Inżynierii Materiałów Konstrukcyjnych i Specjalnych ul. Konarskiego 18A, 44-100 Gliwice, adam.grajcar@polsl.pl

Bibliografia

1. Lis A. K., Gajda B., Bałaga Z.: Analiza mikrostrukturalna stali TRIP typu CMnAlSi po obróbce cieplnej. Inżynieria Materiałowa, 2005, nr 5, s. 601÷603
2. Kuziak R., Kawalla R., Waengler S.: Advanced high strength steels for automotive industry. Archives of Civil and Mechanical Engineering, t. 8, 2008, nr 2, pp. 103÷117
3. Grajcar A.: Struktura stali C-Mn-Si-Al kształtowana z udziałem przemiany martenzytycznej indukowanej odkształceniem plastycznym. Gliwice, 2009, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej
4. Matlock D.: Microstructural aspects of advanced high strength sheet steels. Report of Advanced High Strength Steels Workshop, Arlington, Virginia, 2006, s.1÷25
5. Pietrzyk J., Michta G., Osuch W., Kruk A.: Stale niskowęglowe z efektem TRIP. Inżynieria Materiałowa, 2002, nr 4, s. 154÷156
6. Ganesh Sundara Raman S., Padmanabhan K.A.: Tensile deformation-induced martensitic transformation in AISI 304LN austenitic stainless steel. Journal of Materials Science Letters, t. 13, 1994, pp. 389÷392
7. Frommeyer G., Brüx U., Neumann P.: Supra-ductile and high-strength manganese-TRIP/TWIP steels for high energy absorption purposes. ISIJ International, t. 43, 2003, pp. 438÷446
8. Allain S., Chateau J.P., Bouaziz O., Migot S., Guelton N.: Correlations between the calculated stacking fault energy and the plasticity mechanisms in Fe-Mn-C alloys. Materials Science and Engineering A, t. 387-389, 2004, pp. 158÷162
9. Mazancova E., Schindler I., Mazanec K.: Stacking fault energy analysis of the high manganese TWIP and TRIPLEX alloys. Hutnicke Listy, 2009, nr 3, pp. 55÷58
10. Hamada A. S., Karjalainen L. P., Somani M. C.: The influence of aluminium on hot deformation behaviour and tensile properties of high-Mn TWIP steels. Materials Science and Engineering A, t. 467, 2007, pp. 114÷124
11. Grajcar A., Opiela M., Fojt-Dymara G.: The influence of hot-working conditions on a structure of high-manganese steel. Archives of Civil and Mechanical Engineering, t. 9, 2009, pp. 49÷58
12. Adamczyk J.: Inżynieria materiałów metalowych. Gliwice, 2004, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej
13. Pytel S.: Ocena odkształcalności wtrąceń niemetalicznych w stali. Kraków, 1989, Politechnika Krakowska, Monografia 78
14. Krawczyk J., Pawłowski B.: Wpływ wtrąceń niemetalicznych na pracę łamania stali 35B2+Cr w stanie ulepszonym cieplnie. Hutnik - Wiadomości Hutnicze, t. 76, 2009, nr 9, s. 684÷689
15. Rudnik S., Mazur W.: Wtrącenia w austenitycznej stali nierdzewnej. Hutnik, 1973, nr 4, s. 162÷169
16. Grajcar A., Kołodziej S., Krukiewicz W.: Corrosion resistance of high-manganese austenitic steels. Archives of Materials Science and Engineering, t. 41, 2010, pp. 77÷84
17. Bulkowski L., Pogorzałek J., Galisz U., Garbarz B., Marcisz J.: Charakterystyka technologii eksperymentalnego wytapiania stali w próżniowym piecu indukcyjnym typu VSG 100S i jej odlewania we wlewki przeznaczone do półprzemysłowej symulacji procesów przeróbki plastycznej. Hutnik-Wiadomości Hutnicze, t. 75, 2008, nr 9, s. 530÷536
18. Lis T.: Metalurgia stali o wysokiej czystości. Gliwice, 2009, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej
19. Lis T., Nowacki K., Kania H.: Poprawa czystości stali metodami metalurgii pozapiecowej. Hutnik-Wiadomości Hutnicze, t. 68, 2001, nr 10, s. 356÷361
20. Galisz U., Bulkowski L., Zdonek B., Grabelus J., Oficjalski R., Zalewski L.: Zapobieganie zarastaniu wylewów przy ciągłym odlewaniu stali przez modyfikację wtrąceń niemetalicznych wapniem. Hutnik-Wiadomości Hutnicze, t. 70, 2003, nr 12, s. 466÷471
21. Gigacher G., Krieger W., Scheller P.R., Thomser C.: Non-metallic inclusions in high-manganese-alloy steels. Steel Research International, 2005, nr 9, pp. 644÷649
22. Dziadur W., Wielgosz R., Zaczyk A.: Modyfikacja wtrąceń siarczkowych w stalach niskowęglowych. Kraków, 1988, Politechnika Krakowska, Monografia 65, s. 135÷147
23. Bolanowski K.: Wpływ dodatków metali ziem rzadkich na strukturę i własności stali. Hutnik-Wiadomości Hutnicze, t. 71, 2004, nr 7/8, s. 323÷325
24. Gladman T.: The Physical Metallurgy of Microalloyed Steels. Cambridge, 1997, University Press
25. Mazur M.: Metoda identyfikacji wtrąceń niemetalicznych pierwiastków metali ziem rzadkich (MZR) w stali za pomocą światła spolaryzowanego. Kraków, 1988, Politechnika Krakowska, Monografia 65, s. 149÷155
26. Grajcar A.: Modyfikacja wtrąceń niemetalicznych pierwiastkami ziem rzadkich w niskostopowych stalach typu C-Mn-Si-Al. Rudy Metale, t. 55, 2010, nr 3, s. 143÷152
27. Grajcar A., Borek W.: The thermo-mechanical processing of high-manganese austenitic TWIP-type steels. Archives of Civil and Mechanical Engineering, t. 8, 2008, pp. 29÷38

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-article-BPL8-0023-0068