The optimisation of titanium and nitrogen concentration in micro-alloyed steel

• Autorzy: Podorska D. , Wypartowicz J.

Warianty tytułu

PL

Optymalizacja stężenia azotu i tytanu w stali mikro-stopowej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper deals with the control of the concentrations of titanium and nitrogen content in micro-alloyed steel with the aim of preserving sufficient amounts of these components for precipitation of relevant amount of TiN inclusions in austenite. Fine TiN inclusions inhibit the growth of austenite grains during soaking prior to hot rolling. The analysis of three stages of secondary metallurgy treatment: deoxidization with aluminum, titanium addition and cooling down to liquidus temperature was based on the parameters of thermodynamic equilibrium between metallic phase and non-metallic phases present in the system. The equilibrium compositions of phases were calculated by means of the FactSage software. The low alloyed carbon steel containing 0.02 % C, 1.5 % Mn and 0.2 % Si was the subject of calculations. It was determined that deoxidization by means of aluminum reduces the oxygen concentration below 20 ppm. The TiN addition causes the formation of solid TiN and the modification of composition of liquid oxide precipitates with dissolved Ti2O3. The composition of obtained phases as well as the titanium distribution were determined for various initial nitrogen contents, steel deoxidization levels and titanium additions. It was stated that the most effective use of titanium from the view point of TiN formation in austenite appears at relatively low nitrogen concentration in steel, approximately 25 ppm.

PL

Praca analizuje kontrole stężenia tytanu i azotu w stalach mikro-stopowych podczas ich przygotowania do ciągłego odlewania pod kątem zachowania takiej ilości tych składników, która pozwoli na uzyskanie odpowiedniej ilości wydzieleń TiN w austenicie. Drobne wtrącenia TiN hamują wzrost ziaren austenitu podczas nagrzewania przed walcowaniem na gorąco. Analiza trzech etapów pozapiecowej obróbki stali: odtleniania glinem, wprowadzania tytanu oraz schłodzenia do temperatury likwidus oparta jest na wyznaczeniu parametrów termodynamicznej równowagi między fazą metaliczną i fazami niemetalicznymi obecnymi w układzie. Równowagowe składy faz zostały obliczone przy pomocy pakietu programów FactSage. Stal mikro-stopowa zawierająca 0.02 % C, 1.5 % Mn oraz 0.2 % Si była przedmiotem obliczeń. Stwierdzono, że odtlenianie przy pomocy glinu redukuje stężenie tlenu w ciekłej stali poniżej 20 ppm. Wprowadzenie tytanu powoduje tworzenie stałego TiN oraz modyfikacje składu ciekłej fazy tlenkowej poprzez rozpuszczanie w niej powstajacego Ti2O3. Skład chemiczny otrzymanych faz oraz rozdział tytanu między nie został wyznaczony dla różnych początkowych stężeń azotu, stopni odtlenienia stali oraz dodatków tytanu. Stwierdzono, że najefektywniejsze wykorzystanie wprowadzonego do stali tytanu z punktu widzenia wytworzenia TiN w austenicie występuje przy względnie niskim stężeniu azotu w stali, w przybliżeniu 25 ppm.

Słowa kluczowe

EN

micro-alloyed steel; TiN precipitation; structure control; inter-phase equilibrium

PL

stal mikrostopowa; wtrącenia TiN; równowaga międzyfazowa

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 54, iss. 3
• Strony: 823--828
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Podorska D.

autor

Wypartowicz J.

• AGH UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY, FACULTY OF METALS INGENEERING AND INDUSTRIAL COMPUTER SCIENCE, 30-059 KRAKÓW, 30 MICKIEWICZA AV., POLAND

Bibliografia

• [1] T. Senuma, ISIJ Intern. 42, 1-12 (2002).
• [2] W. Yan, Y. Shan, K. Yang, Met. Materials Trans. A 37A, 2147-2158 (2006).
• [3] http://www.factsage.com
• [4] J.-J. Pak, J.-O. Jo, S.-I. Kim, T.-I. Chung, S.-M. Seo, J.-H. Park, D.-S. Kim, ISIJ Intern. 47, 16-24(2007).
• [5] Z. Morita, T. Tanaka, T. Yanai, Met. Trans. B 18B, 195-202 (1987).
• [6] W.-Y. Kim, J.-O. Jo, D.-S. Kim, J.-J. Pak, SSIJ Intern. 47, 1082-1089 (2007).