Evaluation of the chemical composition and microcleanliness of the steel samples from the heavy forging ingot

• Autorzy: Michalek K. , Tkadlečková M. , Gryc K. , Machovčák P.

Identyfikatory

DOI

10.2478/amm-2013-0142

Warianty tytułu

PL

Ocena składu chemicznego i mikroczystości próbek stalowych z próbek stalowych z ciężkich wlewków przeznaczonych do kucia

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents new results obtained from the evaluation of the chemical composition, microcleanliness and structure of the 90-ton heavy ingot cast in two successive heats, in which the content of Cu and Ni was intentionally modified in order to assess the degree of mutual mixing of the two heats in the ingot volume during the steel casting and solidification. For determination of chemical composition, spectral analysis and LECO were used. Microcleanliness evaluation was carried out on a Hitachi microanalytical complex equipped with the energy-dispersive spectrometer Vantage. To assess the composition of oxide non-metallic inclusions ternary diagrams were used. Structure of the basic steel matrix was induced by etching. The evaluation showed that in the casting of two successive heats, a certain degree of inhomogeneity of chemical composition, especially in the lower part of the ingot can be assumed in case of different composition. A greater segregation of sulphur in the central top part of the ingot was also detected. However, microcleanliness of the entire ingot is in general very good with low proportions of non-metallic inclusions.

PL

W pracy tej przedstawiono, wyniki uzyskane z oceny składu chemicznego, czystości w skali mikro i struktury 90 tonowych wlewków odlanych w dwóch kolejnych sekwencjach, w których zawartości Cu i Ni celowo zmieniono, dla oceny stopnia wzajemnego mieszania się dwóch wytopów w objętości wlewka podczas odlewania i krzepnięcia stali. Dla określenia składu chemicznego zastosowano analizę spektralną i LECO. Badania mikroczystości przeprowadzono na zespole urządzeń do mikroanalizy Hitachi wyposażonym w spektrometr energii rozproszonej Vantage. Dla oceny składu tlenkowych wtrąceń niemetalicznych użyto trójskładnikowych układów równowagi. Struktura podstawowej osnowy stali została ujawniona za pomocą trawienia. Ocena wykazała, iż przy odlewaniu dwóch kolejnych odlewów, można zakładać pewien stopień niejednorodności składu chemicznego, zwłaszcza w dolnej części wlewka, zwłaszcza przy różnych składach chemicznych. Stwierdzono również większą segregację siarki w centralnej części wlewka Jednakże, mikroczystość całego wlewka jest na ogół bardzo dobra, przy niskich proporcjach wtrąceń niemetalicznych.

Słowa kluczowe

EN

heavy steel ingot; microcleanliness; inclusion; microstructure; macrostructure

PL

wlewki stalowe ciężkie; mikroczystość; wtrącenia; mikrostruktura; makrostruktura

• 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: 2013
• Tom: Vol. 58, iss. 4
• Strony: 1161--1167
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys.

Twórcy

autor

Michalek K.

• VSB-Technical University of Ostrava, Faculty of Metallurgy and Materials Engineering, Department of Metallurgy and Foundry, and Regional Materials Science and Technology Centre, 17. Listopadu 15/2172, Ostrava-Poruba, Czech Republic

autor

Tkadlečková M.

• VSB-Technical University of Ostrava, Faculty of Metallurgy and Materials Engineering, Department of Metallurgy and Foundry, and Regional Materials Science and Technology Centre, 17. Listopadu 15/2172, Ostrava-Poruba, Czech Republic

autor

Gryc K.

• VSB-Technical University of Ostrava, Faculty of Metallurgy and Materials Engineering, Department of Metallurgy and Foundry, and Regional Materials Science and Technology Centre, 17. Listopadu 15/2172, Ostrava-Poruba, Czech Republic

autor

Machovčák P.

• Vitkovice Heavy Machinery A. S., Ostrava, Czech Republic

Bibliografia

• [1] L. Zhang, B. Thomas, Evaluation and control of steel cleanliness - review. In 85th Steelmaking Conference Proceedings, ISS-AIME, Warrendale, PA, 431-452 (2002).
• [2] P. Machovcák, A. Opler, M. Tkadlečková, K. Michalek, K. Gryc, V. Krutis, M. Kováč, The utilization of Numerical Modelling To optimize the Production of Heavy Forging Ingots in Vitkovice Heavy Machinery, a.s. In 1st International Conference on Ingot Casting, Rolling and Forging ICRF, Aachen, Germany, 3-7 (2012).
• [3] M. Tkadlečková, K. Gryc, P. Machovčák, P. Klus, K. Michalek, L. Socha, M. Kováč, Setting a numerical simulation of filling and solidification of heavy steel ingots based on real casting conditions, Materiali in Technologije 46 (4), 399-402 (2012).
• [4] M. Tkadlečková, P. Machovcák, K. Gryc, K. Michalek, L. Socha, P. Klus, Numerical modelling of macrosegregation in heavy steel ingot, Archives of metallurgy and materials 58 (1), 171-177 (2013).
• [5] B. Smetana, M. Zaludová, M. Tkadlečková, J. Dobrovská, S. Zlá, K. Gryc, P. Klus, K. Michalek, P. Machovčák, L. Reháčková, Experimental verification of hematite ingot mould heat capacity and its direct utilisation in simulation of casting process, Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 112 (1), 473-480 (2013).
• [6] K. Tashiro, S. Watanabe, I. Kitagawa, I. Tamura, Influence of Mould Design on the Solidification and Soundness of Heavy Forging Ingots. ISIJ Inter., 312-321 (1983).
• [7] A. Kermanpus, M. Eskandari, H. Purmohamad, M. A. Soltani, B. Shateri, Influence of mould design on the solidification of heavy forging ingots of low alloy steels by numerical simulation, Materials and Design, 31 (3), 1096-1104 (2010).
• [8] O. Bogdan, Numerical Analysis of Casting Technology and A-segregation Prediction in AISI 4340 Forgings Products. Industrial Soft, Montreal, Canada, http://castingsnet.com/AISI4340-casting-report.pdf, (2010).
• [9] M. Kearney, M. Crabbe, J. Talamantes-Silva, Development and manufacture of large plate mill rolls, Ironmaking and Steelmaking, 34 (5), 380-383 (2007).
• [10] K. Janiszewski, Influence of slenderness ratios of a multi-hole ceramic filters at the effectiveness of process of filtration of non-metallic inclusions from liquid steel, Archives of metallurgy and Materials 57 (1), 135-143 (2012).
• [11] L. Bulkowski, U. Galisz, H. Kania, Z. Kudlinski, J. Pieprzyca, J. Baranski, Industrial tests of steel filtering process, Archives of metallurgy and Materials 57 (1), 363-369 (2012).
• [12] P. G. Joensson, A. Tilliander, S. Yokoya, Z. A. Zhang, Anumerical study of swirl blade effects in uphill teeming casting, ISIJ INT. 50 (12), 1756-1762 (2010).