Oddziaływanie ceru, lantanu i neodymu na morfologię i skład chemiczny wtrąceń niemetalicznych w stalach mikrostopowych

• Autorzy: Opiela, M.

Warianty tytułu

EN

Effect of cerium, lanthanum and neodymium on the morphology and chemical composition of non-metallic inclusions in microalloyed steels

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule opisano modyfikację składu chemicznego wtrąceń niemetalicznych pierwiastkami ziem rzadkich w nowo opracowanych stalach mikrostopowych. Badane stale przeznaczone są do produkcji elementów kutych metodą obróbki cieplno-plastycznej. Wytopy wykonano w indukcyjnym piecu próżniowym, a modyfikację wtrąceń niemetalicznych przeprowadzono miszmetalem w ilości 2,0 g na 1 kg stali. Skład chemiczny i morfologię wtrąceń niemetalicznych modyfikowano dodatkami Ce, La i Nd. Stwierdzono, że stale cechuje duża czystość metalurgiczna związana z małym stężeniem siarki (0,004%), fosforu (od 0,006 do 0,008%) oraz tlenu (6 ppm). Dużej czystości metalurgicznej odpowiada mały udział powierzchniowy wtrąceń niemetalicznych, wynoszący około 0,077%. Zdecydowaną większość stanowią drobne, globularne wtrącenia tlenkowo-siarczkowe lub siarczkowe o średniej powierzchni przekroju 17 mm2.

EN

The modification of the chemical composition of non-metallic inclusions by rare-earth elements in the new-developed microalloyed steels has been discussed in the paper. The investigated steels are assigned for production of forged elements by thermo-mechanical treatment. The steels were melted in a vaccum induction furnace and modification of non-metallic inclusions was carried out by the michmetal in the amount of 2.0g per 1kg of steel. The chemical composition and morphology of non-metallic inclusions was modified by additions of Ce, La and Nd. It was found that using material charge of high purity and a realization of metallurgical process in vacuum conditions result in a low concentration of sulfur (0.004%), phosphorus (from 0.006 to 0.008%) and oxygen (6 ppm). The high metallurgical purity is confirmed by a small surface fraction of non-metallic inclusions averaging 0.077%. A large majority of non-metallic inclusions are fine, globular oxide-sulfide or sulfide particles with a mean cross-section of 17 μm2.

Słowa kluczowe

PL

modyfikacja; wytrącenia niemetaliczne; stale mikrostopowe

EN

modification; non-metallic inclusion; microalloyed steels

• Czasopismo: Hutnik, Wiadomości Hutnicze
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 81, nr 3
• Strony: 142--148
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Opiela, M.

• Politechnika Śląska, Wydział Mechaniczny Technologiczny, Instytut Materiałów Inżynierskich i Biomedycznych, ul. Konarskiego 18A, 44-100 Gliwice,

Bibliografia

• 1. Ishikawa F., Takahasi T., Ochi T.: Intergranular ferrite nucleation in medium-carbon vanadium steels, Met. Materials Transaction A, vol. 25, 1994, pp. 926÷936
• 2. Oikawa K., Ishida K., Nishizawa T.: Effect of titanium addition on the formation and distribution of MnS inclusions in steel during solidification, ISIJ International, vol. 37, 1997, pp. 332÷338
• 3. Wypartowicz J., Podorska D.: Kształtowanie składu chemicznego wydzieleń tlenkowo-siarczkowych przy odtlenianiu sta-li manganem, krzemem i tytanem, Hutnik-Wiadomości Hutnicze, 2006, nr 3, s. 91÷96
• 4. Gladman T.: The Physical Metallurgy of Microalloyed Steels, The Institute of Materials, London, 1997
• 5. Adamczyk J.: Inżynieria Materiałów Metalowych cz. 1, wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice, 2004
• 6. Kiessling R., Lange N.: Non metallic inclusions in steel, The Institute of Materials, London, 1997
• 7. Lis T., Nowacki K., Kania H.: Improvement of steel purity by ladle metallurgy, Hutnik-Wiadomości Hutnicze, 2001, nr 10, s. 356÷361
• 8. Bolanowski K.: Wpływ dodatków metali ziem rzadkich na strukturę i własności stali, Hutnik-Wiadomości Hutnicze, 2004, nr 7-8, s. 323÷325
• 9. Grajcar A.: Modyfikacja wtrąceń niemetalicznych pierwiastkami ziem rzadkich w niskostopowych stalach typu C-Mn-Si-Al, Rudy i Metale Nieżelazne, 2010, nr 3, s. 143÷152
• 10. Grajcar A., Galisz U., Bulkowski L.: Modyfikacja wtrąceń niemetalicznych pierwiastkami ziem rzadkich w wysokomanganowych stalach austenitycznych typu C-Mn-Si-Al, Hutnik-Wiadomości Hutni-cze, 2011, nr 2, s. 178÷187
• 11. Garbarz B., Żak A., Wojtas J., Molenda R.: Wpływ dyspersyjnych wtrąceń niemetalicznych na rozrost ziarn austenitu w stalach mikrostopowych, Inżynieria Materiałowa, nr 1, 1999, s. 5÷12
• 12. Garbarz B.: The effect of some continuous casting parameters and microalloying elements on the effectiveness of controlling of austenite grain size, Journal of Materials Processing Technology, vol. 53, 1995, pp. 147÷158
• 13. Garbarz B., Marcisz J., Wojtas J.: TEM analysis of fine sulfides dissolution and precipitation in steel, Materials Chemistry and Physics, vol. 81, 2003, pp. 486÷489
• 14. Kejian H., Baker T.N.: Copper containing sulfide phases present in controlled rolled niobium-titanium bearing high strength low alloy steels, Materials Science and Technology, vol. 8, 1992, pp. 1082÷1089
• 15. Shim J., Oh Y., Suh J., Cho Y., Byun J., Lee D.: Ferrite nucleation potency of non-meatallic inclusions in medium carbon steels, Acta Materiala, vol. 49, 2001, pp. 2115÷2122
• 16. Shim J., Cho Y., Chung S., Lee D.: Nucleation of inter- granular ferrite at Ti2O3 particle in low carbon steel, Acta Materiala, vol. 47, 1999, pp. 2751÷2760
• 17. Vainola R. V., Holappa L. E., Karvonen P. H.: Modern steel-making technology for special steels, Journal of Materials Processing Technology, vol. 53, 1995, pp. 453÷465
• 18. Wolańska N., Lis A.K., Lis J.: Investigation of C-Mn-B steel after hot deformation, Archives of Materials Science and Engineering, vol. 28, 2007, pp. 119÷125
• 19. Wolańska N., Lis A.K., Lis J.: Microstructure investigation of low carbon steel after hot deformation, Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering, vol. 20, 2007, pp. 291÷294
• 20. Opiela M., Grajcar A.: Modification on non-metallic inclusions by rare-earth elements in microalloyed steels, Archives of Found-ry Engineering, vol. 12, 2012, pp. 129÷134
• 21. Pytel S.: Ocena odkształcalności wtrąceń niemetalicznych w stali, wyd. Politechniki Krakowskiej, Kraków, 1989
• 22. Dziadur W., Wielgosz R., Zaczyk A.: Modyfikacja wtrąceń siarczkowych w stalach niskowęglowych, wyd. Politechniki Krakowskiej, Kraków, 1988
• 23. Yang J., Wang X., Jiang M., Wang W.: Effect of calcium treatment on non-metallic inclusions in ultra-low oxygen steel refined by high basicity high Al2O3 slag, Journal of Iron and Steel Research, vol. 18, 2011, pp. 8÷14