blackmetИзвестия высших учебных заведений. Черная МеталлургияIzvestiya. Ferrous Metallurgy0368-07972410-2091National University of Science and Technology "MISIS"10.17073/0368-0797-2015-6-439-443blackmet-682Research ArticleМАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ И НАНОТЕХНОЛОГИИMATERIAL SCIENCE AND NANOTECHNOLOGIESОБРАЗОВАНИЕ НИТРИДОВ ТИТАНА В СТАЛЬНЫХ РАСПЛАВАХ – ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ НА ОСНОВЕ УТОЧНЕННЫХ СПРАВОЧНЫХ ДАННЫХFORMATION OF TIN INCLUSIONS IN STEEL MELTS – THERMODYNAMIC CALCULATIONS BASED ON THE VERIFIED DATAЛысенковаЕ. В.LysenkovaE. V.

Ассистент кафедры металлургии стали и ферросплавов

Assistant of the Chair “Metallurgy of steel and ferroalloys” dy>

alstom@misis.ruСтомахинЯ. И.StomakhinA. Ya.

Доктор технических наук, профессор кафедры металлургии стали и ферросплавов

Dr.Sci. (Eng.), Professor of the Chair “Metallurgy of steel and ferroalloys”

alstom@misis.ruНациональный исследовательский технологический университет «МИСиС»РоссияNational University of Science and Technology “MISIS”Russian Federation201510072015586439443Copyright © Лысенкова Е.В., Стомахин Я.И., 20152015Лысенкова Е.В., Стомахин Я.И.Lysenkova E.V., Stomakhin A.Y.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://fermet.misis.ru/jour/article/view/682

С использованием новых, уточненных авторами ранее справочных данных после дополнительной проверки их адекватности рассчитаны термодинамические условия образования включений TiN в расплавах сталей типов Х18Н12Т (18/12) и Х20Н20Т (20/20). Определены условия снижения загрязненности указанных сталей скоплениями нитридов титана. Для упрощения расчетов создан общедоступный интерактивный сайт. Для расплава 20/20 условия образования TiN рассчитаны также с помощью системы Thermo-Calc. Полученные при этом значения растворимостей TiN значительно превышают результаты указанных выше расчетов, которые согласуются с известными экспериментальными данными. Эти расхождения связаны в основном с уточнением величин коэффициентов активности титана в расплавах на основе железа, которое в системе Thermo-Calc пока не учтено. Даны рекомендации по использованию результатов на практике.

Using the new, verified by the authors earlier reference data after additional check of their adequacy thermodynamic conditions of formation of inclusions of TiN in steel melts Cr18Ni12T (18/12) and Cr20Ni20T (20/20) types were calculated. Conditions of decrease in impurity specified melts by congestions of TiN were defined. For simplification of calculations the public interactive site is created. For the melt of 20/20 conditions of formation of TiN were calculated also by means of known Thermo-Calc system. The values of TiN solubilities received thus considerably exceed results of the calculations stated above which are compatible with known experimental data. These divergences are connected generally with verification of titan activity coefficients in melts on the iron base which in Thermo-Calc system are not considered yet. The authors have given the recommendations about the use of the research results on practice.

TiNазоттитаннитрид титанарастворимость нитридакоэффициент активностипараметр взаимодействияTiN. nitrogentitantitan nitridesolubility of nitrideactivity coefficientinteraction parameterReferencesСамсонова М.А., Костина М.В., Блинов В.М. Структура и свойства жаропрочных аустенитных азотсодержащих сталей после испытаний длительностью 104 часов. // Сб. тр. V Междунар. конф. «Деформация и разрушение материалов и наноматериалов» (Москва, 6 – 29 ноября 2013 г.). – М.: ИМЕТ РАН, 2013. С. 356 – 358.Samsonova M.A., Kostina M.V., Blinov V.M. The structure and properties of the nitrogen-containing heat resistant austenitic steels after test duration for 104 hours. In: sb. trudov V Mezhdunarodnoi konferentsii “Deformatsiya i razrushenie materialov i nanomaterialov” [Coll. of papers of the Vth International Conference “Deformation and Destruction of Materials and Nanomaterials”, November 26–29, 2013]. Moscow: IMET RAN, 2013, pp. 356–358. (In Russ.).Блинов В.М., Костина М.В., Блинов Е.В., Хадыев М.С. Структура и свойства жаропрочных аустенитных низкоуглеродистых сталей 01Х15Н22АГ2В4ТЮ и 02Х18Н12АГ11МФБ // Металлы. № 5. 2011. С. 17 – 32.Blinov V.M., Kostina M.V., Blinov E.V., Khadyev M.S. Structure and properties of high-temperature austenitic low-carbon 01Kh15N22AG2V4TYu and 02Kh18N12AG11MFB steels. Russian Metallurgy (Metally). 2011, no. 9, pp. 798–812.Стомахин А.Я., Лысенкова Е.В., Кан М.Ю. и др. Оптимизация присадок в сталь нитридообразующих элементов // Черные металлы. 2010. № 2. С. 15 – 19.Stomakhin A.Ya., Lysenkova E.V., Kan M.Yu., Klachkov A.A., Kolesnikov V.A. Optimization of nitride forming additive elements in steel. Chernye metally, 2010 no. 2, pp. 15–19. (In Russ.).Стомахин А.Я., Лысенкова Е.В. Коэффициент активности титана в расплавах на основе железа в условиях образования/растворения нитридов // Металлы. № 6. 2013. С. 30 – 35.Stomakhin A.Ya., Lysenkova E.V. Activity coefficient of titanium in iron-based melts under nitride formation/dissolution conditions. Russian Metallurgy (Metally). 2013, no. 11, pp. 834–839.Григорян В.А., Белянчиков Л.Н., Стомахин А.Я. Теоретические основы электросталеплавильных процессов. – М.: Металлургия, 1987. – 272 с.Grigoryan V.A., Belyanchikov L.N., Stomakhin A.Ya. Teore ticheskie osnovy elektrostaleplavil’nykh protsessov [Theoretical foundations of EAF process]. Moscow: Metallurgiya, 1987, 272 p. (In Russ.).http://www.thermocalc.sehttp://www.thermocalc.seWada H., Pehlke R.D. Nitrogen Solution and Titanium Nitride Precipitations in Liquid Fe-Cr-Ni Alloys // Met. Trans. 1977. Vol. 8B. September. P. 433 – 450.Wada H., Pehlke R.D. Nitrogen Solution and Titanium Nitride Precipitations in Liquid Fe-Cr-Ni Alloys. Met. Trans. Vol. 8B, September 1977, pp. 433–450.Shahapurkar D.S., Small W.M. Effect of Titanium on the Nitrogen Solubility in Complex Liquid Fe-Cr-Ni Alloys // Materials Transactions. 1987. Vol. 18B. March. P. 231 – 235. 9. Бородулин Г.М., Мошкевич Е.И. Нержавеющая сталь. – М.: Металлургия, 1973. – 320 с.Shahapurkar D.S. and Small W.M. Effect of Titanium on the Nitrogen Solubility in Complex Liquid Fe-Cr-Ni Alloys. Materials Transactions, Vol. 18B, March 1987, pp. 231–235.Рабинович А.В., Заславский Ю.Б., Милова И.М., Коростелев Г.Р. Разработка технологии твердофазного обезуглероживания и легирования азотом (ТОЛА) проката из высокохромистых сталей // Тр. Первой Всесоюзной конф. «Высокоазотистые стали» (Киев, 18 – 20 апреля 1990). С. 91 – 97.Sigworth G.K., Elliott J.F. The Thermodynamics of Liqid Dilute Iron Alloys. Metal Science, Vol. 8, 1974, pp. 298–308.Borodulin G.M., Moshkevich E.I. Nerzhaveyushchaya stal’ [Stainless steels]. Moscow: Metallurgiya, 1973, 320 p. (In Russ.).Borodulin G.M., Moshkevich E.I. Nerzhaveyushchaya stal’ [Stainless steels]. Moscow: Metallurgiya, 1973, 320 p. (In Russ.).Rabinovich A.V., Zaslavskii Yu.B., Milova I.M., Korostelev G.R. Development of technology for the solid-state decarburization and nitrogen doping (TOLA) of rolling products of high-chromium steels. In: Trudy 1-i Vsesoyuznoi Konferentsii «Vysokoazotistye stali». Kiev. 18-20 aprelya 1990 [Proceedings of the 1st All-Union Conference “High-Nitrogen Steels. Kiev, 1990], pp. 91–97. (In Russ.).Rabinovich A.V., Zaslavskii Yu.B., Milova I.M., Korostelev G.R. Development of technology for the solid-state decarburization and nitrogen doping (TOLA) of rolling products of high-chromium steels. In: Trudy 1-i Vsesoyuznoi Konferentsii «Vysokoazotistye stali». Kiev. 18-20 aprelya 1990 [Proceedings of the 1st All-Union Conference “High-Nitrogen Steels. Kiev, 1990], pp. 91–97. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.