ИЗМЕНЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ВКЛЮЧЕНИЙ В ПРОЦЕССЕ ВНЕПЕЧНОЙ ОБРАБОТКИ НИЗКОУГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ КЛАССА IF
Аннотация
Разработка новых более совершенных материалов для автомобильной промышленности позволяет производить более легкий кузов без потери прочностных характеристик конструкции. Это стало возможным благодаря созданию и последующему внедрению в производство таких марок стали, как IF (Interstitial Free) – стали без свободных атомов внедрения и IF-BH (Bake Hardening) – стали с упрочнением при горячей сушке. Приведен краткий обзор истории появления IF стали и сегодняшняя ситуация при производстве IF стали в России. Одним из критериев качества для сталей класса IF является чистота металла по неметаллическим включениям, которые негативно влияют на пластические свойства материала, приводят к образованию поверхностных дефектов плоского проката и снижают технологичность производства из-за уменьшения скорости разливки стали, так как вызывают «зарастание» сталеразливочных стаканов. В работе представлены результаты исследования содержания, состава, размеров и морфологии неметаллических включений в пробах металла, отобранных по всей технологической цепочке производства стали класса IF на этапах выплавки, внепечной обработки, разливки. Использованы методы количественного металлографического анализа шлифа, электрохимического осаждения (ЭО) с последующим рентгеновским микроанализом выделенных включений, Оже-электронной спектроскопии, фракционного газового анализа (ФГА). В результате анализа включений в исследованных образцах на сканирующем электронном микроскопе по морфологическим признакам выделено пять характерных типов включений, которые снижают эксплуатационные свойства и прочностные характеристики произведенных из них материалов. Результаты анализа неметаллических включений в пробах металла, полученных методом ЭО, находятся в хорошем соответствии с результатами определения оксидных неметаллических включением методом ФГА. С помощью фракционного газового анализа установлена динамика изменения содержания различных типов оксидных неметаллических включений по ходу внепечной обработки стали. Показано, что применение метода ФГА позволяет проводить анализ причин образования неметаллических включений в металле и вносить корректирующие операции в технологический процесс.
Об авторах
Д. В. ГоркушаРоссия
аспирант кафедры металлургии стали, новых производственных технологий и защиты металлов
119049, Москва, Ленинский пр., 4
К. В. Григорович
Россия
член-корр. РАН, д.т.н., профессор кафедры металлургии стали, новых производственных технологий и защиты металлов, зав. лабораторией диагностики материалов
119049, Москва, Ленинский пр., 4; 119991, Москва, Ленинский пр., 49
А. В. Карасев
Швеция
д.т.н., профессор
Kungliga Tekniska Högskolan, SE-100 44, Stockholm, Sweden
О. А. Комолова
Россия
к.т.н., доцент кафедры металлургии стали, новых производственных технологий и защиты металлов, старший научный сотрудник
119049, Москва, Ленинский пр., 4; 119991, Москва, Ленинский пр., 49
Список литературы
1. Hideaki Kimura. Advances in high-purity IF steel manufacturing technology // Nippon steel technical report. 1994. April. No. 61. P. 65 – 69.
2. Зинько Б.Ф., Степанова А.А., Изотов А.В. Особенности технологии выплавки IF-стали со сверхнизким содержанием примесей. – В кн.: Современные достижения в металлургии и технологии производства сталей для автомобильной промышленности. Междунар. семинар 17 – 18 февраля 2004 г., Москва, 2004. С. 57 – 59, 63 – 64.
3. Родионова И., Филиппов Г. Технологические аспекты производства сталей для автомобилестроения // Национальная металлургия. 2004. № 2. С. 93 – 97.
4. Титов В. Стальной прокат для автомобильной промышленности // Национальная металлургия. 2004. № 5. С. 84 – 89.
5. Дзоценидзе Т.Д. Научные аспекты создания новых средств развития транспортной инфраструктуры, реализующих современные достижения металлургии высокопрочных сталей // Металлург. 2008. № 5. С. 6 – 10.
6. Takechi Н. Recent progress in technology for IF-Steels in Japan // Int. Forum for the Properties and Application of IF-Steels. IF-Steels 2003. P. 63 – 71.
7. Такеши Х. Результаты исследований листовой IF-стали // Современные достижения в металлургии и технологии производства сталей для автомобильной промышленности. Междунар. семинар 17 – 18 февраля 2004 г., Москва, 2004. С. 46 – 48.
8. Томас Айхерт. Внедрение технологии RH-вакуумирования стали на примере российских заводов // Металлургическое производство и технология. 2012. № 2. С. 20 – 30.
9. Колесников Ю. А., Бигеев В.А., Сергеев Д.С. Метод моделирования процесса выплавки стали в конвертере с использованием производственных данных // Изв. вуз. Черная металлургия. 2017. Т. 60. №. 9. С. 698 – 705.
10. Toshio Uetani, Nagayasu Bessho. Iron and steelmaking technologies as fundamentals for the steel production // Kawasaki steel technical report. June 2001. No. 44. P. 43 – 51.
11. Zulfiadi Zulhan, Christian Schrade. Vacuum Treatment of Molten Steel: RH (Rurhstahl Heraeus) versus VTD (Vacuum Tank Degasser). 2014 SEAISI Conference and Exhibition, on May 26-29, 2014. Kuala Lumpur.
12. Ghosh Pampa, Ghosh Chiradeep, Ray R.K. Precipitation in in terstitial free high strength steels // ISIJ International. 2009. Vol. 49. No. 7. P. 1080 – 1086.
13. Manish Marotrao Pande, Muxing Guo. Determination of steel cleanliness in ultra low carbon steel by pulse discrimination analysisoptical emission spectroscopy technique // ISIJ International. 2011. Vol. 51. No. 11. P. 1778 – 1787.
14. Rob Dekkers. Ph.D. Thesis. Katholieke Universiteit Leuven. Leuven, Belgium. 2002.
15. Jouni Ikäheimonen, Kauko Leiviskä, Jari Ruuska, Jarkko Matkala. Nozzle clogging prediction in continuous casting of steel // 15th Triennial World Congress on July 21 – 26, 2002. Barcelona, Spain. P. 143 – 147.
16. Tehovnik F., Burja J., Arh B., Knap M. Submerged entry nozzle clog ging during continuous casting of al-killed steel // Metalurgija. 2015. No. 54 (2). P. 371 – 374.
17. Karasev A.V., Gorkusha D., Grigorovich K.V., Jönsson Pär G. Characterization of non-metallic inclusions and clusters in steels by using different modern analytical techniques // 10th International Conference CLEAN STEEL on September 18 – 20, 2018. Budapest, Hungary.
18. Богомолова Н.А. Практическая металлография: Учебник для техн. училищ. – 2-е изд., испр. – М.: Высш. школа, 1982. – 272 c.
19. Elovikov S.S. Auger electron spectroscopy // International Soros Science Education Program. 2001. Vol. 7. No. 2. P. 82 – 88.
20. ГОСТ Р ИСО 16242-2016. Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ). Химический анализ поверхности. Ожеэлектронная спектроскопия. Регистрация и представление данных. – М.: Стандартинформ, 2016.
21. Krasovskii P.V., Gruner W., Grigorovitch K.V. Comparative study of oxide speciation in steel by inert gas fusion technique // Steel Res. Int. 2006. Vol. 77. No. 1. P. 50 – 58.
22. Grigorovich K., Shibaev S.S. Optimization of the clean steels ladle treatment and non-metallic inclusion control // Metal. 2007. Vol. 5. P. 1 – 8.
23. Karasev A.V., Suito H. Analysis of size distributions of primary oxide inclusions in Fe-10 mass pct Ni-M (M = Si, Ti, Al, Zr, and Ce) alloy // Metall. Mater. Trans. B. 1999. No. 30B. P. 259 – 270.
24. Ohta H., Suito H. Characteristics of particle size distribution of deoxidation products with Mg, Zr, Al, Ca, Si/Mn and Mg/Al in Fe-10 mass % Ni alloy // ISIJ Int. 2006. No. 46 (1). P. 14 – 21.
25. Kanbe Y., Karasev A., Todoroki H., Jönsson P.G. Application of extreme value analysis for two- and three-dimensional determina tions of the largest inclusion in metal samples // ISIJ Int. 2011. No. 51 (4). P. 593 – 602.
Рецензия
Для цитирования:
Горкуша Д.В., Григорович К.В., Карасев А.В., Комолова О.А. ИЗМЕНЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ВКЛЮЧЕНИЙ В ПРОЦЕССЕ ВНЕПЕЧНОЙ ОБРАБОТКИ НИЗКОУГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ КЛАССА IF. Известия высших учебных заведений. Черная Металлургия. 2019;62(5):345-352. https://doi.org/10.17073/0368-0797-2019-5-345-352
For citation:
Gorkusha D.V., Grigorovich K.V., Karasev A.V., Komolova O.A. CONTENT MODIFICATION OF DIFFERENT TYPES OF NONMETALLIC INCLUSIONS DURING LOW-CARBON IF STEEL LADLE TREATMENT. Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 2019;62(5):345-352. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/0368-0797-2019-5-345-352