Preview

Известия высших учебных заведений. Черная Металлургия

Расширенный поиск

Исследование влияния прямого микролегирования конструкционных сталей бором на их структуру и механические свойства

https://doi.org/10.17073/0368-0797-2020-9-716-720

Полный текст:

Аннотация

В конвертерном цехе АО «АрселорМиттал Темиртау» разработана и освоена технология прямого микролегирования к ционных сталей бором. Микролегирование проведено за счет восстановления бора из формируемых на установках ковш-печь шлаков системы CaO – SiO2 – B2O3 – MgO – Al2O3. Применение разработанной технологии обеспечило в сталях 08кп, 3сп, 3пс и 09Г2С содержание бора 0,0016 – 0,0050 %, достаточно высокую степень десульфурации металла 36,8 – 51,7 %, сокращение расхода марганцевых ферросплавов на 0,3 – 0,6 кг/т стали, улучшение экологической обстановки за счет отказа от применения плавикового шпата. Для стали марки 09Г2С предел текучести σт и временного сопротивления σв экспериментального металла выше, чем у стали без бора в среднем на 27 и 24 МПа соответственно. Величина относительного удлинения δ металлопроката с бором увеличилась в среднем на 0,2 %. Балл зерна металлопроката толщиной 2,0 – 2,5 мм стали 08кп, содержащей 0,001 % бора, с пониженной до 0,18 % концентрацией марганца, достигает 10,0 против 9,0 на плавках текущего производства. Предел текучести σт и временное сопротивление σв экспериментального металла в среднем на 6,0 и 5,0 МПа выше, чем у сравнительного. Относительное удлинение δ экспериментального металла достигает 36,3 % (на плавках текущего производства 33,3 %). Экспериментальный металлопрокат стали марки 3пс с пониженной на 0,02 % концентрацией марганца, содержащий в среднем 0,001 % бора, характеризуется повышенными пределом текучести, временным сопротивлением (в среднем на 2,0 и 9,0 МПа соответственно) и относительным удлинением, достигающим в среднем 21,0 %, мелкозернистой структурой. Металлопрокат стали 3сп, микролегированной бором, толщиной 4,0 мм с пониженным до 0,43 % содержанием марганца, характеризуется улучшенными прочностными свойствами с сохранением пластических характеристик. Абсолютная величина предела текучести и временное сопротивление на разрыв стали на 4,0 и 2,0 МПа больше прочностных характеристик стали без бора.

Об авторах

А. А. Бабенко
Институт металлургии УрО РАН
Россия

д.т.н., главный научный сотрудник лаборатории стали и ферросплавов

620016, Екатеринбург, ул. Амундсена, 101



В. И. Жучков
Институт металлургии УрО РАН
Россия

д.т.н., главный научный сотрудник лаборатории стали и ферросплавов

620016, Екатеринбург, ул. Амундсена, 101



А. А. Акбердин
«Химико-металлургический институт им. Ж. Абишева», филиал РГП Национальный центр по комплексной переработке сырья РК
Казахстан

д.т.н., заведующий лабораторией «Бор»

100009, Караганда, ул. Ермекова, 63



А. В. Сычев
Институт металлургии УрО РАН
Россия

к.т.н., старший научный сотрудник лаборатории стали и ферросплавов

620016, Екатеринбург, ул. Амундсена, 101



А. С. Ким
«Химико-металлургический институт им. Ж. Абишева», филиал РГП Национальный центр по комплексной переработке сырья РК
Казахстан

д.т.н., главный научный сотрудник лаборатории «Бор»

100009, Караганда, ул. Ермекова, 63



Список литературы

1. Пилюшенко В.Л., Вихлещук В.А. Научные и технологические основы микролегирования стали. – М.: Металлургия, 2000. – 384 с.

2. Голубцов В.А., Лунев В.В. Модифицирование стали для отливок и слитков. – Челябинск-Запорожье: ЗНТУ, 2009. – 356 с.

3. Гольдштейн Я.Е., Мизин В.Г. Модифицирование и микролегирование чугуна и стали. – М.: Металлургия, 1986. – 272 с.

4. Бор, кальций, ниобий и цирконий в чугуне и стали / Пер. с англ. В.А. Мчедлишвили и В.В. Ховрина; под ред. С.М. Винарова. – М.: Металлургиздат, 1961. – 459 с.

5. Лякишев Н.П., Плинер Ю.Л., Лаппо С.И. Борсодержащие стали и сплавы. – М.: Металлургия, 1986. – 192 с.

6. Бабенко А.А., Жучков В.И., Леонтьев Л.И. и др. Микролегирование стали бором – перспективное направление повышения конкурентоспособности отечественной металлопродукции. – В кн.: Тр. научно-практ. конф. «Перспективы развития металлургии и машиностроения с использованием завершенных фундаментальных исследований и НИОКР». – Екатеринбург: ООО «УИПЦ», 2013. С. 162 – 165.

7. Пикеринг Ф.Б. Физическое металловедение и разработка сталей. – М.: Металлургия, 1982. – 182 с.

8. Heckmann C.J., Ormston D., Grimpe F. Development of low carbon Nb – Ti – B microalloyed stells for high strength large diameter linepipe // Ironmaking and Steelmaking. 2005. Vol. 32. No. 4. P. 337 – 371.

9. Upadhyay N., Pujar M.G., Sakthivel T., Mallika C., Laha K., Mudali U.Kamachi. Effect of addition of boron and nitrogen on the corrosion resistance of modified 9Cr-1Mo ferritic steel // Procedia Engineering. 2014. Vol. 86. P. 606 – 614.

10. Zhang Ya-long, Zhang Ying-yi, Yang Fei-hua, Zhang Zuo-tai. Effect of alloying elements (Sb, B) on recrystallization and oxidation of Mn-containing IF steel // Journal of Iron and Steel Research Int. 2013. Vol. 20. No.3. P. 39 – 44.

11. Yang H., Wang Xi-xia, Qu Jin-bo. Effect of boron on CGHAZ microstructure and toughness of high strength low alloy steels // Journal of Iron and Steel Research Int. 2014. Vol. 21. No. 8. P. 787 – 792.

12. Pan Tao, Wang Xiaoyong, Su Hang, Yang Caifu. Effect of alloying element Al on hardenabilitity and mechanical properties of micro-B treated ultra-heavy plate steels // Acta Metallurgica Sinica. 2014. Vol. 50. No.4. P. 431 – 438.

13. Wan Yong, Chen Weiqing. Effect of boron content on the microstructure and magnetic properties of non-oriented electrical steels // Journal of Wuhan University of Technology-Mater. Sci. Ed. 2015. Vol. 30. No. 3. P. 574 – 579.

14. Kyung Chul Choa, Dong Jun Mun, Yang Mo Koo, Jae Sang Lee. Effect of niobium and titanium addition on the hot ductility of boron containing steel // Materials Science and Engineering: A. 2011. Vol. 528. No. 10. P. 3556 – 3561.

15. Lopez-Chipres E., Mejia I., Maldonado C., Bedolla-Jacuinde A., ElWahabi M., Cabrera J.M. Hot flow behavior of boron microalloyed steels // Materials Science and Engineering: A. 2008. Vol. 480. No. 1-2. P. 49 – 55.

16. Stumpf W., Banks K. The hot working characteristics of a boron bearing and conventional low carbon steel // Materials Science and Engineering: A. 2006. Vol. 418. No. 1. Р. 86 – 94.

17. Wang H., Zhang T., Zhu H., Li G., Yan Y., Wang J. Effect of В2 О3 on melting temperature, viscosity and desulfurization capacity of CaO-based refining flux // ISIJ International. 2011. Vol. 51. No. 5. Р. 702 – 706.

18. Технологическая инструкция ТИ СК-01 – 2007 «Выплавка стали в кислородных конвертерах». – Темиртау: АО «АрселорМиттал Темиртау», 2007.

19. Технологическая инструкция ТИ СК-07 – 2007 «Внепечная обработка стали для слябовых МНЛЗ». – Темиртау: АО «АрселорМиттал Темиртау», 2007.

20. Применение бора и его соединений в металлургии / В.И. Жучков, Л.И. Леонтьев, А.А. Акбердин и др. – Новосибирск: Академиздат, 2018. – 156 с.


Для цитирования:


Бабенко А.А., Жучков В.И., Акбердин А.А., Сычев А.В., Ким А.С. Исследование влияния прямого микролегирования конструкционных сталей бором на их структуру и механические свойства. Известия высших учебных заведений. Черная Металлургия. 2020;63(9):716-720. https://doi.org/10.17073/0368-0797-2020-9-716-720

For citation:


Babenko A.A., Zhuchkov V.I., Akberdin A.A., Sychev A.V., Kim A.S. Effect of direct microalloying of boron-containing structural steels on their structure and mechanical properties. Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 2020;63(9):716-720. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/0368-0797-2020-9-716-720

Просмотров: 151


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 0368-0797 (Print)
ISSN 2410-2091 (Online)