PL195460B1 - Sposób rozdrabniania ziarna stali, stop do rozdrabniania ziarna stali i sposób wytwarzania stopu dorozdrabniania ziarna stali - Google Patents

Sposób rozdrabniania ziarna stali, stop do rozdrabniania ziarna stali i sposób wytwarzania stopu dorozdrabniania ziarna stali

Info

Publication number
PL195460B1
PL195460B1 PL01356321A PL35632101A PL195460B1 PL 195460 B1 PL195460 B1 PL 195460B1 PL 01356321 A PL01356321 A PL 01356321A PL 35632101 A PL35632101 A PL 35632101A PL 195460 B1 PL195460 B1 PL 195460B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
alloy
weight
steel
elements
liquid
Prior art date
Application number
PL01356321A
Other languages
English (en)
Other versions
PL356321A1 (pl
Inventor
Oystein Grong
Ole Svein Klevan
Original Assignee
Elkem Materials
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Elkem Materials filed Critical Elkem Materials
Publication of PL356321A1 publication Critical patent/PL356321A1/pl
Publication of PL195460B1 publication Critical patent/PL195460B1/pl

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/04Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
    • B22D11/0405Rotating moulds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62MRIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M9/00Transmissions characterised by use of an endless chain, belt, or the like
    • B62M9/04Transmissions characterised by use of an endless chain, belt, or the like of changeable ratio
    • B62M9/06Transmissions characterised by use of an endless chain, belt, or the like of changeable ratio using a single chain, belt, or the like
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62MRIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M9/00Transmissions characterised by use of an endless chain, belt, or the like
    • B62M9/04Transmissions characterised by use of an endless chain, belt, or the like of changeable ratio
    • B62M9/06Transmissions characterised by use of an endless chain, belt, or the like of changeable ratio using a single chain, belt, or the like
    • B62M9/08Transmissions characterised by use of an endless chain, belt, or the like of changeable ratio using a single chain, belt, or the like involving eccentrically- mounted or elliptically-shaped driving or driven wheel; with expansible driving or driven wheel
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/0006Adding metallic additives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C27/00Alloys based on rhenium or a refractory metal not mentioned in groups C22C14/00 or C22C16/00
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C30/00Alloys containing less than 50% by weight of each constituent
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/005Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing rare earths, i.e. Sc, Y, Lanthanides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/44Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
  • Motorcycle And Bicycle Frame (AREA)
  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Forging (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

1. Sposób rozdrabniania ziarna stali, znamienny tym, ze do cieklej stali dodaje sie stop do rozdrabniania ziarna stali w ilosci od 0,01 do 5% wagowych w stosunku do ciezaru stali, przy czym ten stop ma sklad FeXY, gdzie X oznacza jeden lub wiecej pierwiastków wybranych z grupy obejmu- jacej Cr, Mn, Si, Ni i Mo, a Y oznacza jeden lub wiecej pierwiastków tworzacych tlenki i/lub siarczki i/lub azotki i/lub wegliki, wybranych z grupy obejmujacej Ce, La, Nd, Pr, Ti, Al, Zr, Ca, Ba, Sr, Mg, C i N, gdzie zawartosc X wynosi od 0,001 do 99% wagowych w stosunku do ciezaru stopu, a zawartosc Y wynosi od 0,001 do 50% wagowych stopu, przy czym stop dodatkowo zawiera od 0,001 do 2% wago- wych tlenu i/lub od 0,001 do 2% wagowych siarki, i ponadto co najmniej 10 3 czastek wtracen na mm 3 , skladajacych sie z tlenków i/lub siarczków i/lub weglików i/lub azotków jednego lub wiecej pierwiast- ków Y i/lub jednego lub wiecej pierwiastków X - Cr, Mn i Si - dodatkowo do Fe, które to wtracenia maja srednia srednice wynoszaca mniej niz 10 µm, po czym stal odlewa sie. PL PL PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób rozdrabniania ziarna stali, szczególnie stali ferrytycznych i austenitycznych, stop do rozdrabniania ziarna stali i sposób wytwarzania stopu do rozdrabniania ziarna stali. Stop opracowano w celu regulacji rozmiaru ziarna odlewów kształtowanych i kęsisk płaskich, dalej obrabianych do uzyskania standardowych produktów (tj. blach, płyt, rur, sztab, drutów lub prętów).
Istnieje spore zapotrzebowanie na stałe wysokowytrzymałe, o optymalnej kombinacji właściwości. Ponieważ rozmiar ziarna w stali wpływa na jej końcowe właściwości, pożądany profil właściwości można uzyskać doprowadzając do wykształcenia się odpowiedniej mikrostruktury.
Stale w stanie lanym są doskonałym przykładem materiałów, których właściwości zależą od charakterystyki mikrostruktury podczas krzepnięcia. Ogólnie rzecz biorąc, jeśli przed frontem krzepnięcia nieobecne są silne heterogeniczne zarodki krystalizacji, nieuniknione jest wytworzenie się gruboziarnistej struktury słupkowej. W obecności efektywnych kryształów zarodkujących, w ciekłej stali bezpośrednio tworzą się drobne, równoosiowe ziarna. W pewnych okolicznościach równoosiowa struktura ziaren może całkowicie wyprzeć inherentne dla stali tworzenie się ziaren słupkowych, co z kolei powoduje poprawę lejności (np. ciągliwości na gorąco i odporności na tworzenie pęknięć na gorąco) dzięki mniejszemu rozmiarowi ziarna i mniejszym problemom z segregacją wzdłuż linii środkowej.
Doświadczenie pokazuje, że mikrostruktury wysokostopowych stali w stanie lanym są zupełnie inne niż mikrostruktury czystych stali węglowo-manganowych czy stali niskostopowych, ze względu na wysoką zawartość stopu i szerszy zakres składu chemicznego.
Obserwuje się zwykle cztery różne rodzaje krzepnięcia:
- głównie tworzenie się ferrytu,
- głównie tworzenie się ferrytu, po którym następuje transformacja perytektyczna do austenitu,
- głównie tworzenie się ferrytu i austenitu,
- głównie tworzenie się austenitu.
Ze względu na brak późniejszych przemian fazowych w ciele stałym, istnieje szczególna potrzeba rozdrabniania ziarna w stalach austenitycznych lub ferrytycznych. Obecnie nie są dostępne komercyjnie środki do rozdrabniania ziarna w stalach, w odróżnieniu od żeliwa i stopów glinu, w przypadku których takie środki są szeroko stosowane w celu uzyskania drobniejszej mikrostruktury podczas krzepnięcia.
W ciągu minionych dekad osiągnięto znaczący postęp we właściwościach stali przez ścisłą kontrolę składu chemicznego, zawartości objętościowej i rozkładu rozmiarów wtrąceń niemetalicznych. Stało się to możliwe dzięki wprowadzeniu wtórnych procesów stalowniczych jako integralnej części procesu produkcyjnego, oraz dzięki zastosowaniu zaawansowanych technik rafinacji w kadziach w celu odtleniania i odsiarczania. Negatywny wpływ wtrąceń na właściwości stali wynika z ich zdolności do funkcjonowania jako miejsc inicjacji mikroluk i pęknięć podczas użytkowania. Tak więc stosowanie czystych stali jest zwykle uważane za zaletę, zarówno z punktu widzenia ciągliwości jak i zmęczenia materiału.
Ostatnio podkreślano i powszechnie uznano korzystny wpływ wtrąceń na zachowanie się stali podczas przemian w stanie stałym. W szczególności dobrze udokumentowano zjawisko międzyziarnowego zarodkowania iglastego ferrytu na wtrąceniach w stopiwach ze stali niskostopowej, które najlepsze właściwości osiągają przy podniesionym poziomie tlenu i siarki dzięki wytworzeniu mikrostruktury o drobniejszych ziarnach. Podobne spostrzeżenia poczyniono również w przypadku stali do przeróbki plastycznej odtlenianej tytanem, choć w tym przypadku warunki występujące w procesie stalowniczym stanowią większe wyzwanie ze względu na ryzyko powiększenia się wtrąceń i zamknięcia większych cząstek, które mogą funkcjonować jako miejsca inicjacji pęknięć. Ze względu na problemy związane z kontrolą rozkładu rozmiarów wtrąceń podczas odtleniania i odlewania, koncepcja stymulowanego wtrąceniami zarodkowania ferrytu nie jest jeszcze szeroko stosowana i jest obecnie ograniczona do pewnych stali do przeróbki plastycznej, gdzie szczególnie istotna jest spawalność.
Wiadomo, że wtrącenia odgrywają ważną rolę w rozwoju mikrostruktury stali w czasie krzepnięcia i znaczące rozdrobnienie ziarna zaobserwowano w wielu systemach, obejmujących między innymi:
- odtlenione niskostopowe stale glinowo-tytanowe, ze względu na zarodkowanie ferrytu delta na wtrąceniach tlenku/azotku tytanu,
PL 195 460 B1
- odtlenione ferrytowe stale nierdzewne glinowo-tytanowe, ze względu na zarodkowanie ferrytu delta na wtrąceniach zawierających tlenek/azotek tytanu,
- stale niskostopowe z domieszką metali ziem rzadkich (REM), ze względu na zarodkowanie ferrytu delta na tlenkach i siarczkach zawierających Ce/La,
- ferrytyczne stale nierdzewne z domieszką metali ziem rzadkich (REM), ze względu na zarodkowanie ferrytu delta na tlenkach i siarczkach zawierających Ce/La,
- austenityczne stale nierdzewne z domieszką metali ziem rzadkich (REM), ze względu na zarodkowanie austenitu na tlenkach i siarczkach zawierających Ce/La.
We wszystkich przypadkach, efekt rozdrobnienia ziarna jest związany ze zdolnością wtrąceń do funkcjonowania jako efektywne heterogeniczne miejsca zarodkowania, np. zapewniając niewielkie zaburzenie sieci krystalicznej między podłożem a zarodkiem. Doświadczenia wykazały, że przechłodzenie wymagane do rozpoczęcia zarodkowania jest rzędu 1°C, gdy niedopasowanie atomowe w poprzek powierzchni międzyfazowej wynosi 5% lub mniej. Taki poziom przechłodzenia jest wystarczająco niski, by sprzyjać tworzeniu mikrostruktury równoosiowej podczas krzepnięcia, zakładając, że gęstość liczbowa wtrąceń zarodkujących przed posuwającą się powierzchnią międzyfazową ciało stałe/ciecz przekracza pewien próg.
Modyfikatory i stopy do obróbki oparte na FeSi, dodawane do żeliwa są dostępne na rynku i powszechnie stosowane w przemyśle odlewniczym. Stopy te zawierają zrównoważone domieszki pierwiastków łatwo tworzących tlenki i siarczki, takich jak Ca, Al, Ce, La, Ba, Sr lub Mg. Ustalono, że zasadniczą rolą pierwiastków występujących jako domieszki jest modyfikowanie składu chemicznego i struktury krystalicznej istniejących wtrąceń w ciekłym żelazie, i sprzyjanie w ten sposób powstawaniu grafitu podczas krzepnięcia. Ma to miejsce dzięki procesowi zarodkowania heterogenicznego, analogicznego do tego opisanego dla zarodkowania ziaren w stali.
Doświadczenia wykazały, że zarówno niskowęglowy FeCr, jak i niskowęglowy FeMn, wytworzone przy pomocy konwencjonalnych metod odlewniczych, samoistnie zawierają tlenki i siarczki, przy czym te pierwsze są najważniejsze. Systemy te w stanie ciekłym charakteryzuje wysoka rozpuszczalność tlenu (około 0,5% wagowych tlenu lub więcej), dlatego też wtrącenia tworzą się w sposób naturalny zarówno przed, jak i w trakcie operacji odlewania ze względu na reakcje pomiędzy O i S a Cr, Si i Mn zawartymi w stopach. Jednak, ponieważ szybkość chłodzenia związana z konwencjonalnym odlewaniem do formy piaskowej jest niska, powstałe wtrącenia tlenkowe i siarczkowe Cr2O3, SiO2, MnO lub MnS mają dość duże rozmiary. Zwykle rozmiar wtrąceń w dostępnych na rynku niskowęglowych stopach FeCr i FeMn wynosi od 10 do 50 mm, co czyni takie stopy nieodpowiednimi do rozdrabnienia ziarna stali.
Kontrolowane doświadczenia laboratoryjne wykazały, że dodatki pierwiastków łatwo tworzących tlenki i siarczki, takich jak Ce, do ciekłego stopu żelazowego powodują wytworzenie Ce2O3 i CeS. Wtrącenia te są podobne do tych obserwowanych w stalach z domieszkami metali ziem rzadkich, i w obu przypadkach uzyskuje się daleko idące rozdrobnienie ziarna. Początkowy rozmiar wtrąceń uzyskanych tą konwencjonalną techniką wytwarzania stopu wynosi od 1do4 mm. Jednak stopniowo, po dodaniu Ce, następuje zwiększenie wtrąceń, i jeśli stopu nie poddaje się następnie szybkiemu oziębianiu, wtrącenia staną się duże i w końcu zaczną mieć negatywny wpływ na właściwości mechaniczne. Tak więc prawdziwym wyzwaniem jest wytworzenie lub wprowadzenie do ciekłej stali małych wtrąceń niemetalicznych, które mogą funkcjonować jako heterogeniczne ośrodki zarodkowania dla różnych typów mikrostruktur podczas krzepnięcia oraz w stanie stałym (np. ferrytu lub austenitu), nie wpływając przy tym negatywnie na osiąganą ciągliwość czy odporność na kruche pękanie. W praktyce może być to osiągnięte przy zastosowaniu nowej techniki wytwarzania stopu, opartej na dodaniu starannie dobranych stopów do rozdrobnienia ziarna do ciekłej stali, w których to stopach zawarte są niezbędne reagenty lub kryształy zarodkowe.
Celem niniejszego wynalazku jest zapewnienie sposobu rozdrabniania ziarna stali, w szczególności stali ferrytycznych i austenitycznych, przez dodanie do ciekłej stali przed lub w czasie odlewania pewnych stopów rozdrabniających ziarno ciekłej stali, zapewnienie stopu rozdrabniającego ziarno stali do zastosowania przy rozdrabnianiu ziarna takich stali oraz zapewnienie sposobu wytwarzania stopu do rozdrabniania ziarna stali.
Tak więc w pierwszym aspekcie przedmiotem niniejszego wynalazku jest sposób rozdrabniania ziarna stali, w szczególności stali ferrytycznych i austenitycznych, który charakteryzuje się tym, że do ciekłej stali dodaje się stop do rozdrabniania ziarna o składzie FeXY, w którym X oznacza jeden lub więcej pierwiastków wybranych z grupy obejmującej Cr, Mn, Si, Ni i Mo, a Y oznacza jeden lub więcej
PL 195 460 B1 pierwiastków tworzących tlenki i/lub siarczki i/lub azotki i/lub węgliki wybranych z grupy obejmującej Ce, La, Nd, Pr, Ti, Al, Zr, Ca, Ba, Sr, Mg, C i N, gdzie zawartość X wynosi od 0,001 do 99% wagowych w stosunku do ciężaru stopu, a zawartość Y wynosi od 0,001 do 50% wagowych stopu, który dodatkowo zawiera od 0,001 do 2% wagowych tlenu i/lub od 0,001 do 2% wagowych siarki, i który ponadto zawiera co najmniej 103 cząstek wtrąceń na mm3, składających się z tlenków i/lub siarczków i/lub węglików i/lub azotków jednego lub więcej pierwiastków Y i/lub jednego lub więcej pierwiastków X -Cr, Mn i Si -dodatkowo do Fe, przy czym cząstki wtrąceń mają średnią średnicę wynoszącą mniej niż 10 mm, w ilości od 0,01 do 5% wagowych w stosunku do ciężaru stali, po czym stal odlewa się.
W korzystnym wykonaniu stop FeXY zawiera co najmniej 1% wagowy pierwiastków X.
W innym korzystnym wykonaniu stop FeXY zawiera od 5 do 50% wagowych Fe, 20 do 94% wagowych pierwiastków X i od 0,01 do 30% wagowych pierwiastków Y. Zawartość tlenu i/lub siarki korzystnie wynosi od 0,01 do 1% wagowego w stosunku do ciężaru stopu.
W innym korzystnym wykonaniu stop do FeXY zawiera co najmniej 105 cząstek wtrąceń na mm3, a wtrącenia mają średnią średnicę wynoszącą mniej niż 2 mm.
W jeszcze innym korzystnym wykonaniu stop FeXY dodawany jest do ciekłej stali w ilości od 0,1 do 1,5% wagowych w stosunku do ciężaru stali.
W celu uzyskania najlepszych wyników, to jest wytworzenia lub wprowadzenia małych wtrąceń do stali w stanie ciekłym, które mogą funkcjonować jako heterogeniczne miejsca zarodkowania w różnych mikrostrukturach podczas późniejszego przerabiania stali, ważne jest, aby ciekła stal była poddana odpowiedniej obróbce jednym lub więcej stopem do rozdrabniania ziarna, dodawanymi kolejno w celu zmaksymalizowania efektu rozdrobnienia ziarna. Dlatego też stop do rozdrabniania ziarna dodaje się do ciekłej stali w kadzi, kadzi pośredniej i/lub tuż przed lub w czasie odlewania, lub bezpośrednio w formie odlewniczej po wstępnym odtlenieniu stali. Gdy stop do rozdrabniania ziarna dodaje się do kadzi lub kadzi pośredniej, korzystne jest dodawanie stopu w formie materiału rozdrobnionego o średnicy cząstek od 0,2 do 20 mm, i korzystniej od 0,5 do 5 mm. Gdy stop do rozdrabniania ziarna, zawierający rozproszone małe wtrącenia według wynalazku, dodaje się do ciekłej stali w formie odlewniczej, korzystne jest dodanie stopu w postaci drutu rdzeniowego, dodawanego do stali w sposób ciągły z regulowaną prędkością. W celu zmaksymalizowania efektu rozdrobnienia ziarna, dodawanie drutu rdzeniowego powinno być wykonywane jako ostatnia czynność przed odlewaniem, to jest po jakiejkolwiek modyfikacji składu stali i po innym wstępnym procesie obróbki, takim jak odtlenianie, uprzednie dodawanie stopu do rozdrobnienia ziarna i tym podobne.
Sprawdzono, że przy zastosowaniu sposobu według wynalazku wytwarza się lub jest wprowadzana do ciekłej stali duża liczba bardzo małych cząstek wtrąceń tlenku i/lub siarczku i/lub azotku i/lub węglika. Takie cząstki wtrąceń mogą pełnić funkcję aktywnych miejsc zarodkowania podczas następującego później krzepnięcia, na których nowe ziarna rosną epitaksjalnie, aż wejdą w kontakt i przerwą wzrost ziaren słupkowych. Daje to w wyniku szerszą strefę równoosiową z ziarnami o mniejszym rozmiarze i/lub krótszymi ramionami dendrytycznymi w stali w stanie lanym. Stwierdzono również, że cząstki wtrąceń wytworzone lub wprowadzone do stali przy pomocy stopów do rozdrabniania ziarna wpływają na przekształcanie się mikrostruktury w stanie stałym w ten sposób, że oddziałują na rekrystalizację stali i wzrost ziaren i/lub sprzyjają międzyziarnowemu zarodkowaniu ferrytu lub austenitu. Prowadzi to do dodatkowego rozdrobnienia ziarna podczas przetwarzania termomechanicznego i spawania stali, szczególnie w gatunkach przechodzących następnie przemiany w stanie stałym.
W drugim aspekcie przedmiotem wynalazku jest stop do rozdrabniania ziarna stali, w szczególności stali ferrytycznych i austenitycznych, charakteryzujący się tym, że ma skład FeXY, w którym X oznacza jeden lub więcej pierwiastków wybranych z grupy obejmującej Cr, Mn, Si, Ni i Mo, a Y oznacza jeden lub więcej pierwiastków tworzących tlenki i/lub siarczki i/lub azotki i/lub węgliki wybranych z grupy obejmującej Ce, La, Nd, Pr, Ti, Al, Zr, Ca, Ba, Sr, Mg, C i N, gdzie zawartość X wynosi od 0,001 do 99% wagowych w stosunku do ciężaru stopu, a zawartość Y wynosi od 0,001 do 50% wagowych stopu, który dodatkowo zawiera od 0,001 do 2% wagowych tlenu i/lub od 0,001 do 2% wagowych siarki, i który ponadto zawiera co najmniej 103 cząstek wtrąceń na mm3, składających się z tlenków i/lub siarczków i/lub węglików i/lub azotków jednego lub więcej pierwiastków Y i/lub jednego lub więcej pierwiastków X - Cr,Mni Si - dodatkowo do Fe, przy czym wtrącenia mają średnią średnicę wynoszącą mniej niż 10 mm.
PL 195 460 B1
W korzystnym wykonaniu stop FeXY zawiera co najmniej 1% wagowy pierwiastków X.
W innym korzystnym wykonaniu stop FeXY zawiera od 5 do 50% wagowych Fe, 20 do 94% wagowych pierwiastków X i od 0,01 do 30% wagowych pierwiastków Y. Zawartość tlenu i/lub siarki korzystnie wynosi od 0,01 do 1% wagowego w stosunku do ciężaru stopu.
W innym korzystnym wykonaniu stop FeXY zawiera co najmniej 105 cząstek wtrąceń na mm3, a wspomniane wtrącenia mają średnią średnicę wynoszącą mniej niż2 mm.
Stop do rozdrabniania ziarna stali według wynalazku, zawierający pożądane pierwiastki i rozkład rozmiarów wtrąceń, kruszy się i przesiewa do rozmiarów cząstek od 0,2 do 20 mm przed zastosowaniem jako środek do rozdrabniania ziarna. Dodaje się go do stali albo w formie materiału rozdrobnionego, albo w formie drutu rdzeniowego, wytwarzanego w konwencjonaly sposób. Pręt rdzeniowy zawiera odpowiednio dostosowany rozkład rozmiarów skruszonych cząstek, w celu uzyskania odpowiedniej gęstości upakowania i charakterystyki rozpuszczania w przypadku późnego dodania do formy odlewniczej. Jeśli jest to pożądane, związki zawierające siarczki lub tlenki mogą być mechanicznie lub chemicznie wymieszane ze skruszonym środkiem do rozdrabniania ziarna, i dodane do ciekłej stali przy użyciu drutu rdzeniowego.
Wybierając odpowiednią kombinację pierwiastków X i Y w stopie do rozdrabniania ziarna i przeprowadzając ścisłą kontrolę składu, gęstości liczbowej i rozkładu rozmiarów wtrąceń, stop do rozdrabniania ziarna można dostosować do dowolnego składu stali. Tak więc, stop do rozdrabniania ziarna według wynalazku jest bardzo wszechstronny i może, w szczególności przez dobranie pierwiastków X stopu, być stosowany do uzyskania stali o zmniejszonych ziarnach z odpowiednimi ilościami pierwiastków występujących w stopie dla konkretnej stali.
W trzecim aspekcie przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania stopu do rozdrabniania ziarna stali, który obejmuje następujące etapy:
- uzyskanie ciekłego stopu FeX, w którym X oznacza jeden lub więcej pierwiastków wybranych z grupy obejmującej Cr, Mn, Si, Ni i Mo, a zawartość X wynosi od 0,001 do 99% wagowych w stosunkudo ciężaru stopu FeX, zaś resztę, oprócz zanieczyszczeń stanowi Fe;
- uzyskanie ciekłego lub stałego, w postaci materiału rozdrobnionego, stopu FeXY, w którym X oznacza jeden lub więcej pierwiastków wybranych z grupy obejmującej Cr, Mn, Si, Ni i Mo, gdzie zawartość X wynosi od 0,001 do 99% wagowych w stosunku do ciężaru stopu FeXYi w którym Y oznacza jeden lub więcej pierwiastków wybranych z grupy obejmującej Ce, La, Nd, Pr, Ti, Al, Zr, Ca, Ba, Sr, Mg, Ci N, gdzie zawartość Y wynosi od 0,001 do 90% wagowych stopu FeXY;
- ewentualnie dodanie tlenku i/lub siarki lub związku zawierającego siarkę do ciekłego stopu FeX w celu uzyskania od 0,002 do 4% wagowych O i/lub 0,002 do 4% wagowych S rozpuszczonych w ciekłym stopie,
- zmieszanie ciekłego stopu FeX i ciekłego lub stałego stopu FeXY w takich ilościach, by powstały ciekły stop zawierał 0,001 do 99% wagowych jednego lub więcej pierwiastków wybranych z grupy obejmującej Cr, Mn, Si, Ni i Mo, od 0,001 do 50% wagowych jednego lub więcej pierwiastków wybranych z grupy obejmującej Ce, La, Nd, Pr, Ti, Al, Zr, Ca, Ba, Sr, Mg, C i N, 0,001 do 2% wagowych O i/lub 0,001 do 2% wagowych S, gdzie resztę oprócz zanieczyszczeń stanowi Fe oraz,
- zestalenie powstałego ciekłego stopu przez odlanie lub schłodzenie z wytworzeniem stałego stopu o co najmniej 103 cząstek wtrąceń na mm3, składających się z tlenków i/lub siarczków i/lub węglików i/lub azotków jednego lub więcej z pierwiastków Y i/lub jednego lub więcej z pierwiastków X - Cr, Mn i Si - dodatkowo do Fe, przy czym wtrącenia mają średnią średnicę wynoszącą mniej niż 10 mm.
W korzystnym wykonaniu ciekły stop FeX i ciekły stop FeXY podgrzewa się do temperatury co najmniej o 50°C wyższej od ich temperatur topnienia przed ich zmieszaniem.
W innym korzystnym wykonaniu ciekły stop FeX podgrzewa się do temperatury co najmniej o 50°C wyższej od jego temperatury topnienia przed zmieszaniem go ze stałym, w postaci materiału rozdrobnionego, stopem FeXY.
W innym korzystnym wykonaniu mieszanie ciekłego stopu FeXi ciekłego stopu FeXY dokonuje się przez wlanie obu stopów jednocześnie w taki sposób, by oba stopy dokładnie się ze sobą zmieszały.
W jeszcze innym wykonaniu wlewanie i mieszanie obu stopów odbywa się wewnątrz zamkniętej komory.
PL 195 460 B1
W jeszcze innym wykonaniu powstały ciekły stop natychmiast po wymieszaniu obu stopów przenosi się do oddzielnego zbiornika przechylnego w celu ułatwienia rozdzielenia faz żużlu i metalu i usunięcia jakichkolwiek dużych wtrąceń zanim stop zostanie odlany lub schłodzony.
Odlewanie lub schładzanie można wykonać przy zastosowaniu formy odlewniczej, chłodzonej wodą miedzianej kokili lub pasa odlewniczego, przez granulację wodną, atomizację wodną, atomizację gazową lub inną konwencjonalną metodą szybkiego schładzania.
Doświadczenie pokazuje, że możliwe jest uzyskanie drobnoziarnistego rozkładu tlenków i/lub siarczków i/lub azotków i/lub węglików, zawierających pierwiastki Y i/lub jeden lub więcej z pierwiastków X - Cr, Mn i Si - dodatkowo do Fe - kontrolując szybkość schładzania stopu przed i w czasie krzepnięcia. Tak więc przy zastosowaniu odpowiedniej procedury mieszania stopów, odlewania i/lub schładzania możliwe jest uzyskanie w stopie do rozdrobnienia ziarna, wytworzonym według wynalaz73 ku, aż 107 lub więcej cząstek wtrąceń na mm3.
Wynalazek ilustrują następujące przykłady.
Przykład 1
Wytwarzanie stopów do rozdrabniania ziarna
Wytworzono dwa różne stopy do rozdrabniania ziarna zgodnie ze sposobem według wynalazku.
Pierwszy stop do rozdrabniania ziarna, zwany „środkiem 1 do rozdrabniania ziarna, wytworzono w następujący sposób:
Bazowy stop Fe-Cr zawierający około 65% wagowych Cr, 0,05% wagowych C, 0,5% wagowych Si i 0,01% wagowych S stopiono w piecu indukcyjnym, stosując tygiel z MgO. Stop w stanie ciekłym przegrzano do około 1700°C, to jest około 50°C powyżej temperatury likwidusu stopu. Następnie do wytopu dodano bogaty w krzem i cer materiał w postaci rozdrobnionej w celu uzyskania nowego ciekłego stopu Fe-Cr-Si-Ce. Stop ten następnie schłodzono w formie grafitowej, skruszono i przesiano w celu uzyskania materiału rozdrobnionego o średnicy cząstek od 0,5 do 4 mm. Analiza przesianego materiału dała następujące wyniki: 31,9% wagowych Cr, 15,8% wagowych Si, 8,5% wagowych Ce, 1,18% wagowych C, 0,37% wagowych O i 0,002% wagowych S, zaś resztę stanowiło żelazo i inne pierwiastki będące zanieczyszczeniami. Ponadto, późniejsze badanie mikroskopem optycznym i elektronowym mikroskopem skaningowym wykazało obecność podwójnej mikrostruktury, składającej się z jednej fazy bogatej w Cr, Si i Fe i drugiej fazy bogatej w Ce, Si i Fe. W osnowie były również obecne niemetaliczne wielościenne wtrącenia zawierające Si, Mg i Al, o średnim rozmiarze około 5 mm igę33 stości liczbowej lokalnie większej niż 103 cząstek na mm3.
Drugi stop do rozdrabniania ziarna, zwany „środkiem 2 do rozdrabniania ziarna, wytworzono w następujący sposób.
Bazowy stop Fe-Cr zawierający około 65% wagowych Cr, 0,05% wagowych C, 0,5% wagowych Si i 0,01% wagowych S stopiono w piecu indukcyjnym, stosując tygiel z MgO. Stop w stanie ciekłym przegrzano do około 1700°C, to jest około 50°C powyżej temperatury likwidusu stopu. Następnie do ciekłego stopu dodano tlenek żelaza w formie materiału rozdrobnionego w celu uzyskania nasycenia tlenem i zaczątkowego tworzenia się tlenku chromu. Inny stop Fe-Cr-Si-Ce stopiono równolegle w innym piecu indukcyjnym. Drugi stop przegrzano do temperatury więcej niż 100°C wyższej od temperatury likwidusu stopu. Oba stopy następnie zmieszano wlewając ciekły stop Fe-Cr-Si-Ce do ciekłego, nasyconego tlenem stopu Fe-Cr. Po wymieszaniu powstały ciekły stop schłodzono w formie grafitowej, skruszono i przesiano w celu uzyskania materiału rozdrobnionego o średnicy cząstek od 0,25 do 2 mm. Analiza stałej dennej części materiału w stanie lanym dała następujące wyniki: 52,7% wagowych Cr, 6,7% wagowych Si, 0,85% wagowych Ce, 0,66% wagowych C i 0,05% wagowych O, zaś resztę stanowiło żelazo i inne pierwiastki będące zanieczyszczeniami. Ponadto, późniejsze badanie mikroskopem optycznym i elektronowym mikroskopem skaningowym wykazało obecność osadzonych w osnowie wielościennych wtrąceń bogatych w TiN i Ce o średnim rozmiarze mniejszym niż 2 mm 73 i o gęstości liczbowej, która lokalnie przekraczała 107 cząstek na mm3. Tak więc, stosując dwa stopy, jeden nasycony tlenem i drugi zawierający pierwiastki reaktywne, mieszając te stopy i schładzając wymieszany stop, możliwe jest dokładne wykonanie stopu do rozdrabniania ziarna stali pod względem składu chemicznego, struktury krystalicznej, rozkładu rozmiarów i gęstości liczbowej cząstek wtrąceń.
Przykład2
Rozdrabnianie ziarna stali
Stale, w których zastosowano rozdrobnienie ziarna, w przykładzie 2 w przybliżeniu spełniają warunki dla stali dupleks (austenityczno-ferrytycznej) wariant AISI 329 (lub DIN 1.4460), o następujących zakresach składu chemicznego: 25-28% wagowych Cr, 4,5-6,5% wagowych Ni, 1,3-2,0% wagoPL 195 460 B1 wych Mo, maksymalnie 2,0% wagowych Mn, maksymalnie 1,0% wagowych Si, maksymalnie 0,03% wagowych S, maksymalnie 0,04% wagowych P i maksymalnie 0,1% wagowych C. Około 800 kg przygotowano stapiając indukcyjnie odpowiedni złom, który następnie stopiono z chromem, niklem i molibdenem, w celu uzyskania powyższego docelowego składu chemicznego. Temperatura ciekłej stali wynosiła od 1580 do 1590°C.
Porównawczy odlew staliwny (według uprzedniego stanu techniki).
Porównawczy odlew wytworzono wlewając około 100 kg ciekłej stali z pieca indukcyjnego do oddzielnego zbiornika przechylnego. W czasie tej operacji do ciekłej stali dodano 0,5 kg FeSi w celu odtlenienia. Po krótkim okresie przetrzymania w zbiorniku, 30 kg ciekłej stali wlano do formy piaskowej w celu wytworzenia odlewu kształtownika o następujących wymiarach w przekroju: wysokość 25 mm, najmniejsza szerokość 25 mm, największa szerokość 30 mm.Po zestalaniu i następującym po nim schłodzeniu do temperatury pokojowej, odlew oczyszczono i następnie poddano obróbce cieplnej w 1000°C przez 30 minut w piecu, by lepiej uwidoczniła się mikrostruktura w stanie lanym. Analiza składu chemicznego stali dała następujące wyniki: 24,7% wagowych Cr, 6,0% wagowych Ni, 1,7% wagowych Mo, 0,90% wagowych Mn, 1,11% wagowych Si, 0,003% wagowych S, 0,024% wagowych P, 0,07% wagowych C, 0,01% wagowych Al, 0,01% wagowych Ti, <0,001% wagowych Ce, 0,063% wagowych N i 0,024% wagowych O. Następnie zastosowano standardowe techniki metalograficzne do określenia struktury przekroju odlewu. Procedura ta obejmowała cięcie, szlifowanie, polerowanie i wytrawianie w odczynniku Vilelli (5 ml HCl + 1 g kwasu pikrynowego + 100 ml etanolu). Badanie mikroskopem optycznym wykazało obecność ziaren słupkowych na powierzchni i dużych ziaren równoosiowych w środku odlewu, ze średnim rozmiarem ziarna większym niż 2 mm. Ponadto późniejsze badanie stali porównawczej elektronowym mikroskopem skaningowym wykazało, że wtrącenia były krzemianami manganu zawierającymi niewielkie ilości glinu i siarki (prawdopodobnie w formie MnS). Średni rozmiar tych wtrąceń wynosił 2,9 mm a szacowana gęstość liczbowa wtrąceń wynosiła około 105 na mm3.
Odlew staliwny o rozdrobnionych ziarnach według wynalazku.
Odlew staliwny wytworzono wlewając około 100 kg ciekłej stali z pieca indukcyjnego do oddzielnego zbiornika przechylnego. W czasie tej operacji do ciekłej stali dodano kolejno 0,5 kg FeSi i 1,8 kg eksperymentalnego środka 1 do rozdrabniania ziarna w celu, odpowiednio, odtlenienia i wprowadzenia wtrąceń. Po krótkim okresie przetrzymania w zbiorniku, do formy piaskowej wlano 30 kg stopu w celu wytworzenia odlewu kształtownika o następujących wymiarach w przekroju: wysokość 25 mm, najmniejsza szerokość 25 mm, największa szerokość 30 mm. Po zestalaniu i następującym po nim schłodzeniu do temperatury pokojowej, odlew oczyszczono i następnie poddano obróbce cieplnej w 1000°C przez 30 minut w piecu, by lepiej uwidoczniła się mikrostruktura w stanie lanym. Analiza składu chemicznego stali dała następujące wyniki: 24,8% wagowych Cr, 5,9% wagowych Ni, 1,7% wagowych Mo, 0,92% wagowych Mn, 1,44% wagowych Si, 0,002% wagowych S, 0,024% wagowych P, 0,079% wagowych C, 0,01% wagowych Al, 0,01% wagowych Ti, 0,08% wagowych Ce, 0,067% wagowych N i 0,028% wagowych O. Następnie zastosowano standardowe techniki metalograficzne do określenia struktury przekroju odlewu. Procedura ta obejmowała cięcie, szlifowanie, polerowanie i wytrawianie w odczynniku Vilelli (5 ml HCl + 1 g kwasu pikrynowego + 100 ml etanolu). Badanie mikroskopem optycznym nie wykazało obecności ziaren słupkowych w okolicach powierzchni, natomiast wykazało obecność drobnych równoosiowych ziaren w środku odlewu o średniej wielkości ziarna od około 0,4 do 0,5 mm. Największy rozmiar ziarna równoosiowego wynosił około 1mm. Ponadto późniejsze badanie stali eksperymentalnej w elektronowym mikroskopie skaningowym wykazało, że wtrącenia były opartymi o Ce wielościennymi tlenkami zawierającymi niewielkie ilości krzemu. Niektóre z tych wtrąceń wydawały się tworzyć duże skupiska. Średni rozmiar wszystkich wtrąceń wynosił 2,3 mm,a szacowana gęstość liczbowa wtrąceń wynosiła około 2x105 na mm3. Obecność tych tlenkowych wtrąceń opartych na Ce, tworzących się w ciekłej stali w wyniku dodania środka 1 do rozdrabniania ziarna, stworzyła korzystne warunki do zarodkowania i wzrostu ferrytu podczas krzepnięcia i następującego po nich stygnięcia w stanie stałym.
Przykład 3
Rozdrobnienie ziarna wlewka stalowego przeznaczonego do kucia
Stałe stosowane w tych doświadczeniach nad rozdrobnieniem ziarna, spełniają warunki dla w pełni austenitycznej stali nierdzewnej wariant 254 SMO (lub DIN 1.4547) o następujących zakresach składu chemicznego: 19,5-20,5% wagowych Cr, 17,5-18,5% wagowych Ni, 6,0-7,0% wagowych Mo, maksymalnie 1,0% wagowych Mn, maksymalnie 0,7% wagowych Si, maksymalnie 0,010% wagowych S,
PL 195 460 B1 maksymalnie 0,030% wagowych P i maksymalnie 0,02% wagowych C. W konwerterze AOD, przy zastosowaniu odpowiednich materiałów wsadowych, przygotowano dwa różne stopy, z których każdy składał się z około 5 ton ciekłej stali. Po przeniesieniu do kadzi odlewniczej temperatura stopu wynosiła około 1590°C.
Porównawczy wlewek stalowy (według uprzedniego stanu techniki)
Stałe pręty miszmetalu dodano do ciekłej stali w kadzi odlewniczej jako ostatni etap przygotowania wstępnego. Wkrótce potem stal wlano do żelaznej formy, stosując konwencjonalny zestaw do odlewania syfonowego. Całkowity ciężar wlewka wynosił 3,4 tony a jego rozmiary były następujące: wysokość 2050 mm, górny przekrój 540x540 mm, spodni przekrój 450x450 mm. Po napełnieniu formy ciekłą stalą na wierzch wlewka dodano proszek egzotermiczny w celu zapobieżenia powstawaniu jamy usadowej. Analiza składu chemicznego stali dała następujące wyniki: 20,1% wagowych Cr, 17,6% wagowych Ni, 6,2% wagowych Mo, 0,49% wagowych Mn, 0,54% wagowych Si, 0,001% wagowych S, 0,022% wagowych P, 0,003% wagowych C, 0,01% wagowych Al, 0,01% wagowych Ti, 0,01% wagowych Ce, 0,005% wagowych La, 0,19% wagowych N i 0,005% wagowych O. Po zestaleniu i następującym po nim ostygnięciu do temperatury pokojowej, wlewek stalowy przecięto w poprzek około 500 mm od szczytu odlewu. Próbki metalograficzne pobrano z trzech różnych miejsc w kierunku wzdłużnym wlewka na tej wysokości, tj. na powierzchni, 70 mm od powierzchni i w środku. Następnie zastosowano standardowe techniki metalograficzne do określenia rozmiaru ziarna i struktury dendrytycznej w tych miejscach. Konkretnie procedura obejmowała cięcie, szlifowanie, polerowanie i wytrawianie w odczynniku Vilelli (5 ml HCl + 1 g kwasu pikrynowego + 100 ml etanolu). Badanie mikroskopem optycznym nie wykazało obecności strefy kryształów zamrożonych blisko powierzchni wlewka. W miejscu odległym o 70 mm od powierzchni można było zaobserwować grube, równoosiowe ziarna z odpowiadającymi im strukturami dendrytycznymi. Mikrostruktura krzepnięcia stawała się stopniowo coraz bardziej gruboziarnista w kierunku środka wlewka. Ponadto późniejsze badanie stali porównawczej w elektronowym mikroskopie skaningowym wykazało, że wtrącenia były cząstkami tlenków opartych na La i Ce, o średnim rozmiarze około 2,8 mm i szacunkowej gęstości liczbowej około 105 na mm3.
Wlewek stalowy o rozdrobnionym ziarnie według wynalazku.
W tym przypadku dodano 3,5 kg środka 1 do rozdrabniania ziarna na tonę ciekłej stali w kadzi odlewniczej jako ostatni etap przygotowania wstępnego zamiast dodawania miszmetalu. Wkrótce potem stal wlano do żelaznej formy, stosując konwencjonalny zestaw do odlewania syfonowego. Całkowity ciężar wlewka wynosił 3,4 tony a jego rozmiary były następujące: wysokość 2050 mm, górny przekrój 540x540 mm, spodni przekrój 450x450 mm. Po napełnieniu formy ciekłą stalą na wierzch wlewka dodano proszek egzotermiczny w ceiu zapobieżenia powstawaniu jamy usadowej. Analiza składu chemicznego stali dała następujące wyniki: 20,2% wagowych Cr, 17,7% wagowych Ni, 6,1% wagowych Mo, 0,58% wagowych Mn, 0,39% wagowych Si, 0,001% wagowych S, 0,025% wagowych P, 0,02% wagowych C, 0,01% wagowych Al, 0,01% wagowych Ti, 0,01% wagowych Ce, <0,001% wagowych La, 0,21% wagowych N i 0,01% wagowych O. Po zestaleniu i następującym po nim ostygnięciu do temperatury pokojowej, wlewek stalowy przecięto w poprzek około 500 mm od szczytu odlewu. Próbki metalograficzne pobrano z trzech różnych miejsc w kierunku wzdłużnym wlewka na tej wysokości, tj. na powierzchni, 70 mm od powierzchni i w środku. Następnie zastosowano standardowe techniki metalograficzne do określenia rozmiaru ziarna i struktury dendrytowej w tych miejscach. Konkretnie procedura obejmowała cięcie, szlifowanie, polerowanie i wytrawianie w odczynniku Vilelli (5 ml HCl + 1 g kwasu pikrynowego + 100 ml etanolu). Badanie mikroskopem optycznym wykazało obecność niezmiernie drobnych ziaren w strefie kryształów zamrożonych, tj. średnio od 0,05 do 0,1 mm, a w kierunku do środka wlewka wzrastały większe ziarna słupkowe. W miejscu odległym o 70 mm od powierzchni zaobserwowano tylko spore ziarna równoosiowe. Jednak każde z tych ziaren składało się z dobrze zamaskowanej sieci dendrytów, w których odległość między ramionami dendrytów była około trzykrotnie mniejsza niż to zaobserwowano w przypadku porównawczego wlewka stalowego z domieszką miszmetalu. Także w środku odlewu efekt rozdrobnienia ziarna był znaczący w porównaniu z wlewkiem porównawczym, i w tym miejscu przestrzenie między ramionami dendrytu były dwukrotnie mniejsze we wlewku stalowym o rozdrobnionym ziarnie według wynalazku. Ponadto późniejsze badanie stali o rozdrobnionym ziarnie w elektronowym mikroskopie skaningowym wykazało, że wtrącenia były wielościennymi cząstkami tlenkowymi opartymi na Ce i Al, o średnim rozmiarze 2,7 mm i szacun53 kowej gęstości liczbowej około 2x105 na mm3. Zaobserwowana zmiana mikrostruktury krzepnięcia, spowodowana dodaniem środka 1 do rozdrabniania ziarna w zastępstwie miszmetalu, jest spowodoPL 195 460 B1 wana tworzeniem się cząstek tlenkowych opartych na Ce i Al w eksperymentalnym wlewku stalowym. Te cząstki tlenkowe zapewniają odpowiednie warunki zarodkowania i wzrostu austenitu podczas krzepnięcia i następującego po nim stygnięcia w stanie stałym.

Claims (18)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Sposób rozdrabniania ziarna stali, znamienny tym, że do ciekłej stali dodaje się stop do rozdrabniania ziarna stali w ilości od 0,01 do 5% wagowych w stosunku do ciężaru stali, przy czym ten stop ma skład FeXY, gdzie X oznacza jeden lub więcej pierwiastków wybranych z grupy obejmującej Cr, Mn, Si, Ni i Mo, a Y oznacza jeden lub więcej pierwiastków tworzących tlenki i/lub siarczki i/lub azotki i/lub węgliki, wybranych z grupy obejmującej Ce, La, Nd, Pr, Ti, Al, Zr, Ca, Ba, Sr, Mg, C i N, gdzie zawartość X wynosi od 0,001 do 99% wagowych w stosunku do ciężaru stopu, a zawartość Y wynosi od 0,001 do 50% wagowych stopu, przy czym stop dodatkowo zawiera od 0,001 do 2% wagowych tlenu i/lub od 0,001 do 2% wagowych siarki, i ponadto co najmniej 103 cząstek wtrąceń na mm3, składających się z tlenków i/lub siarczków i/lub węglików i/lub azotków jednego lub więcej pierwiastków Y i/lub jednego lub więcej pierwiastków X - Cr, Mn i Si - dodatkowo do Fe, które to wtrącenia mają średnią średnicę wynoszącą mniej niż10 mm, po czym stal odlewa się.
  2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stop FeXY dodawany do ciekłej stali zawiera co najmniej 1% wagowy pierwiastków X.
  3. 3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że stop FeXY dodawany do ciekłej stali zawiera od 5 do 50% wagowych Fe, 20 do 94% wagowych pierwiastków X i od 0,01 do 30% wagowych pierwiastków Y, a zawartość tlenu i/lub siarki wynosi od 0,01 do 1% wagowego w stosunku do ciężaru stopu.
  4. 4. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że stop FeXY dodawany do ciekłej stali zawiera co najmniej 105 cząstek wtrąceń na mm3, przy czym wtrącenia mają średnią średnicę wynoszącą mniej niż2 mm.
  5. 5. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że stop FeXY dodaje się do ciekłej stali w ilości od 0,1 do 1,5% wagowych w stosunku do ciężaru stali.
  6. 6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stop FeXY dodaje się do ciekłej stali w kadzi lub w kadzi pośredniej tuż przed lub w czasie odlewania.
  7. 7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stop FeXY dodaje się do ciekłej stali w formie odlewniczej.
  8. 8. Stop do rozdrabniania ziarna stali, znamienny tym, że ma skład FeXY, w którym X oznacza jeden lub więcej pierwiastków wybranych z grupy obejmującej Cr, Mn, Si, Ni i Mo, a Y oznacza jeden lub więcej pierwiastków tworzących tlenki i/lub siarczki i/lub azotki i/lub węgliki, wybranych z grupy obejmującej Ce, La, Nd, Pr, Ti, Al, Zr, Ca, Ba, Sr, Mg, C i N, gdzie zawartość X wynosi od 0,001 do 99% wagowych w stosunku do ciężaru stopu, a zawartość Y wynosi od 0,001 do50% wagowych stopu, przy czym stop dodatkowo zawiera od 0,001 do 2% wagowych tlenu i/lub od 0,001 do 2% wago33 wych siarki, i ponadto co najmniej 103 cząstek wtrąceń na mm3, składających się z tlenków i/lub siarczków i/lub węglików i/lub azotków jednego lub więcej pierwiastków Y i/lub jednego lub więcej pierwiastków X - Cr, Mn i Si - dodatkowo do Fe, przy czym wtrącenia mają średnią średnicę wynoszącą mniej niż10 mm.
  9. 9. Stop według zastrz. 8, znamienny tym, że zawiera co najmniej 1% wagowy pierwiastków X.
  10. 10. Stop według zastrz. 8 albo 9, znamienny tym, że zawiera od 5 do 50% wagowych Fe, 20 do 94% wagowych pierwiastków X i od 0,01 do 30% wagowych pierwiastków Y, a zawartość tlenu i/lub siarki korzystnie wynosi od 0,01 do 1% wagowego w stosunku do ciężaru stopu. 53
  11. 11. Stop według zastrz. 8, znamienny tym, że zawiera co najmniej 105 cząstek wtrąceń na mm3, przy czym wtrącenia mają średnią średnicę wynoszącą mniej niż2 mm.
  12. 12. Sposób wytwarzania stopu do rozdrabniania ziarna stali, znamienny tym, że obejmuje następujące etapy:
    - uzyskanie ciekłego stopu FeX, w którym X oznacza jeden lub więcej pierwiastków wybranych z grupy obejmującej Cr, Mn, Si, Ni i Mo, a zawartość X wynosi od 0,001 do 99% wagowych w stosunku do ciężaru stopu FeX, zaś resztę, oprócz zanieczyszczeń, stanowi Fe, a następnie
    - uzyskanie ciekłego lub stałego, w postaci materiału rozdrobnionego, stopu FeXY, w którym X oznacza jeden lub więcej pierwiastków wybranych z grupy obejmującej Cr, Mn, Si, Ni i Mo, a zawar10
    PL 195 460 B1 tość X wynosi od 0,001 do 99% wagowych w stosunku do ciężaru stopu FeXY, Y oznacza jeden lub więcej pierwiastków wybranych z grupy obejmującej Ce, La, Nd, Pr, Ti, Al, Zr, Ca, Ba, Sr, Mg, Ci N, a zawartość Y wynosi od 0,001 do 90% wagowych stopu FeXY,
    - ewentualnie dodanie tlenku i/lub siarki lub związku zawierającego siarkę do ciekłego stopu FeX w celu uzyskania od 0,002 do 4% wagowych tlenu i/lub 0,002 do 4% wagowych siarki rozpuszczonych w ciekłym stopie, a następnie
    - zmieszanie ciekłego stopu FeXi ciekłego lub stałego stopu FeXY w takich ilościach, by powstały ciekły stop zawierał 0,001 do 99% wagowych jednego lub więcej pierwiastków wybranych z grupy obejmującej Cr, Mn, Si, Ni i Mo, od 0,001 do 50% wagowych jednego lub więcej pierwiastków wybranych z grupy obejmującej Ce, La, Nd, Pr, Ti, Al, Zr, Ca, Ba, Sr, Mg, C i N, 0,001 do 2% wagowych tlenu i/lub 0,001 do 2% wagowych siarki, gdzie resztę, oprócz typowych zanieczyszczeń, stanowi Fe, i następnie
    - zestalenie powstałego ciekłego stopu przez odlanie lub schłodzenie z wytworzeniem stopu stałego zawierającego co najmniej 103 cząstek wtrąceń na mm3, składających się z tlenków i/lub siarczków i/lub węglików i/lub azotków jednego lub więcej z pierwiastków Y i/lub jednego lub więcej z pierwiastków X - Cr, Mn i Si - dodatkowo do Fe, które to wtrącenia mają średnią średnicę wynoszącą mniej niż 10 mm.
  13. 13. Sposób według zastrz. 12, znamienny tym, że ciekły stop FeX i ciekły stop FeXY podgrzewa się do temperatury co najmniej o 50°C wyższej od ich temperatur topnienia przed ich zmieszaniem.
  14. 14. Sposób według zastrz. 12, znamienny tym, że ciekły stop FeX podgrzewa się do temperatury co najmniej o 50°C wyższej od jego temperatury topnienia przed zmieszaniem go ze stałym, w postaci materiału rozdrobnionego, stopem FeXY.
  15. 15. Sposób według zastrz. 13, znamienny tym, że dla dokładnego wymieszania ciekłego stopu FeX i ciekłego stopu FeXY oba stopy wlewa się jednocześnie.
  16. 16. Sposób według zastrz. 15, znamienny tym, że wlewanie i mieszanie obu stopów odbywa się wewnątrz zamkniętej komory.
  17. 17. Sposób według zastrz. 12, znamienny tym, że powstały po zmieszaniu ciekły stop natychmiast przenosi się do oddzielnego zbiornika przechylnego dla ułatwienia rozdzielenia faz żużlu i metalu i usunięcia jakichkolwiek dużych wtrąceń zanim stop zostanie odlany lub schłodzony.
  18. 18. Sposób według zastrz. 12, znamienny tym, że powstały po zmieszaniu ciekły stop odlewa się w formie odlewniczej, chłodzonej wodą miedzianej kokili lub na pasie odlewniczym, ze schładzaniem przez granulację wodną, atomizację wodną lub atomizację gazową.
PL01356321A 2000-01-31 2001-01-29 Sposób rozdrabniania ziarna stali, stop do rozdrabniania ziarna stali i sposób wytwarzania stopu dorozdrabniania ziarna stali PL195460B1 (pl)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20000499A NO310980B1 (no) 2000-01-31 2000-01-31 Fremgangsmate for kornforfining av stal, kornforfiningslegering for stal og fremgangsmate for fremstillingav kornforfiningslegering
PCT/NO2001/000029 WO2001057280A1 (en) 2000-01-31 2001-01-29 Method for grain refining of steel, grain refining alloy for steel and method for producing grain refining alloy

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL356321A1 PL356321A1 (pl) 2004-06-28
PL195460B1 true PL195460B1 (pl) 2007-09-28

Family

ID=19910666

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL01356321A PL195460B1 (pl) 2000-01-31 2001-01-29 Sposób rozdrabniania ziarna stali, stop do rozdrabniania ziarna stali i sposób wytwarzania stopu dorozdrabniania ziarna stali

Country Status (20)

Country Link
US (1) US7226493B2 (pl)
EP (1) EP1257673B1 (pl)
JP (1) JP3803582B2 (pl)
KR (1) KR100501465B1 (pl)
CN (1) CN1198947C (pl)
AT (1) ATE365232T1 (pl)
AU (1) AU2001232490A1 (pl)
BR (1) BR0107813B1 (pl)
CA (1) CA2398449C (pl)
CZ (1) CZ298966B6 (pl)
DE (1) DE60129004T2 (pl)
ES (1) ES2284614T3 (pl)
MX (1) MXPA02006786A (pl)
NO (1) NO310980B1 (pl)
PL (1) PL195460B1 (pl)
RO (1) RO121137B1 (pl)
RU (1) RU2230797C2 (pl)
UA (1) UA72309C2 (pl)
WO (1) WO2001057280A1 (pl)
ZA (1) ZA200205330B (pl)

Families Citing this family (57)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101463411B (zh) * 2001-06-28 2011-05-25 新日本制铁株式会社 低碳钢板、低碳钢铸坯及其制造方法
JP2004082903A (ja) * 2002-08-28 2004-03-18 Furuki Shinobu 自立型自動車両
US20040040756A1 (en) * 2002-09-03 2004-03-04 Abdulareef Nmngani Gyroscopically stabilized vehicle
EP1464791B1 (de) * 2003-03-25 2008-12-10 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Turbinenkomponente
DE10340994A1 (de) * 2003-09-05 2005-03-31 Mahle Ventiltrieb Gmbh Verfahren zur Herstellung eines hochlegierten Stahlgusswerkstoffes mit feiner Kornstruktur.
JP4214036B2 (ja) 2003-11-05 2009-01-28 新日本製鐵株式会社 表面性状、成形性および加工性に優れた薄鋼板およびその製造方法
DOP2006000048A (es) * 2005-02-24 2006-08-31 Bhp Billiton Ssm Dev Pty Ltd Production of ferronickel (producción de ferroniquel)
NO326731B1 (no) * 2006-05-31 2009-02-09 Sinvent As Kornforfiningslegering
RU2332469C1 (ru) * 2007-02-14 2008-08-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" Способ измельчения зерна стали
US20080295595A1 (en) * 2007-05-31 2008-12-04 Twill Tech, Inc. Dynamically balanced in-line wheel vehicle
EP2100975A1 (en) 2008-02-26 2009-09-16 Corus Technology BV Method and device for treating a molten metal for producing metal castings
RU2356995C1 (ru) * 2008-02-28 2009-05-27 Юлия Алексеевна Щепочкина Сталь
CN101284305B (zh) * 2008-05-21 2010-06-09 中国科学院金属研究所 一种高锰钢铸件细晶化铸造工艺方法
US9138831B2 (en) * 2008-06-27 2015-09-22 Lincoln Global, Inc. Addition of rare earth elements to improve the performance of self shielded electrodes
US8485053B2 (en) * 2008-12-30 2013-07-16 International Business Machines Corporation Inertial stabilizer system
CN101608269B (zh) * 2009-07-06 2011-06-29 武汉理工大学 一种镁及镁合金用镁铝碳铈细化剂及其制备方法
US8640809B2 (en) * 2010-01-05 2014-02-04 Honda Motor Company, Ltd. Flywheel assemblies and vehicles including same
US10120391B2 (en) * 2010-05-06 2018-11-06 Dong Li Self-balancing enclosed motorcycle
KR101271899B1 (ko) * 2010-08-06 2013-06-05 주식회사 포스코 고탄소 크롬 베어링강 및 그 제조방법
DE102010041366A1 (de) * 2010-09-24 2012-03-29 Leibniz-Institut Für Festkörper- Und Werkstoffforschung Dresden E.V. Hochfeste, bei Raumtemperatur plastisch verformbare und mechanische Energie absorbierende Formkörper aus Eisenlegierungen
CN102031441B (zh) * 2010-11-01 2012-11-28 武汉科技大学 用于钢中硫化物球化和分散的复合添加剂及使用方法
JP5609668B2 (ja) * 2011-01-20 2014-10-22 Jfeスチール株式会社 耐海水孔食性に優れたステンレスクラッド鋼
KR101518654B1 (ko) * 2011-02-24 2015-05-07 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 신장 플랜지성과 굽힘 가공성이 우수한 고강도 강판 및 그 용강의 용제 방법
US8653681B2 (en) 2011-04-04 2014-02-18 Honda Motor Co., Ltd. Power equipment apparatus having flywheel assembly
EP2518168A1 (de) * 2011-04-26 2012-10-31 Plus Trade Ag Draht zur Stahlpfanne-Behandlung von Metallschmelzen mittels Kalziums
EP2714943A1 (en) * 2011-05-27 2014-04-09 Tata Steel Nederland Technology B.V. Process for producing clean steels and clean steel produced thereby
IN2014DN06891A (pl) * 2012-02-17 2015-05-15 Univ Deakin
RU2497955C1 (ru) * 2012-02-17 2013-11-10 Закрытое акционерное общество "ФЕРРОСПЛАВ" Способ внепечной обработки углеродистых и низколегированных сталей
DE102012103884A1 (de) * 2012-05-03 2013-11-07 Fritz Winter Eisengiesserei Gmbh & Co. Kg Verfahren zum Gießen eines mit mindestens einer Durchgangsöffnung versehenen Gussteils
MX374823B (es) * 2013-03-14 2025-03-06 Nippon Steel Corp Star Placa de acero de alta firmeza con excelentes caracteristicas de resistencia a la destruccion retardada y tenacidad a temperaturas bajas y elemento de alta firmeza manufacturado que usa la misma.
US9168970B2 (en) 2013-03-15 2015-10-27 Honda Motor Co., Ltd. Flywheel assemblies and vehicles including same
CN104178671A (zh) * 2013-05-21 2014-12-03 界首市枫慧金属有限公司 铝硅锰合金
CN104001907B (zh) * 2014-06-13 2016-01-06 四川法拉特不锈钢铸造有限公司 一种细化铸件一次晶粒度的方法
RU2579329C1 (ru) * 2014-10-27 2016-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянский государственный технический университет" Способ измельчения зерна стали в поверхностном слое отливки
CN105177460B (zh) * 2014-12-29 2017-12-12 高军 一种利用多重控晶手段制备超高强度钢的方法
WO2016168827A1 (en) 2015-04-17 2016-10-20 The Curators Of The University Of Missouri Grain refinement in iron-based materials
CN105648320A (zh) * 2016-01-20 2016-06-08 广西丛欣实业有限公司 高强度铁合金
CN105803156B (zh) * 2016-03-25 2017-12-26 江苏省沙钢钢铁研究院有限公司 一种提高镁收得率的氧化物控制方法
CN106167872A (zh) * 2016-06-29 2016-11-30 农杰 铁质铸件的加工方法
CN106001514A (zh) * 2016-06-29 2016-10-12 宣达实业集团有限公司 一种高硅奥氏体不锈钢铸件的铸造工艺
CN106011374A (zh) * 2016-06-29 2016-10-12 农杰 改善生铁铸件的抗磨损性能的方法
CN106244897A (zh) * 2016-08-31 2016-12-21 宁国市华丰耐磨材料有限公司 一种用于耐磨钢锻的变质剂
EP3379222B1 (en) 2017-03-22 2020-12-30 Methode Electronics Malta Ltd. Magnetoelastic based sensor assembly
CN107236908A (zh) * 2017-05-31 2017-10-10 苏州优霹耐磨复合材料有限公司 一种用于材料晶粒细化的核壳结构颗粒
US11135882B2 (en) 2018-02-27 2021-10-05 Methode Electronics, Inc. Towing systems and methods using magnetic field sensing
US11084342B2 (en) 2018-02-27 2021-08-10 Methode Electronics, Inc. Towing systems and methods using magnetic field sensing
US11491832B2 (en) 2018-02-27 2022-11-08 Methode Electronics, Inc. Towing systems and methods using magnetic field sensing
US11014417B2 (en) 2018-02-27 2021-05-25 Methode Electronics, Inc. Towing systems and methods using magnetic field sensing
US10670479B2 (en) 2018-02-27 2020-06-02 Methode Electronics, Inc. Towing systems and methods using magnetic field sensing
US11221262B2 (en) 2018-02-27 2022-01-11 Methode Electronics, Inc. Towing systems and methods using magnetic field sensing
CN109440001B (zh) * 2018-10-31 2020-12-01 西安工程大学 一种含纳米晶奥氏体的多元低合金耐磨铸钢及其制备方法
US11027786B2 (en) 2018-11-20 2021-06-08 Harley-Davidson Motor Company Group, LLC Gyroscopic rider assist device
KR102209406B1 (ko) * 2019-11-21 2021-01-29 주식회사 포스코 미세한 주조조직을 갖는 고망간강 및 그 제조방법과 이를 이용한 고망간 강판
CN111941012B (zh) * 2020-08-20 2022-02-22 本钢板材股份有限公司 一种液压泥炮的泥缸的制备方法
CN113881891B (zh) * 2021-08-27 2022-08-19 北京科技大学 一种含稀土硫化物形核剂的铁素体不锈钢的制备方法
CN113718132B (zh) * 2021-08-31 2022-09-16 华中科技大学 一种利用溶质交互作用细化晶粒的Ni合金及其制备方法
CN115074600B (zh) * 2022-07-17 2023-08-25 苏州匀晶金属科技有限公司 一种利用相变体积效应提高粉末冶金铁基合金烧结致密度的方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2168561A (en) * 1938-04-14 1939-08-08 Electro Metallurg Co Treating molten iron and steel with addition agents
US3383202A (en) * 1966-01-19 1968-05-14 Foote Mineral Co Grain refining alloy
US3929467A (en) * 1973-05-21 1975-12-30 Int Nickel Co Grain refining of metals and alloys
RU2048536C1 (ru) * 1992-09-23 1995-11-20 Днепровский металлургический комбинат им.Ф.Э.Дзержинского Способ легирования стали в ковше
RU2118377C1 (ru) * 1994-11-21 1998-08-27 Товарищество с ограниченной ответственностью Научно-технологическая фирма "Кальтэкс" Присадка для комплексной обработки металлургических расплавов
US5776267A (en) * 1995-10-27 1998-07-07 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Spring steel with excellent resistance to hydrogen embrittlement and fatigue
US5908486A (en) * 1996-04-26 1999-06-01 Lockheed Martin Idaho Technologies Company Strengthening of metallic alloys with nanometer-size oxide dispersions
JP2000080445A (ja) * 1998-09-02 2000-03-21 Natl Res Inst For Metals 酸化物分散鋼とその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CZ20022632A3 (cs) 2003-02-12
CA2398449C (en) 2007-12-04
JP2003521582A (ja) 2003-07-15
UA72309C2 (uk) 2005-02-15
AU2001232490A1 (en) 2001-08-14
CA2398449A1 (en) 2001-08-09
KR20020076273A (ko) 2002-10-09
EP1257673A1 (en) 2002-11-20
US20030010554A1 (en) 2003-01-16
WO2001057280A1 (en) 2001-08-09
NO310980B1 (no) 2001-09-24
NO20000499D0 (no) 2000-01-31
ATE365232T1 (de) 2007-07-15
NO20000499L (no) 2001-08-01
KR100501465B1 (ko) 2005-07-18
CZ298966B6 (cs) 2008-03-26
BR0107813B1 (pt) 2009-05-05
MXPA02006786A (es) 2004-04-05
DE60129004T2 (de) 2007-09-27
CN1396960A (zh) 2003-02-12
EP1257673B1 (en) 2007-06-20
DE60129004D1 (de) 2007-08-02
CN1198947C (zh) 2005-04-27
ES2284614T3 (es) 2007-11-16
BR0107813A (pt) 2002-10-29
ZA200205330B (en) 2003-10-03
PL356321A1 (pl) 2004-06-28
RU2230797C2 (ru) 2004-06-20
RO121137B1 (ro) 2006-12-29
US7226493B2 (en) 2007-06-05
JP3803582B2 (ja) 2006-08-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
PL195460B1 (pl) Sposób rozdrabniania ziarna stali, stop do rozdrabniania ziarna stali i sposób wytwarzania stopu dorozdrabniania ziarna stali
US5972129A (en) Process for smelting a titanium steel and steel obtained
US4121924A (en) Alloy for rare earth treatment of molten metals and method
CN110184548B (zh) 一种高锰钢连铸坯凝固组织细化的方法
JP6455289B2 (ja) 溶鋼の連続鋳造方法
CN104745961A (zh) 21-10Mn7Mo铸锭的冶炼方法
NO349310B1 (en) Cast iron inoculant and method for production of cast iron inoculant
JP6728934B2 (ja) 溶鋼の連続鋳造方法
JP6728933B2 (ja) 溶鋼の連続鋳造方法
JP2008266706A (ja) フェライト系ステンレス鋼連続鋳造スラブの製造法
US10465258B2 (en) Grain refinement in iron-based materials
CN104745962A (zh) 21-10Mn7Mo钢锭的冶炼方法
JP5073951B2 (ja) 被削性と強度特性にすぐれた機械構造用鋼の製造法
JP6488931B2 (ja) 溶鋼の連続鋳造方法
SU1341213A1 (ru) Способ раскислени и модифицировани стали
JP2016083703A (ja) 溶鋼の連続鋳造方法および連続鋳造鋳片
JP2005213583A (ja) 溶接継ぎ手性能の優れた鋼及びその製造方法
CN104745964A (zh) 21-10Mn7Mo钢锭的冶炼技术
JP3843590B2 (ja) Ti脱酸極低炭素鋼の製造方法
CN104745960A (zh) 21-10Mn7Mo钢锭及其冶炼工艺
JP2006152444A (ja) 含Ti極低炭素鋼の溶製方法