Научно-технический и производственный журнал.
Издается с января 1958 года. Индекс: 70383
ISSN 2410-2091 (Online), ISSN 0368-0797 (Print)
 
 
 
 

Послать статью

 

ИЗМЕНЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ВКЛЮЧЕНИЙ В ПРОЦЕССЕ ВНЕПЕЧНОЙ ОБРАБОТКИ НИЗКОУГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ КЛАССА IF

стр. 345-352

Авторы: Комолова О. А.1, Григорович К. В.1, Горкуша Д. В.1, Карасев А. В.2

1 Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС» (119049, Россия, Москва, Ленинский пр., 4)
Комолова О. А. - к.т.н., доцент кафедры металлургии стали, новых производственных технологий и защиты металлов, старший научный сотрудник (email: o.a.komolova@gmail.com)
Григорович К. В. - член-корр. РАН, д.т.н., профессор кафедры металлургии стали, новых производственных технологий и защиты металлов, зав. лабораторией Диагностики материалов (email: grigorov@imet.ac.ru)
Горкуша Д. В. - аспирант кафедры металлургии стали, новых производственных технологий и защиты металлов (email: gorkushadmity@gmail.com)
2 Королевский технологический институт (SE-100 44, Швеция, Стокгольм)
Карасев А. В. - д.т.н., профессор (email: karasev@kth.se)

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. В статье 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 (НВ), 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 (НВ) в пробах металла отобранных на этапах выплавки, внепечной обработки, разливки, технологической цепочки производства стали класса IF методами количественного металлографического анализ 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 было выделено 5 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. Методом фракционного газового анализа показана динамика изменения содержания различных типов оксидных неметаллических включений по ходу внепечной обработки стали. Показано, что применение метода ФГА позволяет проводить анализ причин образования НВ в металле и вносить корректирующие операции в технологический процесс.

Ключевые слова: марки стали IF и IF-BH, фракционный газовый анализ, электролитическое растворение, сверхнизкоуглеродистая сталь, BH-эффект, неметаллические включения, производство стали

DOI: 10.17073/0368-0797-2019-5-345-352

Библиография:
  1. Hideaki Kimura. Advances in High-Purity IF Steel Manufacturing Technology // Nippon steel technical report . April 1994. 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. Международный 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 // International 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. Международный 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 no. 44. pp. 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. Pampa Ghosh, Chiradeep Ghosh and R. K. Ray. Precipitation in Interstitial 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 Analysis-Optical 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 clogging during continuous casting of al-killed steel // Metalurgija. 2015. No. 54 (2). P. 371 – 374.
  17. Andrey V. Karasev, Dmitry Gorkusha, Konstantin V. Grigorovich, Pär G. Jönsson. 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. Оже-электронная 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-10mass% 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 Determinations of the Largest Inclusion in Metal Samples // ISIJ Int. 2011. No. 51 (4). P. 593 – 602.
Благодарности: Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта №18-29-24146 мк.

Дата поступления: 25.01.2019

Главный редактор

Леонтьев Леопольд Игоревич

Главный редактор Известия вузов Черная металлургия