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EuroWire – Mai 2012
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Technischer artikel
Wirkung der Bor-Legierung
auf die mikrostrukturelle
Entwicklung und
die mechanischen
Eigenschaften des
hochgekohlten Drahts
Von Emmanuel De Moor, Advanced Steel Processing and Products Research Centre, undWalther Van Raemdonck, NV Bekaert SA
Zusammenfassung
Bor-Legierung
wird
öfter
bei
niedergekohltem
Stahl
eingesetzt,
um freien Stickstoff zu binden und
Deformationsalterung
zu
vermeiden,
wobei eine erhöhte (Torsions-) Duktilität
der Drahtprodukte erzielt wird.
In
der
vorliegenden
Arbeit
wird
die Wirkung der Bor-Legierung auf
hochgekohlten
(0,80
Gew.-%)
Stahl
untersucht.
Vorbereitet
wurden
Laborschmelzen
mit
Bor-Stickstoff-
Verhältnissen von 1:1 und 2:1 in
Ergänzung zu einer Bezugsschmelze.
Das
Material
wurde
warmgewalzt,
gezogen,
patentiert
und
weiterhin
auf 1mm gezogen. Die mechanischen
Eigenschaften wurden zusammen mit der
mikrostrukturellen Charakterisierung bei
jedem Zwischenzustand bewertet.
Eingeschränkte
Wirkungen
der
Borlegierung
auf
mechanische
Eigenschaften sind offensichtlich.
Einleitung
Die Stahlerzeugung im Lichtbogenofen
wird vor allem in Nordamerika für
Stahlwerkbetriebe von Langprodukten
zunehmend eingesetzt. Das Ersetzen
von
unberuhigtem
Stahl
mit
Stranggießstahl
im
Lichtbogenofen
(EAF)
führt
zu
auferlegten
Herausforderungen bei der Erfüllung
der
Produktqualitätsanforderungen
insbesondere in Bezug auf (Torsions-)
Duktilität.
Das hängt mit dem inhärent höheren
Stickstoffgehalt des EAF-Stahls zusammen.
Wenn der Stickstoff mobil ist, kann dies
eine Deformationsalterung verursachen,
was
wiederum
zu
einer
erhöhten
Verfestigung
und
einer
reduzierten
Duktilität
des
Drahtprodukts
führt.
1
Wichtige
Forschungen
wurden
durchgeführt,
um
den
freien
Stickstoffgehalt
der
niedriggekohlten
Walzdrahtklassen durch die Legierung mit
Mikrozusätzen, wie z. B. Bor, Vanadium oder
Niob, zu reduzieren. 1
-6
C
Mn
Si
Cr
B, ppm
N, ppm
Basis
0.78
0.48
0.25
0.20
-
42
B
0.82
0.46
0.23
0.20
62
43
Hochborhaltig
0.76
0.47
0.23
0.20
98
41
▼
▼
Tabelle 1
–
Chemische Zusammensetzung in Gewicht-% des im Labor vorbereiteten Stahls
Der Borlegierung des hochgekohlten
Stahls wurde weniger Aufmerksamkeit
geschenkt.
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Die vorliegende Forschung
fokussiert sich darauf.
Versuchsverfahren
Bor kann sich mit Stickstoff verbinden um
Bornitrid zu bilden, entsprechend
B + N = BN (1)
und
die
Stöchiometrie
entspricht
einem B/N-Verhältnis von 11:14 oder
0,79 abhängig davon ob die relative
Atommasse von Bor oder Stickstoff
betrachtet
wird.
Drei
Legierungen
mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,80
Gewicht-% wurden in der vorliegenden
Forschung
vorgesehen,
um
eine
Referenzlegierung zu haben sowie eine
Legierung mit Bor und Stickstoff in
einem stöchiometrischen Verhältnis und
eine superstöchiometrische Legierung
mit einem B/N-Verhältnis von 2:1. Der
letztere Stahl ermöglicht eine Studie über