80 / 108
EuroWire –
май
2012
г.
78
Техническая статья
пластичности (при кручении). Это
связано с характерным для электростали
повышенным
содержанием
азота.
Мобильность
соединений
азота
может привести к деформационному
старению
и,
как
следствие,
к
повышению упругих свойств (наклепу)
и понижению пластических свойств
проволочной продукции.
1
Проблеме
снижения содержания свободного
азота в катанке из низкоуглеродистых
марок стали посредством легирования
микродобавками, например, бора,
ванадия или ниобия (с концентрацией
порядка 1х10
-6
) посвящены серьезные
исследования. Вопросы легирования
бором высокоуглеродистых сталей
изучены не столь широко
2
, и данная
тема стала предметом настоящего
исследования.
Методикаэксперимента
Бор может вступать в соединение с
азотом, образуя при этом нитрид бора, в
ходе реакции, имеющей следующий вид:
B + N = BN
(1)
При этом стехиометрический состав
с учетом атомной массы бора и азота
соответствует отношению бора к азоту,
равному 11:14, или 0,79. В рамках
настоящего исследования разработаны
три сплава с содержанием углерода 0,80
% по массе, из которых один был взят за
эталонный сплав, другой сплав содержал
бор и азот в стехиометрическом
соотношении, а третий представлял
собой
суперстехиометрический
сплав с массовым отношением бора
к азоту, равным 2:1. Последняя марка
стали
позволяет
изучить
влияние
дополнительного
количества
«свободного»
бора
на
развитие
микроструктуры и свойства материала.
Химический состав слитков, отлитых в
лабораторных условиях, представлен
в таблице 1. При этом необходимо
отметить, что массовое отношение
элементов в химическом составе стали
непосредственно после отливки было
несколько выше расчетных значений
– 1,44 и 2,39 в сплаве, легированном
бором,
и
в
высоколегированном
сплаве с высоким содержанием бора
соответственно. Следовательно, бор
в свободном состоянии может также
присутствовать
в
составе
сплава,
легированного бором.
Слитки подвергались горячей прокатке
на прокатном стане с ручной подачей
с повторным нагревом до 1176 °C и с
Влияние легирования бором
на эволюцию микроструктуры
и физико-механические
свойства высокоуглеродистой
проволоки
Эммануэль Де Мур (Центр перспективных исследований в области технологий обработки стали и производства
металлопродукции) и Вальтер Ван Раемдонк («Н.В. Бекерт С.А.»)
Аннотация
Легирование бором часто производится
в низкоуглеродистых сталях для
связывания
свободного
азота
и
предотвращения
деформационного
старения. В результате повышается
пластичность
(при
кручении)
проволочных изделий. Настоящая
работа исследует влияние легирования
бором на свойства высокоуглеродистых
сталей (с содержанием углерода 0,80 %
по массе). Наряду с эталонной плавкой
проведены лабораторные плавки с
использованием шихты, в которой
величины массового отношения бора к
азоту составляли 1:1 и 2:1. Заготовки
были подвергнуты горячей прокатке,
волочению,
патентированию,
а
также дополнительному волочению
с уменьшением диаметра до 1
мм.
На
каждом
промежуточном
этапе проводилась оценка физико-
механических
свойств,
а
также
исследовались
характеристики
микроструктуры. На уровне физико-
механических свойств ограниченное
влияние легирования бором очевидно.
Введение
Сталеплавильное
производство
в
электродуговых печах ведется во все
больших масштабах, в особенности
в Северной Америке, для получения
стали, используемой при изготовления
длинномерного сортового проката.
Замена
технологии
производства
кипящей стали на непрерывную
разливку электростали усложняет задачу
выполнения требований к качеству
продукции, в частности по обеспечению
C Mn Si
Cr
B, частей
на
миллион
N, частей
на
миллион
Базисная сталь
0.78 0.48 0.25 0.20
–
42
Сталь, легированная бором 0.82 0.46 0.23 0.20
62
43
Высоколегированная сталь с
высоким содержанием бора 0.76 0.47 0.23 0.20
98
41
▲
▲
Таблица 1.
Химический состав стали, отлитой в лабораторных условиях (% по массе)