تاثیر بور بر قابلیت کشش گرم فولاد حاوی نئوبیم

Effect of boron on the hot ductility of Nb-containing steel

مقدمه

فرآیند ریخته گری پوسته ای به طور گسترده ای در صنایع فولاد مورد استفاده قرار می گیرد، چرا که روشی آسان و مقرون به صرفه برای تولید فولادها به مقدار خیلی خیلی زیاد می باشد. فولادها سریعاً سرد شد تا حرارت به طور نسبی با نرخی سریع خارج گردد و حرارت خود را به قالب انتقال دهد. اما با این حال، برخی از روش های سرد کردن سریع موجب ایجاد یک شیب حرارتی بین داخل و خارج تختال می گردد که موجب تنش حرارتی در تختال ها می شود. همچنین از لحاظ مکانیکی موجب ایجاد تنش به واسطه اصطکاک در قالب و غلطک فشاری و غیره می گردد.

حضور این تنش ها می تواند منتج به انواع گوناگون ترک در تختال ها شود. به خصوص  در حالت ریخته گری پیوسته به صورت عمودی، همچنین هنگامی که از ناحیه مستقیم در حدود بازه دمایی ۷۰۰ تا ۹۰۰ درجه سانتیگراد می گذرد، در ناحیه ی بالای تختال تنش کششی وجود دارد و در ناحیه ی پایین تختال تنش های فشاری به وقوع می پیوندد.

در مورد فولادهای با قابلیت کشش گرم ضعیف، ترکیب تنش های نامبرده در قبل، تنها گاهی اوقات موجب ایجاد ترک در سرتاسر تختال می گردد. در میان انواع مختلف فولادها، فولادهای حاوی شکل دهنده کاربیدهای قوی مانند نئوبیم، فولاد را مستعد به ترک دار شدن در حین ریخته گری پیوسته می نماید. از این رو، قابلیت کشش گرم فولادهای حاوی نئوبیم در طول دهه قبل موضوع تحقیق افراد زیادی بوده است.

نشان داده شده است که دلیل اصلی کاهش گسترده در قابلیت انعطاف پذیری، حضور فیلم نازکی از فریت در اطراف مرزدانه های آستنیت و یا رسوبات ریز ذرات Nb(C,N) در داخل فزیت و در مرزدانه های آستنیت می باشد. مقدار قابل توجهی از تحقیقات بر پایه بهبود قابلیت کشش گرم  فولادهای حاوی نئوبیم بوده است که عمدتا با اضافه کردن عناصر آلیاژی از قبیل تیتانیوم، کلسیم، زبرکنیم، و ایریدیم این بهبود حاصل شده است. از دیگر عناصر آلیاژی که ممکن است بتواند قابلیت کشش گرم فولادهای حاوی نئوبیم را بهبود ببخشد، بور است. به خوبی می دانیم که اضافه کردن بور به فولاد کم کربن شکل گیری فریت را در امتداد مرزدانه های آستنیت و جدایش در مرزدانه ها را به تاخیر می اندازد. بنابراین انتظار می رود که اضافه کردن بور باعث تغییر ریزساختار در حدود دمای ۷۰۰ تا ۹۰۰ درجه ی سانتیگراد و نتیجتاً قابلیت کشش گرم می گردد. هدف از این کار تحقیقاتی بررسی تاثیر بور بر قابلیت کشش گرم فولاد حاوی نئوبیم می باشد.

جهت دانلود ترجمه تخصصی و فارسی این مقاله می توانید وجه آنرا پرداخت نموده و بلافاصله دریافت نمایید.

INTRODUCTION

The continuous casting process is widely used in the steel industry because it is a simple and cost-effective method to produce steels in large quantities. The steels are cooled rapidly since heat is extracted at a comparatively fast rate by heat transfer to the cold mold. However, such rapid cooling produces a steep thermal gradient between the interior and the exterior of the slabs, resulting in large thermal stress in the slabs. There is also a buildup of mechanically induced stress caused by friction in the mold, roll pressure, etc.

The presence of these stresses can result in various types of cracking in the slabs. In the case of vertical continuous casters in particular, there is also an occurrence of tensile stress at the upper region and compressive stress at the lower region of the slabs when they pass through the straightening zone at around 700 °C to 900 °C.

In the case of steels with poor hot ductility, the combination of the stresses mentioned previously quite often results in the formation of cracks. Among various types of steels, it is known that steels containing strong carbide formers such as Nb are particularly susceptible to cracking during continuous casting. Hence, the hot ductility of Nb-containing steels has been the subject of numerous investigations during the last decade.

(۱-۵) It has been shown that the main causes for the large decrease in ductility are the presence of thin films of ferrite surrounding the austenite grain boundaries and/or the precipitation of fine Nb(CN) particles within the ferrite and at austenite grain boundaries. A considerable amount of research has been conducted to improve the hot ductility of Nb-containing steels, mostly by the addition of alloying elements such as T1,16,7,8) Ca, 19) Zr,[6] and Y16 Another possible alloying element that can improve the hot ductility of the Nb-containing steels is B.