Файл: Пути улучшения качества сталей и сплавов..pdf

му, связан со вторичным окислением РЗМ при выпу­ ске и разливке металла.

В большинстве работ отмечается отсутствие изме­ нений природы включений РЗМ в условиях деформа­

ний, а во-вторых, к уменьшению их суммарного объ­ ема. Однако еще не решен вопрос о полном удалении включений РЗМ из жидкой стали. Проблема ослож­ няется тем, что плотность включений РЗМ близка к плотности жидкой стали. Ряд исследователей пред­ лагает после присадки РЗМ вводить силикокальций, чтобы создать оболочку на включениях, что, по мне­ нию авторов, приведет к лучшему всплыванию по­ следних.

На Златоустовском металлургическом заводе под­ робно исследовали влияние редкоземельных метал­ лов на состав и количество неметаллических включе­ ний в нержавеющих сталях.

Исследование проводили на металле стали Х23Н18 лабораторных и промышленных плавок. Ла­

лялся главным образом с помощью металлографиче­ ского анализа {24—30]. Для определения их состава в ряде случаев был применен рентгеноструктурный метод анализа.

При увеличении ХбЗО подсчитывалось количество видимых включений; площадь определялась путем замера среднего диаметра для глобулярных включе­ ний, ширины и длины — для включений другой фор­ мы. Таким образом, подсчитывались все включения, размер..катарцх был ^ 0 ,5 мк (отдельно, в зависимо­

сти от.качественного состава).

16

Практически полностью состояли из твердых растворов окислов церия и др. элементов.

По результатам количественного анализа все включения объединялись в родственные группы:

I— алюмосиликаты,

II — сульфиды и оксисульфиды,

III — шпинель (твердый раствор окислов), IV — глинозем,

у — глобули силикатов кальция и алюминия.

Подсчет включений в литом металле производили

ла и неметаллических включений. Качественная ха­ рактеристика неметаллических включений и фаз со­ ставлялась, кроме того, с помощью замера микро­ твердости (нагрузка 25 е).

Чтобы проанализировать качество включений ме­ талла ряда индукционных плавок (без присадок це­ рия), изготовляли образцы для получения осадка не­ металлических включений методом электролиза. На промышленных плавках этот метод не применяли, так как ряд исследователей считает, что при нем не­ металлические включения с РЗМ заметно разлага­ ются.

Изучение качественного состава неметаллических включений литого металла лабораторных плавок с различным содержанием церия показало, что в ме­ талле плавок без церия встречается много субмикро­ скопических включений, сульфидов сложного состава (возможно присутствие сульфидов хрома). Среди кислородных включений преобладают глобули, но встречаются и отдельные зерна глинозема и силика­ тов. Глобулярные включения — это, в основном, стекла.

Сульфидные включения располагаются преиму­ щественно в виде пленок по границам зерна, многие содержат окислы.

Присадка 0,1 процента церия ведет к появлению в составе стекол примесей церия и кальция. Однако количество включений с церием незначительно. В остальном состав их такой же, как и в плавках без церия..

Дальнейшее увеличение концентрации церия (0,2;

18

составе кислородных включений, в зернах глинозема

сульфиды в виде пленок. Как видно, присадка церия в количестве 0,2—0,4 процента по расчету способст­ вует качественному и количественному изменениям неметаллических включений.

Плавка с присадкой 0,5 процента Се характеризу­ ется резким увеличением числа включений, из кото­ рых много субмикроскопических, появились цепочки из глобулей, пленки сульфидов по границам зерен. Отчетливо виден церий. По-видимому, его количест­ венное увеличение в составе включений сказалось на их свойствах и поведении при кристаллизации.

Следует отметить, что повышенная концентрация серы и кремния в металле индукционных плавок во многом повлияла на количество и состав неметал­ лических включений. В промышленных плавках дей­ ствие этих факторов менее ощутимо.

Более детально был изучен состав и количество включений в литой и деформированной стали про­ мышленных плавок (табл. 4 и 5).

Преобладающими явились алюмосиликаты и гли­ нозем. Доля первых примерно одинакова по всем го­ ризонтам слитка. Доля глинозема, как правило, уменьшается от центра к поверхности слитка.

В литой стали с церием преобладали мелкие включения, расположенные, в основном, группами. Это образования силикатного типа, содержащие кремний, церий, алюминий и иногда кальций. При­ сутствие церия во включениях устанавливалось по

характерным золотистым, красноватым и бурым от­ тенкам.

Сульфидные включения имели глобулярную фор­ му, неопределенную и приближающуюся к правиль­ ной. Во многие были вкраплены кислородные образо­ вания. Часть их имела буроватый оттенок в светлом поле и красноватый с бурым в поляризованном све­ те. Это отличало их от включений обычного металла и являлось, по-видимому, следствием присутствия в них кислородно-сульфидных соединений церия.

Для слитка без церия характерны крупные кисло­ родные образования, чаще неправильной формы. Включения — из стекла и алюмосиликатных кристал­ лов, в некоторых обнаружены кристаллы шпинели.

Сульфидные включения в металле без церия име­ ли вид глобулей или эллипсовидных фигур, многие из них содержали вкрапления окислов, основная со­ ставляющая которых — сульфид марганца. В не­ больших количествах встречались включения нитри­ дов титана.

В деформированном металле наибольшее содер­ жание включений (объемный процент их пропорцио­ нален приведенным в таблице 5 значениям площади)

20