Afinacija kontinuirno vlitega cementacijskega v jekla C 4320 z niobiiem in vanadijem UDK: 621.746.047:669.14.018.298 ASM/SLA: D9-q, Ay-b, V, Nb F. Vodopivec, F. Vizjak, S. Senčič, G. Manojlovič in D. Gnidovec II. DEL: IZDELAVA IN PREISKAVA INDUSTRIJSKEGA JEKLA 1. PROGRAM DELA Za delo je bil določen naslednji program: — izdelava preizkusne šarže cementacijskega jekla Č 4320 z najmanj 0,02 % Nb; — kontrola ponašanja jekla pri ulivanju, da bi ugotovili, ali dodatek niobija zaznavno vpliva na livnost in druge za ulivanje pomembne lastnosti jeklene taline; — preiskava litih gredic; naš namen je bil oceniti, ali niobij vpliva na kristalizacijsko strukturo jekla; Tabela 1: Sestava jekel V programu dela je bilo predvideno, da bomo izdelali več industrijskih šarž in tako opredelili najmanjši za učinkovito afinacijo potrebni dodatek niobija. Vendar se je to pokazalo kot nepotrebno in ulita je bila samo ena šarža, izsledki s te šarže in laboratorijskega dela namreč omogočajo, da z gotovostjo opredelimo spodnji učinkoviti dodatek niobija. 2. REZULTATI 2.1 Izdelava in ulivanje jekla Jeklo Č 4320 je bilo izdelano po standardnem postopku, ki je vpeljan v železarni Štore. Niobij je bil dodan v obliki zlitine niobij tantal s 60 % Nb v ponovco. V jeklu najdemo skoraj ves dodani niobij. — valjanje jekla in opredelitev vpliva začetne in končne temperature valjanja; — mehanske preiskave jekla, — mikrostrukturne preiskave jekla s posebnim poudarkom na velikosti in stabilnosti avste-nitnih zrn. V tabeli 1 je prikazana sestava preizkusne šarže in sestava dveh jekel istega tipa, ki sta bili izdelani v različnih železarnah in uporabljeni za primerjavo. V obeh primerjalnih jeklih najdemo kot afinator topni aluminij. V vseh jeklih najdemo tudi vanadij, vendar v premajhni količini, da bi lahko učinkovito deloval kot afinator. N Nb V ',0078 0,02 0,03 ,015 pod 0,005 0,009 1,012 0,005 0,02 Opazovanja pri ulivanju jekla niso pokazala nobenih anormalnosti v primerjavi z jekli enake vrste. 2.2 Kristalizacijska struktura jekla Iz dveh žil sta bili izrezani ploščici, na njih pripravljeni Baumannovi odtisi in izvršeno globoko jedkanje. Primerjava enega in drugega s kristalizacijsko strukturo iste vrste jekla, ki je bilo tudi izdelano in ulito v Štorah,9 ne pokaže opaznih razlik. 2.3 Valjanje jekla Pred valjanjem so bile gredice ogrete na temperaturo 1150 °C. Temperatura valjanja je bila izmerjena po prvem vtiku. S tem so se zmanjšale napake zaradi zaškajane površine. Začetna temperatura valjanja je bila med 1150 °C (to je normalna Jeklo Element v % C Mn Si Cr S P Al A 0,14 1,0 0,26 0,85 0,019 0,015 0,002 0 B 0,14 1,05 0,28 0,84 0,007 0,014 0,028 0 C 0,15 1,19 0,33 0,97 0,016 0,027 0,036 0 A je preizkusno jeklo, izdelano in konti ulito v železarni Štore (šarža 7145 iz leta 1978) B in C sta primerjalni elektrojekli iz dveh različnih železarn temperatura začetka valjanja) in 800 °C. Končna temperatura valjanja med 980 in 800 °C je bila izmerjena po zadnjem vtiku. Enaka začetna in končna temperatura valjanja 800 °C pomeni, da nadomesti toplota, ustvarjena z energično redukcijo med valjanjem, izgubo zaradi ohlajanja jekla, če je začetna temperatura valjanja zadosti nizka. Med valjanjem ni bilo posebnosti. 2.4 Mehanske preiskave jekla Jeklo je bilo preiskano v valjanem in normali-ziranem stanju. Na sliki 1 so prikazane odvisnosti med temperaturo začetka valjanja in mejo plastičnosti, trdnostjo, raztezkom, kontrakcijo in žilavostjo jekla. Na .sliki 2 so prikazane iste lastnosti v odvisnosti od temperature konca valjanja. V obeh primerih se pokaže, da v valjanem stanju visoka temperatura začetka in konca valjanja nekoliko povečuje trdnost in zmanjša vse druge lastnosti, še posebej žilavost. Razlago za to gre iskati v mikrostrukturi, o kateri bomo razpravljali kasneje. 1100 1000 900 800 Temperatura začetka valjanja v °C Slika 1 Jeklo A. Odvisnost med temperaturo začetka valjanja in mehanskimi lastnostmi jekla v valjanem stanju Fig. 1 Steel A. Relationship betvveen the temperature of the Initial rolling and the mechanical properties of as rolled steel o 100 E* e f 200 so* __o-0---5-Q- J -- —---- S 'J »■sr- «_____ m ■ mo 900 Temperatura konca valjanja v °C Slika 2 Jeklo A. Odvisnost med temperaturo konca valjanja in mehanskimi lastnostmi jekla v valjanem stanju. Fig. 2 Steel A. Relationship betvveen the temperature of the final rolling and the mechanical properties of as rolled steel tNa slikah 3 in 4 so prikazane lastnosti normali-ziranega jekla (temperatura normalizacije 920 °C) v odvisnosti od temperature začetka in konca va- 1100 1000 900 800 Temperatura začetka valjanja v "C Slika 3 Jeklo A. Odvisnost med temperaturo začetka valjanja in mehanskimi lastnostmi jekla v normaliziranem stanju Fig. 3 Steel A. Relationship betvveen the temperature of the initial rolling and the mechanical properties of as normalized steel | ^ 800 J S00 43 200 o. I 30* * Kont rakcija f 604 c 20.c Trdnostn _ JC S. Meje plastičnosti »V : " ;—;— ^-Žilavost L faztezek | Temperatura konca valjanja v '/, Slika 4 Jeklo A. Odvisnost med temperaturo konca valjanja in mehanskimi lastnostmi jekla v normaliziranem stanju Fig. 4 Steel A. Relationship betvveen the temperature of the final rolling and the mechanical properties of as normalized steel ljanja. V obeh primerih se jasno pokaže, da temperatura valjanja nima nobenega vpliva na lastnosti jekla v normaliziranem stanju. Tudi o tej ugotovitvi bomo razpravljali v nadaljevanju. 2.5 Mikroskopske preiskave 2.5.1 Valjano stanje Na vzorcih valjanega jekla smo določili velikost zrn ferita in perlita, oz. bajnita po metodi linearne intercepcije. Po tej metodi se določa povprečni idealiziran premer zrn mikrostrukture. Ta premer je sorazmeren velikosti zrn, ki jo določamo po primerjalnih tabelah, na primer velikosti po tabeli ASTM. V slikah 5 in 6 je intercepcijska dolžina prikazana v odvisnosti od začetne in končne temperature valjanja. Obe odvisnosti sta praktično identični in kažeta, da temperatura predelave vpliva na zrnatost mikrostrukture valjanega jekla. Intercepcijska dolžina se zmanjšuje hitreje do približno ca 950 °C, kot pod njo. Vendar je pomembna predvsem končna temperatura valjanja in je zato važna ugotovitev, da se velikost zrn hitreje zmanjšuje do končne temperature valjanja ca 900 °C, kot pod to temperaturo. Slika 7 Pov. 100 X, jeklo A. Mikrostruktura v valjanem stanju T. — temperatura začetka valjanja v °C Tt — temperatura konca valjanja v "C T, Tk 1—1150 980 2—1000 886 3— 900 870 Fig. 7 Magnification 100 X, steel A. Microstructure of as rolled steel. T« — temperature of initial rolling in °C, Tk — temperature of final rolling in °C T, Tk Tz Tk T, Tk 5—950 837 1—1150 980 5—950 837 6—820 816 2—1000 886 6-820 816 7—800 800 3— 900 870 7—800 800 Približno pri 950 °C nastajajo najhitreje izločki niobijavega karbonitrida v deformiranem jeklu.'0 Prelom v odvisnosti na sliki 6 je znak, da je med valjanjem jekla prišlo do vezave dela niobija v izločke. opt Slika 5 Jeklo A. Odvisnost med temperaturo začetka valjanja in velikostjo zrn v valjanem jeklu Fig. 5 Relationship between the temperature of the initial rolling and the grain size of as rolled steel Cementacijska jekla se ne uporabljajo v valjanem stanju, temveč po toplotni obdelavi. Zato odvisnosti na slikah 5 in 6 nista pomembni za oceno uporabnosti jekla, temveč zato, da razumemo procese, ki se dogajajo v jeklih med predelavo in so splet deformacije, rekristalizacije in izločanja. v v* ' • f J . >1 ■H te*.* sfS'-. ' 4 % J 1100 1000 900 Temperatura začetka valjanja v °C Slika 6 Jeklo A. Odvisnost med temperaturo konca valjanja in velikostjo zrn v valjanem jeklu Fig. 6 Relationship .betvveen the temperature of the final rolling and the grain size of as rolled steel 900 Temperatura konca valjanja Tabela 2: Velikosti austenitnih zrn pri 920 °C Jeklo 5—7 posamična zrna 2 6—7 posamična zrna 2 5—7 posamična zrna 2 7 5—6 posamična zrna 2 6—7 posamična zrna 2 5—7 posamična zrna 2 7 številna zrna 1 in večja 5—6 posamična zrna 2 6 posamična zrna 2 5—7 posamična zrna 2 večinoma 1 in večja na posamičnih mestih izrna 7 A 1 končna temperatura valjanja 980 °C A 4 končna temperatura valjanja 870 °C A 6 končna temperatura valjanja 800 °C posamična zrna 1 in večja večinoma 1 in večja na posamičnih mestih zrna 7 Slika 8 Pov. 100 X, jeklo A. Austenitna zrna po 1 uri in 4 urah ogrevanja pri 920 "C 1 T« 1150 °C, ogrevanje 1 uro 2 Ti 1150 °C, ogrevanje 4 ure 3 T« 800 "C, ogrevanje 1 uro 4 Tz 800 »C, ogrevanje 4 ure Fig. 8 Magnification 100 X, steel A. Austenitic grains after 1 hour and 4 hours annealing at 920 "C 1 T« 1150 "C, 1 hour annealing 2 T, 1150 "C, 4 hours annealing 3 Tt 800 °C, 1 hour annealing 4 T, 800 "C, 4 hours annealing Na sliki 7 je prikazana mikrostruktura valjanega jekla. Po končni temperaturi valjanja 980 °C je mikrostruktura sestavljena iz ferita, bajnita in malo perlita. Ta struktura je nastala s transformacijo avstenita, ki je rekristaliziran po zadnjem vtiku in je imel niobij v trdni raztopini. Nio-bij v tej obliki povečuje kaljivost jekla, je torej vzrok za nastanek bajnita. Po končni temperaturi valjanja 887 °C je mikrostruktura sestavljena iz ferita in perlita, najdejo se le posamična zrna bajnita. Enakomernost v velikosti zrn kaže, da je austenit rekristaliziral med valjanjem do konca ali po večini vtikov. Prisotnost bajnita in velikost zrn pa pokažeta, da je del niobijevega karbonitrida med valjanjem precipitiral. Še pri nižji temperaturi 837 °C je mikrostruktura le še iz ferita in perlita. Zrna so bolj drobna in precej enakomerna. Pri temperaturah konca valjanja 816 in 800 °C je mikrostruktura zelo podobna. Oblikujejo neenakomerna, večinoma drobna feritna in perlitna zrna. Svojevrstna je tudi porazdelitev perlita. Videz mikrostrukture, posebno še lečaste per-litne tvorbe in lečasta področja večjih zrn ferita in perlita, so zanesljiv dokaz, da je jeklo doseglo premensko temperaturo austenit ferit tedaj, ko del austenita ni bil rekristaliziran po več vtikih in je bil del niobija v raztopini v austenitu. Slika 9 Pov. 100 X, jeklo B. Austenitna zrna po 1 url (1) in 4 urah (2) ogrevanja pri 920'C Fig. 9 Magnification 100 X, steel B. Austenlte grains after 1 hour (1), and 4 hours (2) annealing at 920 *C 7r 2 Slika 10 Pov. 100 X, jeklo C. Austenitna zrna po 1 url (1) in 4 urah (2) ogrevanja pri 920 °C Fig. 10 Magnification 100 X, steel C. Austenite grains after 1 hour (1), and 4 hours (2) annealing at 920 °C 2.5.2 Velikost austenitnih zrn Velikost in obstojnost austenitnih zrn smo preverili z 1-, 4- in 8-urnim ogrevanjem jekla pri 920 °C. Po ogrevanju smo vzorce kalili v vodi. Austenitna zrna smo odkrili z jedkanjem vzorcev v pikralu z dodatkom sredstva za zmanjšanje površinske napetosti. Rezultati so prikazani v tabeli 2. V preizkusnem jeklu velikost zrn ni odvisna od temperature valjanja in se praktično ne spreminja zaradi podaljšanja ogrevanja do 8 ur (slika 8). Zrna niso popolnoma enakomerna, vendar med ogrevanjem ni bilo koalescence in nastanka zelo velikih zrn. Drugače je v obeh primerjalnih jeklih. Po enournem ogrevanju so zrna drobna in enakomerna (slika 9 in 10). Po 4-urnem ogrevanju je v obeh jeklih del austenitnih zrn ostal nespreme-menjen. Med njimi pa so s koalescenco nastala posamična zrna, ki so večja za nekaj ASTM razredov. Po 8-urnem ogrevanju prevladujejo v jeklih B in C velika koalescirana zrna. V preizkusnem jeklu, ki je legirano z niobijem, so torej austenitna zrna po kratkem ogrevanju nekoliko večja kot v primerjalnih jeklih, vendar so bolj obstojna pri podaljšanju ogrevanja. Razlaga je taka: v obeh primerjalnih jeklih je večji -volumski delež aluminijevega nitrida kot v jeklu A volumski delež nio- bijevega karbonitrida. Velikost izločkov obeh vrst je podobna pri temperaturi austenitizacije. Zato pri kratkem ogrevanju nastanejo tolikšna zrna austenita, da je njihova velikost v ravnotežju s količino izločkov, ki preprečujejo termično migracijo kristalnih mej. Če bi bilo v jeklu A več niobi-ja, bi bila tudi manjša začetna velikost austenitnih zrn. Podaljšanje ogrevanja pa pokaže, da je afina-cijski učinek niobijevega karbonitrida bolj stabilen od učinka aluminijevega nitrida, saj prvi uspešno preprečuje nenormalno rast austenitnih zrn s koalescenco. 2.5.3 Velikost zrn ferita in perlita ter mikrostruktura po normalizaciji Po različno dolgem ogrevanju pri 920 °C smo vzorce vseh treh jekel ohladili na zraku in izmerili velikost zrn v nastali mikrostrukturi. Rezultate kaže slika 11. V vseh jeklih velikosti zrn rahlo raste s .podaljšanjem trajanja ogrevanja, pri čemer so zrna bolj drobna v jeklih B in C kot v jeklu A. Vzrok za razliko v velikosti je enak kot pri austenitnih zrnih; v jeklih B in C je večji volumski delež afinacijiske faze kot v jeklu A. Temperatura valjanja ne vpliva na velikost zrn v nor-maliziranem jeklu A. Na sliki 12 je prikazana mi- . 0,015 i 0,010 tzv°c rKV°c • 1150 980 • 900 870 • 850 850 .___ ---- A 1 --?- B.C 2 i 6 S Trajanje austenitizacije v urah Slika 11 Vpliv trajanja ogrevanja pri 920 °C na velikost feritnih zrn v jeklu A, valjanem pri različnih temperaturah in v jeklih B in C T,v — temperatura začetka valjanja Tiv — temperatura konca valjanja Fig. 11 Influence of the duration of annealing at 920 "C on the size of ferritic grains in steel A, rolled at various tempe- ratures, and in steels B and C T*, — temperature of initial rolling Tkv — temperature of final rolling -srn Slika 12 Pov. 100 X, jekla A, B in C. Mikrostruktura po 1 — jeklo A 2 — jeklo A 3 — jeklo B 4 — jeklo C normalizaciji T, 1150 "C T, 800'C Fig. 12 Magnification 100 X, steels A, B, and C. Microstructure after normalizing 1 — steel A T, 1150 »C 2 — steel A T, 800 °C 3 — steel B 4 -— steel C krostruktura vseh treh jekel po normalizaciji. Vidimo, da ni razlike v morfologiji ferita in perlita med jekli A, B in C in tudi pri jeklu A ni razlike, ki bi bila v zvezi s temperaturo valjanja. 3. KRATKA ANALIZA REZULTATOV V prvem delu te raziskovalne naloge je bilo izdelanih več šarž iz različnih jekel z naraščajočim dodatkom niobija do ca 0,1 % in vanadija do 0,15 %. Preiskave so pokazale, da ima dodatek niobija mnogo močnejši afinacijski učinek in da je pri jeklu vrste Č 4320 doseženo že zadovoljivo zmanjšanje austenitnih zrn pri 0,024 % Nb. Afinacijski učinek te količine niobija je enak kot učinek 0,15 % V. Na osnovi pozitivnih rezultatov laboratorijskega dela je bila izdelana industrijska šarža jekla Č 4320. Ker ni bilo mogoče najti podatkov o tem, kako dodatek niobija vpliva na ponašanje jekla pri konti litju, smo prvo šaržo izdelali z najmanjšim dodatkom niobija, pri katerem je bilo mogoče pričakovati primeren afinacijski učinek. Zato je bilo izdelano po standardni tehnologiji jeklo z 0,02 % Nb. Jeklo -se je normalno izlilo, kljub temu da je bilo ulivanje zaradi zastoja potrebno izvršiti le skozi dve žili. Zato je trajalo ulivanje približno dvakrat dlje, kot je normalno. To je zadosten dokaz, da dodatek 0,02 % Nb ne vpliva pomembno na livnost jekla in da tudi pri nekoliko povečani količini niobija pri normalnem litju ni pričakovati problemov. Makroskopske preiskave preseka gredic so pokazale, da dodatek 0,02 % Nb ne vpliva na makro-strukturo strjenega jekla in obliko ter porazdelitev sulfidnih vključkov v gredice. Preizkusi in preiskave kažejo, da temperatura valjanja vpliva na lastnosti jekla v valjanem stanju, nima pa nobenega vpliva na lastnosti in velikosti zrn po normalizaciji. Jeklo, legirano z niobijem, ima po 1-urni auste-nitizaciji pri 920 °C nekoliko večja austenitna zrna in zrna normalizirane mikrostrukture, kot primerjalni jekli iste vrste z dodatkom aluminija, ker je v obeh primerjalnih jeklih več afinacijske faze. Pač pa prisotnost niobija zagotovi, da v jeklu pri podaljšanju ogrevanja pri 920 °C skoraj ni nenormalne rasti austenitnih zrn s koalescenco, kar se dogaja v obeh primerjalnih jeklih. Lahko torej trdimo, da je afinacija austenitnih zrn z niobijem celo bolj učinkovita od afinacije jekel z aluminijem, če so jekla namenjena za daljše ogrevanje, na primer za cementacijo. Pri valjanju jekla z niobijem se pojavljajo nekatere razlike kot posledica različne interakcije procesov deformacije in rekristalizacije jekla ter tvorbe izločkov niobij evega karbonitrida med valjanjem. Zato dobi valjano jeklo nekoliko slabšo žilavost in plastičnost po visoki temperaturi valjanja. Toplotna obdelava, normalizacija ali drugo ogrevanje nad AC 3 pa te razlike odpravi in postanejo lastnosti in mikrostruktura neodvisne od režima valjanja. Rezultati tega dela potrjujejo rezultate preizkusov in preiskav na laboratorijskih jeklih. Z legi-ranjem z niobijem je mogoče uspešno kontrolirati velikost zrn v cementacijskem jeklu vrste Č 4320, ne da bi se zaradi tega pojavili problemi pri izdelavi, ulivanju, predelavi in toplotni obdslavi jekla. Že legiranje 0,02 % niobija zadostuje, da dosežemo velikost austenitnih zrn in stabilnost austenitnih zrn, ki je enakovredna velikosti austenitnih zrn v primerjalnih jeklih, ki imata 0,028 %, oz. 0,036 % topnega Al. Mikroskopska opazovanja kažejo, da je v konti jeklu ves niobij v obliki, sposobni za afinacijo. To je bilo pričakovati glede na to, da je v jeklu iz železarne Štore manj dušika kot v obeh primerjalnih jeklih, čeprav so vsa izdelana na elektropeči. Lahko pričakujemo boljšo enako-mernost v velikosti austenitnih zrn, če bi se povečala količina niobija na 0,025 do 0,035 %. 4. SKLEPI Izdelano je bilo cementacijsko jeklo vrste Č 4320 in izvršeni so bili različni preizkusi in preiskave, da bi preverili učinek legiranja niobija na ulivanje, predelavo, mehanske lastnosti in velikost zrn. Rezultati preizkusov in preiskav kažejo, da: — legiranje jekla z 0,02 % Nb nima opaznega vpliva na ponašanje jekla pri ulivanju in kristali-zaciji; — legiranje jekla z 0,02 % Nb uspešno kontrolira velikost austenitnih zrn, bolj učinkovito kot legiranje jekla s ca 0,03 % topnega Al. Legiranje z niobijem preprečuje koalescenco austenitnih zrn pri podaljšanju ogrevanja pri 920 °C; — zaradi legiranja z niobijem so lastnosti jekla v valjanem stanju odvisne od temperature predelave. Po ponovnem ogrevanju preko AC 3 točke pri normalizacij i, kaljenju ali cementaciji po lastnosti niso odvisne od temperature predelave; — menimo, da je na voljo dovolj dokazov o tem, da je legiranje jekla z niobijem tudi pri odsotnosti aluminija v jeklu učinkovit način afinacije in kontrole velikosti austenitnih zrn in velikosti zrn normalizirane mikrostrukture. Že dodatek 0,02 % niobija zagotovi jeklu velikost zrn 5—6 po ASTM, kar je sprejemljivo. Večja enakomernost bo dosežena s povečanjem količine niobija na 0,025 do 0,035 %. Nadaljevanje dela je zato potrebno usmeriti v preverjanje lastnosti jekla, predvsem ugotavljanje ponašanja jekla pri cementaciji in pri uporabi ce-mentiranih strojnih delov. Ne bi imelo smisla z industrijskimi poskusi iskati zgornjo mejo legiranja, ker je iz laboratorijskih preizkusov in industrijskega preizkusa jasno, da je že legiranje 0,02 % niobija učinkovito. laboratorijski preizkusi pa tudi kažejo, da nad 0,035 % Nb ni več spremembe v učinku legiranja z niobijem. Tudi bi bilo smiselno zmanjšati niobij pod 0,02 % zaradi nevarnosti, da bi bile velikosti austenitnih zrn neenakomerne, priporočljiv bi bil dodatek niobija v razmaku med 0,025 % in 0.035.%. Literatura 1. G. Bocher in W. Resch: Strangiessen von Aluminium beruhigten Tiefziehstahlen; Stahl und Eisen 96, 1976, 998—1003. 2. F. Vodopivec, F. Vizjak, G. Manojlovič, D. Gnidovec, O. Kurner in M. Kmetič: Poročili MI 568/1977 in 681/979. 3. M. Gabrovšek: Mikrolegirana jekla za varjene konstrukcije; Železarski Zbornik 6, 1972, 11—34. 4. B. L. Biggs: Austenite grain size control of medium carbon and carburising steels; Journal of ISI 192, 1959, 361—377. 5. H. Nordberg in B. Aronson: SoIubiLity of Niobium carbide in austenite; Journal of ISI 206, 1968, 1263—1266. 6. F. Vodopivec, M. Gabrovšek in M. Kmetič: Raziskave vpliva vroče deformacije in izločilnega žarjenja na mi-krostrukturo in trdoto mikroLegiranega jekla po normalizaciji; Železarski Zbornik 11, 1977, 13—28. 7. M. Tanino in K. Aoki: The precipitation behaviour and the strentghening effect of NbC during tempering and during continous cooling; Transactions of ISIJ 8, 1968, 337—345. 8. L. Meyer, H. J. Biihler in F. Heisterkamp: Metallkund-liche und technologische Grundlage fiir die Entwicklung und die Erzeugung perlitarmer Baustahle; Thyssen-forschung 3, 1971, 8-^2. 9. M. Kmetič in sodelavci: Poročilo Metalurškega inštituta, Ljubljana, št. 609/1977. 10. R. K. Arnin, G. Butterworth in F. B. Pickering: Effect of rolling variables and stoichiometry on strain indu-ced precipitation of Nb (CN) in C-Mn-Nb steels; Hot Working and Forming Processes, The Metals Society, London, 1980, 27—31. ZUSAMMENFASSUNG Itm Laboratorium sind Schmelzen der Einsatzstahl-sorten C 4320 und C 1221 mit Zusatz bis zu 0.09 % Niobium und bis 0.16 % Vanadium hergestellt vvorden. Die Stahle sind zu Štaben ausgewialzt worden und Untersuchungen der Grosse und Stabilitat der Austenitkomer beim Ervvar-men auf 920 °C und der Rekristalliisation des Stahles C 4320 nach der Verformung bei 1000 °C sind durchgefuhrt worden. An dem Stahi ist noch die Hartbarkeit mittels der Stirnabschreckprobe nach Jominy bestimt worden. Die experimentellen Schmelzen zeigten, dass die mechanischen Egenschaften der Stahle nach dem Zusatz bs zu 0.09 % Nb und bis zu 0.16 % V im vorgeschriebenem Interval bleiben. Der Zusatz von Niobium verkleinert die Korngrosse und vergrossert deren Stabilitat bei verlan-gerter Ervvarmung, Vanadium ist dagegen viel weniger wirksam. Deshalb ist nach 8-stundigem Envarmungsvor-gang bei 920 °C die Korngrosse im Stahl Č 4320 mit 0.024% Nb ungefahrt gleich wde im gleichen Stahl mit 0.16 % V. Beim einstundigen Ervvarmungsvorgang ist der Unterschied in der Einflussintensitat der beiden Elemente kleiner. Ein Zusatz von 0.024'% Nb verzogert stark die statische Re-kristallisation von Austenit nach der Warmverformung bei 1000 °C, indem der Zusatz von 0.16 % V die Rekristaliisation nicht bemerkenswert beeinflust. Die Hartbarkeit des Stahles vvird beim Legieren mit Niobium sclechter und mit Vanadium besser, jedoch bleibt die Hartbarkeit des Stahles im vorgeschriebenen Interval. Auf Grund der laboratorischen Untersuchungen ist im Lichtbogenofen eine Stahlschmelze mit 0.02 % Nb erzeugt und in Kniippel 100 mm 4 kt Strangvergossen vvorden. Die Untersuchungsergebnisse zeigten, dass das Mikrogefiige, die Ferritkorngrosse und die mechanischen Eigenschaften im gevvalzten Zustand von dem Temperaturintervval beim Walzen abhangig sind. Nach kurzzeitiger Ervvarmung bei 920 "C sind die Austenitkomer ahnlich vvie in zvvei Ver-gleichschmelzen der gleichen Sorta mit etvva 0.03'% Al, nach 8-stundiger Ervvarmung sind diese jedoch kleiner und gleichmassiger. Die Ergebnisse dieser Untersuchung zeigen, dass im Einsatztahl Č 4320 der Zusatz von Niobium bis zu 0.03 % erfolgreich fiir die Kontrolle der Austenitkorngrosse an-gevvendet vverden kann, dass dieser dem Aluminiumzusatz gleichvvertig ist, ohne dass badei Schvvierigkeiten beim Vergiessen dieser Stahle eintretten. SUMMARY Industrial Č. 4320 and Č. 1221 steels were chosen to prepare laboratory inelts with additions up to 0.09 % niobium and up to 0.16 % vanadium. Steel vvas rolled into rods and basic metallurgical tests vvere made to determine the size and the stability of austenitic grains in annealing at 920 °C, and to investigate the recrystallizat-ion of C. 4320 steel beiing deformed at 1000 °C. The Jominy face hardenabiility test was made vvith the last mentioned steel. Experimental melts shovv that the previously mentioned additions of niobium and vanadium do not change mechanical properties of steel out of the prescribed range. Addition of niobium reduces the grain size and increases their stability in long annealing vvhile vanadium is much less effective. After 8-hour annealing at 920 °C approxima-tely the same size of grains vvas obtained in Č. 4320 steel vvith 0.024 %Nb as in the same steel with 0.16 % V. In one-hour anneailing the difference in the intensity of influence of both alloying elements is much smaller. Addition of 0.024 % Nb highly retards the static recrystallization of austenite after hot deformation at 1000 °C vvhile addition of 0.16 °/o V does not influence remarkably the recrystalli- zation. Alloying steel vvith niobium reduces the hardena-bility, alloying vvith vanadium improves it but the harde-nability of steel remains in the prescribed intervals. Based on laboratory investigations an industrial melt of Č. 4320 steel vvith 0.02 % Nb was manufactured in electric are furnace and continuoursly čast into 100 x 100 mm billets. Investigations of this melt shovved that the microstructure, size of ferrite grains, and mechanical properties in the rolled state depend on the temperature interval of rolling. After normalizing at 920 °C ali these properties become independent of the temperature interval of rolling. After short annealing at 920 °C the austenite grains are similar to those in tvvo reference steels of the same type vvith about 0.03 % Al, after 8-hour annealing they are smaller and more uniform. The results of investigations shovv that addition of 0.03 % Nb can be a successful addition for the control of the size of austenitic grains in the case-hardenable Č. 4320 steel, equivalent to the additions of aluminium but not causing problems during manufacturing and casting the steel. 3AKAK>qEHHE H3 npoMMiiiAeHHbix oraAeft BHAa c. 4320 h č. 1221 npurOTOB-AeHbi Aa6opaTopnbie pacnAaBbi c AoCaBKoft ao 0,09 % hhoShh h ao 0,16 % banaahh- H3 pacnAaBOB 6biAH npoKaTaHbi npyTKH, Ha koto-Pbix BbHlOAHeHbl OCHOBHbie MeraAA\-pi'IiMCCKIIC HCCAeAOBaHHH C onpeAeAeHHeM hoahmm HLI h CTaSHAbHOCTH aycTeHHTHbix 3epeHb npH HarpeBe Ha 920 »C. TaioKe HCcAeAOBaAH peKpHCTaAAH3a®no ctbah č. 4320 nocAe Ac<}>opMamiH upu 1000 °C. Ilpn btoh ctbah OnpeAeAHAH TaKace TopuoByio 3aKaAKy no >Komhhh. SKcnepHMeHTaAbHbie pacnAaBbi noKa3biBatoT, h, npn npoaoaacehhh HarpeBa ynymnaeT hx CTaSHAbHOCTb; BAHHHHe ace BanaAna MeHee 34>eKTHBHoe. rio3TOMy, yaopMai^H npn TeMnepaType 1000 °C, MeacAy TeM KaK AoSaBKa 0,16 °/o BaHaAHa Ha peKpHCTaAAH3aunK> cymecTBeHHO He BAHaeT. AerapoBaHHe ctbah c HHoCHeM VMeHbiuaeT 3aKaAKy, a AeraposaHHe c BaHaAHeM ee yBeAtratBaeT, ho 3aKaAKa ocTaeTbca b npeAnHcaHbix npeAeAax. Ha OCHOBaHHH Aa6opaTOpHbIX HCCAeAOBaHHH npHAOTOBAeHbt b SAeKTponeiH HenpepbiBHo OTAHTbie 3aroTOBKH ceieHHa 100 x 100 mm npoMbniiAeHHoro pacrnaBa CTaAH C. 4320 c coAepacaHHeM 0,02 % HHoCHa. HccAeAOBaHHa 3Toro pacnAaBa noKa3aAH, hto MHKpocTpyK-Typa BeAHMHHH ctK'ppirrHT>!x 3epeHb h MexaHHMecKHe GBoftcTBa Ka-TaHbix npyTKOB 3aBHcaTb ot TeMnepaTypHoro HHTepBaAa npoKaTKH. IlocAe KopoTKoro HarpeBa npH 920 °C BeAmnma aycTeHHTHbix 3epeHb noaosha CTaAbM Toro ace copTa c itph6a. 0,03 % aAyMHHHa, B3aTbix aah cpaBHeHHH. IlocAe HarpeBa b TeieHHH 8 HacoB BeAH^HHa aycTeHHTHbix 3epeHb MeHbUie h 6oAee paBHOMepHaa. Pe3yAbTaTbi HCCAeAOBaHHH noKaaaAH, ito neMeHTyeMyK> craAb C. 4320 MoacHo AerapoBaTb c hho6hcm b KOAHHecTBe ao 0,03 % H AoSaBKa 3Toro 3AeMeHTa paBHOiteHna aoSbbkh aAioMHHHa npH koh-TpOAH BeAHHHHbl ayCTeHHTHb!X 3epeHb 6e3 KaKHX-AH6o 3aTpyAHeHHH npH H3rOTOBAeHHH h AHTbe. VAD (Vacuum Are Degassing) Process Satisfies ali requirements for greater productivity and higher quality. Heating, degassing, refining and alloy addition take plače under vacuum. I-adie degassing with inert gas flushing Simple, reliable affording a large reaction area. VOD (Vacuum Oxygen Decarburization) process VOD is used in making stainless steels, decarburization of high ehromium alloyed qualities to ELC grades with highest ehromium yield. The choice is yours Whether you make steel or talk steel the wealth of practical experience behind Standard-Messo is impressive. The wide range of steel processing systems deseribed above ha ve been proven tirne and tirne again. Further detailed information on any of these process systems is available by writing direct to SMD VODC (Vacuum Oxygen Decarburization Converter) process This process combines the proven VOD method vvith BOF converter practice.This results in little ehromium slag with correspondingly lowconsumption of reducing agents, inert gas (argon) and phosphorizing substances. MESSO Standard-Messo Duisburg, Messo Ingenieurhochhaus, Sonnenvvall, PO Box 10 02 04, D4100 Duisburg 1, West Germany. u, f fl-jrf rti ■r mi Ril m li rw m Vacuum Ingot casting Used for casting large ingots for forging. Castings weighing more than 500t are now feasible.The low hydrogen content shortens annealing times. Vacuum ingot casting is a reliable casting process in vvhich deleterious effects of the atmosphere are completely excluded.