Bogdan Stocca, dipl. inž. Železarna Jesenice DK: 669.14.018.8 ASM/SLA: F 21 b, Q 23 p, SSe Vzroki slabe plastičnosti jekel tipa 18/8 UVOD Pri valjanju nerjavnih jekel tipa 18/8 na bluming ogrodju smo ugotavljali na površini blokov številne raztrganine. Vzroke za nastanek teh napak smo iskali v slabi plastičnosti jekla. V ta namen smo izdelali preiskave torzije in trganja v temperaturnem območju 800—1250° C, preiskave vpliva temperature in časa ogrevanja na naraščanje avstenitnega zrna in predvsem preiskave vpliva različnih vsebnosti kisika in S02 na stopnjo oksidacije. Globino in potek oksida-cije smo določevali metalografsko. SPLOŠNO Po stari tehnologiji smo nerjavna jekla tipa 18/8 valjali na težki progi 0 750 iz 1000 kg blokov. Bloki so se ogrevali v potisnih pečeh, kurjenih z generatorskim plinom. Valjanje je potekalo brez težav, površina valjancev pa je bila lepa, brez površinskih napak. Pri osvajanju nove tehnologije valjanja na novi bluming valjarni smo naleteli na številne težave, ki so se kazale predvsem v slabi površini valjancev. Bloke, oziroma ingote, težke cca 5,4 t, in brame, težke cca 4,2 in 9,2 t smo pred valjanjem ogrevali v globinskih pečeh, ki so bile kurjene z mazutom. Pri očni kontroli valjancev med valjanjem smo ugotavljali, da so nastajale na površini blokov razpoke že po prvih odvzemih, in to pri temperaturah nad 1150° C. Te razpoke so bile več ali manj globoke. V začetku so bile te razpoke neizrazite in maloštevilne, s povečano stopnjo deformacije pa so postajale vedno bolj izrazite in številnejše. (Slika 1 in 2.) Razpoke so se začele pojavljati najprej na robovih in na glavah blokov. Slika 2 Raztrganine na površini slaba Opazovanja so nam tudi pokazala, da so bili bloki iz iste komore globinske peči več ali manj podvrženi enaki razpokljivosti, seveda ob enaki stopnji deformacije. Izjema so bili le tisti bloki, ki so ležali tik ob gorilcu. Intenziteta teh površinskih napak ni bila vedno enaka. Pri nekaterih blokih, oziroma šaržah smo zasledili razpoke po celi površini, kot je raz- Slika 1 Slika 3 Raztrganine na površini bloka Raztrganine na površini slaba vidno na sliki 1 in 2, pri drugih pa samo na robovih, oziroma na robovih in v sredini valjancev. (Slika 3.) Mesta raztrganin smo metalografsko analizirali in ugotovili številne razpoke, ki so se proti sredini tanjšale. Te razpoke so običajno potekale več ali manj poševno, odvisno od stopnje deformacije (Glej sliko 5 in 6.) Pretežna večina valiancev pa je imela ne glede na obsežnost napak skoraj vedno raztrgane robove. (Slika 4.) Druge razpoke pa so bile močno razvejane. (Slika 7.) Vzroke za omenjeno razpokljivost smo najprej iskali v neugodni liti strukturi in v temperaturni nehomogenosti blokov. Problem smo poskušali rešiti z rekristalizacijo po deformaciji. V ta namen smo bloke iste šarže, ki so bili istočasno ogreti pod enakimi pogoji, različno deformirali, s tem da smo -izvedli večje ali manjše začetne odvzeme, vendar brez vsakršnega uspeha. Tudi ponovno Slika 6, 100 X — Raztrganine Slika 4 Raztrgani robovi na slabih Slika 7 100 x — Raztrganine Slika 5 100 X — Raztrganine ogrevanje po izvršeni deformaciji ni dalo pozitivnega rezultata. Ker nam zgoraj navedene preiskave niso prinesle zaželjenega uspeha, smo pristopili k drugim preiskavam za ugotavljanje plastičnosti jekla. V ta namen smo v laboratorijskem merilu izdelali preiskave torzije in trdnosti materiala, in to v temperaturnem območju med 800—1250° C. Bloke, ki smo jih izdelali v laboratorijski 5 kg VF peči, smo prekovali v preizkušance primernih dimenzij. Da bi delo poenostavili, smo izdelali preiskave le na kvaliteti Č 4582, katere okvirna analiza je razvidna na tabeli 1. Izbrali smo si torej sestavo z visoko vsebnostjo niklja, da bi se izognili feritno-avstenitni strukturi in njenemu morebitnemu vplivu na plastičnost jekla. Struktura tega jekla v kovanem in gašenem stanju je razvidna na sliki 8. Tabela 1 Kemična analiza: % C Si Mn P S Cr Ni Nb Al Mo 0,05 — 0,50 — 0,07 0,60 1,30-1,50 max. 0,025 max. 0,015 19—20 10,5-11,5 10 x C 0,020 -0,050 sledi V W 70 60 50 tO 30 20 10 0. - Gin ---- (rf -—- cTs __VJ- \ r S 400 Slika 10 Oblika preizkušanca za preiskavo torzije Preizkušance smo ogrevali v silitni peči, v atmosferi dušika in vodika (razmerje 80:20) in v temp. intervalu 800—1250° C. Da bi se čimbolj približali pogojem ogrevanja blokov v globinskih pečeh, smo preizkušance ogrevali v časovnem in- 800 850 900 950 1000 1050 1100 1150 1200 1250 — Temperatura °C Slika 11 Rezultati torzijskih preiskav tervalu od 15 min. do 5 h. Iz rezultatov, ki so razvidni na diagramu slike 11, je jasno, da plastičnost jekla močno narašča z naraščajočo temperaturo in da je čas ogrevanja, oziroma čas temperaturne homogenizacije samo ugodno vplival na plastičnost jekla. Plastičnost jekla je pri temperaturi nad 1150° C najvišja. Površina preizkušan-cev po prelomu ni imela razpok, vidnih s prostim očesom. VPLIV TEMPERATURE IN ČASA NA NARAŠČANJE ZRN Da bi ugotovili vpliv temperature in časa ogrevanja na naraščanje avstenitnih zrn in s tem vpliv velikosti zrn na plastičnost jekla, smo izdelali še preiskave velikosti kristalnih zrn in to v istem temperaturnem in časovnem intervalu kot torzijo, oziroma mehanske lastnosti. Vse preiskave smo vršili na kovanih vzorcih. Rezultati, ki smo jih dosegli, so razvidni na diagramu slike 12. 5 V' / .// // h V / /—15 min. —^ ---- 850 900 950 1000 1050 1100 1150 1200 1250 -— Temperatura °C Slika 12 Velikost zrn v odvisnosti od časa in temperature ogrevanja Na podlagi doseženih rezultatov lahko sklepamo, da naraščanje zrna ni tako veliko, da bi lahko občutno vplivalo na plastičnost jekla. Zrno začenja počasi naraščati šele pri temperaturah nad 1000° C. Čas ogrevanja nima bistvenega vpliva, vsaj pri zgoraj navedenih pogojih, na naraščanje zrna. Na podlagi rezultatov trganja, torzijskih preiskav in deloma na podlagi metalografske analize velikosti zrn smo prišli do zaključka, da razpoke pri valjanju blokov niso nastale zaradi slabe plastičnosti jekla, zato smo vse preiskave usmerili k študiju tehnologije ogrevanja, predvsem pa k študiju vpliva atmosfere peči na stopnjo oksi-dacije. VPLIV ATMOSFERE NA STOPNJO OKSIDACIJE Številni avtorji so se že ukvarjali z vplivom temperature, časa ogrevanja in atmosfere peči na nastanek napak na površini blokov, slabov itd. in s posledicami, ki jih taka površina ima na plastičnost jekla. Posebno problematična je postala predelava valjancev avstenitnih in avstenitnoferitnih jekel s prehodom na mazutno ogrevanje zaradi visoke vsebnosti žvepla v gorivu. Ker smo tudi naše globinske peči kurili z mazutom, nas je zanimal vpliv atmosfere in v njej prisotnega žvepla in kisika na stopnjo oksidacije, oziroma na razpokljivost valjancev pri valjanju. Jekla tipa 18/8 so zlitine, ki vsebujejo v glavnem železo, krom in nikelj in je zato njihova škaja sestavljena pretežno iz oksidov teh treh elementov, to je iz FeO, Fe304, Fe203, Cr203 in NiO, odnosno iz kombiniranih oksidov. Ta jekla vsebujejo poleg omenjenih elementov še manjše količine silicija in mangana, ki tudi tvorita okside. Kakor je razvidno na sliki 13, ima Cr203 nizek parcialni pritisk in razen Si02 in MnO je to najbolj stabilen oksid od vseh zgoraj navedenih. NiO je z druge strani neobstojen. Parcialni pritisk kisika v Fe304 in FeO je manjši kot pri NiO. To pomeni, da je malo možnosti, da bi se NiO nahajal v notranjem sloju oksidne plasti, železo oksidira prvo in nikelj ostane kot kovinska faza. Nikelj pa lahko nastopa v zunanji plasti škaje kot kompleksna spojina NiCr204. Transport mase skozi oksidne faze je zelo pomemben. Skozi wiistit in magnetit poteka difuzija ionov železa, skozi hematit pa difuzija kisika. Vpliv žvepla na proces oksidacije S02 ima glede na prisotnost 02 in CO v dimnih plinih odločujoč vpliv na nastanek škaje. Nastanek sulfidov na kovinski površini je odvisen od parcialnega pritiska žveplenih hlapov v atmo- — Temperatura °C Slika 13 Diagram potencialov kisika sferi. Vsak sulfid je pri določeni temperaturi v ravnotežju z določenim parcialnim pritiskom žvepla. Tako kakor diagram potencialov kisika lahko narišemo tudi diagram potencialov žvepla. Diagram na sliki 14 nam prikazuje potenciale žvepla v trdih in plinastih komponentah. 40 -40 8 -Sc -SO ■120 -160 o <1 -200 H. + 5? -21 Y5 -« . s2= 2C0^ bHgS__ Ts&jo^s^so _ 3Ni *S^Ni3S2 2Fe+ S2=2FeS 2t> z 2 Mn — s^O r ,.. -——-SO 30^ Pri atmosferah, ki vsebujejo žveplo, je tendenca nastanka sulfidov ali oksisulfidnih komponent. Te komponente, ki imajo pogostokrat zelo nizka tališča, lahko preprečujejo tvorbo zaščitnega oksidnega sloja. Komponente niklja z žveplom imajo posebno nizka tališča. Sulfid Ni3S2 ima tališče pri 787° C, medtem ko tvori komponenta Ni—Ni3S2 evtektik s tališčem pri 645° C. Z naraščajočo vsebnostjo FeS v nikljevem sulfidu temperaturna točka tališča sicer nekoliko naraste, tako da ima spojina 2FeS.N3S2 tališče pri 880° C. Iz diagrama na sliki 15 je razvidno, da je pri plinskih atmosferah, ki ne vsebujejo žvepla, stopnja oksidacije pri temperaturi 1050° C višja, če te vsebujejo kisik (krivulja A), manjše pa, če vsebujejo CO (krivulja B). Večjo stopnjo oksidacije si tolmačimo s krhkostjo škaje, ki nima za to zaščitne funkcije odnosno vloge. Iz diagrama na sliki 16 pa je razvidno, da je stopnja oksidacije pri 1050° C v atmosferah, ki vsebujejo S02, zelo visoka, če v atmosferi ni prisotnega kisika in majhna, če ta vsebuje kisik. Iz vsega zgoraj navedenega je torej razvidno, da je prisotnost S02 v dimnih plinih zelo škodljiva. Izpremembe v stopnji oksidacije zaradi prisotnosti žvepla v atmosferah, ki vsebujejo CO, je združena s popolno spremembo strukture škaje. Ta škaja ni točno definirana. Začenja se tvoriti s penetracijo vzdolž meja zrn. Vplivi različne vsebnosti S02 na stopnjo oksidacije v rahlo reduktivni atmosferi (krivulja A) 6 N O) I 50 40 JO 20 10 1 l/ / / / / / / i/ / / ____ -—S~~ t 0 30 60 90 120 Čas v min. Slika 15 Stopnja oksidacije jekla pri 1050° C: krivulja A — 16 °/o CO?, 1,5 % O., 82 % N>; krivulja B — 15 % CO:, 1,0 % CO,, 84 % N2 40 200 400 600 800 1000 1200 — Temperatura °C Slika 14 Diagram potencialov žvepla I O) •s 20 I (t 10 / _____...___ » ___ ---- ---- 10 20 30 Cas v min. Slika 16 Stopnja oksidacije jekla pri 1050° C: krivulja A — 15 % C02, 1,5 % CO, 0,1 % SO2, 83 % N2; krivulja B — 15 %C02, 1,5 % CO, 84 % N2; krivulja C — 16 »o CO,, 1,5 % Oj, 0,1 % SO;, 82 % N2; krivulja D — 16'% CO,, 1,5 % Oi, 82 % Nj in v rahlo oksidativni atmosferi (krivulja B) pri temperaturi 1050° C prikazuje slika 17. V atmosferi, vsebujoči 1.5 % 02, je stopnja oksidacije praktično neodvisna od vsebnosti S02. V redukcijski atmosferi pa je stopnja oksidacije močno odvisna od vsebnosti S02. Različen vpliv žvepla na oksidacijske procese v oksidacijskih in redukcijskih atmosferah si tolmačimo s pomočjo parcialnega pritiska žveple-nih hlapov v različnih plinskih mešanicah in temperaturah. V reduktivnih atmosferah je parcialni pritisk hlapov žvepla dovolj visok, da dovoljuje tvorbo nizkotalečih Ni in Fe sulfidov. Z druge strani pa je v dimnih plinih, ki nastanejo pri prebitku zraka, oziroma kisika parcialni pritisk hlapov žvepla prenizek, da bi nastali sulfidi. številni avtorji so se ukvarjali tudi z vplivi H2 in H2O na stopnjo oksidacije. Kakor je v tabeli 2 Tabela II. Cas Sestava plinov v % naraščanje teže min. co2 co h20 h2 o2 n2 so, gr/m2 5 13.1 3.2 9.9 13 — 72.5 — 4 5 9.0 2.1 6.8 0.9 — 81.1 0.1 11 15 14.9 — 12.7 — 1.0 71.4 — 5 15 13.4 — 11.4 — 3.4 71.7 0.1 3 15 11.8 1.0 9.5 0.5 — 77.2 - 4 15 8.7 1.9 6.6 0.8 — 81.9 0.1 31 30 16.7 — 14.2 — 1.5 67.6 - 7 30 14.1 — 12.0 — 1.9 71.9 0.1 6 30 10.1 1.3 7.6 0.5 — 81.5 — 8 30 9.2 1.8 7.0 0.8 — 81.8 0.1 135 I .5» I 200 160 120 80 40 0' * Cas: 30 min. s J - 0 0,1 02 0,3 0,4 0,5 0,6 % S02 Slika 17 Vpliv SOj na stopnjo oksidacije pri 1050 ° C: krivulja A — 15 % CO, 1,5 °/o CO; 83 % Ni, 0,1 do 0,6 % SO»; krivulja B — 16 % C02, 1,5 % O;, 82 % Na, 0,1 do ,06 % SO; razvidno, nimata H2 in H20 bistvenega vpliva na stopnjo oksidacije niti v oksidativnih niti v reduk-tivnih atmosferah. Izvedba preiskav Preden bi pristopili k opisu preiskav vpliva atmosfere na nastanek razpok pri valjanju, bi na kratko opisali tehnologijo ogrevanja nerjavnih jekel avstenitno in avstenitno-feritnega tipa v globinskih pečeh, torej ogrevanje, ki je, kakor bomo kasneje videli, najbolj odločilno vplivalo na potek valjanja, oziroma na nastanek razpok. Šarže jekla tipa 18/8, torej kvalitete C 4582, smo izdelovali v 60 t elektropeči in vlivali v 4.2, 5.4 in 9.2 t bloke. Ostali pogoji so bili naslednji: Track Time..........3—4 h Temperatura blokov ob zakladanju . 800—900° C Čas ogrevanja......... 20—24 h Homogenizacija pri temperaturah . 800—900°, 1100 in 1250° C Flasch burning na 1300° C .... 1 h Končna temperatura blokov . . . 1280 do 1300° C Komore smo kurili z mazutom, ki je vseboval od 0.7—2.2 % S. Vsebnost S02 v dimnih plinih je nihala med 0.04—0.12 %. Mazut smo razprševali z vodno paro. Komore smo kurili z različnim zračnim prebitkom, tako da je vsebnost kisika v dimnih plinih močno nihala. S pomočjo Orsatovega aparata smo določevali še ostale plinske komponente. Sestava teh komponent je bila naslednja: C02 = 12.0—17.0 % CO = 0 % O, = 1.5—8 % S02 = 0.07—0.12 % Količina pare v dimnih plinih je bila zelo visoka, in sicer med 14—16 %. Pri določevanju programa laboratorijskih preiskav smo skušali zajeti vse tiste faktorje, ki naj bi vplivali na nastanek razpokljivosti pri valjanju. Obenem smo se skušali čimbolj približati pogojem dela v globinskih pečeh. Zadali smo si za nalogo ugotoviti: 1. Vpliv različne vsebnosti kisika na stopnjo oksidacije pri različnih temperaturah in časih 2. Vpliv različne vsebnosti S02 na stopnjo oksidacije v nevtralnih in v oksidativnih atmosferah, in to pri različnih temperaturah in časih. Za preiskave smo si izbrali preizkušance v litem stanju, ki smo jih izrezali iz 5 kg blokov, katerih okvirna analiza je razvidna na tabeli I. Površino preizkušancev smo mehansko obdelali in brusili do papirja, granulacije 400/2 ter končno razmastili v trikloretilenu. Dimenzija preizkušancev je znašala 25 X 15 x 15 mm. Na sliki 18 je shematsko prikazana naprava za pripravo plinske mešanice z rotametrom in C02 === SCfe termoelement izhod plina merilec termostat plinskega preteka preiskulanec Slika 18 Shema naprave za tvorbo plinske mešanice s pečico silitno pečico. V pečici se je nahajala na obeh straneh zatesnjena kvarčna cevka s termoelemen-tom. Preizkušance smo vlagali v sredino cevke tik ob termoelementu. Pred začetkom ogrevanja smo cevko prepiho-vali z isto plinsko mešanico, ki je služila za preizkus stopnje oksidacije. V isti atmosferi se je preizkušanec tudi ohlajeval do cca 100° C. Pretok plinov je znašal cca 25 1/1 h. Stopnjo oksidacije smo preiskovali v naslednjih plinskih mešanicah in pogojih: a) 02 = 1.0, 3.0, 5.0 % S02 = 0 % N2 = ostalo Čas ogrevanja: 60 in 180 min. Temperatura: 1100, 1250 in 1300° C b) C02 = 14 % S02 = 0.1, 0.3 in 0.6 °/o 02 = 0, 1.0, 3.0 in 5.0 °/o N2 = ostalo Čas ogrevanja: 60, 180 in 300 min. Temperatura: 1100 in 1250° C Preiskav v atmosferah, vsebujočih H20, nismo izdelali, ker bodo predmet nadaljnih raziskav. Po končanem preizkusu smo na slehernem preizkušancu izdelali metalografsko preiskavo za ugotovitev velikosti stopnje oksidacije. Določevali smo debelino, oziroma globino oksidirane plasti v mm. Preiskavo pri dobivanju teže preizkušanca nismo izdelali, ker nas je zanimal poleg globine tudi potek oksidacije. Rezultati, ki smo jih dosegli, so podani v diagramih in slikah. Vpliv 02 na stopnjo oksidacije Preiskave stopnje oksidacije smo izdelali pri različnih temperaturah in časih ogrevanja ter pri različnih vsebnostih kisika. Kakor je iz diagramov na sliki 19, 20 in 21 razvidno, je bila stopnja oksidacije pri 1 % 02 minimalna, do 1250° C, pri 5 % 02 pa velika, posebno pri temperaturah nad 1250° C. Maksimalno globino oksidacije 1.2 mm smo dosegli pri temperaturi 1300° C in času 180 min. Na preizkušancih, ki so bili izpostavljeni vplivu različnih % 02, smo izdelali še metalo-grafske preiskave, da bi ugotovili velikost in obliko oksidirane plasti. Slika 22 nam prikazuje stopnjo oksidacije v atmosferi 1 % 02 (ostalo N2), pri temperaturi 1200° C in času 1 h. Vidna je zelo tanka oksidna plast in rahlo oksidirane meje zrn. Slika 23 nam prikazuje presek preizkušanca, ki je bil izpostavljen atmosferi 1 % 02, (ostalo N2), pri temperaturi 1200° C in času 3 h. Lepo je vidna nekoliko močnejša oksidiranost meja zrn. Slika 24 pa nam prikazuje presek preizkušanca, ki je bil izpostavljen atmosferi 5 % 02 (ostalo N2), pri temperaturi 1300° C in času 1 h. OA Q3 0,2 0,1 a c ■a o O Q01- 1 02 - 3 S/^lh 03 c 0,1 a 0j05 c 0j04 "g 0.03 0.02 0,01 o C -S O 0,1 0D2 1100 VSO 1200 1250 Temperatura v °C Slika 19 Globina oksidacije pri 1 °/o 0_, 1300 3 % 0, / 3» "7* V00 1150 1200 1250 Temperatura v °C Slika 20 Globina oksidacije pri 3 % O; 1300 5 % 02 3*____ V00 1150 1200 1250 1300 Temperatura v °C Slika 21 Globina oksidacije pri 5 % 0; Zelo lepo je vidna izredno močna oksidacija površine. Oblika plasti nam kaže, da je oksidacija potekala istočasno frontalno in po mejah zrn. Iz vsega zgoraj navedenega je razvidno, da nevarnost oksidacije v atmosferah 02 in N2 močno narašča z naraščajočo vsebnostjo kisika, temperature in časa ogrevanja. Ta oksidacija postaja posebno intenzivna pri temperaturah nad 1250° C. Stopnjo oksidacije, ki je razvidna na sliki 24, lahko povzroča lomljivost valjancev pri valjanju. Vpliv S02 in 02 na stopnjo oksidacije V naslednjih preiskavah nas je predvsem zanimal vpliv različne vsebnosti S02, v atmosferah, vsebujočih cca 14 % C02 in od 0 do 6 % 02, na debelino oksidnega sloja in na potek oksidacije. Preiskave smo izvedli pri temperaturah 1100 in 1250° C. Čas ogrevanja pa je nihal v intervalu od 60—300 min. Diagram slike 25 nam prikazuje vpliv različne vsebnosti S02 na stopnjo oksidacije pri 0 % 02 in enournem ogrevanju. Stopnja oksidacije, ki je pri 1100° C neznatna, postaja nekoliko večja pri temperaturah nad 1250° C, posebno pri višjih vsebnostih S02. Slika 24 100 x — Stopnja oksidacije pri vsebnosti 5 % 0_, Diagram na sliki 26 nam prikazuje stopnjo oksidacije pri 1 % 02 in enournem ogrevanju v odvisnosti od vsebnosti S02. Oksidacija je pri 1100° C kakor tudi pri 1250° C majhna, ne glede na vsebnost S02. Diagram na sliki 27 pa nam prikazuje stopnjo oksidacije pri 5 % 02 in pri enournem ogrevanju. Stopnja oksidacije je še manjša kot pri 0 %, oziroma pri 1 % 02. Diagram na sliki 28 nam podaja režime rezultatov vpliva 02 in S02 na stopnjo oksidacije pri temperaturi 1250° C in času 1 ure. Kakor je iz diagramov razvidno, je v atmosferah, ki vsebujejo S02, stopnja oksidacije večja, čim manjša je vsebnost kisika, čim večja je vsebnost S02 in čim daljši je čas ogrevanja. Največja nevarnost oksidacije obstoja v atmosferah, ki so brez kisika. 0,6 %S0Z Slika 25 Stopnja oksidacije v odvisnosti od vsebnosti SO,. Atmosfera: 14 % CO,; 0 % 02; 0,1 do 0,6 % SO2, ostalo N; Slika 22 100 x — Stopnja oksidacije pri vsebnosti 1 % O, Slika 23 100 x — Stopnja oksidacije pri vsebnosti 1 % O, 0,6 0,5 0,4 0.3 c o ■P" 3 V 0,05 lh %0, = 1 1100° C - 1250° C---- - ---- 0.1 0,3 0.6 %S02 0.6 0,4 0.3 Z 0,2 o c o o> •n S 0,1 0,05 lh %0t = 5 1100° C- 1250°C---- - 0.1 0.3 Slika 27 Stopnja oksidacije v odvisnosti od vsebnosti S02 — Atmosfera: 14 °/oC02; 5 % 0;; 0,1 do 0,5 % SO2, ostalo N2 Kljub navedenemu pa je stopnja oksidacije v zgoraj navedenih pogojih tako majhna, da ne more poškodovati površine izkušanca, in to v takšni meri, da bi bila zmanjšana njegova plastičnost. Izdelali smo še preiskave vpliva različnih vsebnosti kisika in S02 na stopnjo oksidacije pri 1100 in 1250° C ter pri 5 urah ogrevanja. S temi preiskavami smo se skušali približati časovnim pogojem in vsebnosti kisika v globinskih pečeh. Rezultati, ki smo jih dosegli, so razvidni na diagramih. Na sliki 29 je razviden vpliv S02 na stopnjo oksidacije v atmosferah, ki so brez kisika. Ta stopnja oksidacije je zelo visoka pri 1250° C, neznatna pa pri temperaturi 1100° C. 0,6 0,5 0,4 E S i. 0.3 0,2 S 0.1 1250% 1h -0 % Oi ---1 V.O2. ---— 5% 02 ---- " Slika 26 Stopnja oksidacije v odvisnosti od vsebnosti S02 — Atmosfera: 14 % CO2; 1 % 02; 0,1 do 0,6 »/o SO2, ostalo N, 0,1 0.3 0,5 0,6 %S02 Slika 28 Vpliv O2 in SO2 na stopnjo oksidacije pri 1250° C in eno- tirnem ogrevanju 0,6 0.5 S E 0.4 0.3 8 0,2 I * m -I 0,6 '/.SO, 5" %Gj=0 V00°C- 1250°C--- / / —-— / S* Slika 29 Stopnja oksidacije v odvisnosti od vsebnosti S02 — Atmosfera: 14% C02; 0 % Ch; 0,1 do 0,6% SO2, ostalo N2 Slika 30 nam prikazuje rezultate, ki smo jih dosegli pri 1 % 02. Stopnja oksidacije je pri 1100° C majhna, pri 1250° C pa nekoliko večja, vendar občutno manjša kot v atmosferi, ki ne vsebuje kisika. Rezultate stopnje oksidacije v odvisnosti od vsebnosti S02 pri 5 % 02 pa nam podaja slika 31. Stopnja oksidacije je zelo majhna, ne glede na temperaturo ogrevanja. Diagram na sliki 32 pa nam podaja režime rezultatov vpliva različnih vsebnosti 02 in S02 na stopnjo oksidacije pri 1250° C in času ogrevanja 5 ur. Iz diagrama je razvidno, da je stopnja oksidacije pri 0 % 02 izredno visoka in odvisna od vsebnosti S02. Taka stopnja oksidacije povzroča c o p> 'o N 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,05 5 h °/.0- 1 1100° c - 1250 X ---- ____—" - 0,1 Q3 0,6 %SOz C o O) •N 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,05 % 02 = 5 1100 °C - 1250° C--- - 0,1 0,3 0,6 % S02 Slika 31 Stopnja oksidacije v odvisnosti od vsebnosti S02 — Atmosfera: 14 % CO2; 5 % O2; 0,1 do 0,6 % SO,, ostalo N2 močno poškodovanje površine, kar nedvomno vpliva na poslabšanje plastičnosti jekla in na nastanek razpoki j ivosti pri valjanju. Stopnja oksidacije v atmosferah, ki vsebujejo 02 pa je majhna in nima praktičnega vpliva na plastičnost. Na preizkušancih, ki so bili izpostavljeni atmosferam, ki vsebujejo različne količine S02 in 02 smo izdelali še metalografske preiskave. Na sliki 33 je razviden presek površine preizkušanca, ki je bil izpostavljen 5 ur temperaturi 1250° C, in to v atmosferi z 0.1 % S02 in 0 % 02. Lepo je vidna močna stopnja oksidacije. Na sliki 34 pa je razviden presek površine preizkušanca, ki je bil izpostavljen 5 ur temperaturi 1250° C, in to v atmosferi, ki vsebuje 0,6 % S02 in 0 % O2. Stopnja oksidacije je izredno napredovala. Zelo pogosta so temna mesta, kjer je prišlo do sublimacije nikljevih sulfidov. S E 10 o c a •n5 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 Slika 30 Stopnja oksidacije v odvisnosti od vsebnosti SO, — Atmosfera: 14 % CO2; 1 °/o O2; 0,1 do 0,6 °/o S02, ostalo N: 1250° C 5h —--0%0Z t---1 °/.0z ----5%02 / / ---- ~ — — - _ | 0,1 0,3 0,5 0,6 % 50z Slika 32 Stopnja oksidacije v odvisnosti od vsebnosti SO in O; pri 1250" C in 5-urnem ogrevanju l a mSS^S^SB^ Slika 33 100 x — Stopnja oksidacije — Atmosfera: 14 % CO ; 0 % O;; 0,1 °/o SO2, ostalo N2 Iz vsega navedenega lahko sklepamo, da S02 v oksidativnih atmosferah nima bistvenega vpliva na stopnjo oksidacije, v nevtralnih atmosferah pa povzroča nastanek nizko talečih sulfidov in izredno močno stopnjo oksidacije. ZAKLJUČKI 1. Preiskave torzije in mehanskih lastnosti so nam pokazale, da je plastičnost jekla v temperaturnem območju 800—1250° C zadovoljiva. 2. Plastičnost jekla (torzija) narašča z naraščajočo temperaturo vse do 1150° C, ko doseže svoj maksimum. 3. Temperatura homogenizacije vpliva ugodno na plastičnost jekla. i Slika 34 100 x — Stopnja oksidacije — Atmosfera: 14 °/o COi; 0 °'o 0>; 0,6 °/o SO;, ostalo Ni 4. Zrno je podvrženo počasnemu naraščanju v odvisnosti temperature, šele nad 1050° C zabeležimo večjo rast zrna. 5. V atmosferah, ki vsebujejo cca 1 % 02, (ostalo N2) je jeklo podvrženo močnejši oksida-ciji le pri temperaturah nad 1250° C. 6. Stopnja oksidacije začenja močno naraščati pri vsebnosti kisika nad 3 % (ostalo N2) in pri temperaturah nad 1200° C. 7. V atmosferah z nizko vsebnostjo 02 (ostalo N2) poteka oksidacija po mejah zrn, v atmosferah z višjo vsebnostjo 02 pa frontalno in po mejah. 8. Atmosfere z vsebnostjo 02 nad 5 %, (ostalo N2) nam pri temperaturah nad 1250° C poškodujejo površino v takšni meri, da je plastičnost jekla občutno manjša. 9. S02 odločujoče vpliva na nastanek škaje v nevtralnih atmosferah. Ta vpliv pa je v oksi-dativnih atmosferah neprimerno manjši. 10. Za preprečitev kvarnega vpliva S02 je dovolj mali prebitek zraka, oziroma kisika v dimnih plinih. 11. Z naraščajočo temperaturo in časom ogrevanja in z naraščajočo vsebnostjo S02 narašča v nevtralnih atmosferah debelina oksidne plasti. 12. S02 v nevtralnih atmosferah poškoduje površino preizkušanca v takšni meri, da je njegova plastičnost občutno prizadeta. Literatura: 1. John Olaf Edstrom: »Scaling of 18—8 Stainless Steel in Reheating Furnace Atmospheres« Journal of the Iron and Steel Institute, april 1957 2. A. Gueussier: »Etude experimental de la deformation a chaud des aciers et alliages« Revue de Metallurgie, november 1958 3. W. McDovvell: »The Hot Working of the Austenitic Stainless Steel« Blast Furnace and Steel Plant, november 1965 ZUSAMMENFASSUNG Beim Walzen der nichtrostenden Stahle des Types 18/8, besonders aber beim walzen der Blocke, kam oftmals zum reissen der Blockoberfliiche. Die Risse waren mehr oder vveniger tief und sind quer zu der Blockachse entstanden. Die Ursachen fiir diese Rissigkeit suchten wir in der Plastizitat des Stahles in der Technologie der Auf\varmung und vor allem in der Zusammensetzung der Ofenabgase. Die Plastizitat des Stahles haben wir mittels der Warmtorsionsversuche im Temperaturinterwal von 800 bis 1250° C untersucht. Diese Untersuchungen zeigten, dass der Stalil bei der Temperatur iiber 1100° C eine geniigende Plastizitat besitzt. Den Einfluss der Ofenabgase auf die Rissigkeit beim walzen haben wir in den Gasgemischen mit einer Zusam- mensetzung von 0 bis 5 % Sauerstoff und 0 bis 0.6 % S02 untersucht. Die Untersuchungen sind bei den Temperaturen 1000", 1250° und 1300° C, und in einem Zeitabstand von 60 bis 300 Minuten durchgefiihrt worden. Die Dicke der oxydierten Schicht bzw. die Einbrandtiefe ist metalografisch bestimmt worden. Die Untersuchungen zeigten, dass ein steigender Gehalt an Sauerstoff in einer Sauerstoff-Stickstoff Atmosphare einen grossen Einfluss auf die Entstehung des Zunders und die Art der Oxydation ausiibt. Der Einfluss des S02 ist sehr stark in neutralen Abgasen, in welchen eine intensive Oxydation auf den Korngrenzen verlauft. Der Einfluss des SO, ist unbedeutend in oxydischen Abgasen, vvenn die auch nur einen geringen Sauerstoffiiberschuss enthalten. SUMMARY In rolling 18/8 stainless steel, especially in rolling ingots, often more or less deep cracks perpendicular to the direction of deformation were found. Reasons for the mentioned cracking was sought in steel plasticity, heating technology, and above ali in composition of stack gases. Steel plasticity was determined by torsion and by tension tests in temperatue range 800 to 1250° C. These tests showed that steel has enough high plasticity at 1100° C. Influence of the atmosphere on oxidation of the sur-face or cracking during rolling was checked in gas mix-tures with oxygen content 0 to 5 °/o and S02 content 0 to 0.6 °/o. Investigations \vere made at 1000, 1250 and 1300° C. Times of heating ranged from 60 to 300 minutes. Thickness of the oxide layer or the depth of burnt sur-face was determined metallographically. Results of investigations showed that increasing oxy-gen content together nitrogen has great influence on scale formation and on the form of oxydation. Influence of SO2 is very high in neutral atmospheres in which intensive oxydation on gra;r. boundaries takes plače. Influence of S02 is neglegible in oxidizing atmospheres though slight oxygen excess is present. 3AKAIOHEHHE npu npoKaTKH HepacaBeiomefl CTaAH MapKH 18/8, b ocoSchhocth npn npoKaTKH cahtkob, lacTO Ha n0BepxH0CTH npoKaraora H3ACAHH o6Hapy>KeHBi MeHee hah SoAee rAy6oKHe tpefflHHM KOTOpbie Ha-xoahtch noA npaMtiM yrAOM HanpaBAeHH« npokatbibahhh. npHKAeHHH ynOMHHyTbIX ipemHH HCKaAH B IIAaCTH^HOCTH CTaAH, b TeXHOAOrHH HarpeBaHHH H, b OCOSeHHOCTH, b COCTaBe ammobux ra30B. ILi^CTmmocTb CTaAH onpeAeAeHa npn noMOiHH Kp^ieHHH H P43' pbiBaHHK) npH TeMn-ax MeacAY 800—1250° U. Sto HCCAeAOBaHiie yKa-3aAo, 1to npH TeMn-pe cBbiine 1100» U CTaAb HMeeT AOCTaTcMHO XOpOUiyK) cnOCoSHOCTL nAaCTimHOH (J>°PMHpOBKH. BAHHHHe aTMO-ccj>epbi Ha noHBAeHHe TpemHH ot nepe>Kora HCCAeAOBaAH b CMecH ra30B c C0Aep>KaHneM KHCAopoAa b npeAeAax 0—5 % H C02 b npe-AeAax 0—0.6 %. 3to HCCAeAOBaHHe BeAocb npn TeMn-ax ot 1000, 1250 h 1300° U a aahtcabhoctb pa3orpeBa SbiAa Me?KAy 60 H 300 mhh-mh. ToAmima OKCHAHOra cAosi t. 3. rAy6nHa nepejKora onpeAeAeHa MeTaAAorpa(j)HiecKHM cnoco6oM. Pe3yAbTaTbi HCCAeAOBaHHH noKa3aAH, ito Ha nosBAeHHe otjkhi-oboh oKaAHHM h Ha cj)opMy OKHCAeHHa HMeeT noBbmieHoe coAep>KaHHe KHCAopoAa b tom CAyiae KorAa napaAeALHO c sthm 06Hapy?KeH0 noBbimeHHe a30Ta. BAiiaHHe C02 BecbMa 3HaqHTeAbHo b HeHTpaAbHoii aTMOCepe npn KOTopoft np0HCX0AHT HHTeH3HBHoe oKHCAeHHe Ha rpaHHUax 3epeH. B OKCHAa-THBHOH aTMOCiJjepe BAHHHHe C02 He3Ha