Vpliv modifikatorjev na mehanizem ASM/^ £ ^ strjevanja, homogenost in naravo UDK: 669.046.428 , ... , •« • i i ASM/SLA: B15r karbidov brzoreznih jekel, izdelanih po postopku EPZ B. Koroušič, J. Rodič, A. Rodič, F. Vodopivec, J. Pšeničnik Pretaljevanje brzoreznega jekla Č.7680 (BRM-2) po EPŽ-postopku: Študij dodatka modifikatorja Al + Mg + Ti + N na makro- in mikrostrukturo jekla v litem in predelanem stanju. Kritična ocena vpliva dodatkov modifikatorja na velikost in porazdelitev karbidov. Mehanske lastnosti jekla: velikost avstenitnega zrna, vpliv temperature kalje-nja na velikost avstenitnega zrna, trdota jekla, po-puščni efekti. V literaturi zasledimo nekaj rezultatov v tej smeri10—14'. Kritično oceno dobljenih rezultatov ni mogoče podati zaradi pomanjkanja natančnih podatkov o poteku poskusov in nadaljnji termome-hanski predelavi. Na splošno je mogoče ugotoviti, da imajo dodatki modifikatorjev preko porabne elektrode, oziroma preko žlindre nekatere pozitivne učinke, ki jih lahko vrednotimo kot uspešne rešitve. UVOD Kvaliteta orodnih jekel in posebej brzoreznih jekel, izdelanih s konvencionalnimi metodami, je močno odvisna od lite strukture. Značilnost brzoreznih in drugih orodnih jekel je tvorba grobe kar-bidne (ledeburitne) mreže, ki jo je potrebno eliminirati (»razbiti«), če želimo doseči visoko kvaliteto jekla. Standardni načini za efektivno odpravo karbid-ne mreže, t. j. kontrolirana toplotno-mehanska predelava, se uspešno izvaja, ko gre za izdelke, pri katerih je mogoče doseči visoko stopnjo predelave (stopnja redukcije nad 90 %). V vseh drugih primerih je vprašanje odprave grobe karbidne mreže zelo aktualno. Zato že dalj časa delajo v vseh razvitih državah poskuse za razvoj in aplikacijo metod, ki bi imele efektiven vpliv na mehanizem nastanka karbidov v fazi strjevanja. Načelno obstajata le dve poti, kateri je z manjšim ali večjim uspehom mogoče uporabiti. 1) sprememba strjevalnih pogojev (regulacija hitrosti strjevanja, mešanje taline, itd.) 2) modifikacija lite strukture. V literaturi je precej podatkov o industrijskih in laboratorijskih preiskavah, ki slonijo na principih, opisanih pri točki 1. Praktično ta metoda ni dala pozitivnih rezultatov. Znatno manj podatkov zasledimo v literaturi o modifikaciji lite strukture orodnih jekel1—9). Razvoj EPŽ-postopka je prinesel nove možnosti na področju modifikacije lite strukture zaradi številnih prednosti, ki jih ima ta postopek v primerjavi s standardnim litjem jekel. Praktični poskusi Praktične poskuse električnega pretaljevanja pod žlindro smo opravljali na polindustrijski EPŽ-napravi na Metalurškem inštitutu v Ljubljani. EPŽ-naprava je najmodernejšega tipa s kontinuirano regulacijo sekundarne napetosti in s premično kokilo. Elektrodni material EPŽ-elektrode so bile izdelane v železarni Ravne. Njihova povprečna kemična sestava je prikazana v tabeli 1. Elektrode so bile ulite v pesek in naknadno žar j ene, ker se je pokazalo, da med taljenjem elektrod v »surovem stanju« nastajajo razpoke ali celo trenutne prekinitve procesa taljenja. Ti problemi so z uvajanjem žarjenja v celoti odpravljeni. Izbira žlinder Pri izdelavi jekel z dvižno kokilo je potrebno upoštevati dejstvo, da na kvaliteto površine ingota vpliva veliko več parametrov kot pri stoječi kokili. Zato smo se odločili za standardno žlindro z interno oznako Mil. Kemična sestava žlinder pred pretaljevanjem in po njem je prikazana v tabeli 2. Pred pričetkom taljenja jekla smo žlindro ža-rili 8 ur na temperaturi 800 °C in jo vročo šarži-rali v kokilo. Na ta način smo vsaj izključili vpliv zračne vlage v začetni fazi taljenja. Tabela 1. Kemična sestava elektrodnega materiala Vrsta jekla Št. šarže °/oC % S %Si %Cr Kemična sestava %V °/oW °/oCu %Mn %Mo °/oTi °/oAlc °/oAIk Č.7680 Chg. 69561 0,80 0,018 0,35 3,80 2,03 6,40 0,21 0,27 5,65 0,10 — — (BRM-2) E-144" °-80 °-014 3,82 1,90 6,06 0,23 0,28 5,26 0,09 0,043 0,020 * Vsebnost plinov v elektrodi: O = 104 ppm, Opozarjamo na vsebnost titana v jeklu, ki N = 316 ppm. služi kot osnovni modifikator že v izhodnem stanju. Tabela 2. Kemična setava EPŽ-zlinder pred pretaljevanjem in po njem jekla Č 7680 (BRM-2). Kemična sestava žlindre Jeklo Oznaka ingota pred taljenjem jekla po taljenju jekla %CaF2 o/oAiA %CaO °/oMgO °/0TiO2 %Si02 %MnO %FeO* °/oCr203 %S B °/oCaQ °/oSi02 B.143 0 Č.7680 39,90 22,43 29,70 29,30 27,90 29,00 "ojo 0 0,13 0 0,12 9,74 0 JM)5_ 0,67 6,00 0,15 0,514 0,365 0,21 4,83 B.144 39,90 22,43 29,70 0 0 3,05 0 0,13 0 0,12 (BRM-2)- 26,60 24,50 29,40 1,50 2,05 3,90 0,06 1,286 1,18 0,26 9,74 B.149 39,90 22,43 29.70 0 0 3,05 0 0,13 0 31,20 24,90 29.70 1,80 1,50 3,40 0,09 0,386 0,55 0,12 9,74 0,34 8,74 r V žlindri B 144 smo zasledili nekaj kapljic jekla Izbira modifikatorja V literaturi najdemo zelo skope podatke o uporabi različnih modifikatorjev za brzorezna jekla. Zlasti so pomanjkljivi podatki o načinu dodajanja in naravi modifikatorjev pri pretaljevanju brzoreznih jekel po EPŽ-postopku. Zato smo se v tej študiji lotili selekcije vseh možnih kombinacij in prišli do naslednje sestave: modifikator MO-4* na osnovi Ti+Al + Mg z določeno količino dušika. Dodatki aluminija in magnezija imajo nalogo reducirati vsebnost Fe- in Mn-oksidov v žlindri in tako preprečiti prekomerno oksidacijo titana. Vodenje postopka taljenja jekel Razlika med standardnim načinom taljenja jekel v dvižni kokili in postopkom z dodatkom modifikatorja se kaže predvsem v znatno večji nestabilnosti električnih parametrov. Vzroki za to so v dejstvu, da vsak dodatek v žlindro izziva spremembo fizikalno-kemičnih lastnosti žlindre (električna upornost, viskoznost, medfazna-površinska napetost itd.). Tehnološki podatki o taljenju jekla Č. 7680 (BRM-2). Potek taljenja je bil naslednji: Prvi ingot (B.143) smo pretalili v celoti brez dodatkov v žlin- * Sestava modifikatorja MO-4 je zaščitena na Metalurškem inštitutu kot interna inovacija. Tabela 3. Tehnološki parametri taljenja brzorez-nega jekla Č.7680 (BRM-2) z dvižnim kristalizator-jem. Parameter Dimenzija Številka ingota B.143 B.144 B.149 Teža ingota kg 60,6 62,1 60,5 Višina ingota mm 700 725 700 Prečni presek ingota cm2 107 106 107 Prečni presek elektrode cm2 38,8 39,0 39,7 Celotni čas taljenja min 84,60 61,70 69,75 Hitrost taljenja kg/h 43,56 59,80 52,04 Hitrost kristaliz. ingota mmAnin 8,28 11,76 10,04 Moč kW 70±4 68 + 4,5 75±2 Število kapelj min—1 170 170 174 Povprečna teža kapelj g 4,26 5,84 4,98 Količina žlindre kg 1900 1900 1900 Količina dodatka modif. v žlind.** % 0* 1,37 0,68 Polnilni faktor (K=Ae/Ak) — 0,35 0,36 0,36 * V žlindro je dodano dejansko 65 g Al za dezoksidacijo žlindre. ** Računano na težo pretaljenega jekla. Slika 1: Makrostruktura EPŽ-jekla Č.7680 (BRM-2) v litem stanju (ca. 0,1% Ti v elektrodi), brez dodatkov modifikatorja v žlindro MaKrostruKtura ur j ki eiektroda> G: glava EPŽ-ingota, N-noga EPZ-ingota Fig. 1 Macrostructure of C.7680 (BRM-2) ESR steel as čast (about 0.1 % Ti in electrode), without addition of modifying agent in to the slag E: electrode, G: head of ESR ingot, N: foot of ESR ingot De - 0 60mm BRM-2 Dh - 0 1Q0mm 56-5-2 Č 7680 76 45 Slika 2: Makrostruktura EPŽ-jekla, C.7680 (BRM-2) v litem stanju (jeklo je modificirano z MO.4) E: elektroda, G: glava EPŽ-ingota, N: noga EPŽ-ingota Fig. 2 Mactrostructure of Č.7680 (BRM-2) ESR steel as čast (steel vvas modified with MO.4) E: electrode, G: head of ESR ingot, N: foot of ESR ingot Slika 3: Makrostruktura EPž-jekla C 7680 (BRM-2) v litem stanju (modificiran z MO 4) E: elektroda. G: glava EPŽ-ingota, N: noga EPZ-ingota Fig, 3 Macrostructure of C.7680 (BRM-2) ESR steel as čast (modified with MO.4) E: electrode, G: head of ESR ingot, N: foot of ESR ingot dro. Naslednji ingot (B.149) smo pretalili z dodatkom modifikatorja MO-4 v količini 0,68 % in zadnji ingot (B.144) ravno tako z dodatkom modifikatorja MO-4 v dvojni količini, tj. 1,37 % od teže pretaljenega jekla. Osnovni tehnološki podatki o taljenju poskusnih ingotov so razvidni iz tabele 3. Analiza eksperimentalnih podatkov kaže, da dodatki modifikatorja v žlindro delno vplivajo na kinetiko tvorbe kapelj in s tem na celotne odnose glede hitrosti taljenja jekla. Ta vpliv se je manifestiral tudi na kvaliteto površine ingotov. Kvaliteta površine ingota je skoraj direktno proporcionalna količini dodatka v žlindro pri nespremenjenih električnih parametrih. Povečanje hitrosti taljenja tolmačimo z dodatnim eksotermnim efektom, ki ga ima modifikator pri raztapljanju v žlindri, oziroma kovinski kopeli, in vplivom modifikatorja na medfazno površinsko napetost na kontaktni površini elektroda-žlindra. Rezultati preiskav Kemična sestava jekla Kemično sestavo jekla smo ugotavljali na dveh nivojih v EPŽ-ingotu; tj. pri »glavi« in »nogi« ingota1S. V tabeli 4 je prikazana kemična analiza vseh preiskanih ingotov. Za oceno uspešnosti dodatka modifikatorja je vsekakor pomembno vprašanje »izkoristkov«, oziroma »odgora« posameznih elementov. Primerjava dejansko dodanih količin elementov modifikatorja (v elektrodi + dodatki preko žlindre) z njihovo količino v pretaljenem jeklu je pokazala, da znašajo izkoristki aluminija 33 % in titana okoli 30 %. Metalografske preiskave Metalografske preiskave strukture EPŽ-jekel smo opravili na vzorcih, vzetih iz EPŽ-ingotov (lito stanje), in kovanih palic (predelano stanje). Uporabljene so bile standardne metode za makro-in mikro jedkanje jekla15. Vpliv dodatka modifikatorja na makrostruk-turo jekla, kot je bilo pričakovati, ni opazen (glej sliko 1, 2 in 3). V strukturi ingotov so komaj vidne polkrožne plasti, ki nakazujejo geometrijo tekoče kopeli. Mikrostruktura jekla Č. 7680 (BRM-2) v litem stanju Izhodni material (elektroda-lito stanje) Pregledali smo prečni vzorec od zunanjega roba do sredine elektrode. Dendritne strukture ni bilo opaziti, zrna so bila globulitična. Na nekaterih mestih smo opazili izredno kratke dendrite, ki so imeli le 3—4 sekundarne veje. Evtektični karbidi so bili igličaste oblike in pahljačasto razprti, tu in tam so bili v evtektiku masivni karbidi (predvsem v sredini elektrode). Opazili smo titanove karbonitride in večje alumi-natne vključke. Struktura v žarjenem stanju je bila: zrnati perlit ter evtektični in sekundarni karbidi. Opaziti je tudi določeno razliko v velikosti glo-bulitičnih karbidov med zunanjo in površinsko plastjo, oziroma sredino vzorca. V zunanjem pasu so globuliti manjši kot v sredini. Obliko evtektič-nih karbidov, strukturo in velikost globulitov elektrode vidimo na sliki 4 (povečano X 100 in sliki 5 (povečava x500). EPŽ-ingot, B.143 (brez dodatka modifikatorja v žlindro) Iz EPŽ- ingota v žarjenem stanju smo izrezali po 4 obruse (glej sliko 4, oziroma sliko 5), ki so bili nato kaljeni in popuščani. Metalografska analiza je pokazala, da ni opaziti klasične dendritne kristalizacije z močno primarno vejo in enakomernimi sekundarnimi vejami. Osnovna značilnost strukture je globulitična kristalizacija. Globulitna zrna obdaja praviloma evtektik. Evtektični karbidi so v značilni paliča-sto-lamelarni obliki, tu in tam so pahljačasto razporejeni. Tabela 4. Kemična sestava EPŽ-jekla Kvali- Oznaka Kemična sestava jekla (»G« — glava, »N« — noga) teta ingota °/oC %s °/oSi %Cr %Ni °/oW */oTi %A1C %Alk %Cu %Mn %Mo %P %0 BRM-2 B.143 G* N* 0,83 0,82 0,009 0,008 0,28 0,31 3,83 3,85 0,25 0,26 1.94 1.95 6,39 6,41 0,04 0,04 0,026 0,039 0,022 0,028 0,21 0,23 0,28 0,28 5,71 5,68 0,024 0,023 0,0070 0,0072 BRM 2 B.144 G* 0,79 0,011 0,34 4,12 0,25 1,86 6,30 0,14 0,052 0,051 0,22 0,28 5,47 0,021 0,0077 N* 0,82 0,010 0,34 4,13 0,26 1,95 6,38 0,11 0,056 0,049 0,22 0,28 5,57 0,024 0,0108 BRM-2 B.149 G* N* 0,82 0,82 0,010 0,006 0,30 0,33 4.00 4.01 0,25 0,26 1,87 1,90 6,43 6,51 0,08 0,08 0,032 0,045 0,029 0,044 0,22 0,23 0,28 0,28 5,77 5,74 0,023 0,024 0,0066 0,0074 * G — glava, N — noga EPZ - ingota Chg 69561 De - $ 60mm D j =01OOmm BRM -2 S6-5-2 Č 7680 Slika 4: Mikrostruktura jekla Č.7680 (BRM-2) v litem stanju, in si;er: E: elektroda z 0,1 % Ti B 143: pretaljen ingot brez dodatkov v žlindro B.144. pretaljen ingot z dodatkom modifikatorja MO.4 (1,37 °/o) B.149: pretaljen ingot z dodatkom modifikatorja MO.4 (0,68 °/o) Fig. 4 Microstructure of C.7680 (BRM-2) ESR steel as čast: E: electrode vvith 0.1 °o Ti B.143: remelted ingot vvithout addition to slag B.144: remelted ingot vvith added MO.4 modifying agent (1.37 °b) B.149: remelted ingot vvith added MO.4 modifying agent (0.68 H) Lamele, oziroma karbidne palice so tanke in krajše kot pri elektrodi, odebeljenih karbidov je bistveno manj kot pri elektrodi. V vzorcih iz predela glave smo opazili v evtektiku bolj grobe mar-tenzitne igle in več zaostalega avstenita kot v osnovni masi. V osnovi zasledimo titanove karbonitride, nekaj jih je opaziti tudi med evtektičnimi karbidi. Zanimivo dejstvo je, da so avstenitna zrna izredno drobna. Ocena velikosti zrna po Snyder Graffu je pokazala SG16, kar je za brzorezna jekla v litem stanju zelo ugodno. EPŽ-ingoti B.144 in B.149 (z dodatkom modifikatorja v žlindro) Mikrostruktura je podobna kot pri ingotu B.143. Dendritne strukture ni opaziti, temveč le globulitna zrna. Globulitna zrna so drobna: ob robu 25—35 mikronov, v sredini je njihov povprečni premer 40 — 60 mikronov. Nitridi so poligonalne oblike in v primerjavi z ingotom B.143 večji. Na sliki 5 se lepo vidi njihova prisotnost pod mikroskopom in značilne barve. Evtektični karbidi so v obliki iglic, oziroma DE = 06Omm D j r 0 lOOmm BRM -2 56-5-2 Č 7680 Slika 5: Mikrostruktura jekla C 7680 (BRM-2) v litem stanju, in sicer: E: elektroda z 0,1 % Ti B.143: pretaljen ingot brez dodatkov v žlindro B.144: pretaljen ingot z dodatkom modifikatorja MO.4 <1,37 °/o) B.149: pretaljen ingot z dodatkom modifikatorja MO.4 (0,68%) Fig. 5 Microstructure of Č.7680 (BRM-2) ESR steel as čast: E: electrode with 0.1 % Ti B.143: remelted ingot vvithout additions to slag B.144: remelted ingot with added MO.4 modifving agent (1.37%) B.149: remelted ingot vvith added MO.4 modifying agent (0.68 %) lamel. Avstenitna zrna so drobna, njihova velikost je dokaj identična kot pri ingotu B.143 in znaša ocena po Snyder-Graffu SG 17. Preiskava jekla č.7680 (BRM-2) v predelanem stanju (F0/F =16) Metalografske preiskave vzorcev, vzetih iz kovanih palic, kvadrat 25 mm v vzdolžni smeri, so pokazale, da ima modificirano jeklo vse tiste značilnosti, ki so znane za brzorezno jeklo Č 7680 (BRM-2). Ni bilo opaziti nikakršnih bistvenih razlik v mikrostrukturi. Večjo pozornost smo posvetili dodatnim raziskavam, ki bi bolj odkrile vpliv modifikatorjev: — ocena velikosti karbidov, — karbidne izceje po tabeli ŽR in tabeli Priif-blatt 1615, — ocena velikosti avstenitnega zrna po Sny-der-Graffu, — kalilna vrsta v temperaturnem intervalu 1180 — 1240 °C, — izdelava popuščnih diagramov, — določitev popuščnih efektov. Rezultati prvih treh preiskav, t. j. ocene velikosti karbidov, karbidnih izcej po metodi ŽR in tabeli Priifblatt 1615 in velikosti avstenitnega zrna so prikazani v tabeli 5. Tabela 5. Rezultati preiskav jekla Č.7680 (BRM-2). Oznaka ingota Karbidne izceje 2R Priifblatt 1615 SG Velikost karbidov B.143, kv. 25 4,5 72 15 5,5 B.144, kv. 25 4,5 Vi 16 5,2 B.149, kv. 25 4,5 Vi 16 5,6 Iz teh podatkov je razvidno, da je izdelano jeklo sposobno za izdelavo kakršnegakoli orodja. Kalilna vrsta Kalilno vrsto smo izdelali iz kovanih palic, kv. 25 mm, za vse tri EPŽ-ingote. Metalografsko smo ocenili samo velikost zrna po Snyder-Graffu. Opazili smo, da velikost zrna ne narašča z rastočo kalilno temperaturo v intervalu 1180 do 1240° C, kar pripisujemo vplivu dodatka modifikatorja. Dobljeni rezultati so zbrani v tabeli 6. Tabela 6. Ocena velikosti avstenitnega zrna v odvisnosti ocl kalilne temperature za jeklo Č 7680 (BRM-2). _ Ocena velikosti avstenitnega zrna Temperatura pQ metodi SG 1180° C 16 20 16 1200° C 16 18 16 1220° C 16 18 16 1240° C 14 18 14 Iz razpredelnice vidimo, da je jeklo ostalo fino-zrnato še pri kaljenju s temperaturo 1240° C. Direktna primerjava velikosti avstenitnega zrna v vzorcih iz ingota (lita struktura) z dobljenimi podatki pokaže, da smo imeli že v ingotih fino-zrnato strukturo, ki se med plastično predelavo ni bistveno spremenila. Na sliki 6 je prikazana mikrostruktura jekla (vzorec iz ingota B.144) pri različnih kalilnih temperaturah. Izdelava popuščnih diagramov Analiza dobljenih rezultatov je pokazala, da med posameznimi ingoti ni bistvenih razlik. Opazna je le tendenca, da je pri modificiranem jeklu nekoliko boljša popuščna obstojnost. Pri 1180° C Slika 6: Kalilna vrsta brzoreznega jekla C 7680 (BRM-2) modificiranega z M0.4 v žlindro EPZ-ingot B.144, Fo/F = 8 1180 °C: GS 02; 1200 °C; SG 18; 1220 »C: SG 18; 1240 "C: SG 18 Fig. 6 Quench line of high-speed C.7680 (BRM-2) steel modified with MO.4 in to slag ESR ingot B.144, Fo/F = 8 1180 °C; SG,20; 120 »C: SG.18; 1220 »C: SG.18; 1240 »C; SG.18 trikratnem popuščanju na 5603C v času 1 ure je dosežena trdota pri kalilni temperaturi 1240° C: 63 HRC in pri spodnji temperaturni meji 1180°C: 61,5 HRC. Ker ni bistvenih razlik v velikosti avstenitnega zrna, predpostavljamo, da bi dosegli večjo popuščno obstojnost pri zgornji kalilni temperaturi okoli 1260° C. Določitev popuščnih efektov Zanimivi so rezultati preiskav, ki smo jih opravili na vzorcih iz ingota B.143, ki smo jih kalili pri spodnji in zgornji predpisani kalilni temperaturi (1170—1240° C). Vzporedno z dilatometrskimi vzorci smo kalili še vzorce za merjenje trdote in določitev avstenitnega zrna. Rezultati so zbrani v tabeli 7. 1200 °C Tabela 7. Vpliv 3-kratnega popuščanja na trdoto in velikost avstenitnega zrna pri spodnji in zgornji kalilni temperaturi. Temperatura Trdota Popuščanje na 550 °C, 90 minut Velikost avstenit- kaljenja (hrq I (hrc) II (hrc) III (hrc) zrna®SG) 1170° C 63,5 1240° C 65,0 62,0 65,0 61,5 65,0 61,5 65,0 ni vidno 15 Zaključki Na polindustrijski EPž-napravi s premično kokilo prečnega preseka kvadrat 100 mm smo pre-talili tri lite elektrode kv. 60 X 60 mm teže okoli 60 kg iz jekla C 7680 (BRM-2) s kemično sestavo: 0,80 % C, 0,018 % S, 0,35 % Si, 3,80 % Cr, 2,03 % V, 6,40 % W, 0,21 % Cu, 0,27 % Mn, 5,65 % Mo in 0,1 % Ti. Pretaljevanje jekla je izvedeno pod žlindro Mil (39,90 %CaF2, 22,43 % A1203, 29,70 % CaO, 3,05 % Si02) s povprečno hitrostjo 52 kg/'h. Pri prvem ingotu (B.143) je pretaljevanje potekalo brez dodatka modifikatorja v žlindro. Dodali smo le aluminij zaradi (v količini 0,1 % teže jekla) kontrole oksidacijskega potenciala žlindre. Pri naslednjih dveh ingotih (B.143 in B.149) smo kontinuirano dodajali modifikator (MO-4 na osnovi Al + Mg + Ti + N) v količinah 0,68 %, oziroma 2 x 0,68 % od teže jekla. Po končanem taljenju smo opravili obsežne raziskave jekla v litem in predelanem (F0/'F = 16) stanju: kemična sestava jekla, metalografske preiskave makro in mikrostrukture, ocena karbidov, velikost avstenitnega zrna po Snyder-Graffu, kalil-na vrsta, izdelava popuščnih efektov. Preiskave karbidov so potekale z mikrosondo, rezultati pa bodo objavljeni v II. delu članka. Dobljeni rezultati so pokazali, da imajo dodatki titana v elektrodo (v količini 0,1 %) pozitiven vpliv na porazdelitev in velikost karbidne mreže, kar se manifestira v zelo finem avstenit-nem zrnu. Kombinacija dodatka modifikatorja (Al + Mg + + Ti + N) v žlindro s prisotnim titanom v elektrodi ima dodatni pozitivni vpliv, ki se kaže v ekstremno finem avstenitnem zrnu (SG: 18 do 20) ter znatno boljši porazdelitvi in drobnejših karbidih. Zelo pomemben vpliv dodatka modifikatorja v žlindro se kaže v stabilnosti avstenitnega zrna v širokem temperaturnem območju 1180 do 1240° C. Trdota jekla je višja v modificiranem stanju za 0,5—1,0 HRC. Izdelava brzoreznega jekla Č 7680 (BRM-2) po EPŽ-postopku v kombinaciji z dodatkom modifikatorja v elektrodo, oziroma žlindro omogoča, da dosežemo najvišje kvalitete. Nadaljnji poskusi bodo pokazali, kakšne so možnosti za industrijsko izkoriščanje tega postopka v železarni Ravne. Literatura 1. Grainal, Werbeschrift d. Vanadium Corporation of America, New York, USA, 1962 2. Bats 79, US-Patent Nr. 2.809.109 3. Ineson, E., G. Hoyle: Metal Treatm. Drop. Forg. 23 (1956) S. 257-262 4. Felgel-Farnholz, O.: Diss. Montanistische Hochschule, Leoben 1957 5. Kunze, E., E. Horn: DEW-Techn. Ber. 1 (1961) S. 6—14 6. Tesche, K., W. Beuthner: DEW-Techn. Ber. 4 (1964) S. 51-64 7. Elsen, E., G. Elsen, M. Markvvorth: Metali 19 (1965) S. 334—345 8. Randak, A., J. Kurzeja, H. G. Jentges: Arch. f. Eisen-hiittenvves. 36, Nr. 10 (1965) S. 730—731 9. Mitsche, R., E. Kudelka: Radex-Rundschau H.l (1967) S. 407—413 10. Duckworth, W. E., D. J. VVooding: Vacuum Are Or Elektroslag Melting (Vacuum Metallurgy Conference, Beverly Hills, California, 1968) 11. Kirk, F. A., H. C. Child, E. F. Love, J. T. VVilkins: In: ISI preprint Nr. 126 Materials for Metal Cutting Conference Scarborough 14.—16. 4.1970, S. 59 12. Campbell, J„ J. W. Bannister: Metals Technology, Sept. (1975) S. 409-415 13. Doronin, V. M., M. M. Kljujev, I. S. Prjašnikov, V. V. Topilin: Stal' 5 (1975), S. 453—455 14. Paschen, P.: Metali, 29 Jhg. H.2 (1975) S. 121—130 15. Koroušič, B., J. Rodič: Preiskave poiskusnih EPz-ingo-tov. Interni predpis MI.17 (1971). ZUSAMMENFASSUNG Auf einer halbindustriellen ESU Anlage mit der bevve-glichen Kokille von 100 mm Ouadrat im Durchschnitt sind drei gegossene Elektroden von 60 X 60 mm und einem Gevvicht von 60 kg aus Stahl C 7680 (BRM-2) umgeschmolzen worden. Chemische Zusammensetzung der Elektroden' 0.80 % C, 0.018% S, 0.35% Si, 3.80 % Cr 2.03 % V 64 %W 0.21 % Cu, 0.27 % Mn, 5.65 % Mo und 0.1 % Ti. ' Die Umschmelzung des Stahles ist unter der Schlacke M. 11 (39.90 %CaF2, 22.43 % AI2O3, 29.70 % CaO, 3.05 % S1O2) mit einer durchschnittlichen Geschvvindigkeit von 52 kg/h durchgefiihrt vvorden. Bei der Umschmelzung des ersten Blockes (B. 143) sind keme Impfmittel in die Schlacke zugegeben worden. Mit dem Zvveck den oxydationspotenzial der Schlacke zu kon- trollieren ist Aluminium von 0.1% des Biockgevvichtes zugegeben worden. Bei den folgenden zvvei Blocken (B. 143 und B. 149) ist kontinuierlich ein Modifikator (Mo-4 auf Grund der Elemente Al + Mg + Ti + N) in einer Menge von 0.68 % bzvv. 2 x 0.68 % des Blockgevvichtes zugegeben vvorden. Nach dem Umschmelzen sind umfangreiche Untersu-chungen des Stahles im gegossenen und verformten (Fo/F= 16) Zustand durchgefiihrt vvorden und zvvar, der chemischen Zusammensetzung, metallographische Unter-suehungen des Mikro und Makrogefuges, die Beurteilung der Karbide, Austenitkorngrdsse nach Snyder-Graff, Harte-reihe, Ausarbeitung der Anlassdiagramme und Bestimmung der Anlassefekte. Die Untersuchung der Karbide ist mit der Mikrosonde untersucht worden. Die Ergebnisse dieser Untersuchungan werden im zvveiten Teil dieses Artikels dargegeben. Die Ergebnisse zeigten, dass der Zusatz von 0.1 % Ti in die Elektrode einen positiven Einfluss auf die Vertei-lung und Grosse des Karbidnetzes hat. Die Folge davon ist ein feines Austenitkom. Die kombinierte Modifizierung des Stahles mit dem Impf-Smittel (Al + Mg + Ti + N) in die Schlaoke, bei Anvvesenheit von Titan in der Elektrode, hat einen zusatzlichen positiven Einfluss und aussert sich in einem extrem feinen Austenitkom (SG : 18 bis 20), einer erheblich besseren Verteilung und feineren Karbiden. Ein bemerkenswerter Einfluss des Impfmittelzusatzes in die Schlacke zeigt sich in der Stabi-litat des Austenitkornes im breiten Temperaturbereich von 1180 bis 1240° C. Die Harte des Stahles ist im modi-fizierten Zustand hoher um 0.5 bis 1.0 HRC. Die Erzeugung von Schnelldrehstahl C 7680 (BRM-2) nach dem ESU Verfahren macht es in der Kombination mit dem Zusatz der Impfmittel in der Elektrode bzw. Schlacke, die Erzeugung des Stahles hochster Giite moglich. Die vveiteren Versuche sollen die Moglichkeiten fiir die industrielle Ausbeutung dieses Verfahrens im Hiittenwerk Ravne zeigen. SUMMARY Pilot plant ESR set-up with movable mould of 100 mm square cross section was applied in remelting three 60 X X 60 mm čast electrodes of C. 7680 (BRM-2) steel with vveight 60 kg. Their chemical composition was 0.80 % C, 0.018 % S, 0.35 % Si, 3.80 % Cr, 2.03 % V, 6.40 % W, 0.21 % Cu, 0.27 °/o Mn, 5.65 % Mo and 0.1 % Ti. Slag M.11 with composition 39.90 °/o CaF,, 22.43 % Al A, 29.70 % CaO, 3.05 % Si02 was used in remelting at an average rate of 52 kg/h. The first ingot (B.143) was remelted without adding any modifying agent to the slag. Only aluminium (up to 0.1 % weight of steel) was added in order to control the oxidizing potential of the slag. During remelting of the next two ingots (B.144 and B.149) the modifying agent (MO-4, based on A1+ Mg +Ti + + N) was continuosly added, 0.68 % of the steel weight in the first čase, and 2 times 0.68 % in the second čase. After completed remelting, extensive investigations of steel, as čast and worked (Fo/F = 16) were made: chemical composition, metallographic investigations of macro and micro structure, estimation of carbides, austenite grain size determination by Snyder-Graff, quenching line, tem- pering diagrams, determination of tempering effects. Investigations on carbides were made by electron micro-analyzer, and the results will be presented in the second part of this paper. The obtained results showed that addition of titanum (0.1 %) has favourable influence on the distribution and size of carbide net which is consequence of very fine austenite grain. Combination of adding modifying agent (Al + Mg + + Ti + N) to slag and the presence of trtanum in electrode has additional favourable influence which is expressed-in extremely fine austenite grain (SG: 18 to 20) and essen-tially better distribution and smaller sizer of carbides. A very important influence of adding the modifying agent to slag is expressed in stability of the austenite grain in wide temperature range between 1180 and 1240° C. The hardness of modified steel is higher for 0.5 to 1 HRC. Manufacturing C. 7680 (BRM2-) high-speed steel by ESR process in combination with additions of modifying agents to electrode or to slag enables the highest steel qualities. Further tests will show practical possibilities for in-dustrial production by this method in the Ravne Iron-works. 3AKAIOTEHHE Ha noAynpoMBiniAeHHofl 3II5K- ycTaHOBKH c nepeABHJKHoii h3aojkhhijioh KBaApaTHOTO CeHeHHil 100 mm neperL\a3HAH TpH AHTbIX 3AeKTpoAa KBaApaTHOH cj>opMbi ceqeHHH 60 X 60 mm, Beca npn5A. 60 Kr H3 CTaAH MapKH C. 7680 (BRM-2) xHMiraecKoro cocTaBa: 0,80 % C, 0,018 % S, 0,35 % Si, 3.80 °/o Cr, 2,03 % V, 6,40 % W, 0,21 % Cu, 0,27 % Mn, 5.65 % Mo H 0,1 % Ti. IlepenAaB CTaAH BbinoAHeH noA nuaKOM M 11 (39,90 %CaF2, 22,43 % AI2O3, 29,70 % CaO, 3,05 % S1O2) npn cpeAHeii SbicTpoTe 52 Kr/i. rtpft nepBOft cahuiok (B. 143) nepenAaB BbraoAHHACH 6e3 A06aBKH moah<()HKaTOpOB b IILiaK. A°6aBAHAH TOAbKO aAIOMHHIIH (B KOAHMeCTBe 0,1 % Ha Bec CTaAH) C ueAblO npOBepKH OKHCAHTeAb-Horo noTeHunaAa niAaKa. tipu nocAeAyiofflHx AByx cahuiok (B. 143 h E. 143) ao-6aBAHAii HenpepuBHO M0AHi|>HKaT0p0B (MO-4 Ha 6a3e Al+Mg + Ti + N) b KOAHieCTBe 0,68 % oth. 2 X 0,68 % Ha Bec CTaAH. IIo oKomaHHH pacnAaBAeHHH BbinoAHeHM o6niHpHbie HCCAe-AOBaHHH CTaAH B ahtom H nepepaSoTanoM COCTOailHH (f„/f=16), t. e. noAaH xHMHtiecKHH coCTaB CTaAH, MeTa.\Aorpa4>eKTOB 0TnycKaHHsi h np. hccaeaobahne kapsuaob, pe3vabtatm Koroporo 6vayt paccMo-TpeHbl BO BTOpOH MaCTII 3TOH paGoTbl, 6 bi AH BbinOAHeHbl C MHKpO-30haom. noAyHeHHbie pe3yAbTaTbi noica3aAH, «to AoSaBKa THTaHa b SAeKTpOA (b KOAHieCTBe 0,1 %) OKa3bIBaeT nOAOJKHTeAbHOe BAH-HHHe Ha pacnpeAeAeHHe h bcahmhhv KapSuAHOH ceTKH, HKaTOpa (Al + Mg + Ti + N) b nuaK, b cone-TaHHH c npHCyTCTBHeM THTaHa b 3AeKTpOAY YBeAHKHBaeTca b 3KCTpeMyMe MeAK03ep-hhctocth 3epeH aycTeHHTa (CT: 18 ao 20), a TaioKe b AyHIlHp0BaHH0M COCTOHHHH TBepAOCTb CTaAH yBeAHKyme8 CTaAH MapKH C. 7680 (BRM-2) 3IIIA-cnoco6oM b KOMSHHamm c AoSaBKoft M0AH4>HKaT0pa b 3AeK-tpoa, OTH. b HIAaK, AaeT BU3MO>KHOCTb AOCTHHteHHH CaMbIX BbICmHX Ka^ecTB. nocaeayiomhe ontiTHHe paSoTbi ykaatyt Ha bo3mojkhocth npo-MbiuiAeHnoro npiiMeHeHHa stoto cnocoSa b MeTaAAypriraecKOM 3a-BOAe >KeAe3apHa PaBHe.