Vpliv modifikatorjev pri izdelavi jekla na velikost avstenitnega zrna Vasilij Prešeren, V. Macur, A. Rodič UDK: 669.18:620.18 669.046.558 ASM/SLA: Dllr, AD-r 2. del: VPLIV KOMBINACIJE ALUMINIJA IN TITANA TER KALCIJ-BARIJ-SILICIJA IN REDKIH ZEMELJ Opisano je določevanje optimalne vsebnosti kombinacije aluminija in titana ter kalcij-barij-silicija in redkih zemelj za doseganje drobnozrna-tega avstenitnega zrna. Prikazan je vpliv kombinacije omenjenih elementov na čistost jekla in pojasnjeno spreminjanje čistosti jekla glede vsebnosti in razporeditve posameznih vrst nekovinskih vključkov. Vse primerjave so izdelane v enakih pogojih, dobljeni rezultati pa so podani v obliki, ki je primerna za direktno uporabo pri industrijski izdelavi cementacijskih jekel z zahtevano velikostjo avstenitnega zrna in predpisanimi mehanskimi lastnostmi. 1. UVOD V prvem delu tega članka smo poročali1 o vplivu aluminija in titana na velikost avstenitnega zrna in ugotovili smo, da obstaja linearna odvisnost velikosti zrna od vsebnosti topnega aluminija in titana. Taka kombinacija omogoča, da lahko dosežemo drobno zrno tudi tam, kjer odpove afina-cijski učinek premajhnih ali prevelikih vsebnosti aluminija. Ker pa je znano, da je omejena uporaba titana za doseganje drobnega zrna zaradi tvorbe grobih titanovih oksidov in nitridov, smo poskušali nastale nekovinske vključke reducirati in razdrobiti z dodatkom močnih dezoksidacijskih, oziroma redukcijskih elementov, kot sta elementa kalcij in barij v zlitini kalcij-bariji-silicij in elementi redkih zemelj v zlitini cer — »mish« metala. Poskusi ugotavljanja omenjenih učinkov so bili del raziskovalne naloge2, v kateri smo določali vplivne parametre na velikost zrna pri izdelavi cementacijskih jekel v električnih obločnih pečeh. Da bi lahko ugotavljali vplive omenjenih parametrov, smo ustvarili konstantne pogoje v pogledu vsebnosti ostalih elementov v jeklu (vključno dušik in kisik) ter temperature jekla ter izdelali statistične analize vpliva spreminjanja vsebnosti aluminija, titana, kalcij-barij-silicija in redkih zemelj. Poleg vpliva teh elementov na velikost avste- nitnega zrna smo zasledovali tudi njihov vpliv na vsebnost in obliko nekovinskih vključkov. V nadaljevanju bomo opisali izdelavo poskusov in opravljene statistične ter metalografske analize. 2. Izdelava poskusov Da bi eliminirali tehnološke vplive in vplive ostalih elementov v jeklu, smo vse kombinacije izdelali na eni talini jekla, kvalitete Č. 4320, ki smo jo izdelali v 10-tonski električni obločni peči. Poudarimo naj, da smo tako dosegli, da je bila v izhodnem jeklu vedno enaka količina kisika in dušika. Po oksidaciji smo talino v peči ogreli na 1900 K in jeklo izlili iz peči v prekucno livarsko ponev, ne da bi jeklo dezoksidirali. Iz te ponve, v kateri je bilo ca. 1000 kg jekla, smo v male livarske ponve pretakali po 20 kg jekla, dodajali različne količine modifikatorjev in jeklo odlivali v 20-kilogramske kokile kvadratnega preseka. Kokile so bile postavljene v dve vrsti po 25 kokil. V prvo vrsto smo dodajali različne količine aluminija, titana in kalcij-barij-silicija, v drugo vrsto pa različne količine aluminija, titana in redkih zemelj. Količine dodatkov so razvidne iz tabel 1 in 2. Dodatke smo izbrali tako, da jih je možno aplicirati tudi v praksi: — Al do 0,050 % — Ti do 0,200 % — CaBaSi do 4 kg/t — redke zemlje do 2 kg/t Kljub težavam zaradi hitrega ohlajanja jekla v malih ponvah, nam je uspelo odliti vseh 50 vzorcev. Narejena kemijska analiza jekla je pokazala pravilnost dodajanja elementov in homogenost taline. Ingote po 20 kg smo prekovali na okrogli prerez 0 30 mm in vzeli naslednje vzorce jekla: 1. v dolžini po 20 mm za kemično analizo 2. izrez prečnega obrusa za določanje velikosti avstenitnega zrna po Mc Quaid Ehnu in metalo-grafsko analizo vzorcev 3. izrez vzorca za določevanje žilavosti DVM 4. vzorce za trgalni poskus 5. vzorce za določevanje prekaljivosti »Jominy« poskus Tabela 1: Taline modificirane z dodatki aluminija, titana in CaBaSi 11 22 33 44 55 dodatek FeTi (g) 0 1 2 3 4 kg CaSi/t 1 2 3 4 5 Alk = 0,001 Alk = 0,007 Alk = 0,005 Alk = 0,002 Alk = 0,001 0 Ti = 0,030 Ti = 0,040 Ti =- 0,100 Ti = 0,060 Ti = 0,070 zrno 1—5 zrno 1—5 zrno 1—5 zrno 1—5 zrno 4—6 6 7 8 9 10 Alk 0,004 Alk = 0,014 Alk = 0,012 Alk = 0,009 Alt = 0,016 3 Ti 0,040 Ti = 0,070 Ti = 0,067 Ti : 0,130 Ti = 0,113 "Sc v—✓ zrno 1—6 zrno 1—6 zrno 1—7 zrno 6 zrno 7 < 11 12 13 14 15 M Alk - 0,024 Alk = 0,017 Alk = 0,031 Alk = 0,026 Alk = 0,049 m 6 Ti = 0,050 Ti = 0,040 Ti 0,120 Ti = 0,180 Ti = 0,200 -d 0 P zrno 1—7 zrno 1—7 zrno 1—7 zrno 1—7 zrno 7 16 17 18 19 20 Alk 0,033 Alk = 0,015 Alk 0,036 Alk - 0,047 Alk = 0,049 9 Ti - 0,030 Ti = 0-050 Ti : 0,100 Ti : 0,230 Ti — 0,120 zrno 1—7 zrno 2—7 zrno 7 zrno 7 zrno 7—8 21 23 24 25 Al k = 0,040 Alk = : 0,068 Alk 0,031 Alk = 0,041 Alk = 0,055 13 Ti 0,030 Ti = : 0,071 Ti - 0,110 Ti = 0,140 Ti = 0,240 zrno 7—8 zrno 7—8 zrno 4—8 zrno 7—8 zrno 7—8 Tabela 2: Taline modificirane z dodatki aluminija, titana in redkih zemelj ~H 22 33 44 55 dodatki FeTi (g) 0 0,5 1,0 1,5 2,0 kg Cer-mish metala 26 27 28 29 30 Alk = 0,014 — Alk = 0,007 Alk 0,010 Alk = 0,012 0 Ti — 0 — Ti 0,050 Ti 0,070 Ti = 0,110 zrno 2 — zrno 2—5 zrno 1—7 zrno 8 31 32 33 34 35 Alk 0,002 Alk = 0,020 Alk - 0,021 Alk - 0,013 Alk = 0,029 3 Ti - 0 Ti = 0,060 Ti = 0,082 Ti = 0,070 Ti = 0,160 S zrno 1—2 zrno 1—6 zrno 7 zrno 1—6 zrno 8 < 36 37 38 39 40 • i—( Alk 0,014 Alk = 0,038 Alk = 0,023 Alk —- 0,032 Alk = 0,036 ta 6 Ti 0 Ti = 0,060 Ti = 0,060 Ti 0,120 Ti = 0,140 T3 O P zrno 1—6 zrno 2—6 zrno 2—7 zrno 7 zrno 8 41 42 43 44 45 Alk 0,022 Alk = 0,031 Alk = 0,030 Alk = 0,025 Alk 0,026 9 Ti = 0,030 Ti = 0,040 Ti = 0,070 Ti — 0,064 Ti = 0,130 zrno 1—6 zrno 1—6 zrno 8 zrno 7—8 zrno 7—8 46 47 48 49 50 Alk 0,045 Alk = 0 Alk = 0,039 Alk = 0,044 Alk = 0,047 13 Ti 0 Ti = 0,010 Ti 0,063 Ti = 0,150 Ti - 0,130 zrno 1—8 zrno 1—4 zrno 1—7 zrno 7—8 zrno 8 3. Velikost primarnega zrna Analiza zrnatosti posameznih vzorcev je razvidna iz tabel 1 in 2. S statistično analizo dobljenih podatkov pa smo ugotovili linearno odvisnost velikosti avstenitnega zrna od vsebnosti aluminija in titana. Slika 1 to odvisnost prikazuje; zanimivo pa je, da smo s temi poskusi potrdili ugotovitve o linearni odvisnosti vpliva titana in aluminija pri analizi izdelave industrijskih talin, o čemer smo poročali v prvem delu članka. /?= 0,710 R2= 0,505 S, =1/02 P>999'/o N = 50 izračunana enačba: zrno (ASTM) = 2,087*0,064 FeTi (g). +0,176-At (g J 10 II 12 I3~ Slika 1 Vpliv kombinacije Al in Ti na velikost avstenitnega zrna po ASTM tabeli Fig. 1 Influence of Al and Ti combination on the zise of auste-nite grain according to ASTM Scale. Povprečno velikost zrna 5 in več smo dosegli z vsebnostjo 0,010 % Alk in 0,100 % Ti. Primerjava z rezultati analize industrijskih talin pa pokaže, da so te vrednosti precej višje kot pri že opisanih rezultatih1. Vzroki so v večji neenakomernosti zrna, ki je razvidna iz slike 2 za dodatke Ti, Al in CaBaSi ter slike 3 za dodatke Ti, Al in redkih zemelj. Navpične črte na slikah predstavljajo razliko med minimalno in maksimalno oceno velikosti zrna pri različnih dodatkih modifikatorjev. Ni dvoma, da aluminij odločilno vpliva na velikost zrna. Dodatek aluminija v količinah 0 do 13 g v 20-kg talino zmanjšuje velikost zrna pri vseh dodatkih titana. Pri tem je zrno drobnejše pri višjih dodatkih titana. Z naraščajočo količino teh dodatkov se zmanjšuje tudi enakomernost. Najdrobnejše zrno dosežemo pri dodatku 55 g FeTi in vsaj nekaj Al. To ustreza vsebnosti 0,150 % Ti in vsaj 0,010 % Alk. Pri poskusih smo uporabili elemente z veliko afiniteto do kisika in žvepla. Zato smo pričakovali delno redukcijo aluminijevih in titanovih spojin s kisikom in žveplom ob tvorbi spojin z veliko prosto entalpijo in s tem drobnih vključkov. Uspeh smo dosegli pri razbijanju (drobljenju) sulfidnih vključkov (tip A po JK tabeli), in to z dodatki elementov cera in drugih redkih zemelj (tabela 3 in slika 3). Od 30 metalografsko pregledanih mest pri vsakem vzorcu so imeli vzorci brez dodatka redkih zemelj in najmanjšim dodatkom titana povprečno 6 mest z oceno sulfidnih vključkov 1 (povprečje zajema vzorce z dodatki 0, 3, 6, 9 in 13 g Al). Pri največjem dodatku Ti (55 g) in redkih zemelj (2,0 kg/t), je pogostost pojavljanja ocen 1 povprečno 22, pogostost pojavljanja ocen 4 pa se je zmanjšala od 4 na 2. Žal pa je situacija nasprotna pri razpotegnjenih oksid-nih vključkih tipa B (aluminati, titanovi oksidi in titanovi karbonitridi) — število ocen 2 in 3 se je povečalo na račun zmanjšanja ocen 0 in 1. Nastanek večjega števila grobih vključkov tipa B pa je imel bolj škodljive učinke na mehanske lastnosti jekla, kot pa pozitivni vpliv razbijanja sulfidnih vključkov. B-oksidn/ vključki v obliki prekinjenih trakov S a | 'S S 12 ---° velikost 1 -----o velikost 2 -• velikost 3 ---* velikost 4 A - sulfidni vključki velikost 3 S 6 0 36 913 036 9 13 0 3 6 913 0 3 6 913 0 36 913 Dodatek aluminija (g) 22 33 U Dodatek FeTi Ig i 55 0 12 3 1. Dodatek CaBaSi (kg/t) Slika 2 Vpliv dodatkov Al, Ti in Ca Ba Si na velikost avstenitnega zrna po ASTM tabeli, število sulfidnih vključkov (tip A po JK) in število oksidnih vključkov (tip B po JK) Fig. 2 Influence of Al, Ti, and CaBaSi additions on the size of austenite grain according to ASTM Scale, number of sulphide inclusions (type A by JK), and number of oxide inclusions (type B by JK). B-oksidni vključki v obliki prekinjenih trakov Tabela 3: Rezultati metalo grajskih raziskav a 20 8 16 1,2 A - sulfidni vključki velikost J 0369,3 0369,3 0369,3 0 3 6 9,3 0369,3 Dodatek aluminija (g) / / / / II 22 33 44 55 1 I Dodatek FeTi (g) i i 1 0 0,5 1.0 (5 2,0 Dodatek redkih zemelj (kg/t) Slika 3 Vpliv dodatkov Al, Ti in redkih zemelj na velikost avstenitnega zrna po ASTM tabeli, število sulfidnih vključkov (tip A po JK) in število oksidnih vključkov (tip B po JK) Fig. 3 Influence of Al, Ti, and rare earths additions on the size of austenite grain by ASTM Scale, number of sulphide inclusions (type A by JK), and number of oxide inclusions (type B by JK). Manj uspešna pri drobitvi sulfidnih vključkov pa je bila uporaba CaBaSi (slika 2). Po drugi strani pa nismo zasledili povečanja števila oksidnih vključkov. Večja količina drobnih sulfidnih vključkov ne vpliva na velikost avstenitnih zrn. Z naraščajočo količino titana pada velikost zrna približno enako pri dodatku CaBaSi kot pri dodatku redkih zemelj, ne glede na to, da se v prvem primeru nastali vključki niso spremenili, v drugem primeru pa so nastali tipi Ce- in La-sulfidov, ki so se količinsko in po obliki precej spremenili. 4. Nekovinski vključki Vzorci z dodatkom CaBaSi, Al in Ti Nekovinske vključke v vzorcih z oznakami od 1 do 25 smo ocenjevali po JK primerjalni tabeli: metodi povprečja ter ocenitev najslabšega mesta posameznega tipa vključkov. Vključke smo ocenjevali po obliki in ne po sestavi. Zato ne moremo govoriti n. pr. o aluminatnih vključkih tipa B, ker se v obliki prekinjenih trakov pojavljajo tudi vključki oksidov Ti, Zr, Ca in Ba. Okside teh elementov pa najdemo tudi v globularni obliki tipa D po JK tabeli. V obliki B in D smo opazili Št. 1 vzorca ! Poprečje po JK skali A B C D + Q M + C + Max. A B ocena C D Velikost ASTM 1 1,86 0,63 0 2,20 4,69 3 3 0 3 1—5 2 1,70 0,53 0 1,53 3,80 3 2 0 3 1—5 3 1,27 2,0 0 1,67 4,94 3 5 0 3 1—5 4 1,86 0,63 0,1 2,06 4,65 3 2 1 3 1—5 5 1,83 0,67 0 1,43 3,93 3 3 0 3 4—6 6 1,70 1,17 0 2,03 4,90 3 2 0 3 1—6 7 1,80 1,10 0 1,73 4,63 3 3 0 3 1—6 8 1,67 1,20 0 1,87 4,74 3 3 0 3 1—7 9 1,27 0,57 0 1,50 3,34 2 3 0 3 6 10 1,83 1,40 0 1,30 4,53 3 4 0 3 7 11 1,87 0,97 0 1,67 4,51 4 3 0 3 1—7 12 1,53 1,20 0 1,77 4,50 3 4 0 3 1—7 13 1,73 1,30 0 1,77 4,80 3 4 0 3 1—7 14 1,57 1,07 0 1,87 4,51 3 4 0 3 1—7 15 1,30 1,40 0 1,70 4,40 2 4 0 3 7 16 1,67 1,23 0 2,00 4,90 3 3 0 3 1—7 17 1,83 0,73 0 1,70 4,26 3 2 0 3 2—7 18 1,17 0,80 0 1,80 3,77 2 4 0 3 7 19 1,30 1,17 0 1,67 4,14 2 4 0 3 7 20 1,57 0,80 0 1,67 4,04 3 2 0 3 7—8 21 1,57 1,43 0 1,70 4,70 3 3 0 3 7—8 22 1,57 1,37 0 2,17 5,11 3 4 0 3 7—8 23 1,53 0,93 0 1,57 4,03 3 3 0 2 4—5 24 1,53 1,30 0 1,90 4,73 3 4 0 3 7—8 25 1,40 1,03 0 1,77 4,20 2 3 0 3 7—8 26 1,73 0,60 0 1,50 3,83 3 3 0 2 2 28 1,23 0,97 0 1,57 3,77 2 3 0 3 2—5 29 1,30 0,90 0 1,63 3,83 2 4 0 3 1—7 30 1,43 0,87 0 1,53 3,83 2 3 0 3 8 31 2,00 0,93 0,10 1,60 4,63 3 2 1 3 1—2 32 2,33 0,77 0 2,07 5,17 3 2 0 3 1—6 33 1,87 0,99 0 2,00 4,86 3 2 0 3 7 34 1,63 1,63 0 2,10 5,36 2 4 0 3 1—6 35 1,47 2,43 0 2,20 6,10 2 5 0 3 8 36 2,13 0,93 0 1,63 4,69 4 2 0 2 1—6 37 1,47 1,43 0 2,13 5,03 2 4 0 3 2—6 38 1,20 2,27 0 2,27 5,74 2 5 0 3 2—7 39 1,17 1,70 0 2,33 5,20 2 4 0 3 7 40 1,87 0,93 0 2,03 4,83 3 2 0 3 8 41 2,17 0,53 0 1,83 4,53 4 2 0 2 1—6 42 1,60 1,37 0 2,00 4,97 3 3 0 3 1—6 43 1,40 1,47 0 2,07 4,94 4 3 0 3 8 44 1,27 1,90 0 2,20 5,37 2 4 0 3 7—8 45 1,00 1,50 0 2,30 4,80 1 3 0 3 7—8 46 1,87 1,20 0,03 1,43 4,53 3 3 1 2 1—8 47 1,83 0,43 0,03 1,67 3,96 3 2 1 2 1—4 48 1,33 1,33 0 2,23 4,89 2 3 0 3 1—7 49 1,00 1,83 0,03 2,30 5,16 1 4 1 3 7—8 50 0,93 1,43 0 2,20 4,56 1 5 0 3 8 Tabela 5: Analiza porazdelitve nekovinskih vključkov v vzorcih modificiranih z dodatki redkih ze-melj, Al in Ti A B D £ število podatkov N 25 25 25 25 srednja vrednost X 1,493 1,299 2,008 4,810 standardni odklon S 0,3983 0,542 0,2715 0,6175 koeficient variacije V 26,67 41,73 13,53 12,84 območje 95 % verjetnosti x— 1,96 . S x + 1,96. S Ti kot karbonitrid, ki ima pod mikroskopom svojo značilno barvo. Z mikroanalizatorjem smo ugotovili, da nastopajo kot vključki tipa A predvsem Ca in Ti sulfidi, mnogo manj pa je v sulfide vezanega Mn. Povprečno število vseh vključkov se je z dodatki CaBaSi zmanjšalo. Dodatek CaBaSi je bil tem večji, čim več smo dodali Ti. Jasno je, da nam Ti ne zmanjšuje števila vključkov. To je zasluga redukcijske sposobnosti elementov Ca in Ba, ki sta vplivala predvsem na zmanjšanje števila globularnih vključkov (od 1,90 na 1,60), delno pa tudi na zmanjšanje sulfidnih vključkov. Analizo porazdelitve nekovinskih vključkov v vzorcih, modificiranih s CaBaSi, Al in Ti, prikazuje tabela 4. Vzorci z dodatkom redkih zemelj, Al in Ti Z dodajanjem redkih zemelj, Ti in Al je naraščala povprečna vsota števila vključkov, čeprav so n. pr. nastali sulfidni vključki izredno drobni. Pri analizi vključkov na mikroanalizatorju smo opazili sulfidne vključke redkih zemelj, ločene od titanovih sulfidov, kar priča o zelo hitri vezavi teh elementov, in ni moglo priti do redukcije titanovih sulfidov. Tudi vzorce z oznakami 26 do 50 smo metalo-grafsko pregledali in določili čistost jekla po JK tabeli. Titanovi in aluminijevi oksidni vključki so se pojavljali v oblikah B in D skupno z oksidi redkih zemelj. Titan se je pojavljal še kot titanov karbonitrid. Razvidno je, da je število vključkov skupine B močno naraščalo v odvisnosti od količine dodatkov Al, Ti in redkih zemelj. Z dodatkom do 0,050 % Alk je narasla povprečna ocena od 0,80 na 1,70. Poudarimo pa naj, da nismo imeli možnosti kvantitativno ocenjevati vključkov. JK tabela ne zajema namreč niti dolžin posameznih vključkov, niti širine prekinjenih trakov, kar pa je izredno pomembno pri proučevanju jeklarskih variant, posebno pri izdelavi ene in iste vrste jekla. V vzorcih 26 do 50 je mnogo več globularnih vključkov tipa D, kot smo jih zasledili v vzorcih 1—25. Dodatek Al do 0,050 % je povečal njihovo količino od 1,60 na 2,30. Večje število oksidnih vključkov pri dodatku redkih zemelj si razlagamo zaradi večje specifične teže oksidov teh elementov. Zaradi zelo hitrega ohlajanja v kokili taki vključki niso utegnili izplavati. Analizo porazdelitve vključkov prikazuje tabela 5. 5. ZAKLJUČKI Namen opisanih raziskav je bil ugotavljanje afinacijskega vpliva kombinacije aluminija in titana ter dezoksidantov kalcij-barij-silicija in redkih zemelj. Dokazali, oziroma ponovno potrdili smo linearno odvisnost velikosti avstenitnega zrna od vsebnosti aluminija in titana — povprečno velikost zrna 5 po ASTM smo dosegli z vsebnostjo 0,010 % A!k in 0,100 % Ti, najbolj drobno zrno v Tabela 4: Analiza porazdelitve nekovinskih vključkov v vzorcih modificiranih z dodatki CaBaSi, Al in Ti A B D I število podatkov N 25 25 25 25 srednja vrednost X 1,597 1,067 1,742 4,430 standardni odklon S 0,2135 0,3432 0,2484 0,4326 koeficient variacije V 13,37 32,18 14,26 9,77 območje 95 % verjetnosti x— 1,96 . S x + 1,96. S velikosti 7—8 po ASTM tabeli pa smo dosegli z najmanj 0,010 % Alk in 0,150 % Ti. Z dodatki elementov redkih zemelj smo uspešno razbili sulfidne vključke, žal pa so nastali tudi grobi oksidni vključki v obliki trakov in v globu-larni obliki, ki se zaradi visoke specifične teže in slabih pogojev izločanja niso mogli izločiti iz taline. Posledice močno onesnaženega jekla so bile slabše mehanske lastnosti, kar se je najbolj odrazilo na kontrakciji. Dodajanje CaBaSi do 4 kg/t ni bistveno vplivalo na spremembo povprečnega števila posameznih vrst vključkov. Skupno število povprečnih vsebnosti vseh vključkov po JK tabeli pa je bilo približno enako rezultatom analiz cementacijskih jekel redne proizvodnje brez dodatka titana. To pa pomeni, da sta Ca in Ba uspešno reducirala alumi-natne in titanove vključke (okside in sulfide), ki so nastali pri dodajanju do 0,200 % Al. Take koli- čine Ti in Al pa so zagotavljale drobno avstenitno zrno. Ker imamo v redni proizvodnji možnost pre-pihovanja talin z inertnimi plini, pričakujemo še boljše rezultate pri izločanju vključkov. Na osnovi dobljenih rezultatov vzorcev, modificiranih z Al, Ti in CaBaSi lahko sklepamo, da bomo dosegli drobno avstenitno zrno z: — dodatkom 4 kg/t kalcij-barij-silicija — vsebnostjo nad 0,010 % Alk — vsebnostjo 0,100 do 0,150 % Ti Literatura: 1. Prešern V., V. Macur: »Vpliv modifikatorjev pri izdelavi jekla na velikost austenitnega zrna, 1. del: Vpliv aluminija in titana«, železarski zbornik 4 (1977). 2. Macur V., V. Prešern, A. Rodič, V. Strahovnik, F. Kan-dare: »Vpliv parametrov pri izdelavi jekla na velikost avstenitnega zrna«, Poročilo metalurškega inštituta v Ljubljani št. 481, Ljubljana, april 1977. ZUSAMMENFASSUNG Um den Einfluss der kombinierten Anvvendung von Aluminium, Titan, Kalzium-Barium-Silizium und der sel-tenen Erden auf die Austenitkorngrosse und Reinheitsgrad des Stahles festzustellen, haben wir Proben mit fiinfzig verschiedenen Kombinationen dieser Elemente hergestellt. Durch die Bewertung der Ergebnisse konnte die Fest-stellung aus dem ersten Teil diesse Artikels iiber die line-are Abhangigfceit der Korngrosse vom Aluminium- und Titangehalt (Biki 1) bestatigt werden. Durch die Zugabe von CaBaSi und seltenen Erden wollten wir eine teilweise Reduktion der Aluminium und Titanverbindungen mit Sauerstoff und Schweffel erzielen. Aus den Bilder.n 2 und 3 ist die Witikung dieser Zugabe ersichtlich. Die Zusatze der Elemente der seltenen Erden haben die Zersetzung der sulfidischen Einschliisse zur Folge. Auf der anderen Seite verursachte die Anwendung dieser Elemente die Entstehung grober oxydischer Einschliisse in Form von Fasern und globulaler Form, welche wegen des hohen spezifischen Gewichtes und der schlechten Aus-scheidunsbedingungen aus der Schmelze nicht ausgeschi- eden werden konnten. Die Folgen der starken Verschmut-zung mit diesen Einschliissen waren schlechtere mechani-sche Eingeschaften was sich am starksten an der Ein-schniirung geaussert hat. Der Zusatz von Kalzium-Barium-Silizium hat die Zahl der einzelnen Einschlussorten, im Vergleich zu den Indu-striegefertigten Einsatzstahle ohne Titangehalt, nicht wesen-tlich beeinflusst. Das bedeutet, dass Kalzium und Barium die Aluminate und titanhaltige Einscliisse, entstanden durch Zusatz von 0.200% Titan und iiber 0.010% Aluminium, erfolgreich reduziert haben. Diese Mengen an Titan und Aluminium sind aber die Garantie fiir geniigend kleine Austenitkorngrosse. Auf Grund der erhaltenen Ergebnisse sind wir der Meinung, dass die vorgeschriebene Austenitkorngrosse, mehr als 5 nach ASTM Richtreihe, erreicht werden kann durch: — Zusatz von 4 kg/t CaBaSi - Legierung — einen Gehalt von iiber 0.010 % gelostem Aluminium — einem Titangehalt von 0.100 bis 0.150 %. SUMMARY Samples with 50 various combinations of aluminium titanium, calcium-barium-silicon, and rare earths were pre-pared in order to determine the influence of the combi-nation of these elements on the size of austenite grain and the purity of steel. At first, the analysis of results confirmed the findings presented in the first part of the paper on Iinear relati-onship between the grain size and the aluminium and titanium content (Fig. 1). CaBaSi and rare earths additions should achieve par-tial reduction of aluminium and titanium compounds with oxygen and sulphur. Figs. 2 and 3 present the effect. Additions of rare earths successfully disintegrated sulphide inclusions but they caused coarse oxide inclusi-ons in form of bands or nodules. These inclusions could not precipitate from the melt due to their high density and unsuitable conditions for precipitation. Thus highly impure steel had worse mechanical properties \vhich was especially expressed in worsened contraction. Addition of CaBaSi did not essentially influence the number of single type of inclusions compared with the industrial production of steel for čase hardening without titanium. This means that calcium and barium success-fully reduced aluminate and titania inclusions which were formed after 0.200 % titanium and over 0.010 % aluminium was added. These amounts of titanium and aluminium, on the other hand, guaranteed enough fine austenite grains. According to the obtained results, the prescribed ASTM grain size (more than 5) can be obtained by: — addition of 4 kg't calcium-bariumjsilicon ■ — with over 0.010 % soluble aluminium — and with 0.100 to 0.150 % titanium in steel. 3AKAIOTEHHE AAH Toro, MToSbI onpeAeAHTb BAVIHHIie KOMSuiiaHHII aAIOMHHHH, THTaHa, KaAbHHH-6apHH-Kpe,\lHHSI H peAKHX 3eMeAb Ha BeAHMHHV aycTeHHTHbix 3epeH h Ha HHCTOTy CTaAH npuroTOBAeHbi b 50-x pa3-AIMIIbIX KOM6HHaHHHX 3thx 3AeMeiITOB O0pa3IJbI AAH HCCAeAOBaHHfl. IIpn aHaAH3e pe3yAbTaTOB oKa3aAocb, hto AaHHbie o ahhchhoh 3aBH-CHMOCTH BCAHHHHbl 3epeH OT COAepjKaHHH aAlOMHHH H THTaHa B pac-nAaBe, pacMOTpeimbie b nepBOH BeCa He MOTAH BblAeAHTbCH h3 pacnAaBa. IlocAeACTBHe CHAbHoro 3arpH3iieHHH ctbah c TaKHMH BKAKraeHHHMH OTpa3HAOCb B y'MeHbUIeHHH MexaHIIHeCKHX CBOHCTB b OCOoemiOCTEI Ha KOHCTpyKHHHX. Ao6aBKa KaAbmHl-6apHH-KpeMHHH cymecTBeHHO He noBAHHAa na KOAimeCTBO OTACAbHbIX BHAOB BKAIOHeHHH HeMeHTyeMoS CTaAH 5e3 THTaHa npH CpaBHeHHH C npOMblHIAeHHblM npOH3BOACTBOM. H3 3TOrO MOJKHO 3aKAIOHHTb,