Vliv mikročistoty na mechanické vlastnosti korozivzdorných materiálů

Abstract

Stupeň mikročistoty korozivzdorných ocelí je parametrem, který není s jejich mechanickými vlastnostmi či korozními charakteristikami nikde uváděn do souvislostí. Přesto je nutné znát míru ovlivnění uvedených vlastností nekovovými vměstky, neboť není možno vyrábět oceli s jejich nulovým obsahem. Připustíme-li si tedy přítomnost vměstků v korozivzdorných ocelích, musíme znát také jejich maximální míru, která je ještě únosná, aby bylo možno vyrobit z uvedených ocelí dílce požadované kvality, a to při zachování přijatelných nákladů. Protože se tato disertační práce zabývá korozivzdornými ocelemi, které jsou odlévané, klade si za cíl popsat možnosti ovlivnění míry jejich znečištění vměstky v průběhu slévárenské výroby, zejména pak stanovit ty výrobní operace, které mají na vznik vměstků významný podíl. Proto je hlavní důraz kladen jak na čistotu vsázkových surovin, tak i na metalurgii sledovaných ocelí. Jednou, pro výslednou mikročistotu určující, výrobní operací byla shledána dezoxidaci oceli, jejíž způsob, co se druhu dezoxidačních činidel i jejich dávkování týče, značně ovlivňuje morfologii, velikost a výskyt vměstků. Jako indikátor mikročistoty byl zvolen parametr K4 dle DIN 50 602, který je dlouhodobě používán v koncernu, v němž je autor této disertační práce zaměstnán. Vzorky se známými mechanickými hodnotami byly podrobeny zkouškám mikročitoty metodou K dle uvedené normy (s citlivostí 4), a také zkouškám zjišťujícím jejich korozní charakteristiky. Zde je nutno zmínit především elektrochemickou polarizační metodu DL-EPR (založenou na metodě prof. ing. Vladimíra Číhala DrSc.), která byla teprve nedávno zavedena do praxe jako norma ISO. Pro zjištění vlivu mikročistoty na mechanické vlastnosti korozivzdorných ocelí, a také vlivu mikročistoty na jejich korozní charakteristiky, byly zvoleny konkrétní oceli austenitická a ocel superduplexní, tedy oceli, jejichž mechanické vlastnosti nejsou ovlivněny tepelným zpracováním. Toto tepelné zpracování, kterým je rozpouštěcí žíhání s následným prudkým zchlazením ve vodě, nevede k výskytu rozdílných hodnot mechanických parametrů, je- li provedeno správně. Celý výzkum v rámci každého typu oceli proběhnul v rámci dlouhodobě výroby odlitků stejného druhu.

The degree of purity of stainless steels is a parameter which is never put into connection with their mechanical properties or their corrosion resistance properties. In spite of this fact it is necessary to know how much the mentioned properties are affected by non-metallic oxides, as it is impossible to produce steels with zero levels of these oxides. If the presence of the oxides in stainless steels is admitted we also have to know their highest bearable rate to be able to produce components of the desired quality from the mentioned steels while still maintaining acceptable costs. As this dissertation deals with cast stainless steels, its aim is to describe the possibilities of affecting the level of their pollution by the oxides during the foundry production, particularly then to determine production operations, which significantly contribute to the formation of the oxides. That is the reason why the greatest emphasis is placed on both the purity of feedstock and the metallurgy of the observed steels. One of the production operations, decisive for the final purity, was found to be the deoxidation of the steel. The way of deoxidation, as far as the types of deoxidation agents and their dosage are concerned, considerably affects morphology, size and presence of the oxides. Parameter K4 according to DIN 50 602, used in the long run in the concern where the author of this dissertation is employed, was chosen as a purity indicator. Samples with known mechanical values were put to purity tests using the method K according to the above mentioned norm (with sensitivity 4) and were also tested to determine their corrosion characteristics. Above all, it is necessary to mention here the electrochemical polarization method DL-EPR (based on the method of prof. ing. Vladimír Číhal DrSc.), which has only recently been put into practice as an ISO norm. Specific austenitic stainless steel and superduplex stainless steel, whose mechanical properties are not affected by heat treatment, were chosen for determining the impact of purity on mechanical properties of stainless steels and the impact of purity on their corrosion characteristics. This heat treatment, specifically solution heat treatment followed by quick quench in water, does not lead to different values of mechanical parameters, if carried out correctly. The whole research concerning every type of steel was carried out within long-term production of castings of the same kind.