低MgOスラグを伴うESR H13+Nb工具鋼における大きな析出物(Ti,Nb,V)(C,N)に対する不均一核生成の変質

XIE You; CHENG Guoguang; CHEN Lie; ZHANG Yandong; YAN Qingzhong

文献

J-GLOBAL ID：201602288333658038 整理番号：16A0417971

低MgOスラグを伴うESR H13+Nb工具鋼における大きな析出物(Ti,Nb,V)(C,N)に対する不均一核生成の変質

The degeneration of the heterogeneous nucleation for the large precipitates (Ti,Nb,V)(C,N) in ESR H13+Nb tool steel with low-MgO slag

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資料名：
巻： 113 号： 2 ページ： 206.1-206.12 発行年： 2016年
JST資料番号： D0047A ISSN： 2271-3646 資料種別：逐次刊行物 (A)
記事区分：原著論文発行国：フランス (FRA) 言語：英語 (EN)

H13は広く使われている工具鋼である。凝固中に元素の偏析によって大きな炭窒化物が析出するため鋼の性質に害を及ぼす。大きな析出物を制御するため,鍛造前の熱的な均質化,核生成剤添加あるいは冷却速度制御による鋳造まま組織の微細化,適当な核発生サイト(Al₂O₃-MgOやMgO)を選択する不均一核生成の促進が研究された。しかし,多くのTiおよびNを含む析出物は高温でも安定で固溶しにくい。ESR(エレクトロスラグ再溶解)は,炭化物の形成における金属の局所的な凝固時間を短くする肯定的な影響を持つ結果,鋳造組織に大きな影響を有する。そこで本研究では,大きな一次炭窒化物の不均一核生成におけるESR法の影響を非ESR法で製造された鋼の場合と比較する。使用した試料中のNb量は非ESR鋼で0.05wt%,ESR鋼では0.055wt%である。サイズが2μm以上の介在物の特徴を,EDSを備えたSEMで観察した。試験では,非ESRおよびESR材中の大きな析出物の特徴,核生成介在物の特徴,核生成介在物のMg/Al比率,核生成サイズにおける不均一核生成の選択性,そしてESR試料におけるスピネル生成についての熱力学的解析をおこなった。その結果,ESRを通したか否かにかかわらず,酸化物コアを持つかなりの数の大きな不均一炭窒化物を見いだしたが,>5μmの大きな介在物はESR試料に存在すること,核となっている酸化物は,アルミナとアルミナ-マグネシアスピネルを含んでいること,ESR試料で低いMg/Al比率の酸化物は,不均一核生成に寄与しており,非ESR試料より多くの数の>3.5μmのコア酸化物が生じていることを示した。これは,大きな介在物の割合が高い理由の一部である。低MgOスラグのESRでは,不均一核生成において悪影響を示す。熱力学的解析でも凝固前に溶鋼中にはある程度の数のアルミナが存在し,Mgの全量が4ppm以下の場合,酸化物中のMg/Al原子比は0.5より小さいことが示され,これは現行の条件下で,例えばスラグ系中にMgO量を増やすなどの,4ppmより多い全Mg量を維持する方策をとることが有益であることを示している。

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鋳造に関する各種技術

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