CS261992B1

CS261992B1 - Martensitic Stainless Low Carbon Steel for Continuous Metal Casting Cylinders

Info

Publication number: CS261992B1
Application number: CS87605A
Authority: CS
Inventors: Bronislav Ing Molinek; Miroslav Ing Csc Tvrdy; Jaroslav Cagas
Original assignee: Molinek Bronislav; Miroslav Ing Csc Tvrdy; Jaroslav Cagas
Priority date: 1987-01-30
Filing date: 1987-01-30
Publication date: 1989-02-10
Also published as: CS60587A1

Abstract

Řešení se týkámaptensitické nerezavějící nízkouhlíkové oceli pro výrobu výkovků •tepelně namáhaných válců k zařízení pro plynulé .odlévání kovů, obsahující kromě železa a obvyklých doprovodných prvků a nečistot v % hmot. 0,08 až 0,15 % uhlíku, 12,0 až 13,5 % ohromu, 0,30 až 0,60 % molybdenu a 0,,001 až 0,40 °/o křemíku, jehož podstatou je, že dále obsahuje 0,30 až 0,60 % manganu, 1,0 až 1,5 % niklu, 0,001 až 0,020 procent dusíku, 0,06. až 0,12 °/o titanu, 0,05 až 0,10.% vanadu, 0,001 až 0,025 % fosforu a 0,001 až 0,020 % síryThe solution relates to aptensive stainless low-carbon steel for the production of forgings • thermally stressed rolls for equipment for continuous metal casting, containing, in addition to iron and usual accompanying elements and impurities in % mass. 0.08 to 0.15% carbon, 12.0 to 13.5% iron, 0.30 to 0.60% molybdenum and 0.001 to 0.40% silicon, the essence of which is that it further contains 0.30 to 0.60% manganese, 1.0 to 1.5% nickel, 0.001 to 0.020% nitrogen, 0.06. up to 0.12% titanium, 0.05 to 0.10% vanadium, 0.001 to 0.025% phosphorus and 0.001 to 0.020% sulfur

Description

Vynález se týká martensitické nerezavějící nízkouhlíkové oceli ipro výrobu výkovků tepelně namáhaných válců o 0 ,250 až 400 milimetrů pracujících v zařízeních pro plynulé odlévání kovů, zejména oceli.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to martensitic low carbon steel for the manufacture of forgings of thermally stressed rollers of 0, 250 to 400 millimeters operating in continuous casting machines for metals, especially steel.

K výrobě válců pro zařízení k plynulému odlévání kovů, zejména oceli se v současné době používá řada žáruvzdorných ocelí nízkolegovaných na bázi CrMoV obsahujících 0,18 až 0,32 % uhlíku, 1,1 až 2,7 % chrómu, 0,25 až 1,0 % molybdenu a 0,10 až 0,65 % vanadu, vyjádřeno v procentech hmotnosti, zbytek železo a obvyklé doprovodné prvky a nečistoty, ale jejich nevýhodou je, že v důsledku abraze povrchu a tvorby povrchových trhlin mají velmi krátkou životnost.A number of CrMoV low alloy steels containing 0.18 to 0.32% carbon, 1.1 to 2.7% chromium, 0.25 to 1 are currently used to produce rollers for continuous casting of metals, especially steel. 0.10 molybdenum and 0.10 to 0.65% vanadium, expressed as a percentage by weight, the remainder iron and the usual accompanying elements and impurities, but have the disadvantage that they have a very short lifetime due to surface abrasion and surface cracking.

Vyšší životnosti bylo dosaženo použitím dvoudílných válců, u nichž vnitřní část je vyrobena z nízk-olegované žárupevné chromvanadové oceli a vnější část, přicházející do styku se žhavým kovem, je vyrobena z odstředivě lité martensitické nerezavějící nízkouhlíkové oceli obsahující 0,08 až 0,15 % úhlíku, 0,80 až 1,30- % manganu, 0,25 až 0,50 % křemíku, 12,0 až 14,-0 % chrómu, 0,80 áž 1,0 % niklu, 0,35 až 0,50 % molybdenu a 0,10 až 0,30 % vanadu, vyjádřeno- v procentech hmotnosti, zbytek železo a obvyklé doprovodné prvky a nečistoty. U těchto válců -je však nevýhodou to, že je dosahováno -značného rozptylu v- životnosti v důsledku nerovnoměrnosti licí struktury, zvýšené pórovitosti a nepříznivé distribuce a množství feritické fáze z hlediska maximálních tepelných dilatací. Navíc k povrchové tvorbě trhlin přispívají i lokální mikro-segregace fosforu a dalších škodlivých prvků, zejména -v mezidendritických oblastech, a nerovnoměrnosti v distribuci karbidických částic, i Uvedené nevýho-dy odstraňuje martensitická nerezavějící nízkouhlík-ová ocel pro válce zařízení plynulého odlévání kovů, zejména oceli, podle vynálezu, obsahující kromě železa a obvyklých doprovodných prvků á nečistot v. procentech hmotnosti 0,08 až 0,15 % uhlíku, 12,0 až 13,5 % chrómu, 0,30 až 0,60 % molybdenu a 0,001 až 0,40- % křemíku. Podstatou vynálezu je, že tato ocel dále obsahuje 0,30 až 0,60 % manganu, 1,0 až 1,5 % niklu, 0,001 až 0,020 % dusíku, 0,-016 až 0,12% titanu, 0,05 až 0,10% vanadu, 0,001 až 0,025 % fosforu a 0,001 až 0,-020 % síry.Greater durability was achieved by using two-part cylinders in which the inner part is made of low-alloy heat-resisting chrome vanadium steel and the outer part in contact with the hot metal is made of centrifugal cast martensitic stainless low carbon steel containing 0.08 to 0.15% carbon, 0.80 to 1.30% manganese, 0.25 to 0.50% silicon, 12.0 to 14.0% chromium, 0.80 to 1.0% nickel, 0.35 to 0, 50% molybdenum and 0.10 to 0.30% vanadium, by weight, the remainder iron and the usual accompanying elements and impurities. However, the disadvantage of these rollers is that considerable variation in service life is achieved due to the unevenness of the casting structure, increased porosity and unfavorable distribution and the amount of ferritic phase in terms of maximum thermal dilatations. In addition, local micro-segregation of phosphorus and other harmful elements, in particular in the interdendritic areas, and uneven distribution of carbide particles contribute to surface cracks, as well. steel according to the invention, containing, in addition to iron and the usual accompanying elements and impurities, 0.08 to 0.15% by weight of carbon, 12.0 to 13.5% of chromium, 0.30 to 0.60% of molybdenum and 0.001 to 0.15% of carbon 0.40% silicon. It is an object of the present invention that the steel further comprises 0.30-0.60% manganese, 1.0-1.5% nickel, 0.001-0.020% nitrogen, 0.016-0.12% titanium, 0.05-0.5% titanium. 0.10% vanadium, 0.001 to 0.025% phosphorus, and 0.001 to 0.020% sulfur.

Výhodou martensitické nerezavějící nízkouhlíkové oceli podle vynálezu je, že při jejím použití na výkovky jednodílných vál92The advantage of the martensitic stainless low carbon steel according to the invention is that when used on one-piece roll forgings92

-ců pro zařízení k plynulému odlévání oceli -se vzhledem k stávajícím typům ocelí vyznačuje zvýšenou životností, projevující se jak ve snížení náchylnosti ke vzniku povrchových sítí trhlin, tak 1 ve zvýšené o-dolhosti proti abrazi, při současné vyšší odolnosti proti povrchové oxidaci -a dále že zaručuje -nižší rozptyl v délce životnosti. Zvýšená odolnost proti vzniku povrchových trhlin ve formě sítí je dána vyváženou kombinací úzce specifikovaného obsahu legujících prvků a současně obsahu uhlíku a du'síku, v-edoucí při tepelném zpracování k tvorbě martensitické struktury, mající p-o p-opouštění rovnoměrnou distribuci částic karbidů legujících prvků a současně objemově stabilní a přitom nízký obsah δ — feritu o příznivé velikosti a -distribuci jeho Částic. Další její výhodou je příznivá morfologie částic feritu, neboť v protaženém tvaru ve směru osy válců přispívají optimálně k vyrovnání tepelných dilatací v tangenciálním směru válců. Zvýšená odolnost proti abrazi je způsobena dosahovanou úrovní ipevno-stních vlastností, stavem základní mikrostruktury, tvořené vysokopo-puštěným laťkovým martensitem s rovnoměrnou distribucí částic δ — feritu a rovnoměrnou disštribucí částic karbidů legujících prvků.- for continuous steel casting machines - with respect to existing types of steels, it is characterized by an increased service life, manifested in both reduced susceptibility to surface cracking and increased abrasion resistance, while at the same time increasing oxidation resistance. furthermore, it guarantees a lower dispersion over the life span. The increased resistance to surface cracks in the form of meshes is due to a balanced combination of a narrowly specified alloying element content and simultaneously a carbon and nitrogen content, resulting in a heat treatment to form a martensitic structure having a uniform distribution of alloying carbide particles after p-leaving. at the same time the volume stable and low content of δ - ferrite of favorable size and distribution of its particles. Another advantage is the favorable morphology of the ferrite particles, since in the elongated shape in the direction of the cylinder axis they contribute optimally to compensating for thermal dilatations in the tangential direction of the cylinders. The increased resistance to abrasion is due to the achieved level of bonding properties, the state of the basic microstructure, consisting of a high-permeable slat martensite with an even δ-ferrite particle distribution and a uniform distribution of the carbide particles of the alloying elements.

K bližšímu osvětlení vynálezu se dále uvádí příklad martensitické nerezavějící nízkouhlíkové oceli k výrobě kovaných válců o 0 270 mm pro hramo-vé zařízení plynulého odlévání oceli, kde na elektrické obloukové peci byla vyrobena tavba o chemickém složení 0,10% uhlíku, 0,43 % manganu, 0,33 % křemíku, 0,015 % fosforu, 0,012 % síry, 1,28 % niklu, 0,04 % mědi, 12,49 % 'chrómu, 0,46 % molybdenu, 0,-09 % vanadu, 0,09 % titanu, 0,009 % hliníku a 0,0^!19 procent dusíku, vyjádřeno v procentech hmotnosti, zbytek železo a obvyklé doprovodné prvky a nečistoty.In order to further illustrate the invention, an example of a martensitic stainless low carbon steel for the manufacture of forged rolls of 0 270 mm for shaft steel continuous casting machines was produced, where a melting chemical composition of 0.10% carbon, 0.43% was produced on an electric arc furnace. manganese, 0.33% silicon, 0.015% phosphorus, 0.012% sulfur, 1.28% nickel, 0.04% copper, 12.49% chromium, 0.46% molybdenum, 0.09% vanadium, 09% titanium, 0.009% aluminum and 0.0 ^! 19 percent nitrogen, expressed as a percentage by weight, the remainder iron and the usual accompanying elements and impurities.

U této oceli podle vynálezu -bylo dosaženo- p-o vykování a konečném tepelném zpracování vysoké úrovně jak pevnostních a plastických vlastností, tak i vrubové houževnatosti, hodnocené za normální i snížené teploty. Kované válce z této oceli dosáhly při praktickém použití na bramovém zařízení pro plynulé odlévání oceli životnosti '4 až 6 X vyšší než u dosavadních nízkolegovaných CrMoV ocelí a o 50 % vyšší než u -dosud vyráběné odstředivě lité martensitické nerezavějící nízkouhlíkové oceli.In this steel according to the invention, a high level of both strength and plastic properties as well as notch toughness, evaluated at both normal and reduced temperatures, has been achieved by forging and final heat treatment. Forged rollers of this steel have, in practical use on a slab casting machine for continuous steel casting, a service life of 4 to 6 times higher than previous low alloy CrMoV steels and 50% higher than the previously produced centrifugal cast martensitic stainless low carbon steels.

Claims

Subject

M-artensitic stainless low-carbon steel for cylinders of a continuous casting plant, especially steel, containing, in addition to iron and the usual accompanying elements and impurities, in percent by weight of 0,08 to 0,15% carbon, 1-2,0 to 13,5% of chromium, 0.30 to 0.60

OF THE INVENTION percent molybdenum and 0.001 to 0.40% silicon, characterized in that it further comprises 0.30 to 0.60% manganese, 1.0 to 1.5% nickel, 0.001 to 0.020% nitrogen, 0.06 to 0, 12% titanium, 0.05-0.10% vanadium, 0.001-0.0 * 25% phosphorus and 0.001-0.20% sulfur.