تأثیر عناصر محلول بر جدایش بور در فولادهای حاوی بور

تأثیر عناصر محلول بر جدایش بور در فولادهای حاوی بور[1]

ترجمه: محمدحسین نشاطی - شرکت توسعه فولاد آلیاژی ایرانیان

افزودن بور به آلیاژهای فولادی باعث افزایش سختی و نواقص ریخته­گری می­ شود. پیش­بینی می­ گردد مشکلات ریخته­ گری ناشی از واکنش متاتکتیک، γ+L→γ+δ باشد، که در آنجا با کاهش دما، یک ماده کاملاً جامد به صورت موضعی شروع به ذوب شدن مجدد می­ کند. منبع احتمالی دیگر نواقص ریخته ­گری یک فاز غنی از بورید است که پیش­بینی می­ شود در دماهای پایین مایع باقی بماند. برای تعیین تجربی اینکه کدام واکنش منبع احتمالی نواقص ریخته گری است، واکنش ­های پیشبینی شده و تأثیر عناصر محلول بر آن واکنش­ ها بررسی شد. ذوب منطقه ه­ای تعلیقی برای کنترل جدایش در یک آلیاژ آهن سه تائی Fe-C-B و آلیاژ تجاری 22MnB5 مورد استفاده قرار گرفت. جدایش کربن و یک واکنش پریتکتیک منتج می­ شوند به یک جهش پریتکتیک در طی انجماد جهت دار که در آن منطقه انجماد جهت­دار (DS) اول تحت انجماد bcc-δ قرار می­ گیرد و به دنبال آن جهش پریتکتیک به انجماد صفحه ه­ای حالت پایدار -fccγ در منطقه DS دوم بوجود می ­آید. حضور سایر عناصر محلول در آلیاژ ذوب منطقه ه­ای شده 22MnB5 به تفکیک جبهه انجماد صفحه ه­ای قبل از حصول انجماد حالت پایدار در منطقه DS دوم منتج می­ شود. با سطح تماس جامد/مایع سلولی، مایع بین سلولی غنی از بور باعث تشکیل ذرات بورو-کاربید آهن با نقطه ذوب پائین می­ شود. شرایط انجماد کنترل شده در ذوب کننده منطقه ه­ای تعلیقی قادر به جلوگیری از جدایش تقریبا 0.003 درصد وزنی بور به سطوح کافی بالا برای تشکیل ذرات بورید نبودند. بنابراین، این احتمال وجود دارد که در طی ریخته­ گری تجاری، تشکیل فاز بورید با نقطه ذوب پائین از جدایش بین دندریتی منبع اصلی مسائل ریخته گری باشد.

[1] - Effect of Solute Elements on Boron Segregation in Boron-Containing Steels,  ISIJ International, Vol. 60 (2020), No. 1.