Vpliv titana in vanadija na končne mehanske lastnosti jekla S1100QLFoder, Jan (Avtor) Nagode, Aleš (Mentor) S1100QLmikrolegiranjetitanvanadijniobijbormehanske lastnostiUporaba mikrolegirnih elementov, kot so titan, niobij in vanadij, je v sodobnem jeklarstvu že ustaljena praksa. Te elementi prek mehanizmov izločevalnega utrjevanja ferita in kontrole velikosti avstenitnih (in feritnih) kristalnih zrn vplivajo na končne mehanske lastnosti jekla. Jeklo z drobnimi feritnimi zrni ima tako večjo trdnost kot tudi žilavost, z izločevalnim utrjevanjem pa povečamo trdnost ob zmanjšanju žilavosti. Med široko paleto mikrolegiranih jekel sodi tudi visokotrdnostno konstrukcijsko jeklo S1100QL. Za doseganje predpisanih mehanskih lastnosti se, poleg osnovnega legirnega sistema, to jeklo mikrolegira z dodatki titana, niobija, vanadija in bora. Dodatek titana je namenjen predvsem kontroli borovega faktorja, pa tudi kontroli velikosti avstenitnih kristalnih zrn. Se pa pojavlja vprašanje, če je dodatek titana sploh nujen, saj je več raziskovalcev potrdilo, da grobi TiN delujejo kot mesta za iniciacijo krhkega cepilnega loma in tako slabšajo žilavost. V ta namen smo izdelali laboratorijske šarže jekla S1100QL s tremi različnimi mikrolegirnimi sistemi, in sicer Nb-B, V-Nb-B in Ti-Nb-B. Jeklo je bilo izdelano v indukcijski vakuumski peči, ulito v kokilo, vroče kovano, valjano (kovano-valjana izvedba) ter toplotno obdelano. Opravili smo celostno karakterizacijo vseh jekel s pomočjo katere smo določili optimalni mikrolegirni sistem s katerim dosegamo predpisane mehanske lastnosti. Sestava jekla je prirejena znotraj standarda EN 10025-6. Preiskovalne metode so zajemale kemijsko analizo, metalografsko analizo na svetlobnem mikroskopu, meritev velikosti kristalnih zrn, avtomatsko analizo nekovinskih vključkov, diferenčno termično analizo, termodinamsko analizo s Thermo-Calcom, izrisali smo CCT in popuščni diagram ter izvedli natezni preizkus in preizkus udarne žilavosti po Charpyju pri -20 °C in -40 °C. Ugotovili smo, da je za doseganje napetosti tečenja najbolj primeren mikrolegirni sistem V-Nb-B, kar smo povezali z efektom izločevalnega utrjevanja ferita z vanadijem. Hkrati dodatek titana ni bil potreben za doseganje nateznih mehanskih lastnosti. Kljub temu pa smo najboljšo žilavost dosegli z uporabo mikrolegirnega sistema Ti-Nb-B, kar je posledica vpliva titana na kontrolo začetne velikosti avstenitnih kristalnih zrn pred in med vročo predelavo ob ustrezno kontroliranem dodatku titana. Pri nizkotemperaturnem popuščanju kaljenega jekla na 200 °C smo dosegli ciljane mehanske lastnosti.20192019-09-13 07:46:44Magistrsko delo/naloga110284sl