Karakterizacija niobijevih nitridov v sistemu Fe-Cr-NiBajželj, Anže (Avtor) Medved, Jože (Mentor) Burja, Jaka (Komentor) nerjavno jekloniobijevi karbonitridisegregacijahitrost ohlajanjaV magistrskem delu smo karakterizirali niobijeve nitride in karbonitride v sistemu Fe-Cr-Ni. Analizirali smo vpliv deleža niklja ter hitrosti ohlajanja na tvorbo niobijevih karbonitridov. Mikrolegiranje niobija izboljša mehanske lastnosti nerjavnih jekel z utrjevanjem matrice in tvorbo drobnih izločkov. Ob neenakomerni porazdelitvi in prisotnosti primarnih delcev v mikrostrukturi, jekla izgubijo odpornost na visokotemperaturno lezenje in rast zrn, dislokacije lažje migrirajo, poslabša se njihova udarna žilavost. Glavni cilj naloge je bil preučiti in karakterizirati niobijeve nitride v liti mikrostrukturi jekel ob različnih koncentracijah niklja ter hitrostih ohlajanja. V ta namen smo izdelali termodinamske modele, s katerimi smo ocenili topnostni produkt niobijevih nitridov, segregacijo elementov med strjevanjem jeklene taline, rezultate pa smo preverili še z izračuni programa ThermoCalc. V indukcijski peči smo izdelali šarže z različnimi vsebnostmi niklja, ki so bile ulite v peščene forme. Vsak ulitek je imel več različnih premerov za doseganje različnih strjevalnih hitrosti. Strjevanje in ohlajanje taline smo spremljali z enostavno termično analizo ter termo kamero. Ohlajeni ulitki so bili razrezani in pripravljeni za nadaljnjo obravnavo. Opravili smo kemično analizo vzorcev. Polirane in pojedkane vzorce smo pregledali z optičnim mikroskopom. S posnetkov mikrostruktur smo določili faze ter velikost sekundarnih dendritnih vej. Natančnejši pregled mikrostrukture smo opravili z vrstičnim elektronskim mikroskopom, opravili smo mikrokemično EDS analizo in karakterizirali karbonitride ter vključke v vzorcih. S pomočjo posnetkov vrstičnega elektronskega mikroskopa smo opravili tudi avtomatsko analizo niobijevih karbonitridov. S pomočjo ferit metra smo ovrednotili delež ferita v mikrostrukturi. Na podlagi rezultatov računskih modelov smo določili topnostni produkt niobijevih nitridov, temperaturni vpliv ter vpliv dodatka kroma in niklja na topnostni produkt. S pomočjo segregacijskih modelov smo napovedali pri kakšnih deležih trdne faze prihaja do nastanka niobijevih karbonitridov. V jeklu z 10 mas. % Ni smo zasledili nukleiranje niobijevih karbonitridov v obliki primarnih delcev, evtektskih faz in heterogene nukleacije po MnS vključkih. Z zniževanjem deleža niklja v raztopini se zvišuje topnost dušika v talini, kar se kaže z nižjim tvorjenjem primarnih karbonitridov in evtektskih niobijevih karbonitridov. MnS nekovinski vključki igrajo pomembno vlogo pri heterogeni nukleaciji karbonitridov. Z zmanjševanjem deleža niklja v raztopini prihaja do povečanega izločanja niobijevih karbonitridov v trdnem.[A. Bajželj]20212021-09-14 09:00:18Magistrsko delo/naloga130380sl