Вплив алюмінію та титану на структуру і властивості сталі типу ЗХ3М3
The influence of aluminum and titanium on steel type 3Cr3Mo3, which was melted in laboratory conditions using chamber electroslag remelting (ESR) of the electrode obtained by vacuum induction remelting, was investigated. It was found that aluminum in the structure of the steel combines with oxygen a...
Gespeichert in:
| Datum: | 2025 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
Physico- Technological Institute of Metals and Alloys of the NAS of Ukraine
2025
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://momjournal.org.ua/index.php/mom/article/view/2025-3-6 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Metal Science and Treatment of Metals |
Institution
Metal Science and Treatment of Metals| id |
oai:ojs2.localhost:article-349 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Metal Science and Treatment of Metals |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2025-11-23T17:40:10Z |
| collection |
OJS |
| language |
Ukrainian |
| topic |
сталь титан алюміній карбіди оксиди руйнування структура механічні властивості |
| spellingShingle |
сталь титан алюміній карбіди оксиди руйнування структура механічні властивості Baglyuk, G. A. Trotsan, A. I. Kovalenko, V. V. Вплив алюмінію та титану на структуру і властивості сталі типу ЗХ3М3 |
| topic_facet |
steel titanium aluminum carbides oxides fracture structure mechanical properties сталь титан алюміній карбіди оксиди руйнування структура механічні властивості |
| format |
Article |
| author |
Baglyuk, G. A. Trotsan, A. I. Kovalenko, V. V. |
| author_facet |
Baglyuk, G. A. Trotsan, A. I. Kovalenko, V. V. |
| author_sort |
Baglyuk, G. A. |
| title |
Вплив алюмінію та титану на структуру і властивості сталі типу ЗХ3М3 |
| title_short |
Вплив алюмінію та титану на структуру і властивості сталі типу ЗХ3М3 |
| title_full |
Вплив алюмінію та титану на структуру і властивості сталі типу ЗХ3М3 |
| title_fullStr |
Вплив алюмінію та титану на структуру і властивості сталі типу ЗХ3М3 |
| title_full_unstemmed |
Вплив алюмінію та титану на структуру і властивості сталі типу ЗХ3М3 |
| title_sort |
вплив алюмінію та титану на структуру і властивості сталі типу зх3м3 |
| title_alt |
Influence of aluminum and titanium on the structure and properties of type 3Cr3Mo3 steel |
| description |
The influence of aluminum and titanium on steel type 3Cr3Mo3, which was melted in laboratory conditions using chamber electroslag remelting (ESR) of the electrode obtained by vacuum induction remelting, was investigated.
It was found that aluminum in the structure of the steel combines with oxygen and forms Al2O3 oxides. Cartographic studies of the concentration of aluminum and oxygen in the fracture area showed the presence of these oxides..
Due to the small amount of oxygen in the steel and its uniform distribution mainly along the high- and low-angle boundaries of primary and secondary grains, aluminum oxides are located precisely along the grain boundaries and have small sizes, up to 1-2 microns. But taking into account the amount of aluminum (0.6 wt.%), these inclusions have a significant negative impact on the energy intensity of fracture.
The work revealed that the presence of titanium in the structure of 3Сr3Mo3 steels does not contribute to the formation of compounds with harmful impurities (sulfur and phosphorus), which must be removed from the metal into the slag during the refining process. Titanium is part of large (about 4 microns), complex carbides, which are formed from the supersaturated melt of strong carbide-forming elements and carbon pressed out during the peritectic transformation process. Titanium is not a mystic in the matrix, but only reacts with carbon, oxygen and nitrogen. It acts as an unnecessary ballast in the formation of primary complex carbides from a liquid of eutectic composition. Its function is only to increase their size due to its relatively low density.
Due to the small number of modifiers in the composition of the steel under study, the volume percentage of large (up to 4 μm in size) complex carbides additionally containing titanium is not high (no more than 0.25%), but the presence of these large carbides on the facets of the quasi-cleavage proves that the fracture begins precisely with these stress concentrators.
Thus, the distribution features of aluminum compounds negatively affect interfacial adhesion and increase stress concentrations during steel fracture and, as a result, reduce fracture energy. The negative effect of titanium on the structure of 3X3M3 steel is due to the contribution of this chemical element to an increase in the size of eutectic carbides, which, as stress concentrators, reduce impact toughness. |
| publisher |
Physico- Technological Institute of Metals and Alloys of the NAS of Ukraine |
| publishDate |
2025 |
| url |
https://momjournal.org.ua/index.php/mom/article/view/2025-3-6 |
| work_keys_str_mv |
AT baglyukga influenceofaluminumandtitaniumonthestructureandpropertiesoftype3cr3mo3steel AT trotsanai influenceofaluminumandtitaniumonthestructureandpropertiesoftype3cr3mo3steel AT kovalenkovv influenceofaluminumandtitaniumonthestructureandpropertiesoftype3cr3mo3steel AT baglyukga vplivalûmíníûtatitanunastrukturuívlastivostístalítipuzh3m3 AT trotsanai vplivalûmíníûtatitanunastrukturuívlastivostístalítipuzh3m3 AT kovalenkovv vplivalûmíníûtatitanunastrukturuívlastivostístalítipuzh3m3 |
| first_indexed |
2025-10-21T01:45:43Z |
| last_indexed |
2025-12-02T19:01:29Z |
| _version_ |
1851774501000314880 |
| spelling |
oai:ojs2.localhost:article-3492025-11-23T17:40:10Z Influence of aluminum and titanium on the structure and properties of type 3Cr3Mo3 steel Вплив алюмінію та титану на структуру і властивості сталі типу ЗХ3М3 Baglyuk, G. A. Trotsan, A. I. Kovalenko, V. V. steel titanium aluminum carbides oxides fracture structure mechanical properties сталь титан алюміній карбіди оксиди руйнування структура механічні властивості The influence of aluminum and titanium on steel type 3Cr3Mo3, which was melted in laboratory conditions using chamber electroslag remelting (ESR) of the electrode obtained by vacuum induction remelting, was investigated. It was found that aluminum in the structure of the steel combines with oxygen and forms Al2O3 oxides. Cartographic studies of the concentration of aluminum and oxygen in the fracture area showed the presence of these oxides.. Due to the small amount of oxygen in the steel and its uniform distribution mainly along the high- and low-angle boundaries of primary and secondary grains, aluminum oxides are located precisely along the grain boundaries and have small sizes, up to 1-2 microns. But taking into account the amount of aluminum (0.6 wt.%), these inclusions have a significant negative impact on the energy intensity of fracture. The work revealed that the presence of titanium in the structure of 3Сr3Mo3 steels does not contribute to the formation of compounds with harmful impurities (sulfur and phosphorus), which must be removed from the metal into the slag during the refining process. Titanium is part of large (about 4 microns), complex carbides, which are formed from the supersaturated melt of strong carbide-forming elements and carbon pressed out during the peritectic transformation process. Titanium is not a mystic in the matrix, but only reacts with carbon, oxygen and nitrogen. It acts as an unnecessary ballast in the formation of primary complex carbides from a liquid of eutectic composition. Its function is only to increase their size due to its relatively low density. Due to the small number of modifiers in the composition of the steel under study, the volume percentage of large (up to 4 μm in size) complex carbides additionally containing titanium is not high (no more than 0.25%), but the presence of these large carbides on the facets of the quasi-cleavage proves that the fracture begins precisely with these stress concentrators. Thus, the distribution features of aluminum compounds negatively affect interfacial adhesion and increase stress concentrations during steel fracture and, as a result, reduce fracture energy. The negative effect of titanium on the structure of 3X3M3 steel is due to the contribution of this chemical element to an increase in the size of eutectic carbides, which, as stress concentrators, reduce impact toughness. Досліджено вплив алюмінію та титану на сталь типу 3Х3М3, яка виплавлена в лабораторних умовах за допомогою камерного електрошлакового переплаву (ЕШП) електроду отриманого вакуумно-індукційним переплавом. Виявлено, що алюміній в структурі сталі з’єднується з киснем і утворює оксиди Al2O3. Картографічні дослідження на концентрацію алюмінію та кисню в області злому показали наявність цих оксидів. З причини невеликої кількості кисню в сталі і рівномірного його розподілу переважно по високо- та низькокутових границях первинних та вторинних зерен, оксиди алюмінію розташовані саме по границях зерен та мають невеликі розміри, до 1-2 мкм. Але враховуючи кількість алюмінію (0,6 % мас.), зазначені включення мають значний негативний вплив на енергоємність руйнування. Виявлено, що наявність титану в структурі сталей 3Х3М3 не сприяє утворенню сполук із шкідливими домішками (сіркою та фосфором), які потрібно виводити з металу в шлак під час процесу рафінування. Титан входить до складу великих (біля 4 мкм), комплексних карбідів, які утворюються з відтисненого в процесі перитектичного перетворення пересиченого розплаву сильних карбідоутворюючих елементів та вуглецю. Титан не міститься в матриці, а лише реагує з вуглецем, киснем та азотом. Він виступає зайвим баластом при утворенні первинних комплексних карбідів з рідини евтектичного складу. Його функція полягає лише у збільшенні їх розміру завдяки відносно низькій щільності. Внаслідок невеликої кількості модифікаторів у складі сталі, що досліджувалася, о’бємний відсоток крупних (розміром до 4 мкм) комплексних карбідів, що містять титан, не є високим (не більше 0,25 %), але наявність зазначених крупних карбідів на фасетках квазісколу доводить, що руйнування починається саме з цих концентраторів напружень. Таким чином, особливості розподілу сполук алюмінію негативно впливають на міжграничну адгезію та збільшують концентрації напружень під час руйнування сталі та, як наслідок, знижують енергію руйнування. Негативний вплив титану на структуру сталі типу 3Х3М3 зумовлено здатністю даного хімічного елементу сприяти збільшенню розміру евтектичних карбідів, які в якості концентраторів напружень знижують ударну в’язкість. Physico- Technological Institute of Metals and Alloys of the NAS of Ukraine 2025-09-30 Article Article application/pdf https://momjournal.org.ua/index.php/mom/article/view/2025-3-6 10.15407/mom2025.03.058 Scientific Technical Journal; Vol. 31 No. 3 (2025): The Scientific Technical journal Metal Science and Treatment of Metals Науково-технічний журнал; Том 31 № 3 (2025): Науково-технічний журнал Металознавство та обробка металів 2664-2441 2073-9583 uk https://momjournal.org.ua/index.php/mom/article/view/2025-3-6/349 Copyright (c) 2025 Scientific Technical Journal https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 |