Impact of surface structure control on hot ductility during continuous casting of steel

Abstract

Während des Stranggießens von Stahl ist die Bramme starken thermischen und mechanischen Belastungen ausgesetzt. Diese können zur Bildung und zum Wachstum von Rissen und zu massiven Problemen in der Produktion und Weiterverarbeitung führen. Insbesondere im Temperaturbereich des zweiten Duktilitätsminimums ist die Verformung kritisch. Oberflächenrisse treten aufgrund von Verformungskonzentrationen im Ferritfilm entlang der ehemaligen Austenitkorngrenzen und als Folge der sekundären Ausscheidungsbildung auf. In der vorliegenden Arbeit werden die Auswirkungen unterschiedlicher Wärmebehandlungen auf das Duktilitätsverhalten untersucht, um das Entstehen von Rissen zu vermeiden. Metallographische und transmissons-elektronenmikroskopische Untersuchungen werden durchgeführt, um die Mikrostrukturentwicklung und die Ausscheidungsbildung zu analysieren. Zusätzlich werden die Phasenanteile, die mittleren Radien und die Dichten der Ausscheidungen mit Hilfe der thermokinetischen Software MatCalc simuliert und mit den experimentellen Untersuchungen verglichen. Die Ergebnisse der Computersimulationen liefern eine gute Übereinstimmung mit den experimentellen Beobachtungen und es wird eine Korrelation zwischen Ausscheidungen und verminderter Duktilität beobachtet.

During continuous casting of steel, the slab is exposed to severe thermal and mechanical stresses. These may trigger formation and growth of cracks and cause serious production problems. Particularly, at temperatures in the region of the second ductility trough, deformation becomes critical. Slab surface transverse cracking occurs because of strain concentrations at film-like ferrite along the austenite grain boundaries and as a consequence of precipitation of second phase particles. In the present investigation, the impact of different thermal histories on the ductility behavior is examined with the goal of preventing cracks. Metallography and transmission electron microscopy analysis are carried out to describe the evolution of microstructure and precipitation state. In addition, the precipitate phase fraction, mean radius, and number density are simulated with the thermokinetic software MatCalc and compared with experimental results. The results of the computer simulations are in good agreement with experimental observation and a clear correlation between precipitation and reduced ductility is observed.