The Effect of Fine Non-Metallic Inclusions on the Fatigue Strength of Structural Steel

The article discusses the results of a study investigating the effect of the number of fine non-metallic inclusions (up to 2 µm in size) on the fatigue strength of structural steel during rotary bending. The study was performed on 21 heats produced in an industrial plant. Fourteen heats were produced in 140 ton electric furnaces, and 7 heats were performed in a 100 ton oxygen converter. All heats were desulfurized. Seven heats from electrical furnaces were refined with argon, and heats from the converter were subjected to vacuum circulation degassing. Steel sections with a diameter of 18 mm were hardened and tempered at a temperature of 200, 300, 400, 500 and 600°C. The experimental variants were compared in view of the applied melting technology and heat treatment options. The results were presented graphically, and the fatigue strength of steel with a varied share of non-metallic inclusions was determined during rotary bending. The results revealed that fatigue strength is determined by the relative volume of fine non-metallic inclusions and tempering temperature.

W pracy przedstawiono wyniki badań wpływu ilości drobnych wtrąceń niemetalicznych, o wielkości do 2 µm, na wytrzymałość zmęczeniową przy zginaniu obrotowym. Badania prowadzono na 21 wytopach wyprodukowanych w warunkach przemysłowych. 14 wytopów wykonano w piecach elektrycznych o pojemności 140 ton i 7 wytopów w konwertorze tlenowym o pojemności 100 ton. Wszystkie wytopy poddawano odsiarczaniu. 7 wytopów pochodzących z pieca elektrycznego poddawano rafinacji argonem, zaś wytopy z konwertora odgazowaniu próżniowemu. Odcinki ze stali o średnicy 18 mm hartowano i odpuszczano w temperaturach: 200, 300, 400, 500 lub 600°C. Warianty badań zestawiono uwzględniając technologię wytapiania stali opcje obróbki cieplnej. Wyniki przedstawiono w graficznej postaci uwzględniającej zależności wytrzymałości zmęczeniowej przy obrotowym zginaniu z udziałem objętościowym wtrąceń niemetalicznych. Wykazano, że wytrzymałość zmęczeniowa zależy od objętości względnej drobnych wtrąceń niemetalicznych, oraz temperatury odpuszczania.