Вплив енергосилових параметрів гарячого прокатування на формування структури та властивостей низьколегованих сталей

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.247269

Ключові слова:

формула Хензеля-Шпiттеля, гаряча деформація, фізичне моделювання, енергосилові параметри, ферит

Анотація

Визначені температура та ступінь гарячої деформації для сталі 10ХФТБч. Це дозволило забезпечити підвищення механічних властивостей зазначеної сталі, а саме межі міцності до 540–560 МПа, а також відносного подовження до 25–29 %. Тому, існує можливість підвищити термін експлуатації коліс підвищеної вантажопідємності. Це, у свою чергу, дає можливість збільшити в декілька разів об’єм вантажу, що перевозиться автотранспортними засобами.

Розкрито механізм впливу енергосилових параметрів прокатки на формування макро- і мікроструктури двофазної сталі, в процесі гарячого деформування. Застосована схема забезпечила підвищення однорідності структури розробленої сталі, що позбавило від перегріву центральну частину перетину прокату. Встановлено, що зниження температури закінчення деформації призводить до зменшення розмірів рекрісталлізованного аустенітного зерна, а отже, подрібнення ферритного зерна. Також важливим фактором запобігання зростанню ферритного зерна у верхній частині ферритной області є скасування охолодження сталі в рулонах.

Рекомендований режим для многокомпонентно-легованої сталі 10ХФТБч наступний: температура кінця прокатки – 850 °С, початок прискореного охолодження – 750 °С, температура змотування смуги в рулон – 600 °С.

В основі забезпечення підвищеної міцності двофазних сталей лежить нормування співвідношення і розподілу структурних фракцій – фериту (початкового та того, що виділився з аустеніту), а також мартенситу. При зміцненні такими традиційними «мартенситоутвореннями» як марганець, можливості регулювання властивостей обмежені. Це відображається у вузькій межі варіювання міцності і пластичності розробленої сталі. Оптимальне поєднання характеристик міцності та пластичних властивостей знижують металоємність виробу на 15–25 %

Біографії авторів

Сергiй Петрович Шейко, Запорізький національний університет

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра загальної та прикладної фiзики

Антон Юрійович Матюхін, Національний університет «Запорізька політехніка»

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра обробки металів тиском

Володимир Васильович Циганов, Національний університет «Запорізька політехніка»

Доктор технічних наук, доцент

Кафедра «Металорізальні верстати та інструмент»

Андрій Миколайович Андрєєв, Запорізький національний університет

Доктор педагогічних наук, доцент

Кафедра загальної та прикладної фiзики

Анна Миколаївна Бень, Національний університет «Запорізька політехніка»

Старший викладач

Кафедра «Обробки металів тиском»

Олена Андріївна Кулабнєва, Національний університет «Запорізька політехніка»

Старший викладач

Кафедра теорії та практики перекладу

Посилання

  1. Chigirinskiy, V. V., Mazur, V. L., Belikov, S. B., Kolesnik, F. I., Legotkin, G. I. (2010). Sovremennoe proizvodstvo koles avtotransportnyh sredstv i sel'skohozyaystvennoy tekhniki. Dnepropetrovsk: Dnepr-VAL, 309.
  2. Shejko, S., Mishchenko, V., Tretiak, V., Shalomeev, V., Sukhomlin, G. (2018). Formation of the Grain Boundary Structure of Low-Alloyed Steels in the Process of Plastic Deformation. Contributed Papers from MS&T17. doi: https://doi.org/10.7449/2018mst/2018/mst_2018_746_753
  3. Chigirinskiy, V. V., Shejko, S. P., Dyja, H., Knapinski, M. (2015). Experimental and theoretical analysis of stress state of plastic medium influence on structural transformations in low-alloy steels. Metallurgical and Mining Industry, 11, 188–195.
  4. Byalik, H., Ivschenko, L., Mokhnach, R., Naumik, V., Tsyganov, V. (2019). Steel-Copper Nano Composited Materials. Contributed Papers from MS&T19. doi: https://doi.org/10.7449/2019mst/2019/mst_2019_439_443
  5. Sheiko, S. P., Mishchenko, V. G., Matyukhin, A. Y., Tsyganov, V. V., Tretyak, V. I. (2021). Reserves for Enhancing the Mechanical Performance of 10HFTBch Low-Perlite Steel Exposed to Thermoplastic Processing in Intercritical Temperature Ranges. Steel in Translation, 51 (4), 278–281. doi: https://doi.org/10.3103/s0967091221040100
  6. Mishchenko, V., Shejko, S., Sukhomlin, G. (2019). Formation of Polygonized Structures and Nuclear Recrystallization under Controlled Rolling of Low-Carbon Steels. Contributed Papers from MS&T19. doi: https://doi.org/10.7449/2019mst/2019/mst_2019_1427_1431
  7. Byalik, H., Ivschenko, L., Mokhnach, R., Sakhniuk, N., Tsyganov, V. (2019). Creation of Wearproof Eutecticum Composition Materials for the Details of the High Temperature Dynamic Systems. Contributed Papers from MS&T19. doi: https://doi.org/10.7449/2019mst/2019/mst_2019_450_456
  8. Yuriy, B., Aleksandr, Z., Karina, B. (2017). The investigation of nanostructure formation in intermetallic γ-TiAl alloys. 2017 IEEE International Young Scientists Forum on Applied Physics and Engineering (YSF). doi: https://doi.org/10.1109/ysf.2017.8126640
  9. Ishimov, A. S., Baryshnikov, M. P., Chukin, M. V. (2015). On the selection of a mathematical function of the equation of state for a description of rheological properties of steel 20 during hot plastic deformation. Vestnik MGTU im. G.I. Nosova, 1, 43–52.
  10. Glowacki, M. (1999). Wplyw metod obliczeniowych na poprawnosc analizy procesu walcowania w wykrojach. Konf. Walcownictwo’99. Ustron, 57–62.
  11. Glowacki, M., Mroz, S., Lesik, L. (1999). Analiza podstawowych wzorow empirycznych obli-czania parametrow energetyczno-sitowych procesu walcowania w wykrojach. Hutnik: Wiadomosci Hutnicze, 11, 523–529.
  12. Pavlenko, D. V., Belokon’, Y. О., Tkach, D. V. (2020). Resource-Saving Technology of Manufacturing of Semifinished Products from Intermetallic γ-TiAl Alloys Intended for Aviation Engineering. Materials Science, 55 (6), 908–914. doi: https://doi.org/10.1007/s11003-020-00386-1
  13. Cook, P. M. (1957). The real cuves, stress rate of deformation for the steels by reduction. The Institution of Mechanion Engineer, 75–77.
  14. Dinnik, A. A. (1959). Istinnye predely tekuchesti pri goryachey prokatke stali. Sovremennye dostizheniya prokatnogo proizvodstva, 2, 64–70.
  15. Sliepynin, O. H., Mishchenko, V. H., Sheiko, S. P., Lehotkin, H. I., Fedosenko, D. M., Bielikov, S. B., Chyhyrynskyi, V. V. (2013). Pat. No. 105341 UA. Nyzkolehovana stal. No. a201309313; declareted: 25.07.2013; published: 25.04.2014, Bul. No. 8. Available at: https://uapatents.com/6-105341-nizkolegovana-stal.html
  16. Poluhin, P. I., Gun, G. Ya., Galkin, A. M. (1983). Soprotivlenie plasticheskoy deformatsii metallov i splavov. Moscow: Metallurgiya, 350.
  17. Novik, F. S., Arsov, Ya. B. (1980). Optimizatsiya protsessov tekhnologii metallov metodami planirovaniya eksperimentov. Moscow: Mashinostroenie; Sofiya: Tekhnika, 304.
  18. Sheyko, S. P., Mischenko, V. G., Belokon', Yu. A., Protsenko, V. M., Tsyganov, V. V. (2021). Tekhnologicheskie faktory povysheniya mekhanicheskih svoystv maloperlitnyh staley tipa 10HFTBch v proizvodstve goryachego prokata. Stal', 1, 62–64.
  19. Tret'yakov, A. V., Zyuzin, V. I. (1973). Mekhanicheskie svoystva metallov i splavov pri obrabotke davleniem. Moscow: Metallurgiya, 224.
  20. Tarnovskiy, I. Ya., Pozdeev, A. A., Meandrov, L. V. et. al. (1960). Mekhanicheskie svoystva stali pri goryachey obrabotke davleniem. Sverdlovsk: Metallurgizdat, 260.
  21. Zyuzin, V. I., Brovman, M. Ya., Mel'nikov, A. F., Sadovnikov, B. V. (1964). Soprotivlenie deformatsii staley pri goryachey prokatke. Moscow: Metallurgiya, 270.
  22. Sereda, B., Sheyko, S., Belokon, Y., Sereda, D. (2011). The influence of modification on structure and properties of rapid steel. Materials Science and Technology Conference and Exhibition 2011, MS and T'11, 1, 713–716. Available at: https://www.scopus.com/record/display.uri?eid=2-s2.0-84856169276&origin=inward&txGid=0
  23. Tsyganov, V. V., Mokhnach, R. E., Sheiko, S. P. (2021). Increasing Wear Resistance of Steel by Optimizing Structural State of Surface Layer. Steel in Translation, 51 (2), 144–147. doi: https://doi.org/10.3103/s096709122102011x
  24. Henzel', A., Shpittel', T. (1982). Raschet energosilovyh parametrov v protsessah obrabotki metallov davleniem. Moscow: Metallurgiya, 360.
  25. Tsouhar, G. (1963). Silovye vozdeystviya pri prokatke v vytyazhnyh kalibrah. Moscow: Metallurgizdat, 208.
  26. Nadai, A. (1969). Plastichnost' i razrushenie tverdyh tel. Vol. 2. Moscow: Mir, 864.
  27. Zyuzin, V. I. (1963). Opredelenie soprotivleniya deformatsii metodom termomekhanicheskih koeffitsientov. Trudy VNIIMETMASh, 8, 74–89.
  28. Mishchenko, V., Menyaylo, А. (2015). Control of carburization and decarburization processes of alloy steels at thermochemical and thermal treatment. Metallurgical and Mining Industry, 11, 244–249. Available at: https://www.metaljournal.com.ua/assets/Journal/english-edition/MMI_2015_11/036_Valeriy_Mishchenko.pdf
  29. Belokon, K., Belokon, Y. (2018). The Usage of Heat Explosion to Synthesize Intermetallic Compounds and Alloys. Processing, Properties, and Design of Advanced Ceramics and Composites II, 109–115. doi: https://doi.org/10.1002/9781119423829.ch9

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-12-22

Як цитувати

Шейко, С. П., Матюхін, А. Ю., Циганов, В. В., Андрєєв, А. М., Бень, А. М., & Кулабнєва, О. А. (2021). Вплив енергосилових параметрів гарячого прокатування на формування структури та властивостей низьколегованих сталей. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6(12 (114), 20–26. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.247269

Номер

Том 6 № 12 (114) (2021): Матеріалознавство

Розділ

Матеріалознавство

Ліцензія

Авторське право (c) 2021 Sergey Sheyko, Anton Matiukhin, Volodymyr Tsyganov, Andrey Andreev, Anna Ben, Elena Kulabneva

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.