Розкислення та модифікування сталей зі зниженим вмістом кремнію
DOI:
https://doi.org/10.15587/2706-5448.2022.256751Ключові слова:
безкремнієві комплексні лігатури, хімічний склад, механічні характеристики, леговані сталіАнотація
Об’єктом дослідження є процеси, що впливають на механічні характеристики сталей після обробки розплавів безкремнієвими комплексними лігатурами за існуючими технологіями. Одним з найбільш проблемних місць є негативний вплив кремнію на зварюваність низьколегованої сталі, що різко збільшує неоднорідність зварних швів по сірці та фосфору, та підвищує їх схильність до гарячих тріщин. Циклічна міцність зварних сполук при збільшенні концентрації кремнію сталі помітно знижується. Також в даному випадку випливає загроза утворення моноксиду кремнію, що значно підвищує крихкість готової сталевої продукції. Також сталі, що оброблюються лігатурами, які містять кремній, схильні до обезуглерожування, утворення поверхневих дефектів при гарячій обробці та графітоутворення, що знижує їх границю витривалості.
В ході дослідження доведено, що використання при виплавці безкремнієвих комплексних лігатур (БКЛ) дозволило отримати підвищення (в 2–3 рази) всього комплексу механічних та експлуатаційних властивостей, особливо пластичності, ударної в'язкості при звичайній та негативній температурах випробувань (холодостійкості), втомної міцності. У ряді випадків рівень властивостей литого металу досягає деформованого варіанту його виготовлення, наприклад, прокату та навіть металу, отриманого електрошлаковим переплавом. Обробка розплаву різних сталей БКЛ при випуску з печі в розливний ківш замість алюмінієвих лігатур, силікокальцію та фероцерію (за чинною технологією) забезпечила необхідний рівень та високу стабільність механічних властивостей сталі 20ГМЛ. Також завдяки використанню БКЛ вдалося знизити витрати лігатур та розкислювачів на 4,2 кг на тонну рідкого металу, збільшити вихід, знизити брак за ливарними дефектами на 6–10 %. В роботі встановлено, що обробка БКЛ призводить до стабілізації хімічного складу, подрібнення зернової структури сталей, а також до підвищення її дисперсності та рівня механічних характеристик.
Посилання
- Shreder, A., Roze, A. (1972). Metallografiia zheleza. Vol. 2. Struktura stalei. Lenigrad: Metallurgiia, 284.
- Gamaniuk, S. B., Ziuban, N. A., Rutckii, D. V., Ananeva, A. N. (2017). Issledovanie vliianiia rezhimov raskisleniia na formirovanie i raspolozhenie sulfidov v sredneuglerodistykh konstruktcionnykh staliakh. Stal, 2, 15–19.
- Luzhanskii, I. B. (2011). Vysokoeffektivnye legirovannye kremniem iznosostoikie stali dlia izgotovitelnoi naplavki detalei stroitelno-dorozhnoi i gornodobyvaiushchei tekhniki. Tekhnologiia metallov, 5, 19–23.
- Luzhanskii, I. B. (2011). Vysokoeffektivnye legirovannye kremniem iznosostoikie stali dlia izgotovitelnoi naplavki detalei stroitelno-dorozhnoi i gornodobyvaiushchei tekhniki. Tekhnologiia metallov, 5, 19–23.
- Ren, Y., Zhang, L., Yang, W. (2014). Formation and Thermo dynamics of Mg-Al-Ti-O Complex Inclusionsin Mg-Al-Ti-Deoxidized Steel. Metallurgical and Materials Transactions, 45 (6), 2057–2071. doi: http://doi.org/10.1007/s11663-014-0121-0
- Sanin, A. F., Bechke, K. V., Bondarenko, O. V., Bozhko, S. A., Vilishchuk, Z. V., Dzhur, V. V. et. al. (2017). Rozrobka naukovykh osnov pidvyshchennia funktsionalnykh vlastyvostei metalevykh materialiv shliakhom kompleksnoi obrobky yikh rozplaviv dlia vyrobiv aviatsiino-kosmichnoi tekhniky i transportu. Otchet po NYR (zakliuch.) No. DR 0115U002397. No. 1-305-15. Dnipro, 145.
- Sokolov, I. L., Sokolova, E. V. (2020). Osobennosti desulfuratcii nizkouglerodistykh, nizkokremnistoi stali na agregate «kovsh-pech». Teoriia i tekhnologiia metallurgicheskogo proizvodstva, 3 (34), 4–8.
- Kalinina, N. E., Nosova, T. V., Grekova, M. V., Kashenkova, A. V. (2017). Resursosberegaiushchaia tekhnologiia izgotovleniia sharoballonov iz titanovykh splavov. Vestnik dvigatelestroeniia, 1, 43–47.
- Dzhur, Y., Kalinina, N., Grekova, M., Guchenkov, M. (2017). Investigation of the influence of nanodispersed compositions obtained by plasmochemical synthesis on the crystallization processes of structural alloys. EUREKA: Physics and Engineering, 6, 63–68. doi: http://doi.org/10.21303/2461-4262.2017.00500
- Shapovalov, V. P., Shapovalov, O. V., Shapovalova, O. M., Polіshko, S. O. (2011). Pat. No. 93684 UA. Rozkisliuvach-modifіkator dlia obrobkirozplavіv stalei і splavіv. MPK C22C 35/00, C22C 1/06 (2006.01), C22B 9/10 (2006.01), C21C 1/00, C21C 7/06 (2006.01). No. a200801124, declareted: 30.01.2008; published: 10.03.2011. Bul. No. 5, 4.
- Ostash, O. P., Andreiko, І. M., Kulik, V. V., Prokopetc, V. І. (2012). Tciklіchna trіshchinostіikіst stalei zalіznichnikh kolіs tipu KP-2 і KP-T za vplivu ekspluatatcіinikh temperaturno-silovikh faktorіv. Problemy mekhaniki zheleznodorozhnogo transporta: Bezopasnost dvizheniia, dinamika, prochnost podvizhnogo sostava, energosberezhenie. Dnіpropetrovsk: DNUZhT, 105–106.
- Luchagina, A., Nikolaev, D., Sanin, A., Tatarko, J., Ulemeyer, K. (2015). Investigation of rail wheels teel crystallographic texture changes due to modification and thermo mechanical treatment. Materials Science and Engineering, 82. doi: http://doi.org/10.1088/1757-899x/82/1/012107
- Kalinina, N. E., Nosova, T. V., Grekova, M. V., Guchenkov, M. V. (2017). Vliianie shpatovikh materialov na izmelchenie struktury aliuminiia dispersnymi kompozitciiami. Vestnik dvigatelestroeniia, 2, 116–122.
- Brebbia, C., Connor, J. J., Newkirk, J. W., Popov, A. A., Zhilin, A. S. (2018). Progressin Materials Science and Engineering. Springer, 203.
- Smirnov, L. A., Rovnushkin, V. A., Oryshchenko, A. S., Kalinin, G. Iu., Miliutc, V. G. (2016). Modifitcirovanie stali i splavov redkozemelnymi elementami. Metallurg, 1, 41–48.
- Polishko, S. (2017). Effect of modification on the formation of nonmetallic inclusions in KP-T wheel steel. Technical mechanics, 4, 112–118. doi: http://doi.org/10.15407/itm2017.04.112
- Lychagina, T., Nikolayev, D., Sanin, A., Tatarko, J., Ullemeyer, K. (2015). Investigation of rail wheel steel crystallographic texture changes due to modification and thermo mechanical treatment. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 82. doi: http://doi.org/10.1088/1757-899x/82/1/012107
- Polishko, S. O. (2019). Influence of multifunctional modification on stabilization of chemical composition of wheel steels. Journal of Chemistry and Technologies, 27 (1), 31–39. doi: http://doi.org/10.15421/081903
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2022 Serhii Polishko
![Creative Commons License](http://i.creativecommons.org/l/by/4.0/88x31.png)
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.