Розкислення та модифікування сталей зі зниженим вмістом кремнію

Анотація

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.