CC BY
7
Серiя: Техшчш науки ISSN 2225-6733
tenite and abrasive wear resistance of carburized structural steels]. Visnik Priazovs 'kogo derzhav-nogo tekhnichnogo universitetu. Ser.: Tekhnichni nauki: Zb. nauk. prats' - Reporter of the Pria-zovskyi state technical university. Section: Technical science: Collection of scientific works, 2012, no. 25, pp. 95-101. (Rus.)
Рецензент: В.Г. Ефременко
д-р техн. наук, проф., ГВУЗ «ПГТУ»
Статья поступила 21.03,2017
УДК 621.78:669.14.018.295
© Ткаченко 1.Ф.1, Ушят М.А.2
БАГАТОЦЫЬОВА ОПТИМ1ЗАЦ1Я Х1М1ЧНОГО СКЛАДУ СТАЛ1 Е36 13 ЗАСТОСУВАННЯМ КОМП'ЮТЕРНИХ МЕТОД1В ГЛИБОКОГО РО3В1ДУВАТЕЛЬНОГО АНАЛ13У ДАНИХ
В po6omi виршена актуальна науково-техтчна задача тдвищення експлуатацт-них характеристик сталей, усунення атзотропп мехатчних та фiзико-хiмiчних властивостей за рахунок оптимiзацii хiмiчного складу. 1з застосуванням методiв глибокого розвiдувального аналiзу даних до^джено вплив параметрiв виробницт-ва на мехатчт властивостi. Вивчено вплив термiчноi обробки на розподш хiмiчних елементiв, мтроструктуру, твердiсть та мехатчт властивостi низьколегованих сталей. За допомогою методiв математичного аналiзу проведена оптимiзацiя хi-мiчного складу сталi Е36.
Ключовi слова: нормалiзована сталь, мщтсть, пластичтсть, оптимiзацiя хiмiч-ного складу.
Ткаченко И.Ф., Уният М.А., Многоцелевая оптимизация химического состава стали Е36 с применением компьютерных методов глубокого разведовательного анализа данных. В работе решена актуальная научно-техническая задача повышение эксплуатационных характеристик сталей, устранение анизотропии механических и физико-химических свойств за счет оптимизации химического состава. С применением методов глубокого разведывательного анализа данных исследовано влияние параметров производства на механические свойства. Изучено влияние термической обработки на распределение химических элементов, микроструктуру, твердость и механические свойства низколегированных сталей. С помощью методов математического анализа, проведена оптимизация химического состава стали Е36.
Ключевые слова: нормализуемая сталь, прочность, пластичность, оптимизация химичекого состава.
I.F. Tkachenko, M.A. итуаt. Multipurpose optimization of the chemical composition of the steel E36 with the use of computer methods of the deep data analysis. An actual scientific and technical task solution, that is operational performance improvement, elimination of the mechanical and physico-chemical properties anisotropy by optimizing the chemical composition has been given in the paper. Using the methods of the deep data analysis, the effect of production parameters (chemical composition and thickness of rolled metal) on the key indicators of the mechanical properties - ultimate strength, yield strength, percent elongation and impact resistance-has been investigated. It is shown that the most responsive characteristic of mechanical properties - impact resistance, is influ-
1 д-р техн. наук, профессор, ДВНЗ «Приазовський державний техтчний ушверситет», м. Марiуnоль
2 здобувач, Донецький регюнальний центр з гiдрометеорологil, м. Марiуполь, muniyat@,ukr. net
Серiя: TexHÏ4HÏ науки ISSN 2225-6733
enced by the elements: C, Mn, Si, P, H2. According to the results of the research it is shown that under operating conditions by optimizing the chemical composition of the investigated steels by means of the CHAID method and with the use of quality criteria the optimal concentration ranges of chemical elements, which ensure high and stable levels of plasticity and the work of the blow of rolled low alloy steels may be determined. The influence of thermal treatment on the chemical distribution of elements, microstructure, hardness and mechanical properties of the welding manganese steels has been researched. Using the methods of mathematical analysis, the chemical composition of the steel E36 has been investigated.
Keywords: normalized rolled low alloy steel, plasticity, hardness, strength, subcritical temperatures. optimization of the chemical composition.
Постановка проблеми. Нормалiзацiя e дуже поширеним pi3H0B^40M TepMi4Horo змщ-нення прокату конструкцшних сталей pi3HOMaHrraoro призначення: у бущвництвц при вироб-нищв судин, що працюють шд тиском; у суднобудiвництвi. Таким шляхом, досягаеться фор-мування шдвищеного комплексу мехашчних властивостей як низьколегованих сталей, так i комплексно легованих високомщних конструкцшних сталей. Проте, особливо для металопро-дукцп збшьшеного перерiзу, не досягаються висою рiвнi мщносп та спротиву ударному руйну-ванню, спостертаються великий розкид значень показниюв якосп, а також скрихчення, особливо у комплексно легованих сталях.
1снування вказаних проблем обумовлено недостатньо сприятливою мшроструктурою у станi постачання сталей, що нормалiзуються: наявнiсть ферито-перлггово1 смугастостi, тдви-щенi розмiри та несферична морфолопя колонiй перлiтоподiбних структур. Враховуючи висо-ку технологiчнiсть нормалiзацiï, як способу термiчного змiцнення, а також все бшьш широке використання низьковуглецевих комплексно легованих високомщних конструкцшних сталей з шдвищеними вимогами щодо ï^ спротиву ударному руйнуванню, актуальною е проблема пода-льшого шдвищення та стабiлiзацiï всiх показникiв експлуатацшних властивостей сталей, що нормалiзуються за рахунок багатоцiльовоï оптимiзации хiмiчного складу даних сталей.
ah^ï3 останшх дослщжень i публiкацiй. В результатi дослщжень [1-4] встановлено, що нез'ясованими е чинники, що призводять до нестабшьних значень показниюв якостi прокату цих сталей. Одшею з найважливiших груп чинниюв, що можуть призвести до змши показникiв, е вмiст хiмiчних елементiв таких сталей, що змшюються залежно вiд марки сталей, а також у межах рiзних плавок однieï марки сталi.
Добре вщомо, що такi хiмiчнi елементи, як шрка, фосфор, а також домшки кольорових металiв сприяють погiршенню вшх показникiв механiчних властивостей. Додатковi складнощi виникають внаслiдок ï^ взаeмодiï мiж собою, що в наш час не може бути встановлено з вичерпноï повнотою.
Виходячи з викладеного, важливим завданням е дослщження впливу параметрiв вироб-ництва (хiмiчний склад та швидюсть охолодження), а також ï^ взаeмодiï на показники мехашчних властивостей.
Мета роботи. Щцвищення експлуатацшних характеристик, усунення ашзотропп мехаш-чних та фiзико-хiмiчних властивостей за рахунок оптимiзацiï хiмiчного складу сталi Е36 у нор-малiзованому станi.
Виклад основного матерiалу. Дослiджували листовий прокат зi сталi Е36 за ГОСТ 552193, хiмiчний склад я^ наведено в таблицi 1.
Таблиця 1
Хiмiчний склад дослiдженоï сталi Е36, %
C 0,01 Mn 0,01 Si 0,01 S 0,001 P 0,001 Ni 0,01 AL R 0,001 Ti 0,001 Nb 0,001 V 0,001 N 0,001
17 144 25 35 35 5-40 15-60 5-20 20-50 50-100 3-7
Дослщження впливу багатоцiльовоï оптимiзацiï хiмiчного складу сталi Е36 на мехашчш характеристики виконувались iз застосуванням комп'ютерних методiв глибокого розвщувате-льного анатзу даних (ГРАД) [5-9].
Серiя: Технiчнi науки ISSN 2225-6733
Вплив параметрiв виробництва на межу мщносп показаний на рис. 1. Статистично зна-чимий вплив здшснюють кремнiй, хром, вуглець, кальцш та товщина прокату. Як видно з ден-дрограми, найсуттевший вплив на характеристику мiцностi чинить концентращя кремнiю, при цьому збшьшення межi мiцностi здiйснюеться разом зi збiльшенням концентрацп кремнiю (вузли 1,2). Такий позитивний вплив е закономiрним, тому що кремнiй змiцнюе твердий роз-чин. При зниженому вмюп &'<0,325% (вузол 1) очiкувано негативний внесок надае товщина прокату (вузол 3,4,11,12) за рахунок низьких швидкостей охолодження та, як наслщок, знижен-ня дисперсносп структурних складових, що викликае знемщнення сталi.
НойеО Меап 542,2 Ж 1Р.7
Г"
Ыо<1еЗ Меап 543,0 30 16Л
—I—
1
Ыо(1е 1 НойеЗ
5015,5 50 15,7
[ Носки** 5
1 >20,8
Ног1е4
Меап 531,2
16,3
1 С*10'
1 1 | 1 > [ 1 1
Иойе; КосЭей 7
544,2 Меап %2>4 Ме4П 521,7 МалЯ7,2
SD К1 Э0 !М 50 16,0
Са*1СР
1 1 >3,5
Мо<1е 9 Hc.de 10
Меап55б,5 Меап 542,4
ЭО 18,0 30 12,6
Рис. 1 - Дендрограма впливу факторiв виробництва на межу мщносп сталi Е36
При товщиш прокату менш як 20,75 мм, позитивну роль у збшьшенш межи мщносп вiдiграють концентрацiя хрому та кальцш (вузол 5, 6, 9, 10). Хром е елементом замщення та змщнюе твердий розчин, а також може утворювати змiцнюючi включення типу легованого цементиту. Кальцш вводять у сталь для розкислення та модифшацп неметалевих включень, що опосередковано впливае на межу мщносп.
При товщиш прокату бшьш як 20,75 мм на межу мщносп позитивно впливае збшьшення концентрацп вуглецю (вузол 7, 8). Вуглець утворюе з залiзом твердий розчин проникнення, тому його вводять у сталь для збшьшення характеристик мщносп.
Аналопчно iз застосуванням методiв ГРАД було дослщженно вплив параметрiв виробництва на межу течи, вщносне подовження та отр ударному руйнуванню.
Беспосередньо багатоцiльова оптимiзацiя виконувалась шляхом дослщження залежнос-тей всiх критерив якостi [10] вiд вiдносних концентрацш дослiджених хiмiчних елементiв, якi визначають за формулою:
Х = (С, - С тт)/(Стах Cmin),
де Х, - вiдносна концентрацiя; С, - фактичне значення концентрацп >го хiмiчного елеме-нту; Стт - мшмальне значення концентрацп >го хiмiчного елементу; Стах - максимальне значення концентрацп ьго хiмiчного елементу.
В1СНИК ПРИАЗОВСЬКОГО ДЕРЖАВНОГО ТЕХШЧНОГО УН1ВЕРСИТЕТУ 2017р. Серiя: Техшчш науки Вип. 34
ISSN 2225-6733
Сталi Е36 е типовими представником поширено! групи бущвельних сталей. В той же час, в нш спостерiгаеться найбiльш значш неоднорiдностi просторового розподiлу структурних складових та хiмiчних елементiв. Саме ця сталь характеризуеться недостатньо стабшьними значеннями роботи ударного руйнування (KV-40) тсля розроблено! термiчноl обробки в умовах незмшного хiмiчного складу. В зв'язку з цим, виконувалася багатоцшьова оптимiзацiя хiмiчно-го складу.
Критери якостi розраховували для головних характеристик мехашчних властивостей дослано! сталi: межа течи q(ct02), межа мiцностi q(öb), вiдносне подовження Q(55) та робота удару Q(KV-40).
На рисунку 2 показано вплив на вс вказаш вище критери якосп окремих об'ективно ви-значених хiмiчних елементiв, якi, згiдно результатiв ГРАД, здшснюють статистично значущий вплив на кожен стандартний показник мехашчних властивостей листового прокату.
М
S 2 »
S 1,5
О
§ 1 « 1
Г
х 0,5
й-
о
• t
•
0,2 0,4 0,6 0,8 Вдоюсга нонденфацЦ Xi
ни S 2
♦ г СУ
■ Ми g 1,5
Ü ё
♦ N) ■К 1
* AI £
g,as
и
* _ t А L
0,2 0,4 0,6 Вщюсга гонцетралця, Xi
+ С ■Ü
Сг
•Ca
0,0
in Ю
.2,5
о- 2
g &
н
'S
1,5
н o,s
0,2 0,4 0j6 0,S Вщюсна концентр алця, Xi
В
2,5
Ё 2
♦ с Q1
■с
Nb w е
• N 1
JM
ä
+ c
Iih *ü A HI ■ V
•P
0,4 0,8
ВщсоснакошщфщЦ Xi
Г
Рис. 2 - Вплив вмюту елеменнв на окремi критери якостi прокату сталi Е36
Такий пiдхiд дозволяе кiлькiсно оцiнити вплив кожного легуючого елементу, в дiапазонi марочно! концентраций на основнi мехашчш властивостi з метою забезпечення гарантовано! якостi прокату. У випадку, коли для певного хiмiчного елементу в усьому дiапазонi його концентрацiй ус критери якостi мають значення Q1 > 1, це вочевидь свщчить про позитивний вплив такого елементу на якють металопродукци. В той же час, якщо для якогось елементу спостериаються такi Q1, що Q1 < 1, це е ознакою неоднозначно! ролi цього елементу в забезпечеш якостi листового прокату та вимагатиме, вочевидь, корегування його концентраци в сталг
Рисунок 2, а свщчить про позитивний вплив вах статистично визначених хiмiчних елементiв на Q(tfb2) за виключенням С, для якого: Q(tfb2) = 0,93 <1 в умовах шдвищено! концентраций ХС = 0,95. На рисунку 2 (б, в) показано, що ус дослщжеш елементи у припусти-мих дiапазонах !х концентрацш позитивно впливають на критери якосп: Q(^в), Q(85), тобто в усх випадках Q1 > 1.
Серiя: Технiчнi науки ISSN 2225-6733
Як можна бачити з рисунку 2 (г), найбшьш чутливим показником мехашчних властиво-стей до змш концентрацiй хiмiчних елеменнв е опiр ударному руйнуванню. При цьому, практично ус статистично визначеш для ще! характеристики хiмiчнi елементи: С, Мп, Si, Н2, Р, за виключенням V, здiйснюють позитивний вплив на середне значення та статистичну стабшьшсть КУ"40 виключно в дiапазонi сво!х вiдносних концентрацш Х;<~0.4. Проте, в усiх випадках, коли Х;>~0.4, маемо Q(KУ"40) < 1, тобто нестабшьний рiвень КУ"40 прокату. Врахо-вуючи практично однакову важливють з точки зору ддачих сучасних стандартiв, вiдповiдностi технiчним вимогам кожного показника мехашчних властивостей прокату, для виконання оптимiзацil був побудований узагальнений графш, що показаний на рисунку 3.
2,5
&
СУ
'я"
о
<У 1,5
г1 О
0
01 1
> &
о
0,5
1 ■
♦ #
м_ ♦ Мп /
н2 ^ С
♦ Вуглець
■ Марганець Силщш Шобш
■ Азот Д Хром 4 Водень
Алюмшш Ванадш
♦ Фосфор
■ Кальщй
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1
Вщносна концентрацш, X;
Рис. 3 - Вплив вмюту елеменнв на всi критери якостi стат Е36
На цьому графiку (рис. 3) показано залежносп кожного критерiя якостi дослщжено! сталi вiд вщносно! концентрацп статистично визначених елементiв. З наведених даних випливае, що таю легуючi елементи, як V, А1, Ы2, Са, №, Сг, ЫЬ у всьому дослщженому дiапазонi сво!х концентрацш здатш забезпечувати значення вшх критерпв якостi на рiвнi Q1>1. В той же час, як було показано вище, е низка елеменпв, використання яких у марочному дiапазонi концентрацiй призводить до зниження критерда якостi сталi. До цих елеменнв належать С, Мп, Si, Н2, Р. Проте отримаш результати дають можливiсть встановити оптимальнi дiапазони концентрацiй цих елементiв, якi б гарантували отримання стабшьно високих значень вшх без виключення показникiв якосп прокату. На рис. 3 можна бачити, що сприятливий дiапазон вщносних концентрацiй становить Х1 = 0...0,4. Саме в цьому оптимальному дiапазонi усi без виключення критерп якосп мають значення Q1 > 1. Таким чином, на пiдставi результанв проведено! багатоцшьово! оптимiзацil можна визначити оптимальний хiмiчний склад сталi Е36, що гарантуе з iмовiрнiстю не менше 95% перевищення вимог ддачих стандарнв до всiх без виключення показниюв механiчних властивостей листового прокату стат Е36. Для цього необхщно пiдтримувати вмiст вказаних хiмiчних елементiв (С, Мп, Si, Н2, Р) в наступних дiапазонах: С = 0,13...0Д5_%;Мп = 0,9...1,36_%; Si_=_0,15.0,28%; Р < 0,014%; Н2 < 0,00052% iз збереженням концентрацп решти хiмiчних елементiв у межах вимог ддачого стандарту. Як можна бачити, концентрацп вказаних вище хiмiчних елементiв на практицi вщповщають нижнiм межам вимог дiючого стандарту ^ таким чином, можуть бути досягнул в умовах дiючого виробництва. З метою експериментально! перевiрки розроблених рекомендацiй щодо оптимального хiмiчного складу дослщжено! сталi було дослщжено властивостi прокату вiд конверторних плавок, як за сво!м хiмiчним складом вщповщають сформульованим вище вимогам. Рекомендований та фак-тичний хiмiчнi склади стал Е36 наведено у таблищ 2.
Вiдповiднi механiчнi властивостi, !х стандартнi середнi квадратичнi вiдхилення та розра-хованi критери якостi надаш в таблицi 3. Як можна бачити з таблищ 3, в умовах промислового виробництва, що не передбачае додаткових обмежень на хiмiчний склад стал^ не досягаються прийнятш значення критерпв якостi для межи течи Q(a02) = 0,95 < 1, межи мщносн Q(0в) = 0,98 < 1 та роботи удару Q(KV"40) = 0.
Серiя: Технiчнi науки ISSN 2225-6733
Таблиця 2
Фактичний та оптимiзований хiмiчнi склади сталi Е36
Рiзновид хiмiчного складу Масова доля елемеипв, % мас
С Мп Si Р Н S М Си А1 Т М Сг V N2 As
Промисловий 0,130,18 1,21,59 0,160,46 0,0050,028 0,000220,00096 0,0010,022 0,010,32 0,010,27 0,0170,053 < 0,02 < 0,044 0,010,14 < 0,061 0,0030,008 < 0,008
Оптимальний < 0,15 0,91,36 0,150,28 < 0,014 < 0,00052 < 0,035 < 0,40 < 0,35 0,0150,06 < 0,02 0,020,05 < 0,20 0,050,1 < 0,008 < 0,008
ГОСТ 5521-93 < 0,18 0,91,6 0,150,5 < 0,035 - < 0,035 < 0,40 < 0,35 0,0150,06 < 0,02 0,020,05 < 0,20 0,050,1 < 0,008 < 0,008
Таблиця 3
Механiчнi властивосп сталi Е36 рiзного хiмiчного складу тсля нормалiзащi в промислових умовах
Рiзновид хiмiчного складу Мехашчш властивосп та значення критерда якостi
002, МПа Q(O02) об, МПа Q(Oв) 85,% Q(85) КУ-40, Дж Q(KV40)
Промисловий 398 (20) 0,95 542 (20) 0,98 30 (2) 1,1 51 (19) 0 (-0,16)
Оптимальний 388 (17) 0,95 511 (10) 0,98 31 (2) 1,2 92 (13) 1,6
ГОСТ 5521-93 >355 - >490 - >21 - >34 -
В дужках - стандартне вщхилення.
Рiвень розрахованого критерiю якостi е незадовiльним (для КУ-40) та нестабшьним (для о02 та об) у зв'язку з занадто широким дiапазоном статистичного розкиду, незважаючи на вщ-повiднiсть вимогам дiючого стандарту стосовно середшх значень вказаних трьох показниюв. Прийнятнi значення критерiю якостi досягаються тiльки для вiдносного подовження ^(85) = 1,1>1), що свщчить про гарантовано високi та стабшьш значення цього показника. Вцiлому, можна сказати, що при промисловому виробнищв не досягаеться висока та стабшьна яюсть листового прокату сталi Е36. Наведеш данi з таблицi 3 також свщчать, що в результат оптимiзацil хiмiчного складу сталi за умов використання ддачо! технологи термiчноi обробки прокату вiдбуваеться помiтне тдвищення середнiх значень роботи ударного руйнування, зменшення дiапазону И статистичного розкиду ^(КУ-40) = 1,6>1), а також збшьшення середнiх значень вiдносного подовження ^(85) = 1,2>1).
Таким чином, анатз наведених даних щодо проведено! багатоцшьово! оптимiзацii хiмiч-ного складу стат Е36 свiдчить про позитивний вплив тако! оптимiзацii на мехашчш властивос-тi, зокрема пластичнiсть та роботу удару.
Висновки
За результатами виконаних дослщжень показано, що за умов ддачого виробництва шляхом оптимiзацii хiмiчного складу дослiджених сталей методом ГРАД та iз застосуванням кри-терiiв якостi можуть бути визначеш оптимальнi дiапазони концентрацiй хiмiчних елементiв, якi забезпечують високий та стабшьний рiвень пластичностi та роботи удару прокату низьколего-ваних сталей.
Вперше показано, що шляхом оптимiзацii хiмiчного складу нормалiзованих високомщ-них зварювальних сталей, при iснуючих технолопях термiчноi обробки, можуть бути достягну-тi стабiльно високi показники пластичносн та роботи руйнування при негативних клiматичних температурах.
Встановлено, що стабшьно високi, гарантованi з iмовiрнiстю не менше 95%, значення по-казниюв пластичностi прокату досягаються в результат багатоцiльовоi оптимiзацii хiмiчного складу без змши марочного хiмiчного складу та технологи термiчноi обробки.
Серiя: Техшчш науки ISSN 2225-6733
Перелж використаних джерел:
1. Корхин А.С. Анализ результатов испытаний и статистический приемочный контроль служебных свойств металлопродукции с применением компьютеров / А.С. Корхин, А.В. Шибко, И.А. Крупский // Металл и литье Украины. - 2005. - № 5. - С. 39-41.
2. Ткаченко 1.Ф. Розвиток наукових i методолопчних основ прогнозування i отташзацп складiв i технологш термiчного змiцнення комплексно-легованих сталей : автореф. дис. .д-ра техн. наук : 05.16.01 / 1.Ф. Ткаченко; Приазов. держ. техн. ун-т. - Марiуполь, 2007. - 42 с.
3. Миленин А.А. Математическое моделирование распределения температуры по длине и ширине горячекатаных полос / А.А. Миленин, В.Н. Данченко, А.Ю. Путноки // Металлургическая и горнорудная промышленность. - 2006. - № 1. - С. 40-44.
4. Ткаченко И.Ф. Оптимизация режимов противофлокенной обработки металлопроката / И.Ф. Ткаченко // Сборник тезисов докладов международной науч.-техн. конференции «Азовсталь-2003». - Мариуполь, 2003. - С. 68-69.
5. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика : учебное пособие для ВУЗов / В.Е. Гмурман. - М. : Высшая школа, 2003. - 479 с.
6. Ткаченко И.Ф. Многоцелевая оптимизация технологии термического упрочнения проката высокопрочных свариваемых сталей с использованием компьютерной технологии «DataMining» / И.Ф. Ткаченко // Вюник Приазовського державного техшчного ушверсите-ту : Зб. наук. пр. - Марiуполь, 2004. - № 14. - С. 111-117.
7. Дюк В. Data-Mining : учебный курс / В. Дюк, А. Самойленко. - СПб. : Питер, 2001. - 368 с.
8. Боровиков В. Statistica : искусство анализа данных на компьютере / В. Боровиков. - СПб. : Питер, 2001. - 656 с.
9. Приклонский В.И. Численные методы / В.И. Приклонский. - М. : МГУ Физфак, 1999. - 146 с.
10. Пат. 71819 А. Украша, МПК G 01 N 3/00. Споаб визначення схильносп металевих матерiалiв до окрихчування / 1.Ф. Ткаченко, К.1. Ткаченко. - № 20031212811; заявл. 29.12.03; опубл. 15.12.04, Бюл. № 12.
References:
1. Korchin A.C., Shybko A.V., Krupski I.A. Analiz rezul'tatov ispytanij i statisticheskij priemochnyj kontrol' sluzhebnyh svojstv metalloprodukcii s primeneniem komp'juterov [Analysis of test results and statistical inspection of the service properties of steel products with the use of computers]. Metall i lit'e Ukrainy - Metal and casting of Ukraine, 2005, no. 5, pp. 39-41. (Rus.)
2. Tkachenko I.F. Rozvitok naukovih i metodologichnih osnovprognozuvannja i optimizacii skladiv i tehnologij termichnogo zmicnennja kompleksno-legovanih stalej. Avtoref. diss. dokt. techn. nauk [Development of scientific and methodological bases of forecasting and optimizing the composition and technology of thermal hardening of complex-alloyed steels. Thesis of doc. tech. sci. diss.]. Mariupol, 2007, 42 p. (Ukr.)
3. Milenin A.A., Danchenko V.N., Putnoki A.Yu. Matematicheskoe modelirovanie raspredelenija temperatury po dline i shirine gorjachekatanyh polos [Mathematical modeling of the temperature distribution along the length and width of hot rolled strips]. Metallurgicheskaja i gornorudnaja promyshlennost - Metallurgical and mining industry, 2006, no. 1, pp. 40-44. (Rus.)
4. Tkachenko I.F. Optimizatsiia rezhimov protivoflokennoi obrabotki metalloprokata. Anotatsii dopovidei Mezhn. nauk.-tehn. konferencii «Azovstal-2003» [Optimization anti-flake treatment of metal. Abstracts of International Sci.-tech. Conf. «Azovstal-2003»]. Mariupol, 2003, pp. 68-69. (Rus.)
5. Gmurman V.E. Teorija verojatnostej i matematicheskaja statistika: ucheb. posobie dlja vuzov [Probability Theory and mathematical statistics: textbook for Universities]. Moscow, Higher school Publ., 2003, 479 p. (Rus.)
6. Tkachenko I.F. Mnogocelevaja optimizacija tehnologii termicheskogo uprochnenija prokata vy-sokoprochnyh svarivaemyh stalej s ispol'zovaniem komp'juternoj tehnologii «Data Mining» [Multipurpose optimization of the technology of thermal hardening of rolled welded high strength steels using computer technology «Data Mining»]. Visnik Priazovs 'kogo derzhavnogo tehnichnogo universitetu. Serija: Tehnicheskie nauki - Reporter of the Priazovskyi State Technical University. Section: Technical Science, Mariupol, 2004, no. 14, pp. 111-117. (Rus.)
7. Duke V., Samoilenko A. Data-Mining: Uchebnyj kurs [Data Mining: Training course]. Saint Petersburg, Peter Publ., 2001, 368 p. (Rus.)
Серiя: TexHÍ4HÍ науки ISSN 2225-6733
8. Borovikov V. Statistica: isskustvo analiza dannyh na komp'jutere [Statistica: the art of data analysis on the computer]. Saint Petersburg, Peter Publ., 2001, 656 p. (Rus.)
9. Priklonskiy V.I. Chislennye metody [Numerical methods]. Moscow, MSU Faculty of Physics Publ., 1999, 146 p. (Rus.)
10. Tkachenko I.F., Tkachenko K.I. Sposib vyznachennja shyl'nosti metalevyh materialiv do ok-ryhchuvannja [A method for determining the propensity of metallic materials to embrittlement]. Patent UA, no. 71819 A, 2004. (Ukr.)
Рецензент: Л.С. Малшов
д-р техн. наук, проф., ДВНЗ «ПДТУ»
Стаття надшшла 18.04.2017
УДК 621.658.012.531
© Чабак Ю.Г.1, Федун В.И.2, Ефременко Б.В.3, Зусин А.М.4, Джеренова А.В.5
ВЛИЯНИЕ ПОСТ-ТЕРМООБРАБОТКИ НА МИКРОСТРУКТУРУ И МИКРОТВЕРДОСТЬ ПЛАЗМЕННОГО Fe-C-Mn-Cr-W-V ПОКРЫТИЯ
В статье описано влияние пост-термической обработки (выдержка при 950°С в течение 80 мин с закалкой в масле) на микроструктурное состояние и микротвердость импульсно-плазменного покрытия, нанесенного с использованием разнородных катодов (стали Р18 и высокохромистого чугуна). Показано, что в процессе выдержки происходит распад пересыщенного твердого раствора с выделением дисперсных вольфрам (хром)-содержащих карбидов. Формирование карбидов в основном завершается в течение 40 мин выдержки; это сопровождается 2-3-кратным ростом микротвердости покрытия.
Ключевые слова: плазменно-импульсная обработка, катод, покрытие, карбиды, микроструктура, микротвердость.
Чабак Ю.Г., Федун В.1., Сфременко Б.В., Зусш А.М., Джеренова А.В. Вплив по-ст-термообробки на мжроструктуру i мжротверд^ть плазмового Fe-C-Mn-Cr-W-V покриття. У статт1 описано вплив пост-терм1чног обробки (витримка при 950 °С протягом 80 хв iз загартуванням в масл^ на мтроструктурний стан i мж-ротверд1сть iмпульсного-плазмового покриття, нанесеного з використанням рiз-норiдних катодiв (стали Р18 i високохромистого чавуну). Показано, що в процес витримки вiдбуваeться розпад пересиченого твердого розчину з видтенням диспе-рсних вольфрам (хром)-вмiщуючих карбiдiв. Формування карбiдiв в основному заве-ршуеться протягом 40 хв витримки; це супроводжуеться 2-3-кратним зростан-ням мiкротвердостi покриття.
Ключовi слова: плазмово4мпульсна обробка, катод, покриття, карбiди, мтро-структура, мiкротвердiсть.
Yu.G. Chabak, V.I. Fedun, B.V. Efremenko, A.M. Zusin, A.V. Dzherenova. Effect of post-heat treatment on the microstructure and microhardness of a plasma sprayed Fe-
1 канд. техн. наук, ст. преподаватель, ГВУЗ «Приазовский государственный технический университет», г. Мариуполь
2 ст. преподаватель, ГВУЗ «Приазовский государственный технический университет», г. Мариуполь
3 аспирант, ГВУЗ «Приазовский государственный технический университет», г. Мариуполь
4 канд. техн. наук, ассистент, ГВУЗ «Приазовский государственный технический университет», г. Мариуполь
5 ст. преподаватель, ГВУЗ «Приазовский государственный технический университет», г. Мариуполь
