Научная статья на тему 'Многоцелевая оптимизация химического состава стали Е36 с применением компьютерных методов глубокого разведывательного анализа данных'

Многоцелевая оптимизация химического состава стали Е36 с применением компьютерных методов глубокого разведывательного анализа данных Текст научной статьи по специальности «Медицинские технологии»

CC BY
139
13
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
НОРМАЛіЗОВАНА СТАЛЬ / МіЦНіСТЬ / ПЛАСТИЧНіСТЬ / ОПТИМіЗАЦіЯ ХіМіЧНОГО СКЛАДУ / НОРМАЛИЗУЕМАЯ СТАЛЬ / ПРОЧНОСТЬ / ПЛАСТИЧНОСТЬ / ОПТИМИЗАЦИЯ ХИМИЧЕКОГО СОСТАВА / NORMALIZED ROLLED LOW ALLOY STEEL / HARDNESS / PLASTICITY / OPTIMIZATION OF THE CHEMICAL COMPOSITION

Аннотация научной статьи по медицинским технологиям, автор научной работы — Ткаченко И.Ф., Уният М.А.

Повышение эксплуатационных характеристик, устранение анизотропии механических и физико-химических свойств за счет оптимизации химического состава стали Е36 в нормализованном состоянии. Методика. Исследование влияния многоцелевой оптимизации химического состава стали Е36 на механические характеристики выполнялись с применением компьютерных методов глубокого разведывательного анализа данных (ГРАД). Результаты. В работе решена актуальная научнотехническая задача повышения эксплуатационных характеристик, устранения анизотропии механических и физико-химических свойств за счет оптимизации химического состава. Научная ценность. 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. Практическая ценность. С помощью методов математического анализа, проведена оптимизация химического состава стали Е36.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по медицинским технологиям , автор научной работы — Ткаченко И.Ф., Уният М.А.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

MULTIPURPOSE OPTIMIZATION OF THE CHEMICAL COMPOSITION OF THE STEEL E36 WITH THE USE OF COMPUTER METHODS RESEARCHING DEEP ANALYSIS OF DATA

Performance, eliminating the anisotropy of the mechanical and physico-chemical properties by optimizing the chemical composition of the steel E36 in the normalized condition. Methodology. Study of the multiobjective optimization influence of steel E36 chemical composition on the mechanical characteristics were carried outwith the use of computer methods Roshal deep data analysis abbreviated GRAD. Findings. There was solved the actual scientific and technical problem of improved performance, elimination of anisotropy of the mechanical and physicochemical properties by the chemical composition optimizing in the work. Originality. Using the methods of deep exploratory data analysis, it was investigated the effect of production parameters on the mechanical properties. It was observed the influence of heat treatment on the distribution of chemical elements, the microstructure, hardness and mechanical properties of low alloy steels. Practical value. Using the methods of mathematical analysis, it was made optimization of the chemical composition of the steel E36.

Текст научной работы на тему «Многоцелевая оптимизация химического состава стали Е36 с применением компьютерных методов глубокого разведывательного анализа данных»

Вюник Придшпровсько1 державно! академи будiвництва та архггектури, 2017, № 2 (227-228) ISSN 2312-2676 УДК 621.78:669.14.018.295

БАГАТОЦ1ЛЬОВА ОПТИМ1ЗАЦ1Я Х1М1ЧНОГО СКЛАДУ СТАЛ1 Е36 13 ЗАСТОСУВАННЯМ КОМП'ЮТЕРНИХ МЕТОД1В ГЛИБОКОГО РО3В1ДУВАЛЬНОГО АНАЛ13У ДАНИХ

ТКАЧЕНКО I. Ф.1, д. т. н, проф., УН1ЯТ М. А.2, провгдний тж. з метрологИ.

'Кафедра матерiалознавства, Державний вищий навчальний заклад «Приазовський державний технiчний ушверситет», пров. Нахiмова, 3, 87500, Марiуполь, Украша, тел. +38 (067) 608-82-69, e-mail: ift955@gmail.com

2Донецький регюнальний центр з пдрометеорологп, вул. Олiмпiйська, 185, 87557, Марiуполь, Украша, тел. +38 (097) 879-65-76 e-mail: MUniyat@ukr.net

Анотащя. Постановка проблеми. Щдвищення експлуатацiйних характеристик, усунення ашзотропп мехашчних та фiзико-хiмiчних властивостей за рахунок оптимiзацil хiмiчного складу сталi Е36 у нормалiзованому станi. Методика. Дослвдження впливу багатощльово1 ошгашзацп хiмiчного складу стал Е36 на мехашчш характеристики виконувались iз застосуванням комп'ютерних методiв глибокого розвiдувательнного аналiзу даних (ГРАД). Результати. Виршено актуальну науково-технiчну проблему пвдвищення експлуатацiйних характеристик, усунення ашзотропп механiчних та фiзико-хiмiчних властивостей за рахунок ошгашзаци хiмiчного складу. Наукова цтшсть. 1з застосуванням методiв глибокого розвщувального аналiзу даних дослiджено вплив параметрiв виробництва на механiчнi властивосп. Вивчено вплив термiчноl обробки на розподш хiмiчних елементiв, мiкроструктуру, твердють та механiчнi властивостi низьколегованих сталей. Практична цштсть. За допомогою методiв математичного аналiзу проведено оптимiзацiю хiмiчного складу сталi Е36.

Ключов1 слова: нормалгзована сталь; мщтсть; пластичшсть; оптимгзащя хжгчного складу

МНОГОЦЕЛЕВАЯ ОПТИМИ3АЦИЯ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА СТАЛИ Е36 С ПРИМЕНЕНИЕМ КОМПЬЮТЕРНЫХ МЕТОДОВ ГЛУБОКОГО РАЗВЕДЫВАТЕЛЬНОГО АНАЛИЗА ДАННЫХ

ТКАЧЕНКО И. Ф.1, д. т. н., проф., УНИЯТ М. А.2, вед. инж. по метрологии

*Кафедра материаловедения, Государственное высшее учебное заведение «Приазовский государственный технический университет», пер. Нахимова, 3, Мариуполь, 87500, Украина, тел. +38 (067) 608-82-69, e-mail: ift955@gmail.com 2Донецкий региональный центр по гидрометеорологии, ул. Олимпийская, 185, Мариуполь, 87557,Украина, тел. +38 (097) 879-65-76, e-mail: MUniyat@ukr.net

Аннотация. Постановка проблемы. Повышение эксплуатационных характеристик, устранение анизотропии механических и физико-химических свойств за счет оптимизации химического состава стали Е36 в нормализованном состоянии. Методика. Исследование влияния многоцелевой оптимизации химического состава стали Е36 на механические характеристики выполнялись с применением компьютерных методов глубокого разведывательного анализа данных (ГРАД). Результаты. В работе решена актуальная научно-техническая задача повышения эксплуатационных характеристик, устранения анизотропии механических и физико-химических свойств за счет оптимизации химического состава. Научная ценность. 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. Практическая ценность. С помощью методов математического анализа, проведена оптимизация химического состава стали Е36.

Ключевые слова: нормализуемая сталь; прочность; пластичность; оптимизация химичекого состава

MULTIPURPOSE OPTIMIZATION OF THE CHEMICAL COMPOSITION OF THE STEEL E36 WITH THE USE OF COMPUTER METHODS RESEARCHING DEEP ANALYSIS OF DATA

TKACHENKO I. F.1, Dr. Sc. (Tech.), Prof., UNIYAT M. A.2, lead engineer on Metrology

1Department of Materials Science, the State Higher Educational Institution «Pryazovskyi State Technical University», Nakhimov la., 3, Mariupol, 87500, Ukraine, tel. +38 (067) 608-82-69, e-mail: ift955@gmail.com

2Donetsk Regional Centre of Hydrometeorology, Olympic str., 185, Mariupol, 87557, Ukraine, tel. +38 (097) 879-65-76, e-mail: MUniyat@ukr.net

Summary. Problev. Performance, eliminating the anisotropy of the mechanical and physico-chemical properties by optimizing the chemical composition of the steel E36 in the normalized condition. Methodology. Study of the multi-objective optimization influence of steel E36 chemical composition on the mechanical characteristics were carried out

with the use of computer methods Roshal deep data analysis abbreviated GRAD. Findings. There was solved the actual scientific and technical problem of improved performance, elimination of anisotropy of the mechanical and physico-chemical properties by the chemical composition optimizing in the work. Originality. Using the methods of deep exploratory data analysis, it was investigated the effect of production parameters on the mechanical properties. It was observed the influence of heat treatment on the distribution of chemical elements, the microstructure, hardness and mechanical properties of low alloy steels. Practical value. Using the methods of mathematical analysis, it was made optimization of the chemical composition of the steel E36.

Keywords: normalized rolled low alloy steel; hardness; plasticity; optimization of the chemical composition

Вступ. Нормалiзацiя - дуже поширений рiзновид термiчного змщнення прокату конструкцшних сталей рiзноманiтного при-значення: у будiвництвi; для виробництва судин, що працюють тд тиском; у суднобу-дуванш. Таким шляхом досягасться форму-вання тдвищеного комплексу мехашчних властивостей як низьколегованих сталей, так i комплексно легованих високомщних конструкцшних сталей. Проте, особливо для металопродукци збшьшеного перерiзу, не досягаються висок рiвнi мiцностi та спро-тиву ударному руйнуванню, спостер^ають-ся великий розкид значень показниюв якос-тi, а також скрихчення, особливо в комплексно легованих сталях.

1снування вказаних проблем зумовлене недостатньо сприятливою мiкроструктурою у сташ постачання сталей, що нормалiзу-ються: наявнiсть феритно-перл^но'1' смугас-тостi, тдвищеш розмiри та несферична морфологiя колонш перлiтоподiбних структур. Враховуючи високу технолопчшсть нормалiзацii як способу термiчного змiц-нення, а також усе ширше використання ни-зьковуглецевих комплексно легованих високомщних конструкцшних сталей з тдвище-ними вимогами щодо 1'х спротиву ударному руйнуванню, актуальною бачиться проблема подальшого пiдвищення та стабшзацп вах показникiв експлуатацiйних властивостей сталей, що нормалiзуються за рахунок бага-тоцшьово'1' оптимiзацii хiмiчного складу.

У результат дослiджень [1 - 4] установлено, що нез'ясованими

залишаються чинники, яю дають нестабiльнi значення показникiв якосп прокату цих сталей. Одна з найважливших груп чинникiв, що можуть викликати змiни показникiв, - це вмют хiмiчних елементiв таких сталей, що змшюються залежно вiд марки, а також у межах рiзних плавок одша марки сталi.

Добре вщомо, що такi хiмiчнi елементи як арка, фосфор, а також домшки

кольорових металiв спричинюють попршення Bcix показникiв механiчних властивостей. Додатковi складнощi виникають внаслiдок 1'х взаемодп мiж собою, що в Hapa3i не можна встановити з вичерпною повнотою.

Виходячи з викладеного, важливим завданням бачиться дослiдження впливу параметрiв виробництва (хiмiчний склад та швидюсть охолодження), а також ix дп на показники меxанiчниx властивостей.

Мета дослщження - пiдвищення екс-плуатацшних характеристик, усунення ань зотропп мехашчних та фiзико-xiмiчниx властивостей за рахунок оптимiзацii xiмiчного складу сталi Е36 у нормалiзованому станi.

Методика та результати дослщження. Вивчали листовий прокат зi сталi Е36 за ГОСТ 5521 - 93, xiмiчний склад яко'1 наведено в таблиц 1.

Дослiдження впливу багатошльово!' оптимiзацii xiмiчного складу сталi Е36 на мехашчш характеристики виконувались iз застосуванням комп'ютерних методiв глибокого розвiдувальнного аналiзу скорочено ГРАД [5 - 9].

Вплив параметрiв виробництва на межу мщносп показаний на рисунку 1. Статистично значимий вплив здшснюють: кремнш, хром, вуглець, кальцiй та товщина прокату. Як видно з дендрограми, найсуттeвiший вплив на характеристику мщносп чинить концентрацiя кремнiю, при цьому межа мщносп збiльшуeться разом зi збiльшенням концентрацп кремнiю (вузли 1, 2). Такий позитивний вплив закономiрний, тому що кремнiй змiцнюe твердий розчин. За зниженого вмюту Si < 0,325 % (вузол 1) очшувано негативний внесок дае товщина прокату (вузол 3, 4, 11, 12), за рахунок низьких швидкостей охолодження, та, як насшдок, зниження дисперсносп структурних складових, що викликае знемщнення сталi.

Таблиця 1

Хiмiчний склад до^джено1 cmmi Е36, % / The chemical composition of the investigated steel E36, %

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

За товщини прокату менше 20,75 мм позитивну роль у збшьшенш межi мщносп ввдграе концентрацiя хрому та кальщю (вузол 5, 6, 9, 10). Хром - елемент замщення, змщнюе твердий розчин, а також може утворювати змiцнювальнi включення типу легованого цементиту. Кальцiй вводять у сталь для розкиснення та модифшацп неметалевих включень, що опосередковано впливае на межу мщносп.

Mode 0 Mean 2.2 SD 19,7

Si*W

г~

<SSfi

Hod« 3 Mem 548,0 3D 16. L

СЛЕГ1

1

Mode 1 Nodi 2

SD JS,i SD 15,7

1 Ihkhuii

1 >2ЦЕ

Mode 4

Mean 531,î

SD 1É,8

l C*10s

1 «4,5 1 i _|_ i >Ц5 1

Hodti Mode 6 Mode 7 Nods S

Mean Î44,2 Mttn K2,4

SD Kl SD IM SD 13,i SD 16,0

Cs*lCf

1 1 >3,5

Node 9 Node 10

Meanii6,i Mean i 42,4

3D 18,13 3D 12,6

Рис. 1. Дендрограма впливу факmорiв виробництва на межу M^Hoemi сmалi Е36

За товщини прокату бшьше 20,75 мм на межу мщносп позитивно впливае збшьшення концентрацп вуглецю (вузол 7, 8). Вуглець утворюе iз залiзом твердий розчин проникнення, тому його вводять у сталь для збшьшення характеристик мщносп.

Аналогично iз застосуванням методiв ГРАД дослiдженно вплив параметрiв

виробництва на межу течп, вщносне подовження та опiр ударному руйнуванню.

Беспосередньо багатоцiльова

оптимiзацiя виконувалась шляхом дослщження залежностей всiх критерпв якосп [10] вiд вiдносних концентрацiй досшджених хiмiчних елементiв, якi визначають за формулою:

Х1 (С1 - Стт)/(Стах - Стт),

де Х - вщносна концентрацiя; С -фактичне значення концентрацп i-го хiмiчного елемента; Ст/п - мiнiмальне значення концентрацп /-го хiмiчного елемента; Стах - максимальне значення концентрацп /-го хiмiчного елемента.

Як було встановлено, сталь Е36 -типовий представник поширено'1 групи будiвельних сталей. В той же час, у нш спостер^аються найбiльш значнi неоднорiдностi просторового розподшу структурних складових та хiмiчних елементiв. Саме ця сталь характеризуеться недостатньо стабшьними значеннями роботи ударного руйнування (KV"40) пiсля термiчноi обробки в умовах незмшного хiмiчного складу. У зв'язку з цим, виконувалася багатоцшьова оптимiзацiя хiмiчного складу.

Критерп якостi розраховували для головних характеристик мехашчних властивостей дослщно'1 сталi: межа течп Q(oo2), межа мiцностi Q(0в), вiдносне подовження Q(55) та робота удару Q(KV 40).

На рисунку 2 показано вплив на вс вказаш вище критерп якостi окремих об'ективно визначених хiмiчних елементiв, яю, згiдно з результатами ГРАД, здшснюють статистично значущий вплив на кожен стандартний показник мехашчних властивостей листового прокату.

Такий тдхщ дозволяе кшьюсно ощнити вплив кожного легуючого елемента, в дiапазонi марочно'1 концентрацп, на основш механiчнi властивостi з метою забезпечення гарантовано'1 якостi прокату. У випадку,

коли для певного х1М1чного елемента в усьому д1апазош його концентрацш Bei критерп якосп мають значення Qi > 1, це, вочевидь, свщчить про позитивний вплив такого елемента на яюсть металопродукци. В той же час, якщо для якогось елемента спостер^аються таю Qi, що Qi < 1, це е ознакою неоднозначно! ролi цього елемента в забезпеченш якостi листового прокату, та вимагатиме, вочевидь, корегування його концентрацп в сталь

Рисунок 2, а свщчить про позитивний вплив уах статистично визначених хiмiчних елеменпв на q(öo2), за винятком С, для якого: q(öö2) = 0,93< 1 в умовах пщвищено'1 концентрацп: ХС = 0,95. На рисунку 2 б, в

É

а 1-i

5,(5

0,2 0,4 0,6 0,0 Вщюгга коюекфашц Xi

0,4 0,6 0,0 Eilum. JCL 4IIHH-Iri|i,iiiki Xi

„2S 1 ig

5 г -

ë ii -g

я i-

6

a ms* „-

t «

i

!1

0,2 0,4 Qfi 0,8

Вздкоска концешр ацн, Xi

0£ 0,4 0,6 0,8 BÉMôCHaKOHuei'ç аоя. Xi

Рис. 2. Вплив вмсту елементгв на окрем1 критерИ' якостi прокату cmrni Е36

показано, що вс дослщжеш елементи у припустимих дiапазонах ïx концентрацiй позитивно впливають на критерп якостi: Q^), Q(ô5), тобто в усix випадках Qi > 1.

Як можна бачити з рисунка 2 г, найбшьш чутливий показник мехашчних властивостей до змш концентрацш xiмiчниx елементiв - це отр ударному руйнуванню. При цьому, практично всi статистично визначеш для ще'1 характеристики xiмiчнi елементи: С, Mn, Si, H2' P, за винятком V, здшснюють позитивний вплив на середне значення та статистичну стабшьшсть KV40 тшьки в дiапазонi сво'1'х вiдносниx концентрацiй Х<~0.4. Проте у всix випадках, коли Х>~0.4, маемо Q(KV-40) < 1, тобто - нестабшьний рiвень KV40 прокату. Враховуючи практично однакову важливють, з точки зору дiючиx сучасних стандарпв, вiдповiдностi теxнiчним вимогам кожного показника мехашчних

властивостей прокату, для виконання оптимiзацiï був побудований узагальнений графш, показаний на рисунку 3.

2,5

to1

4 2

О.

a i,5

о

5 1

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

> 0,5

Й С

о

♦ •

■ I" г*1

* Mn

с

♦ Вуглець

I Марганець Снлщш Hio6m

■ Азот АХром

♦ Водень

■ Алюшшн

■ Ванадш

♦ Фосфор И Кальцш

0,2 0,4 0,6 0,8

В1дносна концентрацш, X,

Рис. 3. Вплив вмкту елементiв на eci критерИ' якостi cmrni Е36

На цьому графшу (рис. 3) показано залежносп кожного критерп якосп дослщжено'1 сталi вiд вщносно'1 концентрацп статистично визначених елеменпв. З наведених даних випливае, що таю легуючi елементи як V, Al, N2, Ca, Ni, Cr, Nb у всьому дослщженому дiапазонi сво'1'х концентрацiй здатнi забезпечувати значення вах критерпв якостi на рiвнi Qi > 1. В той же час, як було показано вище, е низка елеменпв, використання яких у марочному дiапазонi концентрацiй викликае зниження критерп якостi сталi. До цих елеменпв належать C, Mn, Si, H2, P. Проте отримаш результати дають можливють установити оптимальш дiапазони концентрацiй цих елементiв, яю б гарантували отримання стабiльно високих значень уах без винятку показниюв якостi прокату.

З рисунка 3 можна бачити, що сприятливий дiапазон вщносних

концентрацiй становить Х = 0...0,4. Саме в цьому оптимальному дiапазонi всi без виключення критерп якосп мають значення Qi > 1.

Таким чином, на пiдставi результапв проведено'1 багатоцшьово'1 оптимiзацiï можна визначити оптимальний xiмiчний склад сталi Е36, що гарантуе з iмовiрнiстю не менше 95 % перевищення вимог дiючиx стандартiв до вах без винятку показникiв мехашчних властивостей листового прокату сталi Е36. Для цього необхщно пiдтримувати вмют вказаних xiмiчниx елементiв (C, Mn, Si, H2, P) в таких дiапазонаx: С = 0,13.0,15 %; Mn =

0,9...1,36 %; Si = 0,15.0,28 %; Р < 0,014 %; H2 < 0,00052 % i3 збереженням концентрацп решти хiмiчних елементiв у межах вимог д^чого стандарту. Як можна бачити, концентрацп вказаних вище хiмiчних елеменпв на практицi вiдповiдають нижнiм межам вимог д^чого стандарту i, таким чином, можуть бути досягнутi в умовах д^чого виробництва. З

метою експериментально! перевiрки розроблених рекомендацiй щодо оптимального хiмiчного складу дослщжено'1 сталi вивчено властивостi прокату вiд конверторних плавок, як за сво!м хiмiчним складом вiдповiдають сформульованим вище вимогам. Рекомендований та фактичний хiмiчнi склади сталi Е36 наведено в таблиц 2.

Таблиця 2

Фактичний та оптим1зований xiMi4Hi склади cmani Е36 / The actual and optimized chemical

Р1зновид х1м1чного складу Масова частка елеменпв,% мас.

C Mn Si P H2 S Ni Cu Al Ti Nb Cr V N2 As

Промисло вий 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

Оптималь ний < 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 < 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

Мехашчш enacmueocmi cmani Е36 рiзного хMiчного складу тсля HopMani3a^ii в промислових умовах /Mechanical properties of steel E36 with different chemical composition after

normalization in an industrial environment

Р1зновид х1м1чного складу Мехашчш властивосп та значення критерио якосч i

crог, МПа Qip02) <тЕ, МПа 8S% Q(8s) KV"40, Дж Q(KV40)

Промисловий 398 (20) 0,95 542 (20) 0,98 30 (2) 1Д 51 (19) 0 (-0,16)

Оптимальний 388 (17) 0,95 511 (10) 0,98 31 (2) 1,2 92 (13) 1,6

ГОСТ 5521 >355 - >490 - >21 - >34 -

в дужках () - стандартне вщхилення.

Вщповщш мехашчш властивосп, !х стандарты середш квадратичш вщхилення та розраховаш критерп якостi показано в таблищ 3. Як можна бачити з таблищ 3, в умовах промислового виробництва, що не передбачае додаткових обмежень на хiмiчний склад стал^ не досягаються прийнятнi значення критерпв якостi для межi течп Q(c02) = 0,95 < 1, межi мiцностi Q(ra) = 0,98<1 та роботи удару Q(KV 40) = 0.

Рiвень розрахованого критерiю якосп незадовiльний (для KV-40) та нестабшьний (для о02 та ав) у зв'язку з занадто широким дiапазоном статистичного розкиду, незважаючи на вщповщшсть вимог дiючого стандарту стосовно середшх значень вказаних трьох показникiв. Прийнятш значення критерiю якостi досягаються

тшьки для вiдносного подовження (Q(55) = 1,1>1), що свiдчить про гарантовано висок та стабiльнi значення цього показника. В цшому можна сказати, що в умовах промислового виробництва не досягаеться висока та стабшьна якють листового прокату сталi Е36.

Наведенi данi в таблищ 3 також свщчать, що в результат оптимiзацii хiмiчного складу сталi за умов використання д^чо'1 технологи термiчноi обробки прокату вiдбуваеться помине пiдвищення середнiх значень роботи ударного руйнування, зменшення дiапазону ii статистичного розкиду (Q(KV-40) = 1,6>1), а також збiльшення середнiх значень вщносного подовження (Q(55) = 1,2>1).

Таким чином, аналiз наведених даних щодо проведено! багатоцшьово!' оптим1зацп xiмiчного складу сталi Е36 свщчить про позитивний вплив тако'1 оптим1зацп на меxанiчнi властивостi, зокрема,

пластичшсть та роботу удару.

Результати. У робот виконано актуальне науково-техшчне завдання пiдвищення експлуатацiйниx характеристик, усунення ашзотропп меxанiчниx та ф1зико-xiмiчниx властивостей за рахунок оптим1зацп xiмiчного складу.

Наукова i практична цшшсть. 1з застосуванням методiв глибокого розвщувального аналiзу даних дослiджено вплив параметрiв виробництва на меxанiчнi властивостi. Вивчено вплив терм1чно'1 обробки на розподш xiмiчниx елементiв, мiкроструктуру, твердiсть та мехашчш властивостi низьколегованих сталей. За допомогою методiв математичного аналiзу проведено оптимiзацiю xiмiчного складу сталi Е36.

Висновки. 1. За результатами виконаних дослщжень показано, що в

умовах д1ючого виробництва шляхом оптим1зацп xiмiчного складу дослiджениx сталей методом ГРАД та iз застосуванням критерпв якост можуть бути визначенi оптимальнi дiапазони концентрацiй xiмiчниx елементiв, якi забезпечують високий та стабiльний рiвень пластичности та роботи удару прокату низьколегованих сталей.

2. Уперше показано, що шляхом оптим1зацп xiмiчного складу нормалiзованиx високомщних зварювальних сталей за iснуючиx технологий терм1чно'1 обробки можуть бути достягнут стабiльно високi показники пластичностi та роботи руйнування за негативних кл1матичних температур.

3. Установлено, що стабiльно висою, гарантованi, з iмовiрнiстю не менше 95 %, значення показникiв пластичности прокату досягаються в результатi багатоцшьово!' оптим1заци xiмiчного складу без змши марочного xiмiчного складу та технологи терм1чно'1' обробки.

ВИКОРИСТАН1 ДЖЕРЕЛА

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 I. Ф. Розвиток наукових i методолопчних основ прогнозування i оптим1зацп склад1в i технологш терм1чного змщнення комплексно-легованих сталей : автореф. дис. на здобуття наук ступеня д-ра техн. наук : 05.16.01 «Металознавство та термiчна обробка металiв» / I. Ф. Ткаченко ; Приазов. держ. техн. ун-т. -Марiуполь, 2007. - 42 с.

3. Математическое моделирование распределения температуры по длине и ширине горячекатаных полос / А. А. Миленин, В. Н. Данченко, А. Ю. Путноки, В. Т. Тилик // Металлургическая и горнорудная промышленность. - 2006. - № 1. - С. 40-44.

4. Оптимизация режимов противофлокенной обработки металлопроката // Сборник тезисов докладов международной научно-технической конференции «Азовсталь-2003». - Мариуполь, 2003. - С. 68-69.

5. Гмурман В. Е. Теория вероятностей и математическая статистика : [учеб. пособие для Вузов] / Гмурман В. Е. - 9-е изд., стер. - Москва : Высш. шк., 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 ушверситету. - Марiуполь, 2004. - № 14. - С. 111-117.

7. Дюк В. Data-Mining : учеб. курс / В. Дюк, А. Самойленко. - Санкт-Петербург : Питер, 2001. - 368 с.

8. Боровиков В. Statistica: исскуство анализа данных на компьютере / Боровиков В. - Санкт-Петербург : Питер, 2001. - 656 с.

9. Приклопский В. И. Численные методы / Приклопский В. И. - Москва : МГУ Физфак, 1999. - 146 с.

10. Споаб визначення схильносп металевих матерiалiв до окрихчування : пат. 71819 А Украна : МПК7 G01N3/00 / Ткаченко I. Ф., Ткаченко К. I. - № 2003121811 ; заявл. 29.12.2003 ; опубл. 15.12.2004, Бюл. № 12.

REFERENCES

1. Korxin A.S., Shibko A.V. and Krupskij I.A. Analiz rezul'tatov ispytanij i statisticheskij priemochnyj kontrol' sluzhebnyx svojstv metalloprodukcii s primeneniem komp'yuterov [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. (in Russian).

2. Tkachenko I.F. Rozvytok naukovykh i metodologichnykh osnov prognozuvannia i optimizatsii skladiv i tekhnologii termichnoho zmitsnennia kompleksno-lehovanykh stalei: avtoref. dis. na zdobuttia nauk stupenia d-ra tekhn. nauk: 05.16.01 «Metaloznavstvo ta termichna obrobka metaliv» [Development of scientific and methodological bases of forecasting and optimizing the composition and technology of thermal hardening of complex-alloyed steels. Author. dis. on competition of science degree Dr. Techn. Sciences: 05.16.01 "Materials Science and Heat Treatment of Metals"]. Pryazovskyi derzh. tekhn. un-t. [Azov State Technical University]. Mariupol, 2007, 42 p. (in Ukrainian).

3. Milenin A.A., Danchenko V.N., Putnoki A.Yu. and Tilik V.T. Matematicheskoe modelirovanie raspredeleniya temperatury po dline i shirine goryachekatanyx polos [Mathematical modeling of the temperature distribution along the length and width of hot rolled strips]. Metallurgicheskaya i gornorudnaya promyshlennost' [Metallurgical and mining industry]. 2006, no. 1, pp. 40-44. (in Russian).

4. Optimizaciya rezhimov protivoflokennoj obrabotki metalloprokata [Optimization anti-flake treatment of metal]. Sbornik tezisov dokladov mezhdunarodnoj nauchno-tehnicheskoj konferencii «Azovstal'-2003» [The book of abstracts of international scientific-technical conference "Azovstal-2003"]. Mariupol, 2003, pp. 68-69. (in Russian).

5. Gmurman V.E. Teoriya veroyatnostej i matematicheskaya statistika [Probability Theory and mathematical statistics]. Moskva: Vyssh. shk., 2003, iss. 9, 479 p. (in Russian).

6. Tkachenko I.F. Mnogocelevaya optimizaciya texnologii termicheskogo uprochneniya prokata vysokoprochnyx svarivaemyx stalej s ispol'zovaniem komp'yuternoj tekhnologii «DataMining» [Multipurpose optimization of the technology of thermal hardening of rolled welded high strength steels using computer technology "DataMining"]. Visnyk Pryazovskoho derzhavnoho tekhnichnoho universytetu [Bulletin of Azov State Technical University]. Mariupol, 2004, no. 14, pp. 111-117. (in Russian).

7. Dyuke V. and Samojlenko A. Data Mining. Sankt-Peterburg: Piter, 2001, 368 p. (in Russian).

8. Borovikov V. Statistica: isskustvo analiza dannyx na komp'yutere [Statistica: the art of data analysis on the computer]. Sankt-Peterburg: Piter, 2001, 656 p. (in Russian).

9. Priklopskij V.I. Chislennye metody [Numerical methods]. Moskva: MGU Fizfak, 1999, 146 p. (in Russian).

10. Tkachenko I.F. and Tkachenko K.I. Sposib vyznachennia shchlnosti metalevykh materialiv do okrykhchuvannia: pat. 71819 A Ukraina: MPK7 G01N3/00 [A method for determining the propensity of metallic materials to embrittlement. Pat. 71819 A. Ukraine. G01N3/00]. 2004. (in Ukrainian).

Pe^menm: ffanimeecbKUU B. B., d-p m. h., npo$.

HagiMmna go pegKonerii': 29.01.2017 p. npHHHHTa go gpyKy: 3.02.2017 p.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.