CC BY
46
Список литературы
1. Бакулина А. А. Анализ динамики цен на сырьё и материалы, применяе-
мые в арматуростроении // Арматуростроение. - 2008. - №4. -С.84.
2. Бабаков А.А., Придатков М.В. Коррозионностойкие стали и сплавы.
- М.: Металлургия, 1971. - 317 с. 3 Богомолова Н.А. Практическая металлография. - М.: Высшая школа, 1978. - 272 с.
УДК 669.15
А.В. Афонаскин, В.И. Дудоров, Т.А. Дудорова Курганский государственный университет М.В. Быстров
УралНИТИ, г. Екатеринбург
ОПТИМАЛЬНЫЕ СОСТАВЫ РАСКИСЛИТЕЛЕЙ. РЕЖИМЫ РАСКИСЛЕНИЯ СТАЛИ 30ХМЛ ДЛЯ ОТВЕТСТВЕННЫХ ОТЛИВОК ТРУБОПРОВОДНОЙ АРМАТУРЫ
Аннотация
Определен оптимальный состав раскислителей при выплавке стали 30ХМЛ с целью устранения подкорковых пузырей в ответственных отливках трубопроводной арматуры.
Ключевые слова: раскисление, модифицирование, хладостойкость, неметаллические включения, подкорковые пузыри.
A.V. Afonaskin, V.I. Dudorov, T.A. Dudorova Kurgan State University M.V. Bystrov
Ural Research Technical Institute, Yekaterinburg
зывает наиболее эффективное действие при условии фракционного размера его кусков в пределах 1,0 - 10,0 мм.
Отливки из стали 30ХМЛ подвергаются наиболее оптимальной для литой хладостойкой молибденсодержащей стали термической обработке по следующему режиму:
• нормализация - при температуре 870±200С;
• закалка - с выдержкой при температуре 870±100С и охлаждением в масле;
• высокий отпуск - при температуре 700±200С с продолжительностью выдержки не менее 6 ч.
Хладостойкость стали в значительной мере определяется формой, количеством и характером распределения неметаллических включений, а также плотностью и дисперсностью структуры. Поэтому решающее значение имеет режим раскисления и модифицирования . Оп -тимальное количество алюминия для раскисления устанавливается в зависимости от химического состава стали и технологии ее выплавки.
Для определения оптимальных составов раскислителей был проведен эксперимент, состоящий из двух серий [1].
Серия 1. Для определения оптимального количества добавок алюминия сталь из печи разливали в 4 ковша. В первый ковш вводили 0,01% А1 (по массе), во второй - 0,05, в третий - 0,10 и в четвертый - 0,20%. Из каждого ковша заливали клиновые пробы для контроля механических свойств.
Серия 2. Аналогичным образом определяли оптимальное количество добавок силикокальция СК25. При этом в первый ковш вводили 0,1% СК25, во второй - 0,15, в третий - 0,20, в четвертый - 0,30%.
Химический состав образцов определяется на приборе «ЭрейпЫаЬ». Результаты химического анализа приведены в табл.1. Из клиновых проб изготавливались шлифы для исследования макро- и микроструктуры, а также образцы для испытания механических свойств.
Таблица 1
Химический состав образцов, раскисленных А1 и СК25, %
Номер образца С Мп Si S P Cr Ni Mo Al
1-1 0,262 0,380 0,311 0,0336 0,0305 1,000 0,160 0,208 <0,010
1-2 0,254 0,378 0,316 0,0404 0,0304 1,000 0,160 0,212 0,0465
1-3 0,257 0,373 0,313 0,0395 0,0315 1,000 0,160 0,211 0,0827
1-4 0,260 0,372 0,307 0,412 0,0320 1,010 0,160 0,214 0,1760
2-1 0,315 0,573 0,447 0,0347 0,0299 1,210 0,148 0,214 <0,010
2-2 0,321 0,569 0,472 0,0386 0,0314 1,220 0,143 0,213 <0,010
2-3 0,310 0,558 0,473 0,0312 0,0319 1,230 0,135 0,214 <0,010
2-4 0,301 0,557 0,561 0,0335 0,0318 1,230 0,138 0,212 <0,010
OPTIMUM COMPOUNDS OF DEOXIDIZERS. DEOXIDATION COMPOUNDS OF STEEL 30 XML FOR CRUCIAL CASTS OF PIPELINE ACCESSORIES
Annotation
It is determined the optimum composition of deoxidizers at melting of steel 30ХМ1 with the purpose of elimination of peripheral blowholes in crucial casts of the pipeline fixtures.
Key words: deoxidizing effect, modifying, cold resistance, non-metallic inclusions, peripheral blowholes.
Выплавка стали 30ХМЛ проводится в дуговых печах с кислой футеровкой на КЗЛ объединения «Курганмашза-вод». Температура металла при выпуске из печи составляет 1680 - 17100С. При выпуске металла из печи в разливочный ковш под струю подается алюминий. Пробу металла на раскисление проводят совместно с ковшевой пробой в стаканчиках. Сталь считается раскисленной, если после заливки пробы объем металла в пробе не увеличивается.
Модифицирование производится в ковше перед заливкой в формы. Процесс модифицирования заключается в следующем: модификатор подается на струю металла при переливе из разливочного ковша в заливочный в начале его заполнения. Температура модифицирования стали 30ХМЛ не регламентируется. Модификатор ока-
Примечание. Здесь и далее в номере образца первая цифра обозначает номер серии, вторая цифра - номер образца в серии (номер ковша).
Эффективность раскисления стали можно проанализировать по наличию и глубине расположения подкорковых пузырей ив образцах. Результаты исследований приведены в табл.2 и на рис.1.
0 OJ ид си 0.-1
Damnen во раскнслшеля. tip
Рис. 1. Влияние количества и типа раскислителя на глубину расположения подкорковых пузырей в образцах при раскислении стали 30ХМЛ: 1 - алюминием; 2 - силикокальцием
СЕРИЯ «ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ», ВЫПУСК 5
107
Таблица 2
Глубина расположения подкорковых пузырей Ь в образцах из стали 30ХМЛ
Номер образца Глубина распо -ложен ия пузырей h, мм Номер образца Глубина располо-жения пузырей h, мм
1-1 До 5,0 2-1 До 7,5
1-2 - 2-2 До 6,5
1-З - 2-З До 6,5
1-4 - 2-4 До З,0
Таблица З
Номер Предел Предел Относи - Относи- Ударная вяз-
образца прочности, текучести тельное тельное кость КСи при -
МПа МПа удлинение, сужение, 60°С, МДж/м2
% %
1-1 - - - - 0,285
1-2 670 452 21,2 57,5 0,З90
1-З 67З 454 24,4 51,7 0,510
1-4 68З 461 2З,2 48,7 0,580
2-1 - - - - 0,915
2-2 - - - - 0,740
2-З - - - - 0,920
2-4 - - - - 0,985
Примечание. Отсутствие данных свидетельствует о том, что образцы изготовить не удалось вследствие наличия большого количества подкорковых пузырей.
Результаты анализа неметаллических включений и макроструктуры показали, что раскисление алюминием в количестве 0,01% приводит к формированию сульфидных включений I типа - глобулярных, дезориентированно расположенных в металлической матрице. Этот факт в сочетании с наличием подкорковых пузырей в образце 1-1 свидетельствует о недостаточном количестве алюминия для эффективного раскисления стали.
Наиболее неблагоприятные включения II типа, расположенные в виде цепочек по границам зерен, наблюдаются в образцах 1-2; сталь в этом случае хорошо раскислена (отсутствуют подкорковые пузыри), но содержит мало избыточного алюминия. В образцах 1-3 и 1-4 наблюдается остроугольные включения III типа. Их формирование обусловлено увеличением концентрации алюминия в металле.
Добавки силикокальция СК25 в количестве 0,15 -0,30% обеспечивают формирование сульфидных включений I типа. Макроанализом установлено, что добавка уже 0,05% Al устраняет появление подкорковых пузырей, в то время как добавки даже 0,3% силикокальция СК25 не позволяет полностью их устранить.
Результаты испытания механических свойств образцов, изготовленных из клиновых проб серий 1 и 2, приведены в табл.3.
На рис. 2 показано влияние типа и количества рас-кислителя на изменение ударной вязкости образцов, определенной при отрицательной температуре - 600С.
Сравнение серий 1 и 2 показало, что раскисление стали 30ХМЛ силикокальцием СК25 позволяет получить значительно более высокую (в 1,5 - 1,8 раза) ударную вязкость образцов, определенную при отрицательной температуре, чем при раскислении алюминием.
1,5
"я
и M
0,5
0 0,01 0,05 0,10 0,15 020 0,25
Количество раскнсгшгсля, Чо Рис. 2. Влияние типа и количества раскислителя на ударную вязкость стали при отрицательной температуре: 1 -раскисление алюминием; 2 - раскисление силикокальцием
Введение в сталь 30ХМЛ силикокальция без предварительного раскисления алюминием нецелесообразно, поскольку не позволяет устранить подкорковые пузыри. Результаты анализа показали, что оптимальная присадка алюминия для раскисления стали 30ХМЛ составляет 0,05 - 0,10% по массе, при этом количество остаточного алюминия равняется 0,04 - 0,08%.
Список литературы
1. Предеин С.Н., Филамонов В.В. Теория и расчеты металлических
систем и процессов: Учебное пособие. - М.: МИСИС, 2002. - 33с.
УДК 621.745.43
А.В. Афонаскин, В.И. Дудоров, Т.А. Дудорова Курганский государственный университет М.В. Быстров
УралНИТИ, г. Екатеринбург
ВЫБОР СОСТАВА МОДИФИЦИРУЮЩЕГО СПЛАВА (ЛИГАТУРЫ) ДЛЯ ОТЛИВОК ИЗ СТАЛИ И ЧУГУНА
Аннотация
Рассмотрена термодинамика и кинетика образования нитридных включений в жидких расплавах. Показано, что нитридные включения могут оказывать модифицирующий эффект, благодаря тому, что они являются гетерогенными центрами кристаллизации расплава. Для увеличения количества таких центров, необходимо повысить концентрацию азота в металле и путем введения титана создать необходимые условия для их образования.
Ключевые слова: азот, центры кристаллизации, азотирует, включения.
A.V. Afonaskin, V.I. Dudorov, T.A. Dudorova Kurgan State University M.V. Bystrov
Ural Research Technical Institute, Yekaterinburg
COMPOSION CHOICE FOR MODIFYING ALLOYING COMPOSITION IN STEEL AND CAST-IRON MOULDING
108
ВЕСТНИК КГУ, 2010. №1
