Автоматичне зварювання, 2015, №11



2015 №11 (09)

2015 №11 (02)

---

Журнал «Автоматическая сварка», № 11, 2015, с. 19-24
 

Cтруктура и свойства металла сварного шва, модифицированного нанооксидами

В.Д. Кузнецов, Д.В. Степанов

Нац. техн. ун-т Украины «КПИ». 03056, г. Киев-56, пр-т Победы, 37. E-mail: v.kuznetsov@kpi.ua
 
Реферат
Приведены результаты исследований структуры и свойств металла швов при вводе в сварочную ванну порошков нанооксидов. Показано, что доля нанопорошков, вносимых в сварочную ванну, не должна превышать 0,5 % в диапазоне рекомендуемых режимов сварки низколегированных сталей. Установлено, что ввод нанооксидов приводит к преимущественному формированию неметаллических включений как в наноразмерном диапазоне 0,07…0,13 мкм так и в диапазоне 0,3…0,8 мкм при этом, в них наблюдается повышенное по отношению к исходным швам содержание углерода, кислорода титана, алюминия и марганца. Показано, что при вводе нанооксида титана 0,5 % снижается содержание хрупких составляющих структуры и увеличивается до 40 % содержание игольчатого феррита, что с одновременным увеличением пределов текучести и прочности приводит к повышению ударной вязкости в 2 раза. Показано, что при модифицировании металла швов нанооксидами титана и алюминия уменьшается интервал кристаллизации, что может свидетельствовать о их действии как модификаторов 2-го рода. Библиогр. 15, табл. 3, рис. 6.
 
Ключевые слова: сварной шов, низколегированные стали, нанопорошки, нанооксиды, структура, неметаллические включения, механические свойства, интервал кристаллизации
 
Поступила в редакцию 21.10.2015
Подписано в печать 11.11.2015
 

1. Takamura J., Mizoguchi S. Roles of oxides in steels performance – Metallurgy of oxides in steels // Proc. 6th Int. Iron and Steel Cong., ISIJ, Tokyo. – 1990. – Vol. 1. – P. 591–597.
2. Microstructure control of steels through dispersoid metallurgy using novel grain refining alloys / O. Grong, L. Kolbeinsen, C. van der Eijk., G. Tranell // ISIJ Int. – 2006. – № 46. – P. 824–831.
3. Effect of inclusion size on the nucleation of acicular ferrite in welds / Т.K. Lee, H.J. Kim, B.Y. Kang, S.K. Hwang // II ISIJInt. – 2000. – 40. – P. 1260–1268.
4. Yamamoto K., Hasegawa T., Takamura J. Effect of boron on intra-granular ferrite formation in Ti-Oxide bearing steel // ISIJ Int. – 1996. – 36. – P. 80–86.
5. Influence of aluminum content on the characterization of microstructure and inclusions in high-strength steel welds / W. Vanovsek, C. Bernhard, M. Fiedler, G. Posch // Welding in the World. – 2013. – 57, Is. 1. – P. 73–83.
6. Jun Seok Seo, Hee Jin Kim, Changhee Lee. Effect of Ti addition on eeld microstructure and inclusion characteristics of bainitic GMA welds // ISIJ International. – 2013. – 53. – № 5. – P. 880–886.
7. Головко В.В., Григоренко Г.М., Костин В.А. Влияние нановключений на формирование структуры металла швов ферритно-бейнитных сталей (Обзор) // Зб. наук. праць НУК. – 2011. – № 4. – С.
8. Дослідження впливу нанорозмірних карбідів титану на формування мікроструктури та властивостей зварного шва / І.К. Походня, В.В. Головко, С.М. Степанюк, Д.Ю. Єрмоленко // ФХММ. – 2012. – № 6. – С. 68–75.
9. Головко В.В., Степанюк С.М., Єрмоленко Д.Ю. Дослідження впливу наноутворень в металі на формування мікроструктури зварного шва та його механічні властивості // Строительство, материаловедение, машиностроение: Сб. науч. тр. – 2012. – Вып. 64. – С. 155–159.
10. Головко В.В., Походня И.К. Влияние неметаллических включений на формирование структуры металла швов высокопрочных низколегированных сталей // Автомат. сварка. – 2013. – № 6. – С. 3–11.
11. Головко В.В., Степанюк С.Н., Ермоленко Д.Ю. Технология сварки высокопрочных низколегированных сталей с введением титансодержащих инокуляторов // Наноразмерные системы и материалы в Украине / Ред. А.Г. Наумовец (глав. ред.); НАН Украины. – Киев: Академпериодика, 2014. – С. 395–399.
12. Головко В.В., Степанюк С.Н., Ермоленко Д.Ю. Влияние титансодержащих инокулянтов на структуру и свойства металла швов высокопрочных низколегированных сталей // Автомат. сварка. – 2015. – № 2. – С. 16–20.
13. Влияние нанопорошковых инокуляторов на структуру и свойства литого металла высокопрочных низколегированных сталей / Г.М. Григоренко, В.А. Костин, В.В. Головко и др. // Современ. электрометаллургия. – 2015. – № 2. – С. 32–41.
14. Пат. № 98985 UA, МПК (2006.01) В 23К 9/16. Спосіб електродугового зварювання з введенням у зварювальну ванну нанокомпонентів / В.Д. Кузнецов, П.І. Лобода, С.К. Фомічов и др. – № u 2014 13486; Заявл. 15.12.14; Опубл. 12.05.15; Бюл. № 9.
15. Рагуля А.В., Скороход В.В. Консолідовані наноструктурні матеріали. – Київ: Наук. думка, 2007. – 349 с.