Сучасна електрометалургія, 2015, №02



2015 №02 (05)

DOI of Article 10.15407/sem2015.02.06

2015 №02 (07)

---

Современная электрометаллургия, 2015, #2, 32-41 pages  

ВЛИЯНИЕ НАНОПОПОРОШКОВЫХ ИНОКУЛЯТОРОВ НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА ЛИТОГО МЕТАЛЛА ВЫСОКОПРОЧНЫХ НИЗКОЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ

Г.М. Григоренко, В.А. Костин, В.В. Головко, В.В. Жуков, Т.А. Зубер

Институт электросварки им. Е.О. Патона НАН Украины. 03680, г. Киев-150, ул. Боженко, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
 
 
Abstract
 
Представлены результаты исследований литой структуры высокопрочной низколегированной стали 14ХГНДЦ, в металлический расплав которой вводили нанопорошковые частицы инокуляторов различных соединений — оксидов, карбидов и нитридов (TiC, TiN, SiC, VC, NbC, TiO₂, Al₂O₃, MgO, ZrO₂). Для исследований использовали физическую модель, в которой металл предварительно расплавлялся плазмой электрической дуги, горящей в защитных газах Ar + CO₂. Исследования показали эффективность применения инокуляторов оксидов титана TiO₂ и циркония ZrO₂, что дало возможность обеспечить высокие значения временного сопротивления (708 и 621 МПа) и ударной вязкости KCV_–20 (60 и 72,9 Дж/см²) металла слитка в результате формирования бейнитных или игольчатых структур. Благодаря установке имитации термических циклов Gleeble 3800 стало возможным уточнение методики определения температур фазовых превращений с использованием метода цветовой маски и установление взаимосвязи между температурными интервалами бейнитного и мартенситного превращения, количеством структурных составляющих и типом применяемого иннокулятора. Библиогр. 15, табл. 4, ил. 7.
 
Ключевые слова: электродуговая сварка; слиток металла шва; нанопорошковые инокуляторы; диаграмма распада аустенита; микроструктура
 
 
Received:               24.02.15
Published:               25.06.15
 
 
References
 

1. Сабуров В.П., Черепанов А.Н., Жуков М.Ф. Плазмохимический синтез ультрадисперсных порошков и их применение для модифицирования металлов и сплавов. — Новосибирск: Наука, 1995. — 344 с.
2. Костин В.А., Головко В.В., Григоренко Г.М. Влияние нановключений на формирование структуры металла швов феррито-бейнитных сталей (Обзор) // Збiрник наукових праць НУК. — 2011. — № 4, электронное издание.
3. Модифицирование сталей и сплавов дисперсными инокуляторами / В.П. Сабуров, Е.Н. Еремин, А.Н. Черепанов, Г.Н. Миннеханов. — Омск: Изд-во ОмГТУ, 2002. — С. 2.
4. Исследование влияние модификаторов с наноразмерами на кристаллизационный процесс в сплавах на основе железа / Р. Гаврилова, М. Манчев, В. Манолов, А. Черепанов // Научни известия (Химико-технологический и металлургический университет). — София, Болгария, 2013. — № 2. — С. 313–315.
5. Оришич А.М., Черепанов А.Н. Исследование процесса сварки титановых сплавов ВТ5, ВТ6, ВТ20 с помощью непрерывного СО₂-лазерного излучения с применением нанопорошковых инокуляторов (НПИ) // Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН. Важнейшие науч. достижения за 2008 г. // http://www.itam.nsc.ru/about/vnr/vnr08.php.
6. Черепанов А.Н. Исследование фундаментальных основ влияния наноразмерных модифицирующих материалов на свойства сварных соединений, получаемых лазерной сваркой // Аннотация к отчету // http://www.rfbr.ru/rffi/ru/project_search/o_55281.
7. Технология модифицирования и рафинирования чугуна с применением порошковой проволоки / И.К. Походня, В.Ф. Альтер, В.С. Шумихин, И.Г. Раздобарин // Процессы литья. — 1993. — № 1. — С. 3–8.
8. Перспективные технологии повышения качества металлопродукции / Е.В. Протопопов, В.П. Комшуков, Л.А. Ганзер, Д.Б. Фойгт // Сб. тр. Всерос. науч.-практ. конф. «Металлургия: Технологии, управление, инновации, качество» (6–9 окт. 2009 г., Новокузнецк). — Новокузнецк, 2009. — С. 3–9.
9. Physical simulation of thermomechanical treatment employing Gleeble 3800 simulator / R. Kuziak // 15th Intern. Metallurg. & Material сonf., METAL 2006 (23–25.05.2006, Cerveny zamek, Hradec nad Moravici). — Hradec nad Moravici, 2006. — P. 1–9.
10. Григоренко Г.М., Костин В.А., Орловский В.Ю. Современные возможности моделирования превращений аустенита в сварных швах низколегированных сталей // Автомат. сварка. — 2008. — № 3. — С. 31–34.
11. Черепин В.Т. Экспериментальная техника в физическом металловедении. — Киев: Техніка, 1968. — 280 с.
12. Влияние распределения и размеров частиц модификатора на эффективность его действия в расплаве / А.И. Троцан, В.В. Каверинский, И.Л. Бродецкий, Я.П. Карликова // Вісник приазов. держ. техн. ун-ту. — Маріуполь, 2011. — Вип. 23. — С. 131–138.
13. Модифицирование расплава дисперсными частицами с учетом их разброса по размерам / А.И. Троцан, В.В. Каверинский, И.Л. Бродецкий, Я.П. Карликова // Там само. — Маріуполь, 2011. — Вип. 22. — С. 144–150.
14. Григоренко Г.М., Костин В.А. Прогнозирование температур фазовых превращений в высокопрочных низколегированных сталях // Современ. электрометаллургия. — 2013. — № 1. — С. 33–39.
15. Kuh Xu. Мultiphase particle-size-grouping model of precipitation and its application to thermal processing of microalloyed steel // Dissertation for the degree of Doctor of Philosophy in Mechanical Engineering in the Graduate College of the University of Illinois at Urbana-Champaign, 2012. — 224 p. // https: // www.ideals.illinois.edu/bitstream/handle/2142/42236/Kun_Xu.pdf.