Введение к работе
Актуальность работы. Для повышения конкурентоспособности современные машь-і и агрегаты, наряду с высокими показателями надежности и долговечности, что обеспечивает применение традиционных материалоь с повышенными физико-механическими и коррозионными свойствами, должны обладать такяи экономичностью, что достигается экономным легированием и сравнительно недорогими /малоэнергоемкими и менее трудоемкими/ процессами, улучшакциі.01, >> главны;.! образом, пластические свойства конструкционных материалов /относительное удлинение и относительноj суяение/ и их ударную вязкость.
' Широко и діно применяемые конструкционные стали типа 20-45Л и другие имеют недостаточно высокую конструктивна прочность, как-то: низкая ударная вязкость при относительно, удовлетвори.ельной прочности, что делает такие материалы особо уязвимыми в условиях работы щ : низких температурах /хладостойгэсть/ и особенно при знакопеременных нагрузках /усталостная прочность/.
Для улучшения указанных свойств этих сталей перспективно применение рафинирующих переплавов /или выплавки/ с последупцей термической обработкой для формирования оптимал. лоЛ структуры и распределения фаговых включений с очищением границ зёрен от вредных примесей.
Поэтому решение проблемы повышения работоспособности литых деталей из конструкционных сталей должно вюпсчать в себя сле^яяие факторы:
экономное легирование, /главным образом, марганцем, кремнием, хромом/;
рафинирующий переплав /или Екплавка/;
оптимальные режимы теї лической обработки /для формиро-вакш. мелкозернистой структуры с очищенными о" примесей и растворимых г.'лючений границами зёрен/;
модифицирование за счет введения поверхностно-активных элементов /в частности, присадки силикокальциевой лигатуры/.
Цель работч. Повышение физико-механических свойств недорогих экономнольгированных сталей до уровнч, делающего возмолсым применение указанных сталей для отливок ответственног' назначения взамен некоторых дорогостоящих легированных и конструкционных углеродистых деформированных сталей.
Основные заді пи работы:
-
Подбор рационального состава базовых конструкционных вкономнолегированных сталей для указанных целей.
-
Исследование влияния способа выплавки экономьолегиро-ванных сталей повншеїшой чистоты на микроструктуру, неметаллические включения и физико-механические свойств^ метадлі.
-
Изучение влияния модифицирования на физико-механические и технологические' свойства литчх сталей повышенной чистоты.
. 4. Выбор оптимального ва ианта получения литых заготовок для машиностроения из экономнолегированных сталей повышенной ':яототы.
-
Анализ и обобщение результатов исследований.
-
Промышленное опробование и вкедрениь результатов исследования, в- лроизводстг о.
Работа выполнялась в соответствии с постановление! ГКНТ Р 201 г. и планом МНГО института электросварки им.Е.О.Патона, іостановлением Президиума АН УССР от 30.12.1986г
Научная новизна. Термодинамическими и кинетическ'-ми расчета, л установлено и металлографическими исследованиями экспериментально подтверждено наличие на границах иакроэерен
особо чистой литой стали оксидных, оксисульфидннх и нитридвнх вклинений, образовавшихся на завергаапцеЯ стадии, кристаллизации.
Показано, что модифицирование кальцием литых экономно-легированных сталей, содержащих менее 0,005# серн, является полезным с точки прения скинення содержания, изменения природа зернограничных включений я повышения вакного технологического показателя литого металлу --"горячей трефіноустойчивости.
Практическая ценность. Показана целесообразность применения электрошлакового лить. /3GDI/ в машиностроении, как. оптимального технологического процесса, для производства ответственных литых заготовок из конструкционных сталей 20ГЛ, 20ХГСЛ вместо поковок. Показана возможность стабильной глубокой десульфурации /до 0,0015#/ низкоуглеродистой стали при ЯШ и ЗИП и рекомендованы расходуемые электрода, исходное содержание серы в которых понижено до 0,003-0,005. Из стали повышенной чистоты изготовлены и испытаны отливки арматуры для нефте- и газопроводов. Налааено опытно-проишаленнов производство указанных отлиьок на опытной заводе НЭС им.Б.О.Патона и Фастовском заводе ГМГУ и ГА.
Долевой экономический эффект автора от внедрения в 1989 г. совместно с ИЭС настощих исследований составил 57 тыс. рублей..
Автор заяидает. '
-
Новые сведения о механизме распределения серы при формировании литых зерен.
-
Теоретические -аспекты модіфицирования EJS! литых сталей повыше яой чистоты, сведения об особенностях образования в них кеиетаааичесхях включений.
-
Практические методы управления качественными показателями эяономнодегированных литых сталей, в частности, дуплекс-процесс, завершающе Л стадией которогсг является ЗИЛ.
Апробация работе. Результаты диссертация доклазаадись "а
республиканских научно-технических конференциях "Неметаллические включения и газы в литейных сплавах" /Запорожье, 1985, 1968, 1991/; третьей Республиканской научно-технической конференции "Техническое перевооружение и внедрение новых ресурсосберегс цих технологий в электросталеплавильном производстве" /Днепропетровск, 1989/; Всесоюзной конференции "Внепечная обработка металлов" /Киев, 1991/; семинаре "Структура, свойства и методы исследования легированных сталей" /Киев, I99I/j пятой научно-технической конференциг "Новые конструкционные стали и Сіїлавн и методы их обработки для повіт эния надеяности и долговечности изделий" /Запорожье, 1992/.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано II работ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введені т, пяти глав, списка литературы из 116 наименований, приложений. Содержит 146 страниц машинописного тексте, 32 рисунка, 24 табл"цы.
