ИССЛЕДОВАНИЯ ЗАГРЯЗНЕННОСТИ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИМИ ВКЛЮЧЕНИЯМИ КРУПНЫХ
СЛИТКОВ МАССОЙ 24,2 ТОННЫ СТАЛИ 38ХН3МФА

Гаманюк Сергей Борисович, кандидат технических наук, старший научный сотрудник, кафедра технологии материалов, Волгоградский государственный технический университет (Россия, г. Волгоград, пр. Ленина, 28), gamanuk@mail.ru
Руцкий Дмитрий Владимирович,  кандидат технических наук, доцент, кафедра технологии материалов, Волгоградский государственный технический университет (Россия, г. Волгоград, пр. Ленина, 28), tecmat@vstu.ru
Зюбан Николай Александрович,  доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой технологии материалов, Волгоградский государственный технический университет (Россия, г. Волгоград, пр. Ленина, 28), tecmat49@vstu.ru
Кириличев Михаил Владимирович, аспирант, Волгоградский государственный технический  университет (Россия, г. Волгоград, пр. Ленина, 28), tecmat@vstu.ru

 669-194.2

DOI

 10.21685/2072-3059–2017-1-10

Актуальность и цели. Образование неметаллических включений неразрывно связано с процессом кристаллизации расплава, и в зависимости от этой связи происходит формирование величины зерна, структуры, и, соответственно, формируется поле упругой и пластической деформации, определяющее свойства и обрабатываемость получаемого изделия. Целью данной работы являлось проведение исследований по изучению влияния изменения геометрических параметров крупного слитка на загрязненность металла неметаллическими включениями по высоте и сечению.
Материалы и методы. Объектами исследования являлись два слитка спокойной стали 38ХН3МФА массой 24,2 т (слиток обычной геометрии) и 22,5 т (слиток с вогнутой донной частью). Идентификация неметаллических включений проводилась металлографическим методом. Оценку загрязненности стали неметаллическими включениями производили под микроскопом МЕТАМ-РВ-23 на нетравленых шлифах с использованием метода Л (ГОСТ 1778–70).
Результаты и выводы. Результаты исследований показали, что общей закономерностью распределения сульфидов и оксисульфидов является наличие определенной взаимосвязи между индексами загрязненности сульфидов и оксисульфидов по высоте слитка. Неметаллические включения представляют собой сложные оксидные включения марганца, кремния, ванадия, хрома, алюминия, а также сульфидные и оксисульфидные включения. Применение «выпуклого» поддона обеспечивает ускорение кристаллизационных процессов в нижней части слитка и способствует равномерному распределению неметаллических включений по высоте и сечению слитка, уменьшению среднего размера включений, снижению индекса загрязненности, что оказывает положительное влияние на технологические свойства стали.

Ключевые слова

неметаллические включения, прочностные и пластические свойства, крупный слиток, кристаллизация, оксиды, сульфиды, оксисульфиды.

 Скачать статью в формате PDF

1. Малиночка, Я. Н. Механизм образования ограненных сульфидов марганца / . Н. Малиночка, Л. Н. Багнюк, С. А. Здоровец // Академия наук СССР. Известия. Сер.: Металлы. – 1989. – № 1. – С. 76–84.
2. Detection of Non-metallic Inclusions in Centrifugal Continuous Casting Steel Billets / Q. Wang, L. Zhang, S. Seetharaman, S. Yang, W. Yang, Y. Wang // Metallurgical and Materials Transactions B: Process Metallurgy and Materials Processing Science. 2016. – Vol. 47, Issue 3. – P. 1594–1612.
3. Гаманюк, С. Б. Исследование крупного кузнечного стального слитка измененной геометрии с целью повышения качества металла поковок : дис. … канд. техн. наук / Гаманюк С. Б. – Волгоград, 2012. – 162 с.
4. Червяков, А. Н. Металлографическое определение включений в стали / А. Н. Червяков, С. А. Киселев. – М. : Металлургиздат, 1962. – 201 с.
5. Виноград, М. И. Включения в стали и ее свойства / М. И. Виноград. – М. : Металлургиздат, 1963. – 252 с.
6. Krewerth, D. Influence of non-metallic inclusions on fatigue life in the very high cycle fatigue regime / D. Krewerth, T. Lippmann, A. Weidner, H. Biermann // International Journal of Fatigue. – 2016. Vol. 84. P.40–52.
7. Zhao, W. L. Mechanism for development of faults originating from compound inclusions in the forging process of 30Cr2Ni4MoV heavy ingots / W. L. Zhao, Q. X. Ma, S. L. Zha // Materials Transactions. – 2014. – Vol. 55, Issue 8. – P. 1324–1331.
8. Development and production of monoblock low-pressure turbine rotor shaft made from 670 ton ingot (Conference Paper) / Т. Yamauchi, H. Kudo, Y. Kishi, S. Ueda, H. Yoshida, K. Kimura, K. Kajikawa, S. Suzuki // Advances in Materials Technology for Fossil Power Plants – Proceedings from the 7th International Conference. – Waikoloa, HI; United States, 2014. – P. 333–343.
9. Шевцова, О. А. Aspects of the formation of sulfide inclusions and their effect on the quality of low-alloy structural steels / О. А. Шевцова, Н. А. Зюбан, Д. В. Руцкий // Metallurgist. – 2011. – Vol. 54, Issue 11–12. – C. 839–844.
10. Особенности образования сульфидных включений и их расположение внутри зерна в зависимости от условий раскисления стали 20 / О. А. Шевцова, Н. А. Зюбан, С. А. Пегишева, Д. В. Руцкий, К. Е. Титов, Н. В. Клячина // Металлург. – 2014. – № 5. – C. 60–63.
11. Лу нев, В. В. О природе и диагностике неметаллических включений в стали / В. В. Лунев, В. П. Пирожкова // Электрометаллургия. – 2011. – № 7. – С. 26–30.
12. Шевцова, О. А. Исследование особенностей формирования типа и вида сульфидных включений в зависимости от степени окисленности металла и их влияние на свойства низколегированных конструкционных сталей / О. А. Шевцова, Н. А. Зюбан, М. Н. Летников, Д. В. Руцкий // Проблемы черной металлургии и материаловедения. – 2010. – № 2. – C. 56–60.
13. Зюбан, Н. А. Влияние вакуумирования на особенности формирования сульфидных включений и свойства изделий из низколегированных конструкционных сталей / Н. А. Зюбан, О. Б. Крючков // Известия вузов. Черная металлургия. – 2008. – № 5. – С. 15–18.