LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Технологія металів. Машинобуд. → Підвищення якості сталевих виробів мікролегуванням та вдосконаленням способу введення модифікаторів у ківш

сталі в зливки виконують зверху через овальний стакан 100 мм у крізні виливниці з кюмпельним піддоном, для одержання листових зливків масою 18,3 т, 19,5 т і 23,0 тонни.

Для вивчення ступеня і стабільності засвоєння РЗЕ при різних способах уведення їх у рідку сталь на плавках з модифікуванням Fe-Се в ковші (варіант "а") і Al-РЗЕ монолітом (варіант "б") були відібрані проби металу: з ковша після випуску металу з конвертера; з-під ковша після наповнення 1-го, 3-го і 6-го зливків (таблиця 2). Отримані дані показують, що введення РЗЕ в складі моноліту забезпечує більш високий ступінь засвоєння, у порівнянні з уведенням РЗЕ під струмінь. Установлено, що при модифікуванні металу Fe-Ce у ковші (варіант "а"), після заповнення ковша металом з конвертера, зміст РЗЕ в металі складає всього 27 % від уведеного, тобто угар склав 73%. Подальша витримка металу цієї плавки в ковші привела до того, що вміст РЗЕ поступово знизився і до кінця розливання в металі виявлено лише сліди РЗЕ.

Дослідження макроструктури слябів, неметалічних включень, властивостей металу катаних листів на розрив і штампуємість показали, що модифікування стали в ковші фероцерієм, що вводиться у вигляді Al-РЗЕ моноліту (17 % FeCe замість 20 % Al) і FeCe у виливниці (при введенні в ківш 0,30 кг/т стали FeCe і 0,40 кг/т стали Fe-Сі у виливницю) дають найбільш високі і стабільні властивості холоднокатаному листу. При цьому штампуємість сягає 12,6 мм, а істинний опір розриву (s02/sВ) дорівнює 0,55 для листа товщиною 1,35 - 1,42 мм.

Таблиця 2.

Змінення вмісту РЗЕ в пробах метала дослідних плавок № 1 та № 2 після

випуску сталі в ківш та в процесі розливки


№..

п. п.


Час відбору проб

Варіанти модифікування



Фероцерієм у ковші

А1-РЗЕ монолітом у ковші



Введено РЗЕ по розрахунку, % мас.

Вміст РЗЕ, % мас / ступінь засвоєння, %

Введено РЗЕ по розрахунку, % мас.

Вміст РЗЕ, % мас / ступінь засвоєння, %

1

З ковша після наповнення металом

0,030

0,0080/27,0

0,030

0,0030/10,0

2

З-під ковша після наповнення 1-го зливка


0,0065/22,0


0,0130/43,3

3

З-під ковша після наповнення 3-го зливка


0,0040/13,4


0,0110/36,6

4

З-під ковша після наповнення 6-го зливка


сл./0,0


0,0110/36,6


Таким чином, підтвердилося припущення, що алюмінієва оболонка, у яку укладені РЗЕ, виконує роль фізико-хімічного захисту стосовно РЗЕ. Трохи менший ступінь засвоєння РЗЕ, у порівнянні з отриманої для середньовуглецевої сталі, зв'язана з більшім вмістом кисню в низьковуглецевому металі.

У результаті проведення дослідження розроблені і випробувані нові типи модифікатора і спосіб модифікування сталей, що дозволяють підвищити ефективність обробки сталей РЗЕ в 1,2-1,5 рази.

У четвертому розділі досліджували вплив легуючих елементів на властивості середньовуглецевої мікролегованої сталі. У дослідженні була поставлена задача: вивчити вплив модифікування і легування на механічні, технологічні характеристики мікролегованих сталей і розробити за результатами досліджень склад і спосіб виробництва мікролегованої сталі, здатної замінити стандартні конструкційні термополіпшувані стали 45, 40Х та 38ХГС при виготовленні деталей машин. Тобто, комплекс мікролегування (його компонентний і масовий склад) повиннен забезпечувати здатність готових виробів здобувати необхідні механічні властивості за допомогою регламентованого охолодження від температур кінця гарячої деформації. У цьому зв'язку на всіх етапах дослідження правильність вибору складу мікролегованих сталей одночасно супроводжувалися пошуками оптимальних методів уведення лігатур і розкислювачів, що забезпечують необхідні вмісти їх у металі й оптимальному режимі регламентованого охолодження, що забезпечує сприятливий комплекс механічних властивостей деталей.

Дослідження впливу методів уведення різних композицій мікролегуючих елементів (Ti, V, Nb, N, Ca, РЗЕ, Zr) і їхніх вмістів на властивості досліджуваних сталей проводили в лабораторних умовах. Склади досліджуваних сталей по змісту основних компонентів відповідали сталям 40Х та 38ХГС. Досліджували широкий діапазон складів сталей з різними варіантами мікролегування і модифікування. У ході досліджень на всіх стадіях лабораторного експерименту проводили заміри твердості зразків і деталей. Ці дані були використані для розрахунку (прогнозування) механічних властивостей дослідних сталей за результатами значень твердості. Задачу вирішували методом складання парних лінійних кореляцій, відповідно до якого на підставі заданих величин твердості можна визначити ряд величин значень механічних властивостей досліджуваного металу (sT, sB, d, y, КСU). Основою вихідних даних послужили відомі значення властивостей сталей, що поліпшуються. Види функцій взаємозв'язків різних механічних властивостей, лінійні коефіцієнти і коефіцієнти кореляції визначені на ЕОМ. Порівнюючи значення механічних властивостей, отриманих експериментальним шляхом, зі значеннями вихідних даних обчислили відносну помилку. Було встановлено, що значення властивості щодо міцності вірогідно прогнозуються по твердості - коефіцієнти кореляції для меж міцності і текучості відповідно дорівнюють RσВ = 0,929; Rσт = 0,957. Пластичні властивості й особливо ударна в'язкість не мають чіткої кореляційної залежності від величини твердості.

Аналіз впливу складу легуючих комплексів на механічні властивості, ударну в'язкість і оброблюваність готових деталей різанням показав, що комплекс властивостей у деталей з дослідних сталей вище, ніж у деталей зі сталей стандартного складу. Однак у сталей зі звичайним змістом сірки, оброблюваність трохи гірше, навіть при обробці її кальцієм. Відзначено, що стали з підвищеним змістом сірки і модифіковані присадками кальцію, навіть при твердості в 1,5 рази перевищуючої необхідну (для сталі 40Х), мають оброблюваність різанням на рівні стандартної сталі.

За результатами лабораторних експериментів, був розроблений склад легуючого комплексу для промислового випробування виробництва нової марки стали.

Був запропонований до промислового випробування наступний склад дослідної сталі:

0,30-0,38 % мас. С; 0.60-0.90 % мас. Mn; 0,17-0,35 % мас. Si; 0,70-1,00 % мас. Cr; 0,05-0,08 % мас. S; не більш 0,035 % мас. P; 0,015-0,025 % мас. N; 0,04-0,07 % мас. V; 0,03-0,08 % мас. Ti; 0,05 % мас. PЗЭ (по розрахунку без урахування угару); не більш 0,05 % мас. Mo - при вмісті Mo = 0,051- 0,080 % мас. вміст Mn необхідно знижувати до 0,50-0,80 %