Досліджено комплекс ливарних, механічних та спеціальних властивостей, а також структуру жаростійких сталей. Визначено оптимальний вміст у них хрому, алюмінію, вуглецю та титану, що забезпечує найкращі технологічні й експлуатаційні характеристики. За результатами рентгенографічних і структурних досліджень установлено, що розподіл легувальних елементів за перерізом стінок виробів є рівномірним, що забезпечує їх тривалу експлуатацію за умов високих температур. Розроблено технології плавлення рекомендованих сталей для виготовлення з них виливків різних габаритних розмірів і призначення. Зазначено, що запропоновані технології апробовано за виробничих умов, показано перспективність використання хромоалюмінієвих сталей для виготовлення жаростійких литих деталей.

  Скачати повний текст

Розроблено та реалізовано чисельним засобом математичну модель теплового стану футеровки кисневого ковертера з урахуванням циклічності, виробітку, обшлакування, змін теплофізичних властивостей вогнетривів залежно від температури. Одержано динамічну картину розподілу температури, акумуляцію теплоти кладкою у період розігріву, продувки та в міжплавочний період, у тому числі у разі "замикання" горловини під час тривалого простою. Розрахунки підтверджено експериментально.

  Скачати повний текст

Одержано кореляційні залежності та побудовано тривимірні діаграми, які описують вплив товщини стінки виливка, вмісту вуглецю та кремнію на структуру, фізичні, механічні та службові властивості графітизованих сталей. Побудовано структурні діаграми графітизованих сталей, що описують залежність структури від товщини стінки виливка та вмісту вуглецю. Уточнено режими термічної обробки досліджених графітизованих сталей. Одержано залежності, які описують вплив товщини стінки виливка на міцність та пластичність графітизованих сталей після термічної обробки.

  Скачати повний текст

Вивчено вплив електронно-променевого переплаву на формування структури та властивості швидкорізальної сталі. Досліджено процеси затвердівання, формування структури та фазових перетворень у даній сталі за електронно-променевого переплаву та термічної обробки. Установлено, що процес затвердівання та кристалізації швидкорізальної сталі за зазначених умов є багатостадійним і відбувається у розширеному температурному інтервалі перитектичного перетворення. З'ясовано, що прискорене охолодження швидкорізальної сталі, фазові перетворення та структурні зміни, що відбуваються на стадії первинної кристалізації розплаву, призводять до подрібнення структури її металевої основи, рівномірного розподілу евтектичних карбідів і зміни механізму руйнування з переходом від грубого міжзеренного та змішаного з розвиненими поверхнями зламу, що свідчить про збільшення ступеня пластичної деформації, яка передує руйнуванню. Виявлено визначальний вплив первинної структури та морфології карбідної фази швидкорізальної сталі на її фізико-механічні й експлуатаційні властивості. Базуючись на результатах досліджень технологічних властивостей, оптимізовано технології електронно-променевого переплаву та термічної обробки даної сталі.

  Скачати повний текст

Установлено закономірності процесів кристалізації та структуроутворення в об'ємі консолідованих заготовок економнолегованих швидкорізальних сталей за умов технології струменевого формування та їх взаємозв'язок з характеристиками кінцевої структури сталей після пластичної деформації та змінювальної термічної обробки. Виявлено, що в економнолегованих швидкорізальних сталей у разі підвищення ступеня переохолодження розплаву під час кристалізації формується дрібнозерниста консолідована структура без обособлених утворень карбідної евтектики та великих первинних карбідних (карбонітридних) фаз, що зумовлює підвищення технологічної сталі та покращує її структуру після пластичної деформації та термічного зміцнення. За цього у порівнянні з іншими сталь Р2АМ5 мала понижену деформівність, взаємопов'язану з негативним впливом азоту. Показано, що структура сталі, одержаної струменевим формуванням, після пластичної деформації прокатуванням характеризується високою дисперсністю структурних складових, зокрема, карбідної фази, що зберігається після високотемпературної зміцнювальної термічної обробки, забезпечуючи високі фізико-механічні властивості сталей. Показано ефективність впливу додаткового комплексного легування (N - Si - Nb - V) швидкорізальної сталі Р2АМ5 на її фізико-механічні властивості, що дозволило знизити утричі вміст фольфраму за підвищення міцності, пластичності й експлуатаційних властивостей різального інструменту.

  Скачати повний текст

Вирішено проблему збільшення стійкості штампового інструменту холодного деформування шляхом підвищення конструкційної міцності сталей для їх виготовлення. На підставі підбору легувальних елементів і їх кількості з метою максимального зниження сумарних спотворень кристалічної решітки запропоновано принцип компенсаційного легування (КЛ). Розроблено склади сталей, які найбільш повно відповідають цьому принципу. Наведено спосіб одержання двошарових карбідних покриттів з порошкових сумішей, що мають меншу крихкість завдяки більш плавній зміні твердості та коефіцієнта лінейного розширення. Доведено, що стійкість інструменту з запропонованих сталей, на відміну від тих, що використовуються, зросла (залежно від виду інструменту та марки сталі) в 1,7 - 12 разів.

  Скачати повний текст

Розроблено технологічні засади виробництва сталей різного ступеня легованості, модифікованих активними елементами на базі результатів аналізу процесів взаємодії легуючих і модифікуючих домішок з залізовуглецевим розплавом і домішками рідкої сталі; формування структурних зон у литому металі та утворення неметалічної фази в процесі твердіння. Розроблено методику вивчення процесів твердіння сталевих зливків з застосуванням рідкоземельних елементів (РЗЕ) як індикатора. Уточнено динаміку наростання твердої фази. Вивчено закономірності формування з'єднань активних елементів з домішками рідкої сталі. Досліджено вплив модифікування та легування на властивості сталей різних класів. Запропоновано вдосконалену методику розрахунку кількості твердої фази в твердіючому зливку з урахуванням об'єму кристалів, що зародились в рідко-твердій області. Установлено, що з'єднання РЗЕ з киснем і сіркою грають роль підкладок для зародків основного сплаву, але не суттєво впливають на процеси формування структурних зон зливка. Винайдено спосіб введення модифікаторів у рідкий метал та розроблено пристрої для його реалізації. Як модифікатор запропоновано використання Ф1-РЗЕ-брикету для середньовуглецевих сталей та Ф1-РЗЕ-моноліту для низьковуглецевої нестаріючої сталі 08Ю. Наведено спосіб рафінування металу литої паспортної заготовки від шкідливих домішок. Установлено зв'язок між твердістю металу машинобудівних деталей та їх властивостями, розраховано кореляційні рівняння залежностей. Розроблено конструкційну сталь АЦ35ХГАФТ.

  Скачати повний текст

Розроблено наукові основи комплексного мікролегування кремнистих сталей азотом, титаном і алюмінієм. Створено новий клас сталей з карбонітридним зміцненням - типу САТЮ. Показано, що сталі цього типу можуть бути застосовані для виробництва економічного прокату підвищеної та високої міцності. Одержано модель для розрахунку необхідних границь мікролегування азотом, які забезпечують формування оптимальної структури злитка з розосередженою усадочною раковиною зі сталей типу САТЮ. Її застосування на практиці гарантує зниження головної обрізі з 13 - 16 до 3,0 - 5,5 %. Розроблено принципово нові азотовмісні лігатури та високопродуктивні технології їх виготовлення, застосування яких забезпечує необмежений об'єм виплавки сталей типу САТЮ.

  Скачати повний текст

Розглянуто проблему підвищення металургійної якості, надійності й довговічності залізничних рейок для існуючих і перспективних умов їх експлуатації. На основі комплексного підходу науково обгрунтовано сумісний вплив технологічних схем виплавки й розливу рейкової сталі, прокатки й термічної обробки рейок на формування структури та властивостей металу, його опірність утворенню дефектів контактно-утомного походження та спрацюванню. Освоєно ефективні технологічні процеси виплавку сталі в кисневих конвертерах, її позапічну обробку й розкиснення комплексними феросплавами, розлив безперервним і сифонним способом, прокату рейок в універсальних клітях, загартування поверхні головки рейок на всій довжині, в тому числі на особливо високу твердість. Основні результати роботи: підвищення експлуатаційної стійкості рейок за різних умов у 1,5 - 2 рази, істотна економія матеріальних ресурсів у чорній металургії, а також наукове й технологічне забезпечення запланованої реконструкції вітчизняних підприємств-виробників рейок та їх переходу на роботу за високопродуктивними сучасними технологіями.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Теоретично обгрунтовано металургійні способи одержання композитних злитків швидкорізальної сталі, експериментально перевірено ефективність технологій "рідкий сандвіч" (РС) та електрошлакового наплавлення рідким металом (ЕШМ РМ) для виготовлення металорізального інструмента. Наведено термодинамічну оцінку стабільності карбідів і визначено рівноважні склади фаз у сталі Р6М5 за умов зниженого вмісту легуючих елементів у центральному об'ємі злитка РС. На підставі сучасних уявлень про зниження температури ліквідус у процесі збагачення розплаву іншим компонентом теоретично обгрунтовано можливість її збільшення шляхом доливу більш гарячою, але менш легованою сталлю. Створено методику та комп'ютерну програму, що дозволяє прогнозувати склад, температуру ліквідус і механічні властивості сталі. За допомогою двохетапної математичної моделі проведено числовий експеримент з оптимізації параметрів розливання композитного злитка РС. Здійснено апробацію технології розливання композитного злитка РС Р6М5+40Х за промислових умов. На підставі результатів випробувань структури та властивостей одержаного металу доведено його повну відповідність вимогам ГОСТ 19265. Експериментально підверджено повну відповідність інструмента з композитної сталі нормам різання для сталі Р6М5. Показано, що за ЕШН РМ за рахунок наявності двох поверхонь охолоджування утворюється дрібне зерно, що сприяє запобіганню деформації під час виготовлення великогабаритного інструмента. Доведено, що розроблені технології одержання композитних злитків швидкорізальної сталі забезпечують економію легуючих елементів і конкурентоспроможність виготовленого інструмента.

  Скачати повний текст

Розв'язано актуальну науково-технічну задачу забезпечення комплексу високих механічних властивостей та експлуатаційних характеристик прокату та литва з низьколегованих електросталей завдяки їх модифікуванню азотом, титаном і алюмінієм замість дорогих і дефіцитних ванадію та ніобію. Досліджено технологічні особливості виплавки та розливання електросталі з карбонітридним зміцненням з рівноважним і "надрівноважним" вмістом азоту. Встановлено оптимальний вміст титану для обох видів металопродукції. На підставі результатів випробувань проката та литва підтверджено суттєві переваги розробленої сталі у порівнянні з відомими аналогами за мінімальним вмістом легуючих, за використанням найменш дефіцитних і надто дешевших мікролегувальних елементів, за властивостями металопродукції (міцністю, ударною в'язкістю, опором втомі), а також за виходом продукції. Розроблено нормативно-технічну документацію для промислового виробництва за розробленою технологією.

  Скачати повний текст

Визначено умови та розроблено метод легування газоподібним азотом хромомарганцевих розплавів у процесі їх газокисневого рафінування та показано, що високі показники досягаються під час роботи на "свіжій" шихті із застосуванням високовуглецевого ферохрому. Вперше визначено фізико-хімічні закономірності та механізми абсорбції азоту високохромистою ванною в поєднанні з зневуглецювання сталі, а також, що заміна оргону на більш дешевий азот у рівній мірі забезпечує селективне зневуглецювання без значного угару хрому. Показано, що технологія газокисневого рафінування дозволяє використовувати напівпродукт без обмежень з вихідної концентрації утримання вуглецю.

  Скачати повний текст

В дисертаційній роботі вирішена наукова задача, пов'язана з розробкою оптимального складу теплостійкої економнолегованої сталі для деталей гірнично-металургійного обладнання, з метою заміни традиційних, високолегованих сталей. В роботі встановлено закономірності впливу легуючих елементів на механічні властивості, розмір аустенітного зерна економнолегованих теплостійких сталей. Запропоновано кількісну оцінку залежності між мірою питомого впливу ванадію і молібдену на характеристики литих економнолегованих сталей. В дисертації встановлені особливості забезпечення високого рівня фізико-механічних властивостей і стабільності структурних складових сталі за рахунок обробки у поміжкритичному інтервалі температур.

  Скачати повний текст