Gradient structure and fracture characteristics of steel castings
DOI:
https://doi.org/10.15407/mom2022.01.015Keywords:
steel, crystallization, gradient structure, toughnessAbstract
На прикладі виливків сталей 25Л і 30ХГСЛ досліджено вплив перегрівів розплаву над рівноважним ліквідусом до температур 1570 ºС, 1620 ºС і 1670 ºС та умов тепловідбору (звичайне і швидке охолодження) на формування градієнтної структури і характеристики руйнування по перерізу виливків. Диференційований фазово-структурний стан прямокутних виливків (60х60х100 мм) забезпечувався переважаючим одностороннім тепловідбором у ливарних формах з різною тепловідбірною здатністю і середньою швидкістю охолодження (Vох) 2 – 5 ºС/с та 300 – 350 ºС/с.
Встановлено закономірні зміни протяжності основних макроструктурних зон у виливках залежно від умов кристалізації, зокрема збільшення зони приповерхневих дрібних кристалів і зони транскристалізації при швидкісному охолодженні розплаву. Показано, що залежно від температурних умов підготовки розплаву і охолодження його при кристалізації розмір зерна по перерізу виливків змінюється на 4-5 номерів (сталь 25Л) і на 6-8 номерів (сталь 30ХГСЛ). Швидкісне охолодження розплаву при цьому зумовлює значне підвищення значень ударної в’язкості по перерізу виливків в межах 50-35 Дж/см2 (сталь 25Л) і 40-20 Дж/см2 (сталь 30ХГСЛ) навіть за умов значного перегріву розплаву. За умов же звичайного охолодження спостерігається значне зниження значень ударної в’язкості по перерізу виливків від 30 до 15 Дж/см2.
За результатами визначення ударної в’язкості у виливках з диференційованою структурою залежно від умов кристалізації і температури випробування (+20 ºС…-60 ºС) одержані рівняння регресії щодо зміни її значень в інтервалі температур в’язко-крихкого переходу, а також температури крихкості Ткрх50 сталей в об’ємі виливків.
Одержані результати створюють передумови розроблення технологічних засад інженерії литих сталевих виробів для забезпечення в них заданих властивостей згідно вимог їх експлуатації.
References
Tarasevych M. I., Metaloznavstvo ta obrobka metaliv, 1996, No. 4, pp. 61-63.
Stas I. M. Strukturoutvorennya ta vlastyvosti stalevykh vylyvkiv v umovakh rehlamentovanoho teplovidboru (Structural formation and properties of steel castings in the conditions of regulated heat selection), Avtoreferat dys. kand. tekhn. Nauk, Kyiv: FTIMS NAN Ukrayiny, 2014, 23 p.
Kyryevskyy B. A., Lyteynoe proizvodstvo, 2020, No., pp. 8-10.
Bahmutov V. P., Zakharov Y. N., Yzvestiya Vuzov. Chernaya metallurhyya, 2003, No. 3, pp. 28-33.
Kondratyuk S. Ye., Veys V. I., Parkhomchuk Z. V., Loktionov-Remizovskyy V.A., Metaloznavstvo ta obrobka metaliv, 2021, No. 4, pp. 16-23
Serber J. Lyneynyy rehressyonnyy analyz (Linear regression analysis), Moscow: Myr, 1980, 272 p.
Petch N. J. The ductile-brittle transition in the fracture of alpha-iron., Phil. mag., 1958, No. 3, p. 1089. https://doi.org/10.1080/14786435808237038
Petch N. J. Perekhod yz vyazkoho sostoyanyya v khrupkoe v a-zheleze. – V kn.: Atomnyy mekhanyzm razrushenyya (Atomic mechanism of destruction), Moscow: Metallurhyzdat, 1963, pp. 69-83.
Meshkov Yu.Y., Kotrechko S. A., Shyyan A. V. Mekhanycheskaya stabylnost metallov y splavov (Mechanical stability of metals and alloys), Kyev, Nauk. dumka, 2014, 278 p.
Byalik O. M., Kondratyuk S. Ye., Kindrachuk M.V., Chernenko V.S. Strukturnyy analiz metaliv. Metalohrafiya. Fraktohrafiya (Structural analysis of metals. Metallography. Fractography), Kyiv: Politekhnika, 2006, 328 p.
Fraktohrafyya y atalas fraktohramm. Sprav. (Fractography and atlas of fractograms. Cases.), Pod red. M. L. Bernshteyna, Moscow: Metallurhyya, 1982, 498 p.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2022 S.Ye. Kondratyuk, Z.V. Parkhomchuk, V.I. Veis
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
