Структуроутворення сталевих виливків у зв’язку з температурно-часовими параметрами плавлення і кристалізації
DOI:
https://doi.org/10.15407/mom2022.03.018Ключові слова:
виливки, шихта, спадковість, температура рівноважності, модифікування, кристалізація, швидкість охолодження, термочасова обробкаАнотація
В роботі висвітлено сучасні уявлення щодо особливостей процесів кристалізації та структуроутворення в об’ємі сталевих виливків залежно від температурно-часових умов охолодження розплаву і остигання виливків, а також технологічної передісторії шихтових матеріалів.
Проведено аналіз впливу модифікування та термокінетичних умов кристалізації і остигання сталевих виливків, з урахуванням хімічного складу сталей, на кожному з етапів технологічного циклу отримання литої продукції.
На етапі вибору шихтових матеріалів розглянуті умови збереження і закладення у структурі сталевих виливків певних металогенетичних особливостей вихідної шихти, розглянуто існування температури рівноважності (Тр), при перегріві вище якої спадковість втрачається. Завдяки цьому показана можливість використання вторинного металу для підвищення властивостей виливків без зміни їх хімічного складу. Проаналізовано вплив температурно-часових параметрів у передкристалізаційний період, а саме температури перегріву розплаву, тривалості ізотермічної витримки і швидкості його наступного охолодження, на структуроутворення і властивості сталевих виливків, в тому числі з урахуванням металогенетичних особливостей вихідної шихти. Показано закономірності впливу температурно-часових умов кристалізації в інтервалі температур твердо-рідкого стану на характер зародко- і структуроутворення при кристалізації сталевих виливків. Визначено особливості структуроутворення і формування властивостей у сталевих виливках в умовах температурно-кінетичного впливу після їх тверднення. А також розглянуто перспективність отримання виливків з градієнтною структурою для підвищення спеціальних властивостей литих виробів.
Розглянуті підходи підвищення якості і властивостей сталевих виливків відкривають перспективу для створення нових технологічних рішень та автоматизації технологічних процесів отримання литої продукції з прогнозованим комплексом властивостей на рівні або вище рівня властивостей аналогічних виробів з прокату.
Посилання
Belous M.V., Braun M.P. Fyzyka metallov (Physics of metals), Kyiv: Vyshcha shkola, 1986, 343 p. [in Russian].
Kondratyuk S.Ye., Vynokur B.B., Sokyro L.A., MiTOM, 1988, No. 9, pp. 45 – 49 [in Russian].
Smirnov A.N., Pilyushenko V.L., Minaev A.A. Protsessy nepreryvnoy razlyvky (Continuous casting processes), Donetsk: DonNHTU, 2002, 536 p. [in Russian].
Kondratyuk S.Ye., Parkhomchuk Z.V., Stoyanova O.M., Shchehlov V.M. Spadkove modyfikuvannya stali (Hereditary modification of steel), Kyiv : Vydavets Kravchenko Ya.O., 2018, 130 p. [in Ukrainian].
Kondratyuk S.Ye. Strukturoutvorennya, spadkovistʹ i vlastyvosti lytoyi stali (Structure formation, heredity and properties of cast steel.), Kyiv: Nauk. dumka, 2010, 175 p. [in Ukrainian].
Nikitin V.Y., Nikitin K.V. Nasledstvennost v lytykh splavakh (Heritability in cast alloys), M.: Mashynostroenye, 2005, 510 p. [in Russian].
Nikitin V.Y. Nasledstvennost v lytykh splavakh (Heritability in cast alloys), Samara: SamHPU, 1995, 248 p. [in Russian].
Dyachenko S.S., Metaloznavstvo ta obrobka metaliv, 2004, No. 2, pp. 3-14 [in Ukrainian].
Gavrilin I.V. Plavleniye i kristallizatsiya metallov i splavov (Melting and crystallization of metals and alloys), Vladimir: VlTU, 2000, 255 p. [in Russian].
Baum B.A., Khasin G.A., Tyagunov G.V. Zhidkaya stal' (Liquid steel), M.: Metallurgiya, 1984, 208 p. [in Russian].
Frenkel Ya.I. Vvedeniye v teoriyu metallov (Introduction to the theory of metals), Leningrad: Nauka, 1972, 424 p. [in Russian].
Tyagunov G.V., Liteynoye proizvodstvo, 1988, No. 2, pp. 8-9 [in Russian].
Baum B.A., Tyagunov G.V., Baryshev Ye.Ye., Tsepelev V.S. Fundamental'nyye issledovaniya fiziko-khimii metallurgicheskikh rasplavov (Fundamental research of physical chemistry of metallurgical melts), M.: IKTS Akademkniga, 2002, pp. 214-228. [in Russian].
Yeremin Ye.N., Losev A.S., Filippov Yu.O., Yeremin A.Ye., Liteyshchik Rosii, 2008, No. 8, pp. 39 – 43 [in Russian].
Yeremin A.Ye., Liteyshchik Liteyshchik Rossii, 2010, No. 10. pp. 23 – 25 [in Russian].
Sedel'nikov V.V., Liteynoye proizvodstvo, 2008, No. 11, pp. 14 – 15 [in Russian].
Guzenkov S.A., Fedorov D.N., Rutskiy D.V., Stal', 2010, No. 3, pp. 101-103 [in Russian].
Matveyev S.V., Orekhov A.I., Chereshneva Ye.V., Liteynoye proizvodstvo, 2009, No. 3, pp. 2-3 [in Russian].
Skrebtsov A.M., Protsessy lit'ya, 2005, No. 3, pp. 3-10. [in Russian].
Skrebtsov A.M., Stal', 2010, No 10, pp. 14 – 19 [in Russian].
Danilov V.I. Stroyeniye i kristallizatsiya zhidkostey (Structure and crystallization of liquids), K.: ANUSSR, 1956, 566 p. [in Russian].
Kondratyuk S.Ye., Sokirko L.A. KLIT-tekhnologiya – rezerv povysheniya svoystv staley (KLIT-technology is a reserve for improving the properties of steels), Kyiv: Ob-vo «Znaniye» USSR, 1989, 19 p. [in Russian].
Kondratyuk S.Ye. Strukturoutvorennya, spadkovistʹ i vlastyvosti lytoyi stali (Structure formation, heredity and properties of cast steel), Kyiv: Nauk. dumka, 2010, 175 p. [in Ukrainian].
Timoshkin I.Yu., Nikitin V.I., Ri E.Kh. i dr., Liteynoye proizvodstvo, 2019, No. 3, pp. 12-14 [in Russian].
Semenov K.G., Metallurgiya mashinostroyeniya, 2019, No. 1, pp. 5-7 [in Russian].
Nuradinov A.S., Prigunova A. G., Sheygam V. Yu., Vernidub A. G., Nuradinov I. A., Metall i lit'ye Ukrainy, 2020, No. 2, pp. 41-48 [in Russian].
Kotlyarskiy F.M., Borisov G.P., Duka V.M. i dr., Protsessy lit'ya, 2012, No. 3, pp. 42-52 [in Russian].
Kondratyuk S.Ye., Nuradinov A.S., Parkhomchuk Z.V., Veys V.I., Metaloznavstvo ta obrobka metaliv, 2019, No. 3, pp. 30 – 39 [in Ukrainian].
Kondratyuk S. Ye., Parkhomchuk ZH. V., Tokareva O. O., Veys V.I. Metaloznavstvo ta obrobka metaliv, 2019, No. 2, pp. 32 – 43 [in Ukrainian].
KondratyukS.Ye.,VeisV.I.,Parkhomchuk Z. V., Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering, 2019, Vol. 97 (2), pp. 49-56 [in English] https://doi.org/10.5604/01.3001.0013.8537
Marukovich Ye.I., Stetsenko V.Yu., Lit'ye i metallurgiya, 2020, No. 3, pp. 7-9 [in Russian]. https://doi.org/10.21122/1683-6065-2020-3-7-9
Marukovich Ye.I., Stetsenko V.Yu., Lit'ye i metallurgiya, 2020, No. 2. pp. 8-11 [in Russian].https://doi.org/10.21122/1683-6065-2020-2-8-11
Kondratyuk S.Ye., Stoyanova Ye.N., Shcheglov V.M., Primak I.N., Parkhomchuk Z.V. Liteynoye proizvodstvo, 2013, No. 6, pp. 8-11. [in Russian].
Zamyatin V.M., Baum B.A. Metallurgiya mashinostroyeniya, 2010, No. 6, pp. 6-12 [in Russian].
Stetsenko V.Yu., Metallurgiya mashinostroyeniya, 2008, No. 6, pp. 19-21 [in Russian].
Rutman M.M., Liteynoye proizvodstvo, 1991, No. 4, pp. 16-19 [in Russian].
Kondratyuk S.Ye., Stoyanova O.M., Parkhomchuk Z.V., Metaloznavstvo ta obrobka metaliv, 2014, No. 4, pp. 25-31 [in Ukrainian].
Kondratyuk S.Ye., Stoyanova Ye.N., Shcheglov V.M., Primak I.N., Parkhomchuk Z.V., Protsessy lit'ya, 2015, No. 2, pp. 56-63 [in Russian].
Borisov G.P., Belen'kiy D.M., Vernidub A.G., Metall i lit'ye Ukrainy, 2004, No. 1-2, pp. 4-5 [in Russian].
Verkhovlyuk A.M., Serhiyenko R.A., Shcheretsʹkyy O.A., Metaloznavstvo ta obrobka metaliv, 2018, No.1, pp. 9-21 [in Ukrainian].
Kondratyuk S.Ye.,Veis V.I.,Parkhomchuk Z.V., Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering, 2020, Vol. 104, pp. 23-29 [in English] https://doi.org/10.5604/01.3001.0014.3866
Patent № 148853 Ukraine, MPK B22D 7/08, B22D 23/00. Sposib vyhotovlennya vylyvkiv instrumentu zi shvydkorizalʹnoyi stali (The method of manufacturing tool castings from high-speed steel), S.Ye. Kondratyuk, Z.V. Parkhomchuk, V.V. Veys, vlasnyk PTIMS NAS of Ukraine, No. u2021 02484 [in Ukrainian].
Gulyayev B. B. Protsessy zatverdevaniya (Mashinostroenie), M.: Mashinostroyeniye, 1976, 216 p. [in Russian].
Ono A. Zatverdevaniye metallov (Solidification of metals), trans. from eng., M.: Metallurgiya, 1980, 152 p. [in Russian].
Tolochko N.K., Andrushevich A.A., Liteynoye proizvodstvo, 2012, No. 2, p. 27-31 [in Russian].
Marukovich Ye.I., Stetsenko V.Yu. Modifitsirovaniye splavov (Alloy modification), Minsk: Belarus. navuka, 2009, 196 p. [in Russian].
Metallovedeniye i termicheskaya obrabotka stali (Metal Science and Thermal Treatment of Steel), Ed. M.L. Bernshteyna, T.I. Rakhshtadt. – M.:Metallurgiya, 1983, 352 p. [in Russian].
Grigor'yants A.G., Safonov A.I. Lazernaya tekhnika i tekhnologii (Laser equipment and technologies), M.: Vysshaya shkola, 1984, in 7 books.. [in Russian].
Kondratyuk S.YE., Veys V.I., Parkhomchuk ZH.V., Shevchenko H. I., Metaloznavstvo ta obrobka metaliv, 2021, No.3, p. 3-14 [in Ukrainian]. https://doi.org/10.15407/mom2021.03.003
Kondratyuk S.YE., Veys V.I., Parkhomchuk Z.V., Metaloznavstvo ta obrobka metaliv, 2021, No. 4, pp. 16-23 [in Ukrainian]. https://doi.org/10.15407/mom2021.04.016
Patent № 123731 Ukraine, MPK B22D7/00, B22D23/00. Sposib vyhotovlennya vylyvkiv z beynitnoho abo ausferytnoho chavunu z kulyastym hrafitom (The method of making castings from bainite or ausferite cast iron with nodular graphite), V.S. Doroshenko, V.O. Shynsʹkyy, vlasnyk PTIMS NAS of Ukraine, u201708132, zayavl. 04.08.2017, opubl. 12.03.2018, byul. No. 5. [in Ukrainian].
Downloads
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2022 S.Ye. Kondratyuk, V.I. Veis, Z.V. Parkhomchuk
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
