Вивчення взаємодії легуючих елементів і домішок у багатокомпонентних системах маловуглецевих і низьколегованих сталей 07ЮТ, 09Г2С, аналіз методу множинної кореляції з графічною табуляцією моделі за двома факторами для даних складу промислових плавок.
Аннотация к работе
Шаповаловою О.М. з метою одночасного глибокого і ефективного розкислення - модифікування - мікролегування; це дозволило зменшити кількість шкідливих домішок і неметалевих включень, подрібнити лите зерно, змінити морфологію структури, підвищити рівень і стабільність механічних властивостей. · вивчення взаємодії легуючих елементів і домішок шляхом множинної кореляції і графічної табуляції дуже великого масиву статистичних даних хімічного складу і механічних властивостей промислових плавок (по 150 т і 300 т кожна) маловуглецевої (07ЮТ) і низьколегованої (09Г2С) сталей; цим методом у звязку з термодинамічними дослідженнями, вивченням розміщення елементів методом відбитих електронів, оптичною мікроскопією удалося виявити механізми взаємодії елементів у багатокомпонентних системах сталей. 2) Дослідити взаємодію кремнію з вуглецем, алюмінієм, титаном, сіркою в сталі 07ЮТ і його вплив на механічні властивості цієї сталі. 4) Виявити механізми взаємодії легуючих елементів і домішок, їх вплив на механічні властивості і структуру досліджених сталей та оптимізувати хімічний склад і механічні властивості сталей. Наукова новизна роботи полягає у визначенні комплексного впливу легуючих елементів у багатокомпонентних системах на механічні властивості досліджуваних сталей 07ЮТ, 09Г2С, оброблених технологічними добавками, із подальшою оптимізацією складу сталей та поліпшенням їх властивостей.У першому розділі приведено огляд вітчизняної і зарубіжної літератури щодо впливу вуглецю, домішок впровадження і легуючих елементів, сірки на властивості низьколегованих маловуглецевих конструкційних сталей. Аналіз літературних даних показав, що вітчизняні конструкційні сталі за своїм складом відрізняються від вимог світових стандартів, тому що мають підвищений вміст сірки та фосфору і більш широкий концентраційний інтервал кожного з елементів у їх складі. Встановлено значимі коефіцієнти кореляції між цілим рядом елементів-розкислювачів у сталі 07ЮТ, як-то: вуглецем і марганцем, алюмінієм і титаном, вуглецем і сіркою, вуглецем і алюмінієм, кремнієм і сіркою, вуглецем і кремнієм. Встановлено, що титан, кремній, алюміній, вуглець і марганець суттєво впливають на межу міцності сталі 07ЮТ. Для сталі 09Г2С визначено значимі залежності між елементами: марганцем і кремнієм, марганцем і фосфором, хромом і нікелем, кремнієм і фосфором, марганцем і сіркою, вуглецем і кремнієм.Вперше вивчено і встановлено в графічній формі комплексний вплив елементів і домішок маловуглецевих і низьколегованих промислових сталей на рівень і стабільність їх механічних властивостей, завдяки застосуванню методу множинної кореляції з графічною табуляцією моделі за двома факторами. Оптимізовано концентрації алюмінію, титану, вуглецю, марганцю, кремнію, сірки з урахуванням їх одночасної дії на механічні властивості промислових сталей 07ЮТ і 09Г2С за результатами обробки великого масиву даних. Встановлено, що розкислення сталей 07ЮТ, 09Г2С новими розкислювачами з відходів - технологічними добавками марок ДТ - дозволяє суттєво знизити вміст сірки і неметалевих включень, подрібнити первинне зерно (до 1,2-1,8 разів), підвищити рівень і стабільність характеристик пластичності й ударної вязкості. Вперше виявлено незвичайне підвищення пластичності при деякому зниженні міцності сталі 07ЮТ зі збільшенням концентрації карбідоутворюючих елементів Mn, Ti у її складу, обумовлене розміщенням атомів карбідоутворюючих елементів, не тільки у фериті, але й у легованому цементиті (Fe,Mn)3C і (Fe,Ti)3C.
План
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
Вывод
1. Вперше вивчено і встановлено в графічній формі комплексний вплив елементів і домішок маловуглецевих і низьколегованих промислових сталей на рівень і стабільність їх механічних властивостей, завдяки застосуванню методу множинної кореляції з графічною табуляцією моделі за двома факторами.
2. Оптимізовано концентрації алюмінію, титану, вуглецю, марганцю, кремнію, сірки з урахуванням їх одночасної дії на механічні властивості промислових сталей 07ЮТ і 09Г2С за результатами обробки великого масиву даних.
3. Встановлено, що розкислення сталей 07ЮТ, 09Г2С новими розкислювачами з відходів - технологічними добавками марок ДТ - дозволяє суттєво знизити вміст сірки і неметалевих включень, подрібнити первинне зерно (до 1,2-1,8 разів), підвищити рівень і стабільність характеристик пластичності й ударної вязкості.
4. Вперше виявлено незвичайне підвищення пластичності при деякому зниженні міцності сталі 07ЮТ зі збільшенням концентрації карбідоутворюючих елементів Mn, Ti у її складу, обумовлене розміщенням атомів карбідоутворюючих елементів, не тільки у фериті, але й у легованому цементиті (Fe,Mn)3C і (Fe,Ti)3C. Запропоновано механізм процесу.
5. Показано можливість одержання необхідного рівня і підвищення механічних властивостей, у тому числі пластичності, із зростанням концентрації сірки за умови регламентованого вмісту елементів-розкислювачів сталі 07ЮТ. Визначено допустимий вміст сірки в сталі 07ЮТ, що дорівнює 0,04 % S, при оптимальній кількості інших компонентів, при якому пластичність ще забезпечує глибоку витяжку металу при деформації, а міцність гарантує знижену обривність.
6. Встановлено немонотонну зміну міцності і пластичності (?в і ?) сталі 07ЮТ під впливом алюмінію і титану, введених у розплав при обробці його технологічними добавками ДТ1 і ДТ6. Дано пояснення якісній зміні характеру впливу.
7. Встановлено лінійну залежність між вмістом марганцю і вуглецю і показано, що вона є універсальною для маловуглецевих і низьколегованих сталей, причому тим більш сильно вираженою, чим менш легована сталь. Це дозволяє регламентувати вміст марганцю в сталі при визначених концентраціях вуглецю.
8. Виявлено помітний вплив активних елементів-розкислювачів технологічних добавок на структуру, однорідність і морфологію структури оброблюваних сталей.
9. Результати досліджень позитивно апробовано і впроваджено в промисловості на 450 промислових плавках (по 150 т і 300 т кожна) двох металургійних комбінатів України.
Список литературы
1. Шаповалова О.М., Носова Т.В., Васильев С.Ю., Федоренко Р.В., Смирнов С.Н., Позднякова Е.Л. Анализ свойств сталей, обработанных новыми раскислителями из твердых отходов аэрокосмической техники и внедрение их в промышленность // Труды I Междунар. симпозиума “Аэрокосмическая индустрия и экология. Проблемы конверсии и безопасности”. - Дн-ск. - 1995. - С. 16.
2. Шаповалова О.М., Носова Т.В. Исследование взаимного влияния легирующих элементов в конструкционных сталях, обработанных технологическими добавками из отходов //Труды IV Междунар. конф. ІСМВ, 96 “Материалы для строительных конструкций”. -Днепропетровск: ПГАСИА. - 1996. - С. 62-63.
3. Шаповалова О.М., Носова Т.В., Васильев С.Ю., Карнаух А.И. Взаимное влияние элементов на свойства Ст 07ЮТ и 09Г2С при обработке их расплавов раскислителями из отходов // Труды Междунар. конф. “Эвтектика - IV”. - Днепропетровск: ДМЕТАУ. - 1997. - С. 139.
4. Шаповалова О.М., Васильев С.Ю., Носова Т.В., Фартушная И.В. Взаимное влияние компонентов на свойства конструкционных сталей, обработанных технологическими добавками из отходов // Строительство, материаловедение, машиностроение. - Днепропетровск: ПГАСИА. - 1997. - С. 95.
5. Шаповалова О.М., Сусленкова С.В., Маркова И.А,, Долженкова Е.В., Васильев С.Ю., Носова Т.В., Масс Е.Л. Внедрение сырьевых композитов из конверсионных отходов для обработки сталей и сплавов // Труды Междунар. конф. по перспективным исследованиям “Конверсия и экология”. - Лесное. - 1997. - С. 109-110.
6. Шаповалова О.М., Носова Т.В., Васильев С.Ю., Зайцева А.О. Отходы цветных металлов для раскисления сталей // Труды Минобраз. Украины “Состояние, проблемы и направления развития производства цветных металлов в Украине”. - Запорожье. - 1997. - С.278-280.
7. Шаповалова О.М., Бабенко Е.П., Маркова И.А., Долженкова Е.В., Сусленкова С.В., Ивченко Т.И., Шаповалов А.В., Золотько Е.В., Васильев С.Ю., Носова Т.В., Кульчицкая Л.Я., Фартушная И.В. Безотходные, экологически чистые, энергосберегающие технологии переработки промышленных отходов //Труды III Междунар. конф. поустойчивому развитию “Проблемы индустриальных регионов”. - Запорожье. - 1998.
8. Шаповалова О.М., Носова Т.В., Ивченко Т.И. Комплексное влияние элементов на свойства конструкционной стали 07ЮТ, обработанной технологическими добавками марки ДТ1// Строительство, материаловедение, машиностроение. - Днепропетровск: ПГАСИА. - 1998. - С. 96.
9. Шаповалова О.М., Маркова И.А., Бабенко Е.П., Шаповалов А.В., Долженкова Е.В., Ивченко Т.И., Сусленкова С.В., Носова Т.В., Васильев С.Ю., Кульчицкая Л.Я. Решение задач экологии и энергосбережения при переработке отходов аэрокосмических производств // Труды Междунар. симпозиума “Энергосбережение и экология”. - Дн-ск. - 1998. - С. 18-19.
10. Васильев С.Ю., Шаповалов А.В., Ивченко Т.И., Носова Т.В. Экологически чистые технологии и материалы для удаления серы и фосфора из сталей // Труды IV Традиционной научно-техн. конф. стран СНГ “Процессы и оборудование экологических производств”. - Волгоград. - 1998. - С.70-71.
11. Шаповалова О.М., Ивченко Т.И., Носова Т.В. и др. Новые экологически безопасные технологии и материалы из отходов //Матер. I Междунар. конф.: Устойчивое развитие: “Загрязнение окружающей среды и экологическая безопасность”. - Дн-ск. - 1995, с.40.
12. Носова Т.В. Комплексное влияние легирующих элементов на механические свойства стали 07ЮТ, обработанной технологическими добавками из отходов // Труды I Междунар. конф. “Наука i освіта”. - Дн-ск - Одесса-Харьков-Запорожье. - 1998. - С.1014.
13. Шаповалова О.М., Носова Т.В., Васильев С.Ю. Комплексное влияние серы и фосфора на свойства стали 07ЮТ // Придніпровський науковий вісник. - Дн-ск. - 1998. - С. 34-35.
14. Шаповалова О.М., Носова Т.В., Васильев С.Ю. Применение технологических добавок из отходов аэрокосмической промышленности для повышения свойств сталей массового назначения // Труды Междунар. конф. “Человек и космос”. - Дн-ск, - 1999. - С. 143.
15. Карнаух А.И., Носова Т.В., Васильев С.Ю. Твердость по Бринеллю, как характеристика механических свойств малоуглеродистых сталей // Строительство, материаловедение, машиностроение. - Вып. 8, ч. 1. - Днепропетровск: ПГАСИА. - 1999. - С.89-90.
16. Васильев С.Ю., Носова Т.В., Карнаух А.И. Фосфор как упрочнитель малоуглеродистых сталей // Строительство, материаловедение, машиностроение. - Вып. 8, ч. 1. - Днепропетровск: ПГАСИА. -1999. - С. 90.
17. Носова Т.В., Шаповалова О.М., Взаимодействие серы с марганцем в стали 07ЮТ, обработанной технологическими добавками из отходов аэрокосмической промышленности // Труды Междунар. конф. “Людина і космос”. - Дн-ск, НЦАОМУ - 2001. - С.123.
18. Шаповалова О.М., Носова Т.В. Влияние углерода на свойства сталей для глубокой вытяжки, обработанных технологической добавкой ДТ1 из отходов // Вісник Дніпропетровського університету. - 1999. - Вып. 3. - С.135-137.
19. Шаповалова О.М., Носова Т.В. Комплексное влияние алюминия и титана на механические свойства сталей 07ЮТ, 09Г2С // Строительство, материаловедение, машиностроение". -Днепропетровск: ПГАСИА. - 2001.
20. Носова Т.В., Шаповалова О.М. Взаимодействие серы с марганцем в стали 07ЮТ, обработанной технологическими добавками из отходов аэрокосмической промышленности. // Космічна наука і технологія. - 2002. - т.8, №1. - С.157-159.