38 ВведениеКремний широко используется в метал-лургии. Ввиду высокого сродства к кислоро-ду и доступности его вводят в расплавлен-ную сталь как раскислитель [1]. Остаточное содержание кремния в стали не превышает 0,37 мас. %. При концентрации свыше 0,6 % его рассматривают как легирующий элемент. Кремнием легируют стали различного назна-чения: конструкционные (до 1,5 %), инстру-ментальные (до 1,7 %), пружинно-рессорные (до 2 %), жаростойкие (до 3 %), электротех-нические (до 4,5 %) и др. Легированная крем-нием сталь обладает более высокими значе-ниями предела упругости, текучести и сопро-тивления удару, повышенной жаростойко-стью, но малым значением остаточной намаг-ниченности [1]. Кремний входит в состав многих трубных сталей (в частности 09Г2С, 17Г1С), которые могут быть дополнительно микролегированы алюминием, ниобием, ти-таном или ванадием с целью измельчения зерна. В случае сварных труб и сталей типа 10Г2 содержание кремния в шве может дости-гать 0,6-0,8 %. Поэтому для трубных сталей существенно знать влияние на механические свойства даже малых концентраций кремния. В настоящей работе была поставлена задача исследовать влияние небольших концентра-ций кремния (от 0,02 до 0,39 мас. %) в сочета-нии с малыми добавками других легирующих элементов на прочность и ударную вязкость металла труб. Методика экспериментовДля проведения экспериментов были ис-пользованы образцы, изготовленные из лис-тового проката, поставленного ЧТПЗ не-сколькими металлургическими комбинатами. Из листов вырезались темплеты-заготовки, из которых в свою очередь изготавливались об-разцы для имитации термического цикла сварки на комплексе Gleeble 3800 (образцы размером 101055 мм). Температуры нагрева и скорости охлаждения соответствовали ре-ально имеющим место при сварке швов под слоем флюса продольных швов электросвар-ных труб большого диаметра. Затем образцы Анализируется физическая природа влияния добавок кремния на свойства сталей, ис-пользуемых для изготовления труб. Экспериментально изучена ударная вязкость при темпе-ратуре -40 °С образцов 10 сталей производства ЧТПЗ, отличающихся по содержанию крем-ния, углерода, серы и азота. Показано, что при содержании кремния 0,02 мас. % ударная вяз-кость оказывается очень высокой (223 Дж/cм 2 ). Более высокие добавки кремния оказывают упрочняющее действие на сталь, но понижают ударную вязкость. Для выделения действия кремния по отношению к другим легирующим элементам рассмотрены литературные данные о влиянии большой группы легирующих элементов на температуру хладноломкости и предел текучести сталей. Обобщение литературных данных позволило предложить эмпирическое уравнение, связывающее температуру хладноломкости и предел текучести с составом стали. На этой основе удалось показать, что кремний действительно является элементом, который в наибольшей степени увеличивает предел текучести и одновременно усиливает хладнолом-кость железа. Обсуждены причины данного явления, выдвинута гипотеза, что причина резко-го увеличения предела текучести при добавлении кремния связана с сильным отталкиванием атомов кре...
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
hi@scite.ai
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.