The methods of grain refinement and increasing of the mechanical properties of structural steels

Abstract

УДК 621.74:669.131 Канд. техн. наук Калінін О. В. Придніпровська державна академія будівництва та архітектури, м. Дніпро СПОСОБИ ПОДРІБНЕННЯ ЗЕРЕН І ПІДВИЩЕННЯ МІЦНІСНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ КОНСТРУКЦІЙНИХ СТАЛЕЙ Мета роботи. Вивчення способів подрібнення зерна і підвищення міцності конструкційних сталей 09Г2, 09Г2С в результаті модифікування нанодисперсними композиціями, термообробки та інтенсивної пластичної деформації. Збільшення основних механічних властивостей Si-Mn сталей: міцності, а саме межі текучості ( 2 , 0 σ ). Методи дослідження. Були проводені металографічні дослідження зерен сталей до і після модифікування, а також механічні випробування стандартних зразків. Застосовані методи досліджень: металографічний і спектральний аналіз, вимірювання мікротвердості, механічні випробування, статистична обробка отриманих результатів. Отримані результати. Обґрунтовано вибір складу модифікатора на основі відповідності кристалічних решіток низьковуглецевих сталей з гранецентрованою решіткою TiCN. Фракція модифікатора відповідала розміру вихідного зерна аустеніту. Запропоновано зміцнююча термічна обробка заготовок: гарт з варіюванням швидкості охолодження. Після охолодження структура сталей 09Г2 і 09Г2С складалася з фериту і троостита із середнім розміром зерна 8...10 мкм. У початковому стані розмір зерна становив 30 мкм. Проведено відпуск зразків при 500 і 600 °С. В результаті досягнуто підвищення мікротвердості з 3000 МПа до 4000 МПа сталей. Наукова новизна. Дано обґрунтування вибору типу і фракції нанодисперсного модифікатора. Способом плазмохімічного синтезу отримані нанопорошки карбонитрида титану Ti(CN) фракції 50 ... 100 нм. Практическая ценность. Розроблено технологію введення модифікатора в сталевий розплав. Отримано якісні модифіковані виливки з однорідною структурою. Проведена інтенсивна пластична деформація і термозміцнююча обробка сталей. Ефект модифікування підтверджений подрібненням зерна Si-Mn-сталей в 3 рази з підвищенням міцності властивостей. Ключові слова: нанодисперсна композиція, модифікування, плазмохімічний синтез, структурні складові стали, механічні властивості, кристалографічні параметри.

Changes in the Structure and Properties of Aluminium Alloys When Modified With Powder Compositions

“…На установках плазмохімічного синтезу можна отримувати широкий спектр нанодисперсних сполук, а саме: карбіди, нітриди, карбонітриди, силіциди різних елементів (Si, Al, Ti, V, Mo, W та ін. ), а також нанодисперсні порошки чистих металів [1][2][3].…”

“…В якості модифікатора обрано порошкову суміш нанодисперсних частинок Mg2Si і SiC, згідно відповідності основним критеріям модифікування [2,6]: подібності кристалічних граток, нерозчинність тугоплавких сполук в алюмінієвому розплаві, значна різниця температур плавлення. Нанодисперсні частинки карбіду кремнію та силіциду магнію розмірами до 100 нм є ефективними геттерами, матеріалами з розвиненою вільною поверхнею [9,10].…”