автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.01, диссертация на тему:Комплексное влияние легирующих элементов на механические и литейные свойства и разработка литых аустенитных сталей для криогенной техники

НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ ПО ИССЛЕДОВАНИЮ И ПРОЕКТИРОВАНИЮ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ им. И. И. ПОЛЗУНОВА (НПО ЦКТИ)

На правах рукописи УДК 669.14.018.41

ГОРОБЧЕНКО

Станислав Львович

КОМПЛЕКСНОЕ ВЛИЯНИЕ ТЕГИРУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ НА МЕХАНИЧЕСКИЕ И ЛИТЕЙНЫЕ СВОЙСТВА И РАЗРАБОТКА ЛИТЫХ АУСТЕНИТНЫХ СТАЛЕЙ ДЛЯ КРИОГЕННОЙ

ТЕХНИКИ

Специальность 05.02.01 — Материаловедение в машиностроении

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 1992

Работа выполнена в Ленинградском ордена Трудового Красного Знамен технологическом институте холодильной промышленности.

Научный руководитель—доктор технических наук, профессор Ю. П. Сол>

цсв.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор В. Н. Земзин; кандидат технических наук, доцент В. Т. Сснченко.

Ведущая организация — ордена Ленина Научно-производственное объедин« ние криогенного машиностроения (г. Балашиха).

Защита состоится . * - 1992 г. в -

на заседании специализированного совета НПО ЦКТИ К 145.01.01 по адрес; 194021, С.-Петербург, Политехническая ул., д. 24, актовый зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НПО ЦКТИ.

</& МО-Я

Автореферат разослан ,-"-'-1992 г.

Отзыв на автореферат, заверенный печатью, в одном экземпляре проси направить в адрес специализированного совета НПО ЦКТИ: 193167, С.-Пете] бург, ул. Красных электриков, д. 3.

Ученый секретарь специализированного совета

кандидат технических наук Г. Д. Пигрое

'' I 3

-т.-зл | .

а£Г2цк1 Ц ОБЩАЯ ХАРАКТЕШСЗИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Интенсивное развитие энергетики, металлургии, машиностроения, ракетно-космической техники обусловливает возрастающий спрос на скикашше криогенные продукты. Расширение промышленных масштабов использования криогенной техники приводит к необходимости увеличения объемов выпуска криогенного оборудования. Одним из основных направлений повышения производительности труда является снижение трудоемкости без уменьшения надежности криогенных систем.'

Ответственным узлом криогенных установок, работающим в условиях гидравлических нагрузок и термических ударов является запорно-регулпрующая арматура. В настоящее время дая изготовленная арматуры обычно применяют аустенитние хромоникелевые деформированные стали типа 12Х18Н10Т. Использование традиционной технологии изготовления арматуры из деформированных сталей (в штампосварном и кованом варианте) связано со значительными за-гратами на операции ковки, механической обработки и сварки. Применение точного литья из этих сталей позволяет уменьшить трудоемкость изготовления деталей, но хладостойкость отливок остается ниже, чем у изделий после обработки давлением. Поэтому, при температурах около 77 К и ниже приходится использовать корпуса арматуры из деформированных сталей. Актуальной задачей является разработка литейных сталей, сочетающих высокую хладостойкость с технологичностью.

Одним из способов повышения хладостойкости является выбор рациональной системы легирования. Известно, что деформированные стали на хромомярганцевой основе обладают повышенной прочностью

при комнатной и высокой вязкостью при криогенных температурах. Однако, работ, в которых исследуются свойства литых хромоыарган-Ц6БЫХ сталей, мало, а данные, приводимые в них, часто противоречивы. Не ясно, какие области составов литого хром о:,ирг ан до в ого аустеиита имеют повышенный комплекс механических и литейных свойств, за счет каких составляющих в наибольшей степени снижаются свойства. В литературе отсутствуют данные по комплексному влиянию легирующих элементов на механические и литейные характеристики. Это, в свою очередь, приводит к отсутствию конкретных рекомендаций по выбору состава стали для литых деталей криогенных систем.

Иель работы. Изучение комплексного влияния легирующих элементов на механические и литейные свойства, а такие характер разрушения при криогенных температурах и разработка сталей для литых деталей криогенной техники.

Научная новизна работы:

- получены регрессионные зависимости механических свойств от химического состава сталей в широком диапазоне температур и концентраций легирующих элементов;

- получены регрессионные зависимости литейных свойств от химического состава С)~- Мгь № - V- N сталей;

- показано,.что наибольшее влияние на уровень пластических и вязких характеристик оказывает ликвация примесей внедрения и серы, характер дендритной структуры и неметаллических включений;

- установлено, что при неравномерном распределении хрома и марганца в пределах литого дендритного зерна, обусловленного концентрацией этих элементов и условиями затвердевания, хла-достойкость литых сталей увеличивается;

- использование полученных регрессионных зависимостей позволяет осуществлять обоснованный выбор состава сталей, отвечающих заданному комплексу механических и литейных свойств.

Практическая ценность работы. Разработаны новые марки сталей для литых деталей криогенной техники. Сопоставление хладо-стойкости сталей позволяет гарантировать их работоспособность при криогенных температурах. Разработана технологическая инструкция на выплавку, заливку форм и термообработку новых марок . сталей. Результаты работы внедрены в НПО "Криогенмаш" с ожидаемым экономическим эффектом 700 руб/т литья.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались на четырех Всесоюзных конференциях и научио-тех-нических конференциях ЛТЯХП в 1987-1990 г.г.

Публикации. По тема диссертации опубликовано 4 статьи, получено одно авторское свидетельство и одно положительное решение по заявке на сталь.

• Структура и объем работу. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения и приложений. Объем работы составляет 1Ц8 стр. машинописного текста, 61 рисунок и 19 таблиц. Список использованной литературы содержит 197 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОШ

Во введении обоснована актуальность темы и сформулирована цель работы.

р первой главе выполнен критический обзор литературы, касающейся применения литых сталей при криогенных температурах, сформулированы требования к сталям для отливок криогенных из-

далий и определены задачи исследования.

Установлено, что имеющиеся данные не позволяют рекомендовать известные марки сталей для литых деталей криогенных конструкций. Отмечено, что стали на основе хромомарганцевого аусте-нита позволяют получить высокий комплекс механических и литейных свойств. Показана целесообразность дополнительного легирования элементами, повышающими прочность (азотом и ванадием) и пластичность (никелем). Определены пределы варьирования основных легирующих элементов: хрома 8-14 %, марганца 20-28 % для обеспечения аустенитной структуры, никеля О-в % для получения высокой низкотемпературной вязкости, ванадия 0-1,5 % для измельчения дендритной структуры, азота 0-0,2 % для повышения прочностных свойств.

В главе 2 описана методика исследования и применяемое оборудование. Выбор составов для исследования производился при помощи метода планирования эксперимента. План эксперимент; состоял из 21 состава. Стали были выплавлены в 150' кг открыто] индукционной печи с хромомагнезитовым тиглем и залиты в обола ковые формы-кусты образцов для механических испытаний, а таю?, в .литейную пробу Нехеадзи-Курцова. Стали исследовали в нетер-мообработанном состоянии и после аустенитизации при 10001100 °С, выдержки I ч , охлаждении в воде. Кроме испытаний на статическое растяжение гладких цилиндрических образцов /5 6 мм и образцов на динамический изгиб размером 10x10x55 мм о острым надрезом по Шарли при температурах 293, 77 й 20 К проводились исследования образцов, вырезанных из литейной пробы после заливки в кокиль, а также после обработки давлеш ем. По результатам заливки определялись литейные свойства.

Анализ структуры сталей проводили металлографическим, магнитным и рентгенострунтурным методами, а состава - микрорентге-носпектральннм методом. Характеристики включений определяли металлографическим (по методу "П" ГОСТ 1778-70) и микрорентге-носпектральнкм методам. Распределение легирующих элементов и . примесей определяли на растровом электронном микроскопе РЭМ-ЮОУ. Оценка характера разрушения образцов производилась на растровом электронном микроскопе ЛБМ-иЗ

В третьей главе приведены результаты исследования комплексного влияния легирующих элементов на механические и литейные свойства.

Прочностные свойства. Анализ уравнений регрессии показал, что основное влияние на повышение прочности при всех температурах испытания оказывал азот. При комнатной температуре в сталях с азотом значений ¿^¿>300 Ша можно было достичь независимо от концентрации хрома и марганца. С понижением температуры влияние азота на прочность увеличилось.

=325+33[Ы]~, МП* (I) ^ = 770 ^25В[Св[Мл]-1152^]-задСЫ]. МП& (2)

МПа (з)

Упрочняющее действие азота уменьшается при легирований никелем. При совместном легировании азотом и ванадием резко снижается низкотемпературное упрочнение. Удаление азота из твердого у - раствора за очет образования карбонитридов давало меньший упрочняющий эффект, чем при легировании одним азотом.

Наибольшая прочность и рост низкотемпературного упрочнения в сталях без азота соответствовали составам о 8 % хрома и 20 % марганца. Их сильное упрочнение обусловлено деформационными фазовыми превращениями при низких температурах. Исследования по-

казали появление до 15 % £.- мартенсита в изломе при низкотемпературном нагружении. Минимальные значения предела текучести и низкотемпературного упрочнения соответствовали области однофазного аустенита с 5-8 % хрома и 28 % марганца.

Пластичность и работа деформации и разрушения. Практически все опытные стали имели относительное удлинение при 77 и 20 К выше минимально допустимых значений ( §>15 %). В связи с этим более валено было оценить влияние химического состава на энергоемкость при испытаниях на растяжение, являющуюся одним из критериев работоспособности материала. Регрессионные зависимости энергоемкости деформации и разрушения при статическом нагружении ( А ) приведены ниже:

Иш=277*37[М;][У]>ж (4)

/)"= 332+<39[у0+152М[Мп]-£1[Мп]ВД -551ШМ, Дх (5) Ах= И5-68ЫМ3^50[(Я. Дж (6)

Изменение энергоемкости носит экстремальный характер в'области температур 77 К. Максимальными значениями работы деформации и разрушения обладают стали с 13 % хрома и 28 % марганца. Азот снижал значения энергоемкости'и максимум при температуре 77 К не достигается. Хотя никель меняет характер поверхности отклика, но максимальные значения работы деформации и разрушения могут быть достигнуты и в случае беаникелевых составов. Ванадий мало влияет на характеристики энергоемкости.

Вязкие свойства."Уравнения регрессии ударной вязкости от химического состава при 293, 77 и 20 К приведены ниже:

КСУЙ= 125 - зМ - 39 ММ+43№3 V 60[М [Ш, Дж/см2 (7) 7В -18М + П[М0 + Ю[Мп], ДЖ/смг (8)

КСУ® 93-2Щ+27ММ+ |5№], Дж/смг (э)

При комнатной температуре легирование ванадием совместно с азотом определяло до 64 % общего изменения ударной вязкости. Саше низкие значения КС\/ соответствуют областям максимальных концентраций ванадия и азота. При криогенных температурах главная роль в падении значений КСУ принадлежит азоту. Понижение ударной вязкости в интервале температур от 293 до 20 К было ооизмеримо (лт/^т/^-ксу20 ) со средними значениями КСУ при комнатной температуре. Однако, если азот вводился вместе с ванадием, то ударная вязкость мало изменялась вплоть до криогенных температур. Разница мезду величи лми ко/ при 293 и 20 К составила меньше 30 Дд/см^.

Влияние закалки на механические свойства. Влияние закалки на механические свойства определялось по разнице мевду величинами свойств в литом нетермообработанном и закаленном состоянии при соответствующих температурах испытания, например, для вре-

• V- I77 У менного сопротивления при 77 К а <Ьь~ ¿в за*-« в, лит.

Д&М0-741Ш. МПь (Ю)

МПа . (II)

Д&-23-49ММ+61М, МП* (12)

д<^г=-49+^Ш]+21ад№].МПа ' (13)

После закалки наблюдался рост временного сопротивления и уменьшение предела текучести. Изменение прочности в результате закалки определялось наличием азота и сильных карби-дообразующих ванадия и хрома.

Карбидообразующие элементы определяли также и большую

часть изменения пластичности

лВ^^тм-тт, % м

дЙ17« 7,3+12М[Мп] - 6М. % (15)

дб^аз-юяммд 'к)

Во всех случаях пластичность закаленной стали была выше, чем у литой. С понижением температуры испытания пластичность нетермо-обработанной стали падала сильнее, если в ней присутствовал азот, ванадий и хром.

Закалка такке повышала и ударную вязкость сталей. Однако, в сталях с азотом при концентрации ванадия свыше 0,5 % разница в вязких свойствах после литья и закалки уменьшалась. Близкие знг.чения величин КСУ определялись одинаково мелким зерном в литот и термообработанном состоянии и низкой растворимостью карбонитридов ванадия при нагреве под закалку.

Влияние химического состава на литейные свойства. Основное влияние на литейные свойства оказали элементы, обладающие повышенным химическим сродством к растворенным в расплаве кислороду и азоту. Зависимости вицкотекучести ( ), общей длины горячих трещин (2 ), линейной усадки ( 6 ) и объема открытой усадочной раковины ( 7Г ) от химического состава имели следующий вид:

мм (I?)

мм (18)

£ = 3,28+0,18[\/]+0,25[Мп1, % • (19)

гг=297-оШМ-оМмп]М* азз&/]^ззЫМ, % (20)

Самое существенное влияние на кидкотекучесть оказали"азот и хром. Йидкотекучесть падала при их легировании с другими ле-,гирующими, а наиболее сильно при их совместном введении. Склонность к образованию горячих трещин определялась наличием марг-ганца и азота. Самые высокие значения £ имели области составов с их максимальным содержанием. Линейная усадка■зависела от концентрации ванадия и марганца. Снизить ее можно за счет уменьшения их общего содержания. На объем открытой усадочной

раковины, помимо ванадия и марганца, оказывал влияние азот. Совместно они повышали величину 7Г более 3,5 %. Никель не влиял на литейные свойства.

Значительное влияние элементов, обладающих повышенной химической активностью, на формирование литейных свойств связано о образованием окисных плен и карбонитридов. Элементы, образующие прочные окисные плены, определяли в основном жидкотекучесть, а образующие карбонитриды - свойства, проявляющиеся при усадочных процессах.

В четвертой глава представлены результаты исследования влияния литой структуры на механические свойства и характер разрушения сталей при криогенных температурах.

Стали сохраняли обычно вязкий характер разрушения излома вплоть до 20 К. Хрупкое разрушение было более характерно для образцов в нетермообработанном состоянии, а закалка увеличивала долю волокна в изломе. Анализ ямочного рельефа на поверхности разрушения показал, что высокие пластические и вязгае свойства наблюдались при преимущественном диаметре ямок 15-40 мхм. .

Влияние дендритной структуры на механические свойства и характер разрушения. Оценку елияния дендритной структуры проводили по результатам сравнения механических свойств сталей с различными размерами дендритов. Стали с одинаковой дендритной , структурой могли иметь как вязкий, так и хрупкий изл^м, причем преимущественно 'в нетермообработанном состояния. Вязкие и пластические свойства мало зависели от степени развития дендритов, их размеров и ориентированности. Сопоставление механических свойств рада сталей в литом и деформированном состоянии показало, что пластические и вязкие свойства литых сталей были на уровне деформируемых при комнатной температуре и существенно

ниже при криогенных температурах.

Оценка структурных изменений в шлифах после закалки свидетельствовала о том, что с повышением температуры закалки уменьшались темные ликвационные зоны, как в сталях с дендритной, так и измельченной структурой. Это хорошо совпадало с изменением показателей пластичности и вязкости. Несмотря на измельчение дендритной структуры на 20-50 % при литье в кокиль, значения КС\А были сравнимы с ударной вязкостью образцов, кристаллизовавшихся при обычной скорости охлаждения.

Влияние неметаллических включений на характер разрушения. Основными включениями в хромомарганцевых сталях являются оксиды, карбонитриды, корунды и алюмосиликаты. Практически все они содержат сульфидную фазу. Свыше 90 % частиц содержали основные легирующие элементы и железо, что свидетельствовало об определенной когерентности кристаллических решеток основного металла и включений. Преимущественное расположение алюмосиликатов и карбонигридов в межосных участках не приводило к охрупчиванию сталей.

Сравнение числа включений на шлифах и изломах показало; что на хрупких изломах количество неметаллических частиц было почти равно числу включений на шшфах. Анализ более 200 микро-фрактограмм изломов не выявил практически ни одного случая, когда бы хрупкая трещина распространялась бы от включения и далее образовывался бы вязкий участок излома. Часто при прохождении трещины около включений образовывались мелкие ямки или пласти-чес'""* продеформировавшиеся участки. Это свидетельствовало о том, что в пластичных аустенитных сталях неметаллические включения способны быть релаксаторами напряжений за счет реализации пластической деформации задолго до подхода трещины.

Влияние химической неоднородности на механические свойства и характер разрушения. Анализ распределения элементов в структуре хромомарганцевкх сталей показал, что в ней сильно развита дендритная ликвация. Коэффициенты ликвации, вычисленные по отношению между концентрациями компонентов в осях дендрлтов и меж-осных участках приведены в тайн. I. Для сравнения характеристика ликвации серы в стали 12Х18Н10ТЛ составляет 19,9.

Таблица I

Характеристики ликвации элементов в опытных сталях

Элемент Коэффициенты ликвации в сталях

с 8 % хрома с 13 % хрома

О 1,11-1,25 1.0-1,1

Мп 1,12-1,38 1,0-1,15

N1 1,10 1,10

V 1,28 1,2

в нет 10,9

Р нет нет

В сталях с меньшим содержанием хрома обнаруживались зоны совместной ликвации марганца, никеля и ванадия в мекосных участках. С ростом содержания хрома происходило выравнивание концентраций марганца и при 13 % хрома оно становилось практически равномерным. Однако, при этом сильно проявлялась ликвация серы по границам девдритов. При низком содержании хрома выделения сери подавлялись за счет повышения содержания раскисялтеля -марганца в зернограничных участках. Фосфор в исследуемых статях ликвировал мало.

Анализ данных показал, что Еязкие и пластические свойства сально зависят от степени развития химической неоднородности.

Высокая ударная вязкость сталей с низким содержанием хрома объяснялась формированием благоприятной гетерогенной структуры, образованной из переплетенных более прочных осей и пластичных межосных участков дендритов. Ликеэция ванадия, хотя и приводила к измельчению дендритной структуры, однако, пластичность и вязкость при этом падали из-за хрупкости ликвацпонных зон. Если в них присутствовал никель, то отрицательное воздействие ванадия уменьшалось, а значения КС\Г • при 20 К поднимались на 50-60 Дж/см^. В сталях с азотом ударная вязкость и пластичность нетермообработаяных образцов мала из-за хрупкости областей его сегрегации. Рост вязких и пластических характеристик после закалки обусловлен размыванием пиков ликвации азота и его более благоприятным распределением. Совместная ликвация ванадия и азота приводила к образованию карбонитридов, измельчению зерна и уменьшению хрупкости, вносимой азотом. Возрастание значений

§ и КСУ после закалки в сталях с равномерным распреде- ' лением легирующих, в частности, в сталях с 13 % хрома, происходило за счет растворения части сульфидов марганца и уменьшения сегрегаций по примесям внедрения. Во воех случаях ударная вязкость стали 12Х18Н10ТЛ при криогенных температурах низка, преж' де всего потому, что закалка практически не уменьшала количест' во и протяженность видимых на ншифе сульфидных плен.

В пятой главе приведены результаты разработки и исследования свойств литейных хромомарганцевых сталей для криогенной арматуры. Разработку сталей проводили на основе регрессионных зависимостей, исследований структуры и свойств.

В соответствии о уравнением регрессии значения250 МЕ могут быть получены при разных соотношениях хрома и марганца, при .минимуме дополнительных упрочнителей. Относительное удом-

нение выше 15 % и ударную вязкость белее 40 Да/см2 при криогенных температурах можно поручить в области составов с 28 % марганца и содержаниях хрома от 8 до 13 %. Яри 8-13 % хрома и 28 % марганца расчетная жидкотекучесть превышает требуемые значения. Окончательно с учетом необходимости обеспечения коррозионной стойкости, был выбран состав о 13 % хрома и 28 % марганца.

Стали были выплавлены в открытой индукционной печи с магнезитовым тиглем емкостью 150 кг и залиты методом литья по выплавляемым моделям в формы кустов вентилей и кусты образцов для механических испытаний, а также литейную пробу Нехендзи-Купцова. Химический состав сталей 07Х13Г28АИФЛ и 12Х18Н10ТЛ приведен в т8.6л. 2.

Таблица 2 Химический состав опытных сталей

16 Марка стали -- Содержание- элементов, мае сГ /о

С Сг Мл N1 V N 5 Р 8.'

I 07Х13Г28АНФЛ 0,07 12,3 28,3 0,17 0,01 0,006 0,016 0,016 0,32

2 12Х18Н10ТЛ 0,11 18,6 1.2 9,8 0,007 0,010 0,017 0,35

Анализ результатов механических испытаний аталей при криогенных температурах (табл. 3) показал, что хромомарганцевая сталь обладала более' высоким комплексом механических и литейных свойств по сравнению со сталью 12Х18НЮТЛ. Фактическою данные достаточно хорошо совпадали с расчётными. Хромомарганцевая сталь имела вязкий характер разрушения при всех температурах испытания. Большую часть поверхности разрушения занимали ямки диаметром не менее 10-15 мкм.

Результаты натурных испытаний корпусов вентилей внутренним давлением при комнатной и криогенных температурах приведены в табл. 4.

Таблица 3

Механические и литейные свойства сталей

Марка стали Тисп К Механические свойства Кидкотеку-честь ш

¿ь Ша ¿42 Ша * % н-% КО/ Дж/см2

I. 07НЗГ28АНФЛ 293 600 300 77 62 140 600

595 270 82 70 130 550

77 1160 660 42 28 90

1200 720 35 25 87

20 1190 815 23 17 80

1240 790 28 15 79

2. 12П8Н10Т1 293 575 220 66 56 115 400

77 885 530 17 13 25

20 900 610 Р,6 6,-5 20

Б числителе приведены опытные, а в знаменателе - расчетные данные.

Таблица 4

Результаты испытаний корпусов внутренним давлением

Ш ¡Парка стали Тисп ' Давление в момент

разрушения

К Шаг

07Х13Г28АНЭД 293 360

77 410

12Х18НЮТ

(литой вариант) 293 . 80

77 130

12Х18Н10Т

(деформированный 293 220

.вариант) 77 400

Корпуса из разработанной стали выдерживали более высокое

давление по сравнению с корпусами из литой и даже деформированной стели 12X18Ш ОТ.

Опытная сталь хорошо сваривалаоь. Горячих и холодных трещин на специально отлитых и сваренных пробах не обнаружено,

разрушения по сварным ивам при испытании внутренним давлением также не наблюдалось.' Отношение прочностных свойств основного металла к металлу сварного шва находилось в пределах 0,95-0,98. Сталь 07Х13Г28АНФЛ показала достаточно высокую коррозионную стойкость в условиях субтропиков.

Комплекс проведенных исследований позволил рекомендовать хромомарганцевую сталь для литых корпусов криогенной арматуры. Ожидаемый экономический эффект от замены корпусов хромоникеле-вых сталей на разработанную составит 650 руб/т литья.

ВЫВОДЫ

1. На основе проведенных исследований аустенитных сталей С»-Мп-№-V- М системы легирования методом планирования эксперимента было изучено комплексное влияние легирующих элементов и структуры на механические, литейные свойства и характер разрушения при криогенных температурах.

2. Получены статистические зависимости механических и литейных характеристик от химического состава и выявлены закономерности их изменения при комплексном легировании азотом, никелем

и ванадием. Построены уравнения зависимости механических свойств от'химического состава в широком диапазоне температур и концентраций. Использование регрессионных уравнений позволяет определить комплексное влияние легирования на свойства сталей.

3. Введение азота, хотя и позволяет увеличить предел текучести исследуемый литых сталей до 360-420 Ша при комнатной температуре, однако, из-за его резко отрицательного влияния на пластичность, вязкость и энергоемкость деформации и разрушения при криогенных температурах и литейные свойства легирование

игл должно быть ограничено.

4. Выявлены области ооставов, обладающих высоким комплексом механических свойств при криогенных температурах в литом состоянии. Высокая прочность литых сталей может быть достигнута в области составов с 8 %С.\- - 20 % Мп , высокая низкотемпературная вязкость - при легировании 8 %. С^ - 28 % Мп , а оптимальное сочетание прочностных, пластических, вязких свойств и коррозионной стойкости в сталях, содержащих 13 %С.{~ и 28 % Мп.

5. Показано, что на формирование свойств заметное влияние оказывает дендритная ликвация. Ее вредное влияние связано с ликвацией примесей внедрения и серы, а положительное обусловлено формированием неравномерного распределения легирующих элементов по дендриту. Аендритная структура оказывает отрицательное влияние при неблагоприятном расположении неметаллических включений и сульфидных плен. Уменьшение ликвации вредных примесей и получение неравномерного распределения элементов в структуре обеспечивает ударную вязкость литой стали при 20 'К до

130 Дж/см2.

6. На основе изученного влияния комплексного легирования

на механические и литейные свойства разработана коррозиснностой-кая свариваемая сталь с 13 % хрома и 28 % марганца, обладающая высокой хладостойкостьш и жидкотекучестьга. По .результатам натурных испытаний внутренним давлением сталь 07Х13Г28ЛНФЛ рекомендована для литых корпусов криогенной арматуры.' Испытания показали возможность замены используемых дорогостоящих хромони-келевых сталей на разработанную о одновременным повышением давления в изделиях из нее. По данным исследования литейных свойств и заливки опытно-промышленной партии корпусов арматуры разработана технологическая инструкция на выплавку, заливку и термообработку заготовок из разработанной стали.

Материалы диссертации опубликованы в следующих работах.

1. Горобченко СЛ., Кривцов Ю.С. Влияние криогенных температур на механические свойства и характер разрушения конструкционных литых сталей.- В кн.: Прочность сталей, работающих в ус- , ловиях низких температур,- И.: Металлургия, 1988,- С.83-89.

2. Горобченко С.Л., Кривцов Ю.С. Механические и технологические свойства литых сталей криогенного назначения.- В сб.: Фазовые превращения, структура и свойства сталей и сплавов.-

Л.: 1989.-- С.22-28.

3. Горобченко С.Л., Кривцов Ю.С., Колчин Г.Г. О возможности использования литой стали для криогенных конструкций.- В ich. : Прочность и разрушение сталей,- М.: Металлургия, 1990,- C.2I5-219.

4. A.C. й 1507847. СССР. Литая сталь / Кривцов 'Ю.С., Ссхшщев Ю.П., Степанов Г.А., Горобченко С.Л. .- Б.И. JS 34, 1988.

5. Горобченко С.Л., Кривцов Ю.С. Новые аустенитные хромо-марганцевые стали для литых' деталей криогенной техники /17 Всесоюзный симпозиум "Стали и сплавы криогенной техники".-Батуми, 18-22 ноября 1990 г. Тез. докл.- Киев: 2990,- 132 с.