автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.01, диссертация на тему:Исследование кристаллической структуры и дефектов осевой зоны крупных кузнечных слитков с целью повышения эффективности производства и качества сплошных поковок

Направахрукописи

ЧЕКАЛИН Сергей Николаевич

ИССЛЕДОВАНИЕ КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ И ДЕФЕКТОВ ОСЕВОЙ

ЗОНЫ КРУПНЫХ КУЗНЕЧНЫХ СЛИТКОВ С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОИЗВОДСТВА И КАЧЕСТВА СПЛОШНЫХ ПОКОВОК

Специальности: 05.02.01 - Материаловедение (машиностроение) 05.16.02 - Металлургия чёрных, цветных и редких металлов

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Волгоград - 2004

Работа выполнена на кафедре «Технология материалов» Волгоградского государственного технического университета

Научный руководитель д-р техн. наук, проф. ЖУЛЬЕВ Сергей Иванович Официальные оппоненты: д-р техн. наук, проф. ДУБ Алексей Владимирович

канд. техн. наук СЕРГЕЕВ Валерий Илларионович Ведущее предприятие: ЗАО «Волгоградский металлургический

завод «Красный Октябрь» (г. Волгоград)

Защита состоится » ¿/М>//Й 2004 г. в /2 часов на заседании диссертационного совета Д 212.028.02 в Волгоградском государственном техническом университете по адресу: 400131, г. Волгоград-131, при Ленина, д. 28, зал заседаний учёного совета (ауд. 209). С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Волгоградского государственного технического университета

Автореферат разослан 2004 г.

Ученый секретарь

Диссертационного совета Д 212.028.02

Кузьмин СВ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Получение качественных крупных слитков представляет собой весьма сложную проблему, над решением которой работают многие научно-исследовательские организации и производственные предприятия как в России, так и за рубежом.

Качество слитка определяется его внутренним строением и зависит, прежде всего, от размеров и степени развития физической и химической неоднородности. Требования, предъявляемые к слитку технологами, заключаются в минимальном развитии указанных дефектов и обеспечении плотной осевой зоны слитка, что особенно важно при производстве сплошных поковок.

Проблемой получения качественных кузнечных слитков занимались и занимаются в настоящее время ряд российских и иностранных ученых -Н.И. Хворинов, В А. Ефимов, С.Я. Скобло, Е.А. Казачков, B.C. Дуб. СИ. Жульев и многие другие. При производстве поковок из крупных слитков характерны большие потери метала, вызываемые в основном физической неоднородностью.

Крупные кованые изделия находят широкое применение в тяжелой энергетической и химической отраслях промышленности, а также в судостроении. Особенно остро стоит задача повышения качества крупных заготовок для изделий ответственного назначения - роторов турбо- и парогенераторов, промышленных и судовых валов, штамповых кубиков, плит.

Анализ литературных и практических данных показал наличие в поковках и готовых изделиях тяжёлого машиностроения и др. наследуемых от слитка дефектов. При своём развитии они приводят к отбраковке готового изделия, что связано с большими потерями, особенно при изготовлении крупных ответственных деталей. Наиболее распространёнными дефектами готовых изделий являются несплошности в осевой зоне, выявляемые ультразвуковым контролем.

В связи с этим актуально комплексное углубленное исследование структуры и дефектов осевой зоны кузнечных слитков, а также оптимизация параметров слитка с целью устранения таких неоднородностей в сплошных изделиях ответственного назначения.

Диссертационная работа выполнена в рамках фанта по фундаментальным исследованиям в области технических наук 6/30-01 «Исследование неоднородности металла крупных слитков и ответственных поковок» (2000 -2001 гг.) Министерства

образования РФ.

Цель работы: обеспечение бездефектного производства уникальных по габаритам и качеству изделий ответственного назначения и повышение выхода годного металла в поковку на основе выявления характера и природы дефектов кристаллической структуры металла осевой зоны крупных кузнечных слитков, ответственных за отбраковку сплошных поковок, а также анализа факторов, влияющих на их развитие и оптимизации геометрических параметров слитков.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

1) Детально исследовано кристаллическое строение литого металла двух крупных кузнечных слитков конструкционной стали с обычной кюмпельной и вогнутой донной частью.

2) Уточнены механизм формирования осевой зоны в процессе кристаллизации крупного кузнечного слитка и причины возникновения осевых дефектов литой структуры, наследуемых изделием.

3) Оценено влияние отношения высоты тела слитка к его среднему диаметру (H/D ) тела слитка и геометрических параметров поддона на развитие дефектов осевой зоны и рассчитаны оптимальные величины параметров H/Dcp слитков с кюм-пельной частью и выпуклым поддоном, обеспечивающие устранение дефектов осевой зоны при производстве сплошных кованых изделий тяжёлого машиностроения.

Методы исследования. Экспериментальная часть работы выполнена с применением методов оптической микроскопии OLYMPUS BX21, NEOFOT NU2/E, твердомеров, а также разработанных новых оригинальных методик с использованием компьютерных программ - определения плотности кристаллической структуры и моделирования процесса кристаллизации слитка.

Научная новизна:

S В слитках массой 22,5 и 24,2 тонны впервые выявлена ранее неизвестная зона мелких различно ориентированных дендритов, представляющая собой полый конус протяжённостью около 2/3 от высоты тела слитка и имеющая средний размер дендритов5 - 7 мм.

S Обнаружена и исследована дефектная область дугообразных трещин, рас полагающаяся в зоне мелких различно ориентированных дендритов и обрамляющая вершину конуса осаждения. Показано, что трещины образуются под действием усадочных напряжений при кристаллизации в присутствии жидкой фазы.

s Установлено, что замена обычного поддона на выпуклый позволяет заметно сократить дефекты усадочного характера, а при H/Dcp - 1,6 устранить их, гарантировав отсутствие внутренних трещин в слитке и повысив выход годного метала в по-

ковку. В обычном же слитке осевые дефекты устраняются лишь при Н/Оср = 1,5 и ниже.

Практическая ценность.

На основе проведённых исследований уточнён механизм формирования дефектов усадочного характера и разработаны мероприятия, направленные на устранение дугообразных трещин путём уплотнения металла осевой зоны слитка за счёт облегчения условий её подпитки в результате сокращения протяжённости осевой твёрдо-жидкой зоны. Использование слитка с вогнутой донной частью позволило существенно сократить развитие осевой рыхлости и дугообразных трещин. Математическим моделированием определены параметры слитков, обеспечивающие оптимальные условия для уплотнения металла осевой зоны. Результаты оптимизации были реализованы на практике отливкой промышленных слитков. Готовые роторы и валы сплошного сечения, изготовленные из этих слитков, прошли сдаточный контроль без замечаний.

Внедрение слитков с вогнутой донной частью на ФГУП ПО «Баррикады» (г. Волгоград) дало экономический эффект 569,520 тыс. руб. (доля автора составила 20%) за счёт устранения брака, снижения донной обрези на 3-4% и повышения выхода годного металла в поковку на 1,54-1,6%.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на 4х международных конференциях (Москва, 2001 г., Донецк, 2001 г., Волгоград, 2002 г., Темиртау, 2003 г.), российской конференции (Москва, 2002 г.), а также на научно-технических конференциях ВолгГТУ (2000 - 2004 гг.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 20 печатных работ, в том числе 2 статьи в центральных рецензируемых отечественных и зарубежных журналах.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, общих выводов и приложения, содержит 147 страниц машинописного текста, 64 рисунка, 15 таблиц и список литературы из 103 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении кратко раскрыты сущность и актуальность рассматриваемых научно-технических проблем, изложены структура работы, научная новизна и практическая ценность полученных результатов.

В первой главе рассмотрены существующие теории кристаллизации стальных

слитков и их дефекты.

Анализ литературных данных свидетельствует о том. что теория кристаллизации со времён открытия Д К. Черновым дендритов претерпела значительное развитие. Существует несколько точек зрения на механизм кристаллизации. Так некоторые исследователи придерживаются теории объёмной кристаллизации (Г. Тамман, С.С. Штейнберг), другие (Б.Б. Гуляев, Л.И. Сокольская, В.М. Тагеев, Г.Н. Ойкс, Н Е. Скороходов), основываясь на ранних работах русских металлургов, считают, что кристаллизация происходит от поверхности к оси слитка, т. е. последовательно. И, наконец, третьи (Д К. Чернов, Г.П. Иванцов), объединяя две вышеуказанные теории, приходят к своей - теории объём но-последовательной кристаллизации. Современные представления о формировании кристаллического строения основываются на положениях об объёмно-последовательной кристаллизации, дополняя их новыми сведениями о процессах конвекции в расплаве.

На развитие химической неоднородности, кроме массы, оказывает влияние форма слитка, его геометрия, которая также в значительной мере обусловливает физическое строение слитка.

Большое внимание исследователями уделяется влиянию на параметры осевой зоны таких факторов, как масса слитка и отношение высоты его тела к среднему диаметру (Н/Оф).

Результаты многократных исследований показывают, что наиболее частой причиной отклонения качественных характеристик от нормативных являются дефекты осевого строения слитков, выявляемые в теле заготовок ультразвуковым контролем и перископическим осмотром осевых каналов. Это в основном повышенная пористость и трещины, не устраняемые в процессе ковки и выявляющиеся в осевом сечении заготовки.

Причиной множественных и протяжённых дефектов, обнаруживаемых при УЗК, являются: усадочная рыхлость, грубая ликвационная неоднородность стали (при исследовании в таких случаях сравниваются макро- и микроструктура металла годного и забракованного участков одной и той же поковки), а также внутренние разрывы, образовавшиеся в процессе ковки по месту имевшихся несплошностей усадочного происхождения.

Причиной внутренних разрывов и пористости являются дефекты усадочного происхождения в исходной литой структуре, а также низкая температура конца ковки, недостаточное усилие пресса.

Большинство дефектов (усадочные поры и рыхлости, осевая ликвация) вызваны трудноуправляемыми процессами кристаллизации стали.

Во второй главе приведены сведения о материале исследования - двух слитках стали 38ХНЗМФА, отлитых в изложницы с обычным* и выпуклым поддоном, обоснован выбор стали 38ХНЗМФА для проведения исследований. Кроме того, описана методика исследования металла слитков. Предложена новая универсальная компьютерная программа подсчёта плотности дендритной структуры. Необходимо заметить, что такое детальное исследование кристаллической структуры слитков по ряду параметров - размеру и ориентации кристаллов, плотности дендритной структуры, распределению твёрдости и углерода по высоте слитков, углу раскрытия V-образных трещин, длине и углу наклона участков дугообразных трещин, распределению углерода и твёрдости по их высоте и сечению - проведено впервые, и полученные результаты имеют самостоятельную научную ценность.

Здесь же описана методика сдаточного контроля крупных изделий тяжёлого машиностроения.

В третьей и четвёртой главах приведены результаты углубленного исследования кристаллического строения двух вакуумированных слитков стали 38ХНЗМФА-обычного массой 24,2 тонны и с вогнутой донной частью массой 22,5 тонны и выявлены (рис. 1, табл. 1):

- корковая зона, сформированная в процессе быстрого охлаждения и имеющая неодинаковую толщину по высоте, что обусловлено колебаниями металла при отливке тела слитка; :

- зона столбчатых дендритов (рис. 2,а), располагающаяся в теле слитка за корковой зоной и состоящая из крупных дендритов;

- зона крупных различно ориентированных дендритов (рис. 2,6), имеющая средний размер кристаллов 10-15 мм в обычном слитке и 8-10 мм в слитке с вогнутой донной частью;

- осевая зона - область сосредоточения V-образных и вертикальных трещин. Снизу вверх, по высоте осевой зоны, размер кристаллов меняется периодически, а в среднем от 5-7 мм до 10-15 мм;

- конус осаждения (рис. 2,б), сформированный из кристаллов размером преимущественно 4-5 мм в обычном слитке и 3-4 мм в слитке с вогнутой донной частью. Выявлено, что плотность осей дендритной структуры понижается с переходом от нижней части конуса осаждения к его вершине (рис. 3). Больший объём конуса осаждения в слитке с вогнутой донной частью обусловлен сильным захолаживаю-

" В исследованиях слитка участвовали аспиранты кафедры «Технология материалов» ВолгГТУ Че алин С И., Титов К Е., Руцкий Д В., Федоров Д.Н., Живов М Е. и бузиноа Е И.

щим действием массивного поддона.

Обычный массой 24,2 т

Рис. 1. Структурные зоны исследуемых слитков стали 38ХНЗМФА

1 - корковая зона, 2 - зона столбчатых дендритов,

3 - зона мелких различно ориентированных дендритов,

4 - зона крупных различно ориентированных дендритов, 5 - зона осевой рыхлости, б - зона конуса осаждения,

7 - зона дугообразных трещин

Кроме того, детальным исследованием кристаллической структуры выявлена ранее неизвестная зона мелких различно ориентированных дендритов (рис 2, г), включающая в себя дефектную область дугообразных трещин, обрамляющую вершину конуса осаждения. Эта зона в виде полого конуса высотой около 2/3 от высоты тела слитка сформирована из кристаллов со средним размером 5-7 мм в обычном слитке

14265871

и 4-5 мм в слитке с вогнутой донной частью.

Таблица 1 - Параметры структурных зон исследуемых слитков стали 38ХНЗМФА

Зона слитка Обычный С выпуклым

слиток поддоном

1. Корковая зона: •

- средняя ширина зоны, мм 10 10

- площадь, см2 586,1 523,4

- % к площади осевого темплета 2,05 2,10

2. Зона столбчатых дендритов:

- средняя ширина зоны, мм 90 70

- площадь, см2 5689,4 3266,4

- % к площади осевого темплета 19,86 13,11

3. Зона мелких различно ориентирован-

ных дендритов:

- высота, мм 1435 1160

- площадь, см2 2548,9 2046,4

- % к площади осевого темплета 8,90 8,21

4. Зона крупных различно ориентирован-

ных дендритов:

- площадь, см2 13295,1 13658,8

- % к площади осевого темплета 46,41 54,81

5. Осевая зона:

- протяжённость, мм 1650 1200

- % к высоте тела слитка 68,3 54,8

- площадь, см2 2271,5 1043,4

- % к площади осевого темплета. 7,93 4,19

- диаметр самой широкой части, мм 170 120

- % к диаметру слитка 15,5 10,9

6. Конус осаждения:

- высота, мм 760 914

- % к высоте тела слитка 31,5 38,4

- площадь, см2 3626,9 3898,4

- % к площади осевого темплета 12,66 15,64

- наибольший диаметр, мм 808 882

- % к диаметру слитка 74,3 83,2

7. Зона дугообразных трещин:

- высота, мм 300 216

- % к высоте тела слитка 12,4 9,1

- площадь, см2 626,7 484,8

- % к площади осевого темплета 2,19 1,95

- наибольший диаметр, мм 352 408

- % к диаметру слитка 32,0 38,5

Впервые выявленные и исследованные дугообразные трещины обрамляют вершину конуса осаждения. Зарождение дугообразных трещин, предположительно, происходит в момент образования твёрдо-жидкого кристаллического каркаса данной области на стыке продвигающихся бокового фронта кристаллизации и затвердевающего конуса осаждения. Специфическая дугообразная форма трещин объясня-

Ш дКрупные различно

мм ■ (X ¿ж * л«, 1 Г^ Мелкие различно 1

Рис. 2. Морфология кристаллов структурных зон

ется различными значениями напряжений по радиусу слитка (рис. 4) Ближе к осевым участкам кристаллического каркаса преобладают радиальные напряжения, а у периферии значительной величины достигают вертикальные, вызванные усадкой твердого остова слитка, рис 4.

Дугообразные трещины могут залечиваться маточным расплавом жидкого ядра Однако при дальнейшем охлаждении металла они способны вторично раскрыться по залеченным участкам структуры под действием термических напряжений. Стенки дугообразных трещин имеют дендритное строение, что свидетельствует об их росте в присутствии жидкой фазы

01 .... I I . О»................

О 1 2 3 4 5 6 Т 0123456789 10

Плотность кристаллическом структуры, шт^см Размер кристаллов мм

Рис 3 Плотность кристаллической структуры (а) и средний размер кристаллов (б) по высоте конуса осаждения в обычном (1) и в слитке с вогнутой донной частью (2)

Исследования показали, что в слитке с вогнутой донной частью количественно дугообразных трещин меньше приблизительно в 1,5 раза, они менее развиты, количество благоприятно расположенных прямолинейных участков с углами наклона 75°-90° к горизонтали больше, а площадь на осевом темплете на четверть меньше, чем в обычном слитке (рис 5)

Рис 4 Схема действия усадочных напряжений в исследуемых слитках

140- г

|120- I/

*

г оо I т

Э* О

I 40 ......

м к

;' ■ - : . Н ' ! И а

.1-1:1 , : ! • ■:. -......■

! !,,!,:М;: ы.....г ; ?-г. :-И ! }■•

З1-:^--Т" ! ! ¡т;

- : -

5».

4 !

а 20-i

Интервал ямчаний длин участеоя, им

- б 0 10 1« 20 2» 30 3« 40 40 «0 «I «О 01 70 70 Ин|»рмл 1И1Ч1 ИНН утш наклона, град

Иипраал значамим ширины раенрытя, мм

ж 100 ■

3

£»о

и 120<

20 -о

"г!" "И ' ! | ; : ; ' ......+......! .....I I

-.....'¡Н'4.....

'.....;.....—

' I ' ! ;

-и

, ! :

§

£ 70

х

3

& «о

"I! 10

' I I

• I

, ] , ,.;

I I 1

И ни раал »начаиийдлми участков, I

0 10 10 20 2$ 30 30 40 40 10 М 00 00 70 70 0 Ннторяал аначаний угла наклону град

00 00

I

I 70 ж

1.0 1 ¡00 I Им

о ш

5 »

С 20 £

'! |'И У'] ; Г" . -1-1 |л .....

¡ -, .... I.. I......: . :

■ ! : ! ' ' ; ' ! I I ; : ; Ч I ' :

Интервал амачаний ширины раоарылмя, мм

Рис. 5. Длина (а), угол наклона (б) и ширина раскрытия (в) участков дугообразных трещин в обычном слитке (1) и в слитке с вогнутой донной частью (2)

В целом анализ кристаллической структуры металла показал имеющуюся разницу в размерах дендритов. Размеры кристаллов различных структурных зон при переходе от нижних горизонтов к подприбыльной части слитка изменяются (табл. 2).

Таблица 2 - Значения исследованных параметров слитков стали 38ХНЗМФА

Структурные зоны слитков

Наименование параметра зона столбчатых кристаллов крупные различно ориентированные кристаллы мелкие различно. ориентированные кристаллы осевая зона зона конуса. осаждения

1 2 3 4 5 6

Содержание / степень ликвации С, % на уровнях от дна слитка: 2600 мм 1365 мм 975 мм 565 мм 300 мм 0,36/-5 0,37/-3 0,38/0 0,38/0 0,38 / 0 0,42/+11 0,36/-5 0,39/+3 0,40/+5 0,36/-5 0,41/+8 0,40/+5 0,40/+5 0,36/-5 0,47 / +24 0,41 / +8 0,41 / +8 0,33/-"З 0.30/-21

Средняя длина кристаллов, мм на

уровнях от дна слитка: 2600 мм 1365 мм 975 мм • 565 мм 300 мм 19.4 22,8 25,7 30.2 27.5 10,6 9.4 9,2' 9.5 8,2 5,4 6,1 6,1 7,8 '5,6 5,0 4,8 4.3 4.9

Средняя твердость металла, ед. НВ на уровнях от дна слитка: 2600 мм 1365 мм 975 мм 277 278 281 281 281 276 281 275 284 268 258 -

565 мм 300 мм 265 275 269 277 272 276 - 267 274

Средний предел текучести a0J / временное сопротивление а, на уровнях от дна слитка: 2600 мм 1365 мм 975 мм 565 мм 300 мм 777 / 940 780/943 790 / 952 734/902 770/934 790/952 790/952 773/937 750/916 777 / 940 790/952 770/934 760 / 926 7731937 801/961 746 / 913 711/882 742 / 909 7661 931

-î.f- ■♦■г." ;

Содержание / степень ликвации С,

% на уровнях от дна слитка: 2190 мм 1345 мм 965 мм 560 мм 300 мм 0.36/-5 0,38/0 0,38/0 0,38/0 0,38/0 0.45/+18 0,39 /+3 0.39/+3 0,38/0 0,38/0 0,40/+5 0,39/+3 0.37/-3 0,38/0 0,41/+8 0,36/-5 0,34/-11 0,33/-13

Средняя длина кристаллов, мм на уровнях от дна слитка: 2190 мм 1345 мм 8,1 12,9 10,2 7,3 - 5,9 5,8 -

965 мм 560 мм 300 мм 13,6 14,4 13,6 6,1 5,6 5,2 4,6 4,2 3,9 - 4,8 I 2.6 2.2

Продолжение табл. 2

1 2 3 4 5 6

Средняя твердость металла, ед.

НВ на уровнях от дна слитка

2190 мм 281 281 — - —

1345 мм 277 281 255 243 -

965 мм 287 284 282 - 262

560 мм 275 276 278. - 274

300 мм 268 269 268 - 276

Средний предел текучести а0з /

временное сопротивление о, на

уровнях от дна слитка.

2190 мм 790 / 952 790/952 — - —

1345 мм 777 / 940 790 / 952 700/871 659/834 -

965 мм 810/969 801 /961 794 / 955 - 725 / 894

560 мм 770 / 934 7731937 780/943 _ 766 / 931

300 мм 746/913 750/916 746 / 913 - 773/937

В обычном слитке столбчатые, мелкие различно ориентированные и кристаллы конуса осаждения уменьшаются соответственно на 36%, 31% и 12%, а крупные различно ориентированные кристаллы и кристаллы осевой зоны укрупняются соответственно на 29% и 17%. В слитке с вогнутой донной частью столбчатые уменьшаются на 44%, в то время как крупные различно ориентированные, мелкие различно ориентированные и кристаллы конуса осаждения укрупняются соответственно на 96%, 18% и 118%. Установлено двухкратное (в обычном слитке) и полуторакратное (в слитке с вогнутой донной частью) снижение плотности дендритной структуры при переходе от периферии слитка к его центру.

Степень ликвации углерода (табл. 2) по высоте слитков изменяется в широких пределах от зоны отрицательной ликвации в конусе осаждения до зоны положительной ликвации в подприбыльной части слитка. В слитке с вогнутой донной частью разница в содержании углерода на нижних и верхних горизонтах меньше, нежели в обычном.

Значения твёрдости в зоне конуса осаждения слитка ниже, чем в прилегающих к нему объёмах металла. Это, вероятно, связано с отрицательной ликвацией углерода в нижней части слитка, что даёт возможность качественно судить о степени химической неоднородности слитков в зависимости от разницы показателей твёрдости. Максимально твёрдый участок металла - верхний подприбыльный горизонт, наиболее обогащенный углеродом (табл. 2). Видно, что твёрдость металла при переходе от нижних горизонтов к верхним в основном растёт, а при переходе от периферии слитков к их оси падает. Там же, в табл. 2, приведены значения предела текучести ао.г и временного сопротивления ов, вычисленные по эмпирическим формулам в зависимости от значений твёрдости. Так как Оог и ав напрямую зависят от твёрдости, то и характер их изменения по сечению и высоте слитка аналогичен изменению твердости.

Компьютерное моделирование процесса кристаллизации стального слитка

«К^ви» позволило получить кинетические кривые вертикального затвердевания слитка стали 38ХНЗМФА (рис. 6) и построить границы твёрдо-жидкой фазы в разные моменты времени (рис. 7).

Образующийся твёрдо-жидкий слой в затвердевающем слитке при усадке под-питывается расплавом из жидкого ядра. Подпитка осуществляется фильтрацией расплава через сетку дендритов. А на плотность литого металла, очевидно, влияет протяжённость (объём) твёрдо-жидкой подпитываемой области, а также условия подвода жидкого расплава.

На рис. 7 представлена схема вертикального сечения слитка с условной разбивкой его центральных объёмов на пояса равной высоты в момент подпитки областей дугообразных трещин. Видно, что наиболее труднопропитываемым объёмом в слитке и являются области сосредоточения дугообразных трещин. Так, отношение объёма твёрдо-жидкой фазы в 190м и 20ой секторах к площади его поверхности на границе с жидко-твёрдой фазой в 10М поясе максимально и в 2-2,5 раза превышает аналогичные величины других секторов с того же пояса,

секторах 3го пояса это отношение ещё больше и превышает аналогичные величины секторов с 1го по 18ый того же пояса в 5-200 раз.

Эти труднопропитываемые объёмы, обрамляющие вершину конуса осаждения, имеют повышенную пористость, очевидно, обусловленную осложнённой подпиткой жидким расплавом при затвердевании и поражаются дугообразными трещинами.

В пятой главе проведено компьютерное моделирование процесса кристаллизации слитков, отлитых в изложницу с обычным и выпуклым поддоном при различных значениях параметра постоянной конусности, неизменном относительном объёме прибыли и одинаковых технологических условиях разливки. В результате установлено, что для производства бездефектных слитков с вогнутой донной частью оптимальным значением параметра НЮср является 1,6 (рис. 8). В связи с этим было предложено отливать слитки с вогнутой донной частью для сплошных промышленных поковок широкой номенклатуры, что и было реализовано в промышленности.

Валы роторов турбогенераторов, изготовленные из слитков обычной и изменённой геометрии по результатам ультразвукового контроля и механическим свойствам полностью удовлетворяют требованиям ГОСТ и ТУ, предъявляемым к такого рода изделиям.

Рис 6 Кинетические кривые вертикального продвижения твердой и твердо-жидкой фаз в обычном слитке (1) и в слитке с вогнутой донной частью (2)

Рис 7 Схема разбивки фронтов кристаллизации на временные пояса и сектора

По результатам исследования готовых изделий опытной партии слитки с вогнутой донной частью были внедрены в производство для сплошных изделий Внедое-ние слитков с вогнутой донной частью на ФГУП ПО «Баррикады» (г. Волгоград) дало экономический эффект 569,520 тыс руб (доля автора составила 20%) за счет устранения брака, снижения донной обрези на 3-4% и повышения выхода годного металла в поковку на 1,5-И ,6%

Рис. 8. Моделирование процесса кристаллизации слитков с обычным и выпуклым поддоном с помощью компьютерной программы «КИви» при различном (Н/Оср)

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Впервые проведённые углубленные исследования кристаллической структуры и дефектов металла слитков традиционной формы и с вогнутой донной частью по множеству параметров позволили:

У выявить новую зону мелких различно ориентированных дендритов со средней величиной кристаллов вдвое меньшей, чем по ранее принятой классификации.

V обнаружить в зоне мелких различно ориентированных дендритов новую область дугообразных трещин, располагающуюся над вершиной конуса осаждения и занимающую около 2% объёма тела слитка.

2. Исследования дугообразных трещин показали, что их стенки имеют дендритное строение, что свидетельствует об их росте в присутствии жидкой фазы. Трещины имеют сложное извилистое строение с прямолинейными участками, расположение которых часто параллельно приложенным усилиям при деформации на операциях протяжки, что снижает вероятность их закова без операции осадки. При этом зона дугообразных трещин занимает около трети от диаметра слитка и остаётся в теле кузнечной заготовки и затем готового изделия.

3. Уточнён механизм формирования дефектов усадочного характера и выявлена взаимосвязь дугообразных трещин с зоной осевой рыхлости. Установлено, что для устранения дугообразных трещин необходимо уплотнить металл осевой зоны слитка за счет облегчения условий её подпитки в результате сокращения протяжённости твёрдо-жидкой осевой области, формирующейся в условиях затрудненного питания.

4. В результате изменения геометрии донной части с выпуклой на вогнутую, при остальных неизменных параметрах слитка, более чем в 2 раза сократилась зона осевой рыхлости и на четверть сократилась область дугообразных трещин.

5. Компьютерным моделированием кристаллизации показано, что замена обычного поддона на выпуклый позволяет заметно сократить дефекты усадочного характера, а при НЮср =1,6 устранить их и гарантировать отсутствие внутренних трещин, в то время как осевые дефекты в обычном слитке устраняются при НД^ = 1,5. Результаты оптимизации были реализованы на практике отливкой промышленных слитков. Готовые ротора и валы сплошного сечения, изготовленные из этих слитков, не содержали осевых дефектов.

6. Внедрение слитков с вогнутой донной частью на ФГУП ПО «Баррикады» (г. Волгоград) дало экономический эффект 569,520 тыс. руб. (доля автора составила 20%)

за счёт устранения брака, снижения донной обрези на 3-4% и повышения выхода годного металла в поковку на 1,5-5-1,6%.

Основные положения диссертационного исследования опубликованы в следующих работах:

1. Жульев СИ., Чекалин С.Н., Титов К Е., Бузинов Е.И. Применение вычислительной техники в исследовании макроструктуры металла слитка. II Металлургическая и горнорудная промышленность. - 2002. - №10 - С. 180-184.

2. СИ. Жульев, С.Н. Чекалин, К.Е. Титов. Осевые трещины в крупном стальном слитке марки ЗдХНЗМФА массой 24,2 тонны. II Вестник Уральского государственного технического университета - УПИ. Фундаментальные проблемы металлургии. - 2002. - №5. - С. 12-14.

3. С И. Жульев, Н.А. Зюбан, С.Н. Чекалин, К.Е. Титов. Методика исследования структурной неоднородности стальных слитков. II Научные сообщения КДН: Издание Волгоградского КДН. - 2000. - № 10. - С. 62-65.

4. С И. Жульев, Н.А. Зюбан, К.Е. Титов, С.Н. Чекалин. Исследование структурной неоднородности стальных слитков. II Материалы международной конференции «Естествознание на рубеже столетий». Т. III. - М.:, 2001. - С. 25-26.

5. Жульев СИ., Чекалин С.Н., Титов К.Е. Структурная неоднородность нижней части кузнечного слитка конструкционной стали. II Научно-техническая конференция «Научно-инновационное сотрудничество»: Сб. науч. тр. МИФИ. В 3х частях 4.2. М.: Типография МИФИ, 2002. - С. 168-169.

6. С.Н. Чекалин, К.Е Титов, СИ. Жульев. Исследование анизотропии свойств металла крупных кузнечных слитков. II Научные сообщения КДН: Издание Волгоградского КДН. - 2002. - № 11. - С. 85-91.

7. Е.И. Бузинов, К.Е Титов. С.Н. Чекалин, СИ. Жульев. Автоматизация при измерении параметров перлитно-ферритной структуры металла точечным методом. II Научные сообщения КДН. Издание Волгоградского КДН. - 2002. - № 11.-С. 91-92.

8. С.Н. Чекалин, Е И. Бузинов Измерение плотности дендритной структуры металла с помощью компьютерной программы. IV Конференция молодых исследователей Волгоградской области: Сб. тр. Волгоградского гос. техн. ун-та. -Волгоград, 2001. - С. 85-86.

9. СИ. Жульев, К.Е. Титов, С.Н. Чекалин. Структурная неоднородность кузнечного слитка конструкционной стали.// Международная научно-техническая кон-

ференция «Современные проблемы металлургического производства»: Сб. тр. Волгоградского гос. техн. ун-та. - Волгоград, 2002. - С. 177-180.

10. СИ. Жульев, С.Н. Чекалин, К.Е. Титов. Особенности строения вакуумного слитка массой 24,2 тонны стали марки 38ХНЗМФА. II Международная научно-техническая конференция «Современные проблемы металлургического производства»: Сб. тр. Волгоградского гос. техн. ун-та. - Волгоград, 2002. - С. 180-184.

11. С.Н. Чекалин, Е.И. Бузинов, К.Е. Титов, СИ. Жульев. Программа автоматизированного металлографического анализа макро- и микроструктуры металла. // Международная научно-техническая конференция «Современные проблемы металлургического производства»: Сб. тр. Волгоградского гос. техн. ун-та. - Волгоград, 2002. - С. 193-197.

12. С.Н. Чекалин, К.Е. Титов. Изучение особенностей строения вакуумного слитка массой 24,2 тонны стали марки 38ХНЗМФА. //VII Конференция молодых исследователей Волгоградской области: Сб. тр. Волгоградского гос. техн. ун-та. -Волгоград, 2002. - С. 111-113.

13. К.Е. Титов, С.Н. Чекалин. Структурные зоны крупного кузнечного слитка. ^И Конференция молодых исследователей Волгоградской области: Сб. тр. Волгоградского гос. техн. ун-та. - Волгоград, 2002. — С. 113-114.

14. С.Н. Чекалин, К.Е. Титов, Д.В. Руцкий, Д.Н. Фёдоров, НА Зюбан, СИ. Жульев. Исследование возможности повышения выхода годного кузнечного слитка для изделий тяжёлого машиностроения. II Научные сообщения КДН: Издание Волгоградского КДН. - 2003. - № 12. - С. 68-70.

15. Д.Н. Фёдоров, Д.В. Руцкий, К.Е. Титов, С.Н. Чекалин, СИ. Жульев. Использование компьютерных программ для оптимизации оснастки в металлургическом производстве для изделий машиностроения. II Научные сообщения КДН: Издание Волгоградского КДН. - 2003. - № 12. — С. 71-73.

16. СИ. Жульев, Е.И. Бузинов, С.Н. Чекалин, М.Е. Живов. Автоматизированное металлографическое исследование макро- и микроструктуры металла. II Международная научно-практическая конференция «Научно-технический прогресс в металлургии»: Сб. тр. Карагандинского, металлургического института. -Темир-тау, 2003. - С 94-97.

17. СИ. Жульев, К.Е. Титов, С.Н. Чекалин, Д.В. Руцкий, Д.Н. Фёдоров, М.Е. Живов. Структура и дефекты кузнечного слитка. II Международная научно-практическая конференция «Научно-технический прогресс в металлургии»: Сб. тр. Карагандинского, металлургического института. -Темиртау, 2003. -С 100104.

18. С.Н. Чекалин, Д Н. Фёдоров. Дефекты осевой зоны крупного слитка и их устранение. //VIII конференция молодых исследователей Волгоградской области: Сб. тр. Волгоградского гос. техн. ун-та. - Волгоград, 2003. - С. 78-79.

19. М.Е. Живов, С.Н. Чекалин. Исследование зоны осевой рыхлости крупного слитка. //VIII конференция молодых исследователей Волгоградской области: Сб. тр. Волгоградского гос. техн. ун-та. - Волгоград, 2003. - С. 85-86.

20. Д.Н Фёдоров, С.Н. Чекалин, А.П. Фоменко. Исследование кинетики фазообразо-вания при кристаллизации крупного кузнечного слитка. // Научные сообщения КДН: Издание Волгоградского КДН. - 2004. - № 13. - С. 12-16.

Личный вклад автора в опубликованные работы. Все выносимые на защиту научные и практические результаты получены автором лично и в соавторстве.

В работах [3, 4, 5, 12, 13] предложена методика исследования структурной неоднородности стальных слитков нанесением секущих непосредственно на металл и проведено исследование структурной неоднородности стального слитка этим методом. В работах [1, 7, 8, 11, 16] предложена методика исследования параметров дендритной структуры металла с помощью универсальной компьютерной программы, разработанной авторами. В работах [2, 17] описаны и исследованы структурные и дефектные зоны крупных кузнечных слитков и предложены рекомендации по устранению дефектов осевой зоны. В работе [14] на основании исследования дефектов металла двух слитков предложено внедрить в производство слитки с вогнутой донной частью. В работе [20] проводилось исследование кинетики изменения объёма жидкой, твёрдой и твёрдо-жидкой фаз при кристаллизации трёх крупных кузнечных слитков. Замечено, что вид кинетических кривых изменения объёма одноимённых фаз практически одинаков для слитков различной массы.

Подписано в печать Сб. 05~. £0£>Ь г. Формат 60x84 1/16. Бумага газетная. Печать офсетная. Усл. печ. л.

Уч.-изд. л. У . Тираж 100 экз. Заказ ^05". Бесплатно. Волгоградский государственный технический университет. 400131, Волгоград, пр. Ленина, 28. Типография Волгоградского государственного технического университета. 400131, Волгоград, ул. Советская, 35.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЗАТВЕРДЕВАНИЕ И ДЕФЕКТЫ КРУПНЫХ КУЗНЕЧНЫХ СЛИТКОВ И ПОКОВОК

1.1. Кристаллизация крупного кузнечного слитка

1.1.1. Теория объёмной кристаллизации

1.1.2. Теория последовательной кристаллизации

1.1.3. Теория объёмно-последовательной кристаллизации

1.2. Кристаллическое строение стального слитка и его дефекты

1.2.1. Строение слитка

1.2.2. Трещины и неоднородности в слитке

1.2.2.1. Классификация трещин

1.2.2.2. Причины образования горячих трещин ЗЭ

1.2.2.3. Дефекты поковок, выявляемые ультразвуковым контролем

1.2.3. Особенности строения слитка

1.2.3.1. Макроструктура конуса осаждения

1.2.3.2. Химическая неоднородность конуса осаждения

1.3. Неметаллические включения в поковках

1.4. Механические свойства металла поковок

Получение качественных крупных слитков представляет собой весьма сложную проблему, над решением которой работают многие научно-исследовательские организации и производственные предприятия как в России, так и за рубежом.

Качество слитка определяется ? его внутренним строением и зависит, прежде всего, от размеров и степени развития физической и химической неоднородности. Требования, предъявляемые к слитку технологами, заключаются в минимальном развитии указанных дефектов и обеспечении плотной осевой зоны слитка, что особенно важно при производстве сплошных поковок.

Проблемой получения качественных кузнечных слитков занимались и занимаются в настоящее время ряд российских и иностранных учёных - Н.И. Хворинов, В.А. Ефимов, С .Я. Скобло, Е.А. Казачков, B.C. Дуб, С.И. Жульев и многие другие. При производстве поковок из крупных слитков характерны большие потери метала, вызываемые в основном физической неоднородностью.

Крупные кованые изделия находят широкое применение в тяжёлой энергетической и химической отраслях промышленности, а также в судостроении. Особенно остро стоит задача повышения качества крупных заготовок для изделий ответственного назначения — роторов турбо- и парогенераторов, промышленных и судовых валов, штамповых кубиков, плит.

Анализ литературных и практических данных показал наличие в поковках и готовых изделиях тяжёлого машиностроения и др. наследуемых от слитка дефектов. При своём развитии они приводят к отбраковке готового изделия, что связано с большими потерями, особенно при изготовлении крупных ответственных деталей. Наиболее распространёнными дефектами готовых изделий являются несплошности в осевой зоне, выявляемые ультразвуковым контролем.

В связи с этим актуально комплексное углубленное исследование структуры и дефектов осевой зоны кузнечных слитков, а также оптимизация параметров слитка с целью устранения таких неоднородностей в сплошных изделиях ответственного назначения.

Целью работы ставилось обеспечение бездефектного производства уникальных по габаритам и качеству изделий ответственного назначения и повышение выхода годного металла в поковку на основе выявления характера и природы дефектов кристаллической структуры металла осевой зоны крупных кузнечных слитков, ответственных за отбраковку сплошных поковок, а также анализа факторов, влияющих на их развитие и оптимизации геометрических параметров слитков.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

1) Детально исследовано кристаллическое строение литого металла крупных кузнечных слитков конструкционной стали.

2) Уточнены механизм формирования осевой зоны в процессе кристаллизации крупного кузнечного слитка и причины возникновения осевых дефектов литой структуры, наследуемых изделием.

3) Оценено влияние H/Dcp и геометрических параметров поддона слитка на развитие дефектов осевой зоны и рассчитаны оптимальные величины параметров H/Dcp слитков с юомпельной частью и выпуклым поддоном, обеспечивающие устранение дефектов осевой зоны при производстве сплошных кованых изделий тяжёлого машиностроения.

Экспериментальная часть работы выполнена с применением методов оптической микроскопии OLYMPUS ВХ21, NEOPHOT NU2/E, твердомеров, а также разработанных новых оригинальных методик с использованием компьютерных программ — определения плотности кристаллической структуры и моделирования процесса кристаллизации слитка.

Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем:

В слитках массой 22,5 и 24,2 тонны впервые выявлена ранее неизвестная зона мелких различно ориентированных дендритов, представляющая собой полый конус высотой около 2/3 от высоты тела слитка и имеющая средний размер дендритов 5-5-7 мм.

S Обнаружена и исследована дефектная область дугообразных трещин, • располагающаяся в зоне мелких различно ориентированных дендритов и обрамляющая вершину конуса осаждения. Показано, что трещины образуются под действием усадочных напряжений при кристаллизации в присутствии жидкой фазы.

S Установлено, что замена обычного поддона на выпуклый позволяет заметно сократить дефекты усадочного характера, а при H/Dcp = 1,6 устранить их, гарантировав отсутствие внутренних трещин в слитке и повысив выход годного метала в поковку. В обычном же слитке осевые дефекты устраняются лишь при H/Dcp = 1,5 и ниже.

На основе проведённых исследований уточнён механизм формирования дефектов усадочного характера и разработаны мероприятия, направленные на устранение дугообразных трещин путём уплотнения металла осевой зоны слитка за счёт облегчения условий её подпитки в результате сокращения протяжённости осевой твёрдо-жидкой зоны. Использование слитка с вогнутой донной частью позволило существенно сократить развитие осевой рыхлости и дугообразных трещин. Математическим моделированием определены параметры слитков, обеспечивающие оптимальные условия для уплотнения металла осевой зоны. Результаты оптимизации были реализованы на практике отливкой промышленных слитков. Готовые ротора и валы сплошного сечения, изготовленные из этих слитков, прошли сдаточный контроль без замечаний.

Внедрение слитков с вогнутой донной частью на ФГУП ПО «Баррикады» (г. Волгоград) дало экономический эффект 569,520 тыс. руб. (доля автора составила 20%) за счёт устранения брака, снижения донной обрези на З-е-4% и повышения выхода годного металла в поковку на 1,5-И ,6%.

Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на 4х международных конференциях (Москва, 2001 г., Донецк, 2001 г., Волгоград, 2002 г., Темиртау, 2003 г.), российской конференции (Москва, 2002 г.), а также на научно-технических конференциях ВолгГТУ (20004-2004 гг.).

Диссертационная работа выполнена в рамках гранта по фундаментальным исследованиям в области технических наук 6/30-01 «Исследование неоднородности металла крупных слитков и ответственных поковок» (2000-^2001 гг.) Министерства образования РФ.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Впервые проведённые углубленные исследования кристаллической структуры и дефектов металла слитков традиционной формы и с вогнутой донной частью по множеству параметров позволили:

S выявить новую зону мелких различно ориентированных дендритов со средней величиной кристаллов вдвое меньшей, чем по ранее принятой классификации, формирующуюся как в результате последовательной кристаллизации, так и осаждением кристаллов.

S обнаружить в зоне мелких различно ориентированных дендритов новую область дугообразных трещин, располагающуюся над вершиной конуса осаждения и занимающую около 2% площади осевого темплета слитка.

2. Исследования дугообразных трещин показали, что их стенки имеют дендритное строение, что свидетельствует об их росте в присутствии жидкой фазы. Трещины имеют сложное извилистое строение с прямолинейными участками, расположение которых часто параллельно приложенным усилиям при деформации на операциях протяжки, что снижает вероятность их закова без операции осадки. При этом зона дугообразных трещин занимает около трети от диаметра слитка и всегда остаётся в теле кузнечной заготовки и затем готового изделия.

3. Уточнён механизм формирования дефектов усадочного характера и выявлена взаимосвязь дугообразных трещин с зоной осевой рыхлости. Установлено, что для устранения дугообразных трещин необходимо уплотнить металл осевой зоны слитка за счёт облегчения условий её подпитки при сокращении протяжённости твёрдо-жидкой осевой области, формирующейся в условиях затруднённого питания.

4. В результате изменения геометрии донной части с выпуклой на вогнутую, при остальных неизменных параметрах слитка, более чем в 2 раза сократилась зона осевой рыхлости и на четверть сократилась область дугообразных трещин.

5. Компьютерным моделированием кристаллизации показано, что замена обычного поддона на выпуклый позволяет заметно сократить дефекты усадочного характера, а при H/Dcp =1,6 устранить их и гарантировать отсутствие внутренних трещин, в то время как осевые дефекты в обычном слитке устраняются при H/Dcp =1,5. Результаты оптимизации были реализованы на практике отливкой промышленных слитков. Готовые ротора и валы сплошного сечения, изготовленные из этих слитков, не содержали осевых дефектов.

6. Внедрение слитков с вогнутой донной частью на ФГУП ПО «Баррикады» (г. Волгоград) дало экономический эффект 569,520 тыс. руб. (доля автора составила 20%) за счёт устранения брака, снижения донной обрези на 3+4% и повышения выхода годного металла в поковку на 1,5+1,6%.

1. Тамман Г. Металловедение. Химия и физика металлов и сплавов. Пер. с нем. ОНТИ. М.-Л., 1935.-439 с.

2. Штейнберг С.С. Металловедение. — Свердловск: Металлургиздат, 1961.-598 с.

3. Вайнгард У. Введение в физику кристаллизации металлов. Пер. с англ. М.: Мир, 1967. - 171 с.

4. Самойлович Ю.А. Формирование слитка. -М.: Металлургия, 1977.160 с.

5. Гуляев Б.Б. Затвердевание и неоднородность стали. М: Металлургиздат, 1950.-228 с.

6. Ойкс Г.Н. Вопросы кристаллизации слитка стали. // Сталь. 1952. -№7.-С. 735-741.

7. Сокольская Л.И. О "дожде" кристаллов в затвердевающих металлах. //Сталь. 1951.-№6.-С. 544-550.

8. Гуляев Б.Б. О возможности "дождя" кристаллов при затвердевании стальных слитков. // Сталь. 1951. - №10. - С. 928-929.

9. Скороходов Н.Е. О гипотезе "дождя" кристаллов. // Сталь. — 1952. -№9. С. 824-828.

10. Тагеев В.М. Гипотеза о "дожде" кристаллов в затвердевающих слитках и отливках. // Сталь. 1952. — №1. - С. 59-68.

11. Колосов М.И., Строганов А.И., Смирнов Ю.Л. Охримович Б.П. Качество слитка спокойной стали. М.: Металлургия, 1973. - 408 с.

12. Голиков И.Н., Козлов Ф.В. К вопросу о "дождевой" кристаллизации стали. // Сталь. 1952. - №7. - С. 626-630.

13. Чернов Д.К. Краткий обзор статей Лаврова и Калакуцкого о стали и собственные исследования по тому же предмету. И Чернов Д.К. и наука о металлах: сб. трудов Д.К. Чернова. М.: Металлургиздат, 1950. - С. 63-109.

14. Иванцов Г.П. К вопросу о возможности "дождя кристаллов" в стальном слитке. // Сталь. 1952. - № 10. - С. 922-931.

15. Иванцов Г.П. «Диффузионное» переохлаждение при кристаллизации бинарного сплава. // ДАН СССР. 1951. - Т.81. - № 2. - С. 179-183.

16. Иванцов Г.П. Теплообмен между слитком и изложницей. М.: Ме-таллургиздат, 1951. - 40 с.

17. Бочвар А.А. Металловедение. -М.: Металлургиздат, 1956. -258 с.

18. Данилов В.И., Неймарк В.Е. О наличии зародышей кристаллизации выше точки плавления и строение жидкостей. // Журнал экспериментально-технической физики. 1938. — № 10. — С. 34-43.

19. Данилов В.И., Неймарк В.Е. О зарождении центров кристаллизации в переохлажденной жидкости, о спонтанной кристаллизации жидкостей. // Журнал экспериментальной и теоретической физики. — 1949. — Т. 19. — №13. С. 235-241.

20. Данилов В.И., Овсиенко Д.Е. Зарождение центров кристаллизации в переохлажденных жидкостях на активных примесях. // Журнал экспериментальной и теоретической физики. 1951. - Т.8. - №5. - С. 879-887.

21. Данилов В.И. Строение и кристаллизация жидкостей. Киев: ИГО1 АН УССР, 1956.-424 с.

22. Духин А.И., Неймарк В.Е. К вопросу о кристаллизации слитка. // Затвердевание металлов: Труды второго совещания по теории литейных процессов М.: Машгиз, 1958. - С. 347-356.

23. Скобло С.Я., Донцов П.М. Механизм образования конуса осаждения в слитке. //Сталь. 1951.-№6. -С. 535-543.

24. Скобло С.Я., Казачков Е.А. Разливка стали и формирование слитка. // Проблемы стального слитка: Труды I конференции по слитку. — М.: Металлургия, 1966.-С. 112-129.

25. Лившиц Г.Л. К вопросу о механизме образования нижнего конуса в слитке. // Сталь. 1952. - №6. - С. 518-519.

26. Гуляев Б.Б. Литейные процессы. М.-Л.: Машгиз, 1960. -416 с.

27. Тагеев В.М., Дудкин В.А. Исследование кристаллизации слитков и отливок с применением радиоактивных изотопов (меченых атомов). // Труды научно-технического общества чёрной металлургии. М.: Металлургиздат, 1955. Т. 5.4. 2.-С. 19-36.

28. Тагеев В.М. Неоднородность строения стальных слитков и отливок. // Стальной слиток. М: Металлургиздат, 1952. - С. 40-66.

29. Тагеев В.М., Смирнов Ю.Д. // Металлургия и металловедение: Сб. трудов научно-технической конференции по применению изотопов и ядерных излучений. Изд. АН СССР, 1958.

30. Хворинов Н.И. Кристаллизация и неоднородность стали. М.: Маш-гиз, 1958.-392 с.

31. Строганов А.И., Колосов М.И. Производство качественной стали в мартеновских печах. -М: Металлургиздат, 1961.

32. Колосов М.И., Кульбацкий А.П. Разливка стали. М: Металлургиздат, 1957.

33. Гудцов Н.Т. К вопросу об улучшении строения стального слитка. // Труды научно-технического общества чёрной металлургии. М.: Металлургиздат, 1955. Т. 5.4. 11.

34. Гудцов Н.Т. Основные вопросы изучения стального слитка. // Стальной слиток. М.: Металлургиздат, 1952. - С. 11-20.

35. Нехендзи Ю.А. Стальное литье. М.: Металлургиздат, 1948.

36. Гиршович Н.Г., Нехендзи Ю.А. Затвердевание отливок. // Затвердевание металлов. -М.: Машгиз, 1958. С. 39-90.

37. Добаткин В.И. Слитки алюминиевых сплавов. Свердловск: Металлургиздат, 1960. - 175 с.

38. Баландин Г.Ф. Основы формирования отливки. В 2х частях. Ч. 1. Тепловые основы теории. Затвердевание и охлаждение отливки. — М.: Машиностроение, 1976. 328 с.

39. Баландин Г.Ф. Формирование кристаллического строения отливок. Кристаллизация в литейной форме. М.: Машиностроение, 1973. — 288 с.

40. Жульев С.И. Исследование процесса затвердевания осевой зоны крупного слитка спокойной стали. // Диссертация на соискание степени кандидата технических наук. М.: МИСиС, 1978. - 161 с.

41. Оптимизация режимов ковки сплошных поковок по критерию качества металла осевой зоны. // Отчёт по научно-исследовательской работе. М., 1982.-98 с.

42. Камнев П.В. Совершенствование ковки крупных поковок. — Д.: Машиностроение, 1975. 344 с.

43. В.Н. Лебедев, В.М. Коровина, А.И. Гринюк. Влияние формы слитков на качество крупных поковок. // Физико-химические и теплофизические процессы кристаллизации стальных слитков: Трудов II конференции по слитку. — М.: Металлургия, 1967.-С. 264-269.

44. Ефимов В.А. Стальной слиток. М.: Металлургиздат, 1961. - 358 с.

45. Затвердевание и питание отливок. — М.: Машгиз, 1957. — 288 с.

46. Рыжиков А.А., Рощин М.И., Фокин В.И. и др. Совершенствование технологии стального литья. -М.: Машиностроение, 1977. — 144 с.

47. Рыжиков А.А. Технологические процессы направленного управления формирования отливок. // Суспензионное и композиционное литье. — Киев: ИПЛ АН УССР. 1988. - С. 8-10.

48. Рыжиков А.А. Улучшение качества отливок. М. - Свердловск: Машгиз, 1952.-267 с.

49. Металлография железа. Кристаллизация и деформация сталей. Пер. с англ. Херодинашвили З.Ш., Даниленко Л.П. Под ред. Тавадзе Ф.А. М.: Металлургия, 1972.-218 с.

50. Казачков Е.А., Мосюра Л.И., Липка Н.П. Механизм формирования донной части крупных стальных слитков. // Известия ВУЗов. Черная металлургия. 1981.-№1.-С. 41-44.

51. Малиночка Я.Н., Титова Т.М. Конус осаждения в слитке спокойной стали. // Сталь. 1989. - №11. - С. 26-31.

52. Скобло С.Я., Казачков Е.А. Слитки для крупных поковок. М.: Meталлургия, 1973. 248 с.

53. Скобло С.Я., Страхов В.Г., Кирюшкин Ю.И., Сапелкин Н.Ф. Развитие химической неоднородности в процессе затвердевания кузнечного бесприбыльного слитка. // Проблемы стального слитка: Сб. трудов IV конференции по слитку. М: Металлургия, 1969. - С. 232-235.

54. Студниц М.А., Миркин И.Л. // Металлургия и металловедение: Сб. трудов конференции по применению изотопов. Изд. АН СССР, 1958.

55. Скребцов A.M. Конвекция и кристаллизация металлического расплава в слитках и непрерывнолитых заготовках. — М.: Металлургия, 1993. — 144 с.

56. Иодко Э.А., Шкляр B.C., Кравченко Д.Ф. Исследование процесса затвердевания слитков методом фильтрационно-тепловой аналогии. // Проблемы стального слитка: Сб. трудов IV конференции по слитку. М: Металлургия, 1969.-С. 96-100.

57. Данилов A.M. Исследование слитков легированной стали. // Стальной слиток. -М.: Металлургиздат, 1952. С. 106-118.

58. Гальперин Г.С., Винокуров Г.В., Власов Н.Н. К вопросу о механизме образования внецентренной ликвации. // Процессы разливки стали и формирование слитка. М: Металлургия, 1981. — С. 50-54.

59. Зборовский А.А., Рабинович Е.И. Исследование процесса образования внецентренной неоднородности в слитках спокойной стали и висмута. // Проблемы стального слитка: Сб. трудов III конференции по слитку. М: Металлургия, 1969. - С. 43-49.

60. Ковка крупных поковок. Под ред. В.Н. Трубина, И .Я. Тарновского. — М. Свердловск: Машгиз, 1962. - 224 с.

61. В.Н. Лебедев, В.М. Коровина, П.И. Варакин. Крупные поковки для валов турбогенераторов. — М.: Машиностроение, 1968. — 120 с.

62. Жульев С.И., Кряковский Ю.В., Лебедев В.И. и др. Затвердевание осевой зоны крупного слитка спокойной стали. // Теплофизика стального слитка. Киев: Ин-т проблем литья АН УССР, 1980. - С. 124-129.

63. Саратовкин Д.Д. Дендритная кристаллизация. М.: Металлургиздат, 1957.- 127 с.

64. Гаген-Торн В.О. Кристаллизация и строение слитка. // Металлург. -1937.-№ 11.

65. Чалмерс Б. Теория затвердевания. Перев. с англ. под ред. Приданце-ва М.В. М.: Металлургия, 1968. - 288 с.

66. Нурадинов А.С., Эльдарханов А.С., Ефимов В.А., Таранов Е.Д. Моделирование процесса формирования конуса осаждения неметаллических включений в крупных слитках. // Сталь. 2001. - №10. - С. 21-22.

67. Кузнецов В.Д. Кристаллы и кристаллизация. М.: ГИТТЛ, 1954. —126 с.

68. Овсиенко Д.Е. Влияние нерастворимых примесей на кристаллизацию и структуру металлов. // Кристаллизация металлов: Тр. IV совещания по теории литейных процессов АН СССР. М. - I960 - С. 76-85.

69. Манохин А.И. Получение однородной стали. М.: Металлургия, 1978.-224 с.

70. Сирота Н.Н. Состояние и проблемы теории кристаллизации. // Кристаллизация и фазовые переходы. Минск: Наука и техника. - 1962. — С. 11-58.

71. Сирота Н.Н. Влияние включений на процесс кристаллизации. // Кристаллизация и фазовые переходы. — Минск: Наука и техника. — 1962. — С. 82106.

72. Борисов В.Т. Теория двухфазной зоны металлического слитка. М.: Металлургия, 1987. - 224 с.

73. Салтыков С.А. Стереометрическая металлография. М.: Металлургия, 1976.-272 с.

74. Фесенко А.Н., Латаш Ю.В., Глущенко В.Г. и др. Влияние химического состава на параметры дендритной структуры стали. // Проблемы специальной электрометаллургии. 1985. - №1. - С. 24-29.

75. Кристаллизация и деформация сталей. Пер. с англ. под ред. Тавадзе Ф.Н. М.: Металлургия, 1972. - 655 с.

76. Комплексный контроль качества конструкционной стали. Под ред. Ю.А. Шульте. Киев: Техника, 1986. - 128 с.

77. Шахназаров Ю.В. Оценка качества стали по излому. Л.: ЛДНТП, 1981.-32 с.

78. Металлургия стали. Под. ред. Явойского В.И и Ойкса Г.Н. — М.: Металлургия, 1973. 816 с.

79. Оно А. Затвердевание металлов. Пер. с англ. Под ред. Ефимова В.А. М.: Металлургия, 1980. - 150 с.

80. Самохоцкий А.И., Кунявский М.Н. Металловедение. — М.: Металлургия, 1967. 456 с.

81. Каракула М.В. Зависимость характера кристаллизации крупного слитка от продолжительности заливки. // ЦНИИТМАШ. — 1974. — № 156.

82. Ю.И. Славский, М.М. Матлин. Экспресс-контроль физико-механических свойств металлоизделий методами упругопластического контактного деформирования: Учеб. пособие. Волгоград: Типогафия «Политехник» ВолгГТУ, 1996. - 48 с.

83. Баландин Г.Ф. Основные теории формирования отливки. В 2х частях. М.: Машиностроение, ч. 1, 1976. - 328 е., ч. 2, 1979. - 335 с.

84. Михайленко Б.Е., Сорокин И.Г., Гребенюк Г.С., Королёв В.П. Исследование влияния конфигурации модельных слитков на их качество и поковок из них. // Кузнечно-штамповочное производство. 1979. - № 8. - С. 10-12.

85. Юзов О.В. Эффективность методов совершенствования разливки стали. М.: Металлургия, 1979. - 120 с.

86. Мохов А.И., Максимук B.C., Петунин А.Ю., Данилин С.И. Повышение качества деформированного металла при ковке крупных поковок валов. // Кузнечно-штамповочное производство. 1995. - № 5. - С. 5-7.

87. Пшеничнов Ю.П. Выявление тонкой структуры кристаллов. Справочник. М.: Металлургия, 1974. — 528 с.

88. В.М. Заморуев. Производство стали. -М.: Металлургиздат, 1950.366 с.

89. М.И. Колосов, А.П. Кульбацкий. Разливка стали. М.: Металлургиздат, 1957.-212 с.

90. Манохин А.И. Получение однородной стали. М.: Металлургия, 1978.-224 с.

91. Сирота Н.Н. Состояние и проблемы теории кристаллизации. // Кристаллизация и фазовые переходы. Минск: Наука и техника. — 1962 — С. 11-58.

92. Раддл Р.У. Затвердевание отливок. М.: Машгиз, I960.- 393 с.

93. С.И. Жульев, Н.А. Зюбан. Производство и проблемы качества кузнечного слитка: Монография. / ВолгГТУ. Волгоград, 2003. - 168 с.

94. Флеминге М.К. Процессы затвердевания: Пер. с англ. М.: Мир, 1977.-423 с.

95. Ефимов В.А. Влияние некоторых особенностей затвердевания на развитие химической и физической неоднородности сплавов. // Проблемы стального слитка: Труды VI конференции по слитку. — М.: Металлургия, 1976. -С. 12-26.

96. Ефимов В.А. Разливка и кристаллизация стали. М.: Металлургия, 1976.-552 с.

97. Ефимов В.А. Задачи по ускорению научно-технического прогресса в области повышения качества стальных слитков и заготовок. // Сталь. — 1988. — №4.-С. 1-4.

98. Ефимов В.А. Разливка стали в слитки. // Формирование стального слитка. -М.: Металлургия. 1986. - С. 6-13.

99. Китаев Е.М. Затвердевание стальных слитков. М.: Металлургия,1982.- 168 с.

100. Журавлёв В.А., Китаев Е.М. Теплофизика формирования непрерывного слитка. — М.: Металлургия, 1974. — 215 с.

101. Шмрга J1. Затвердевание и кристаллизация стальных слитков. / Пер. с чешек, под ред. Кашина В.И. М.: Металлургия, 1985. - 248 с.1. УТВЕРЖДАЮ1. Генералы^ ФГУПЛный центр «Азот» Жульев 2003 г

102. Внедрена технология отливки Устранение осевой 569,520кузнечных слитков в изложницы усадочной рыхлос-с выпуклым поддоном ти в кованых изде-лиях. Повышениевыхода годного ме-талла в поковку.