автореферат диссертации по металлургии, 05.16.02, диссертация на тему:Исследование усадочных дефектов в удлиненных сдвоенных бесприбыльных слитках и их использование для производства крупных полых поковок

На правах рукописи

ФЁДОРОВ Дмитрий Николаевич

ИССЛЕДОВАНИЕ УСАДОЧНЫХ ДЕФЕКТОВ В УДЛИНЁННЫХ СДВОЕННЫХ БЕСПРИБЫЛЬНЫХ СЛИТКАХ И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА КРУПНЫХ ПОЛЫХ ПОКОВОК

Специальность: 05.16.02 - Металлургия черных, цветных и редких металлов

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Волгоград - 2005

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

Защита состоится "26" октября 2005г в 15°° часов на заседании диссертационного совета Д 217 035 02 в Федеральном государственном унитарном предприятии «Центральный научно-исследовательский институт чёрной металлургии им И П Бардина» по адресу 105005, Москва, 2-я Бауманская ул , д 9/23 С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ЦНИИЧЕРМЕТ им И П Бардина

Автореферат разослан "23> "Сё-с^;а 2005 г

Научный руководитель' доктор технических наук, профессор

ЖУЛЬЕВ Сергей Иванович

Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор

КУДРИН Виктор Александрович

кандидат технических наук МАКАРЫЧЕВА Елена Владимировна

Ведущее предприятие

ЗАО «Волгоградский Металлургический завод «Красный октябрь»

Ученый секретарь диссертационного совета

Т П Москвина

//1-33

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Увеличение единичной мощности машин и агрегатов создание крупных энергетических установок, развитие атомной энергетики ставит перед металлургами задачу повышения качества изделий, что в свою очередь вызывает необходимость разработки эффективных технологий снижающих физическую, химическую и структурную неоднородность затвердевающих крупных кузнечных слитков, поскольку служебные характеристики кованых изделий в значительной степени связаны с их качеством

В настоящее время разработаны способы внешних воздействий улучшающих качество слитка, такие как внутренние микро- и макрохолодильники, импульсная обработка, вибрация и др.

Вместе с тем, недостаточное внимание уделяется разработке новых типов и геометрических параметров слитков, которым принадлежит определяющая роль в их формировании

При использовании только обычных прибыльных слитков не учитываются специфические особенности готовых изделий различных геометрических форм Параметры литой заготовки могут обеспечивать получение плотной осевой зоны в теле но мало связаны с параметрами поковки Выбор слитка для получения конкретного изделия производится из ряда отливаемых на предприятии с учётом массы изделия Повысить эффективность производства возможно путём оптимизации формы слитка применительно к конкретной поковке, с учётом не только ее массы, но и геометрии Внедрение в производство удлинённых слитков различных типов большой массы снижает отходы и трудоёмкость ковки за счёт приближения их геометрии к форме поковки.

Анализ номенклатуры готовых изделий выпускаемых в настоящее время предприятиями машиностроения показал, что до 80% из них являются полыми Для производства таких поковок применяются как прибыльные слитки нормальной длины, так и удлинённые прибыльные и бесприбыльные слитки Наиболее перспективными для обеспечения качественных характеристик изделий и высоких экономических показателей производства являются бесприбыльные удлинённые слитки Наличие в таких слитках значительно развитой вдоль оси усадочной раковины позволяет использовать их для производства полых поковок, поскольку дальнейшая прошивка или осевое сверление удаляет дефекты, обеспечивая высокий уровень свойств продукции Удлинённые слитки также характеризуются повышенной химической однородностью, что благоприятно сказывающейся на характеристиках готовых изделий

Диссертационная работа выполнена в рамках проекта Министерства промышленности, науки и технологии 6/354-03 «Разработка технологии производства металлургических заготовок повышенной однородности для изделий тяжёлого машиностроения» (2003г) по распоряжению №3 900/41-68 от 26 03 2003г

Цель работы: увеличение выхода годного при ковке полых поковок большой массы на 10-15%

Для достижения поставленной цели было необходимо решить следующие задачи:

-разработать компьютерную систему определения параметров кристаллической структуры слитков для определения границ структурных зон;

-провести анализ структурных зон прибыльных и удлинённых бесприбыльных слитков для выбора наиболее эффективного при производстве крупных (длиной до 24м) полых изделий; _____

-получить математическую зависимость, оЛ^^а^щц^ЗД^у усадочной раковины, I БИБЛИОТЕКА * I

I

-выявить значимые параметры, определяющие оптимальные для производства полых изделий размеры усадочной раковины

Методы исследования. Экспериментальная часть работы выполнена с применением методов оптической микроскопии OLYMPUS ВХ21, NEOPHOT NU2/E, MSM-2 и использовании новых оригинальных методик и компьютерных систем - определения параметров дендритной структуры (программа МГП), моделирования процесса кристаллизации слитка (KRISU) Исследование химической неоднородности производилось на фотоэлектрической установке ARL 3460 Metals Analyzer Научная новизна:

-впервые предложена геометрия кузнечного слитка для производства полых длинномерных изделий, обеспечивающая получение вытянутой вдоль оси усадочной раковины, позволяющая минимизировать кузнечные отходы и повысить качество готовых изделий;

получена зависимость, описывающая связь между геометрическими параметрами усадочной раковины в теле сдвоенного бесприбыльного слитка,

-разработана математическая модель, учитывающая влияние основных геометрических и технологических параметров на степень развития усадочных дефектов в слитке

Практическая ценность. Практическая ценность работы заключается в разработке новой геометрии кузнечного слитка, обеспечивающей локализацию дефектов усадочного происхождения вдоль его оси, которые при последующих переделах удаляются в отходы При этом достигается повышение стабильности механических свойств по длине изделия в 2-4 раза Результаты работы обеспечили производство качественных изделий ответственного назначения с выходом годного металла в поковку до 75-85%.

Внедрение на Волгоградском ПО «Баррикады» новой формы кузнечных слитков позволило снизить отбраковку заготовок длинномерных изделий по дефектам поверхности осевого канала, уменьшить количество термических переработок готовых изделий за счёт повышения их химической однородности и повысить выход годного металла в поковку, что дало экономический эффект 1430 тыс рублей На защиту выносятся:

- результаты исследования структурной, физической и химической неоднородности двух прибыльных слитков нормальной длины массой 4,5 и 24,2тн и сдвоенного бесприбыльного массой 2,6тн,

- результаты исследования закономерностей формирования усадочной раковины в сдвоенном бесприбыльном слитке, а также модель, описывающая влияние геометрических и технологических параметров на ее размеры,

- результаты исследования влияния геометрии слитка на свойства готовых поковок

Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на 4-х международных конференциях (Волгоград, 2002г, Темиртау, 2003г; Самара 2004, 2005г, Магнитогорск, 2005г), а также на ежегодных научно-технических конференциях ВолгГТУ (2001-2004 гг )

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 25 печатных работ Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка использованной литературы и пяти приложений Работа содержит 171 страницу текста, 66 рисунков, 19 таблиц и 5 приложений Список использованной литературы содержит 156 источников

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении кратко раскрыты сущность и актуальность рассматриваемых научно-технических проблем Изложены структура работы, цель работы и научная новизна, а также практическая ценность полученных результатов

В первой главе описаны основные закономерности явления усадки стали, а также усадочные дефекты стального слитка Кроме того, проведён анализ номенклатуры кузнечных заготовок изготавливаемых на машиностроительных предприятиях и охарактеризованы основные типы слитков применяемых для производства полых поковок

Российскими и зарубежными исследователями (Чернов Д К , Гуляев Б Б , Не-хендзи Ю А , Бочвар А А , Ефимов В А , Скобло С Я , Казачков Е А , Жульев С И , Попов А Д , Шмрга Л , Пржибыл Й ) было установлено и доказано, что процесс усадки стали происходит в три стадии' в жидком состоянии (при охлаждении от температуры расплава до температуры ликвидус), в твёрдо-жидком состоянии (в интервале между температурами ликвидус и солидус) и в твёрдом состоянии (от температуры солидус до конечной температуры) Явление усадки всегда сопровождает процесс затвердевания стали Основными факторами, влияющими на её большую или меньшую степень развития, являются химический состав, определяющий интервал затвердевания стали, геометрические параметры слитка, температура разливки, а также интенсивность охлаждения слитка.

К дефектам стального слитка, обусловленным явлением усадки, можно отнести усадочную раковину и осевые трещины. Последние подразделяются на дугообразные, \/-образные и вертикальные трещины

Усадочная раковина является дефектом, неизбежно сопровождающим кристаллизацию стального слитка Ее стремятся полностью локализовать в прибыльной части слитка, в результате чего, относительный объём последней может достигать 25%, что резко снижает выход годного металла из слитка в поковку

Зона дугообразных трещин, впервые описанная в работах С И Жульева, располагается в нижней части осевой зоны слитка, занимая до 35% от его диаметра Протяжённые трещины располагаются в приосевых объёмах и обрамляют вершину конуса осаждения Опасность данной зоны объясняется рядом причин трещины расположены по границе зон слитка с существенно различным химическим составом, в этих зонах величина кристаллов разнится в 2 раза; трещины залечены легкоплавким маточным раствором, обогащенным примесями Трещины имеют сложное извилистое строение с прямолинейными участками, расположение которых часто параллельно приложенным усилиям при ковке, что снижает вероятность их закова без операции осадки Трещины занимают около трети диаметра слитка и при всех вариантах ковки, даже полых поковок, данная зона остаётся в изделии, а не удаляется в отходы.

\/-образные трещины и несплошности располагаются над зоной дугообразных трещин в постоянно сужающейся кверху осевой зоне Характерная форма V-образных трещин вызвана усадочными перемещениями в твёрдо-жидкой осевой зоне, а угол их раскрытия характеризует отношение перемещения по вертикали к ширине канала Поперечные размеры зоны У-образных трещин не превышают 15-17% от соответствующего диаметра

Вертикальные трещины наблюдаются в местах наибольшего скопления пор и несплошностей, располагаясь, как правило, непосредственно под усадочной раковиной и в центральных участках осевой зоны под У-образными трещинами.

Стальной слиток всегда характеризуется наличием в его теле дефектов усадочного происхождения Степень их развития определяется рядом факторов геометрического и технологического характера В зависимости от типа поковки

необходимо варьировать преобладанием тех или иных дефектов, а также их расположением, и формой, стремясь максимально приблизить геометрию слитка к форме готового изделия Добиться этого можно применением существующих типов слитков (удлинённые, прибыльные, бесприбыльные и др ), а также разработкой новых, сочетающих в себе положительные характеристики уже имеющихся

Оценка объёмных показателей машиностроительных предприятий свидетельствует о том, что до 80% изделий, получаемых кузнечно-прессовой обработкой, имеют сквозные либо глубокие осевые отверстия До настоящего времени изготовление полых поковок осуществлялось как из прибыльных слитков (более 13тн), так и из удлинённых (слитки массой менее 13тн) прибыльных и бесприбыльных Вследствие этого выход годного при производстве полых поковок массой более Ютн снижался с 85 до 58-64%, т к использовался только прибыльный слиток нормальной геометрии, характеризующийся низким выходом годного Кроме того, этот слиток также имел повышенную ликвационную неоднородность и, как следствие, значительную разницу в показателях механических свойств металла изделий

Рассмотренные материалы свидетельствуют о том, что наиболее экономичным слитком для производства полых поковок является удлинённый бесприбыльный Такой слиток наиболее технологичен, имеет наименьшую обрезь, характеризуется минимальной трудоёмкостью при подготовке канавы, отливке, ковке Помимо этого, он характеризуется повышенной химической однородностью, что положительно сказывается на свойствах готового изделия

Анализ литературных и производственных данных показал, что основным проявлением физической неоднородности в таких слитках является усадочная раковина Причем наиболее существенным её параметром является поперечный размер, поскольку именно он определяет возможность применения данного слитка для поковки с осевым отверстием конкретного диаметра

Варьирование геометрическими параметрами слитка позволяет управлять размерами усадочной раковины, уменьшая её диаметр с одновременным увеличением протяжённости.

Определяющее влияние на размеры раковины оказывает параметр H/D Ряд исследователей указывают, что повышение значения данного параметра способствует увеличению протяжённости усадочной раковины и сокращению её поперечных размеров.

Не меньшее влияние на форму усадочной раковины оказывает и конусность изложницы В слитках с отрицательной конусностью, усадочная раковина получается меньшей протяжённости, но большего диаметра, чем в слитках с положительной конусностью Однако в последних под усадочной раковиной может наблюдаться зона осевой рыхлости значительных размеров, наличие которой объясняется отсутствием направленности затвердевания.

Таким образом, наиболее перспективным для изготовления полых поковок является слиток, отвечающий следующим требованиям

-максимальная локализация дефектов усадочного характера в осевой части слитка, достигаемая за счёт увеличения параметра H/D и применением положительной и отрицательной конусности слитка, соответственно в верхней и нижней его частях;

-повышенная структурная и химическая однородность обусловленная повышенным значением параметра H/D,

-технологичность сборки литейной оснастки, ' '

-удобство слитка для последующей термической обработки и обработки давлением;

-максимальный выход годного, обусловленный отсутствием прибыльной части

Во второй главе приведены сведения о материале исследований - двух прибыльных слитках нормальной длины (первый стали 35 массой 4,5тн, второй стали 38ХНЭМФА массой 24,2тн) и сдвоенного бесприбыльного слитка стали 35Х2Н2МА массой 2,6тн.

Описана методика исследования металла слитков, с применением современной компьютерной техники, по ряду параметров - количество дендритов на единицу длины секущей, длина их наибольших осей и угол наклона к горизонтали По совокупности всех этих параметров определяли границы структурных зон слитков

Исследование химической неоднородности производилось на различных горизонтах слитков, при этом анализировалось содержание основных ликвирующих элементов' углерода, серы и фосфора.

Исследование параметров усадочной раковины (протяжённость и диаметр) осуществлялось на различных горизонтах 12 сдвоенных бесприбыльных слитков

Приведена методика компьютерного моделирования дефектов усадочного происхождения в теле сдвоенных бесприбыльных слитков, с использованием которой был поставлен и реализован полный факторный эксперимент 27, методика проведения которого представлена здесь же

В третьей главе приведены результаты исследования двух прибыльных слитков Показано, что с увеличением массы слитка происходит увеличение как структурной, так и физической и химической неоднородности

В результате исследования структурной и физической неоднородностей были идентифицированы зоны, представленные на рис 1

Было получено, что слиток массой 24,2тн отличается большей структурной неоднородностью, чем слиток массой 4,5тн Это проявляется в появлении зоны мелких различно ориентированных дендритов обрамляющей конус осаждения и, частично, зону осевой рыхлости.

Результаты исследования параметров кристаллической структуры отдельных структурных зон слитков приведены в табл 1

Таблица 1 - Параметры кристаллической структуры зон слитков массой 4,5 и 24,2тн

Зоны

Параметр Крупные Мелкие ■

Столбчатые различно различно Конус Осевая

кристаллы ориентированные ориентированные осаждения зона

Слиток массой 4,5тн

Размер 40 60 8.4 9.9 3.4.. 5.7 3,8 7,4

кристаллов, мм 49 9,1 5,1 5,7

Угол наклона к горизонтали, град 16 27 22 21...54 41,7 - 7 ..82 53,2 29 84 54

Плотность кри- 0.6 .2,3 0,7 2.9 2,6 3,4 0,2 . 3,5

сталлов, см"1 1,4 1,8 2,9 1,9

Слиток массой 24,2тн

Размер 15 .90 6.5. 14 4 8 4 6 4 15

кристаллов, мм 24 9,9 6,5 4,5 5,6

Угол наклона к горизонтали, град 18 26 24,3 37.5... 56 43,8 53,5 71 61,43 55 .68 61,57 30 .75 50,5

Плотность кри- 0.5. 2,5 1 3 2 ..4.5 2. .4 1 3

сталлов, см"1 1,71 1,69 2,65 2,73 2

Исследование физической неоднородности слитков обычной геометрии также свидетельствует о её росте с увеличением массы Поперечные размеры зоны осевой рыхлости в обоих слитках примерно равны 15,5% от среднего диаметра слитка Трещины имеют характерную У-образную направленность, максимальную степень раскрытия до 0,5 мм и длину до 3,0 мм в слитке массой 4,5тн и раскрытие до 8 мм и длину до 43 мм в слитке массой 24,2тн

1800

1600

1400

1200

1000

800

600

400

200

3200 3000 2800 2600 2400 2200

1

« 2000

ш 1800

X

Ч

О 1600

V X

X

О 1400 о о га

1200 1000 800 600 400 200

0 200 400 600 Расстояние от края слитка, мм

0 200 400 600 800 1000 Расстояние от края слитка, мм

1 - корковая зона, 2 - зона столбчатых кристаллов, 3 - зона крупных различно ориентированных дендритов, 4 - зона мелких различно ориентированных дендритов 5 - конус осаждения, 6 - зона осевой рыхлости, 7 - зона дугообразных трещин, 8 - усадочная раковина Рисунок 1 - Структурные зоны прибыльных слитков массой 4,5 и 24,2 тн

В слитке массой 24,2тн помимо зоны осевой рыхлости была выявлена зона дугообразных трещин, располагающаяся над конусом осаждения и обрамляющая его

вершину Область с внешним диаметром 300 мм, занимает 2,3% площади тела слитка и 32,0% его диаметра Раскрытие трещин достигает 4,9 мм, а их максимальная протяжённость 21 мм.

Исследования химической неоднородности показали наличие в обоих слитках областей положительной и отрицательной ликвации Коэффициент объёмной ликвации углерода, серы и фосфора в конусе осаждения (зона отрицательной ликвации) в слитке массой 24 2тн в 1,4-1,7 раза больше, чем в слитке массой 4,5тн В подприбыльных горизонтах слитков (зона положительной ликвации) коэффициент объемной ликвации в слитке массой 24,2тн в 2-4 раза больше, чем в слитке аналогичной формы, но меньшей массы Суммарные значения коэффициента объёмной ликвации приведены в табл 2

Таблица 2 - Значения суммарной ликвации в слитках обычной конфигурации

Масса слитка, тн Суммарная ликвация (попожительная+отрицательная), %

углерод сера | фосфор

4,5 27 34 47

24,2 45 60 93

Кроме того, на основе производственных и литературных данных, а также результатах компьютерного моделирования были получены зависимости, описывающие влияние отдельных геометрических и технологических параметров на развитие зоны физической неоднородности в теле стального слитка (рис 2)

2250

1570 1575 1580 1585 1590 1595 1600

100 200 300 400 500 600 700

Клин, мм/мин Трмп, "С

Рисунок 2- Влияние параметра H/D (а), объёма прибыли (б), конусности (в), диаметра слитка (г), линейной скорости наполнения (д) и температуры разливки (е)на поперечные размеры зоны физической неоднородности в теле прибыльных слитков

Анализ рисунка 2 показывает, что прибыльные слитки используемые в настоящее время на предприятиях (Н/0=2-2,5, \/„р=16-23%; кг=4-8%) не позволяют получить осевую рыхлость минимальных поперечных размеров, которая в последующем могла бы быть удалена в отходы

В четвертой главе приведены результаты исследования структурной, физической и химической неоднородности сдвоенного бесприбыльного слитка стали 35Х2Н2МА отлитого в составную из двух полуформ изложницу (рис 3)

#460

Рисунок 3- Геометрические размеры оснастки для отливки сдвоенного бесприбыльного слитка массой 2,6тн

2000

1800

1600

г 1400

5

я р

| 1200 о Ю00

Й 800 о

600

400

200

О 200 400 Расстояние от края слитка, мм 1 - корковая зона, 2 - зона столбчатых кристаллов,3 - конус осаждения, 4 - зона различно ориентированных дендритов, 5 - зона осевой рыхлости, 6 - усадочная раковина Рисунок 4 - Структурные зоны сдвоенного бесприбыльного слитка массой 2,6тн

Представленные результаты исследований макроструктурной неоднородности и идентификации структурных зон (рис 4) свидетельствуют о преобладании последовательного механизма кристаллизации над объемным, о чем можно судить по незначительно развитым конусу осаждения и зоне осевой рыхлости, суммарная площадь которых не превышает 9,6% от площади осевого темплета, в то время как

площадь остальных структурных зон составляет 82,3%.

Результаты исследования кристаллического строения также свидетельствуют о повышенной однородности сдвоенного бесприбыльного слитка (табл 3)

Таблица 3 - Параметры кристаллической структуры зон сдвоенного бесприбыльного слитка массой 2,6тн_

Параметр Структурные зоны

Столбчатые кристаллы Различно ориентированные Конус осаждения Осевая зона

Размер кристаллов, мм 10 100 32 2.9 6.5 5,0 2.5 3.7 3,2 2.0. 6.6 3,2

Угол наклона к горизонтали, град 2.. 21 14 15 87 64 3 71 53 24 90 68

Плотность структуры, см"1 0.5 2.5 1,7 2.8 3.5 3,0 3.3 3.6 3,5 2.7 3.7 3,4

Расчёт степени ликвационной неоднородности по углероду, сере и фосфору показал, что в нижней части слитка - в конусе осаждения наблюдается отрицательная ликвация углерода, серы и фосфора (-11%, -6% и 0%, соответственно) При переходе к верхним горизонтам слитка степень химической неоднородности принимает положительный характер и достигает своих наибольших значений в районе вершины усадочной раковины (+8% по углероду, +12,5 по сере и +9 по фосфору) Таким образом, суммарный коэффициент объёмной ликвации в сдвоенном бесприбыльном слитке достигает 19%, 18,5% и 9% соответственно для углерода, серы и фосфора

Закономерности формирования усадочной раковины в теле сдвоенного слитка исследовались на серии разорванных вдоль оси слитков массой от 4,73 до 61тн (табл 4), схема замера её параметров приведена на рис 5

Таблица 4 - Параметры отливки сдвоенных бесприбыльных слитков

№ п/п Марка стали Температура металла перед выпуском, °с Масса слитка, тн Продолжительность отливки, мин Время вдержки слитка в изложнице, час Высота слитка, мм Недолив, мм H/D Конусность слитка (на две стороны), %

1 38ХНЭМФА 1600 J 4,73 4,50 2 00 2740 60 5,13 ±5 7

2 38ХНЭМФА 1650 4 73 4,58 2,00 2740 60 5 13 ±5,7

3 4 У8 50 - 4,83 5,58 2,00 2470 370 4,28 ±5,2

1630 5 38 5,42 2,83 2810 3 4,87 ±5,2

5 38ХНЭМФА 1600 5,38 4,92 2,00 2810 30 4,87 ±5,2

6 38ХНЭМФАР 1650 5,83 5,83 2,75 2510 50 3,89 +2,3

7 20Х2Н4А 1620 7,25 7,33 2,50 2710 50 3,95 ±2,2

8 50 1630 7,89 8,67 3,50 2900 560 4,21 ±9,1

9 50 1630 8,83 8,75 3,67 3380 30 4,91 ±9,1

10 50 1630 8,96 8,92 3,67 2990 130 4,09 ±3,2

11 50 1630 11,33 8,00 3,50 3120 160 3,89 ±9,0

12 40 1630 61 28,35 9,00 5302 162 3,75 ±4,8

Перевод полученных значений координат границы усадочной раковины в безразмерный вид позволил получить следующую графическую зависимость (рис 6)

описываемую уравнением.

= 1,0265+ 0,2312 In

r=0,9637, а=0,01, гф=0,7079 1

(1)

Рисунок 5 - Схема замера параметров усадочной раковины сдвоенного бесприбыльного слитка

Рисунок 6 - Зависимость радиуса усадочной раковины от расстояния от её вершины (в безразмерных координатах)

С целью построения модели вида

Нур%= mcn;H/D; kTC; v„ac; AT,C;U

(2)

где H^ - относительная протяжённость усадочной раковины в теле слитка, %

тсп - масса слитка, тн;

H/D - отношение высоты тела слитка к его среднему приведённому диаметру,

ктс - конусность тела слитка (на обе стороны), %,

vMac - массовая скорость наполнения изложницы, тн/мин,

ДТ - перегрев расплава над температурой ликвидус, °С;

С - содержание углерода в расплаве, %;

U - вид утеплителя зеркала металла

с использованием методов математического планирования эксперимента была разработана и реализована матрица полного факторного эксперимента 27 На основе результатов которого было получено следующее уравнение регрессии

НуР%=48,59-0,46 ma,+0,034 H/D+4,42 k+20,56 vMac-0,055 ДТ+10,34 C-2,97 U--15,01 vMdc C+0,03 тсл H/D-0,027 m^ k-4,95 k C+0,15 H/D k-1,26 H/DvMac-1,99 H/D C-3,36 k vMac-0,0083 k ДТ+0,179 m^ vMac+0,594 mc„ C-0 219 m„, vMac C--0,0858 mcn H/D C+0,34 H/D k vMac+2,25 k vMac C+0,078 m„ k С (3)

Анализ полученной модели показал (рис 7), что наибольшее влияние на протяжённость усадочной раковины оказывают массовая скорость разливки, содержание углерода, конусность тела слитка и величина перегрева расплава Влияние

остальных параметров примерно одинаково Необходимо отметить, что увеличение H/D, конусности тела слитка, массовой скорости разливки, а также содержания углерода способствует росту протяжённости усадочной раковины, а с ростом массы слитка, перегрева расплава и эффективности утепления зеркала металла протяжённость уменьшается.

Парное и тройное влияние параметров не так существенно, кроме случая совместного влияния конусности и параметра H/D

и

а. о

£ я ■в-к S X

к

S

с о га ч s О

I

V 9

а с

о о

г

О О

8 9

2 X

о

г

светлая штриховка соответствует положительным значениям коэффициентов, темная штриховка - отрицательным Рисунок 7 - Влияние отдельных факторов на относительную протяжённость усадочной раковины в теле сдвоенного слитка

Результаты исследований макроструктурной, физической и химической неод нородностей обычных прибыльных и сдвоенного бесприбыльного слитков показывают, что с увеличением массы обычного прибыльного слитка увеличиваются все виды неоднородности характерные для него В частности появляются новые структурные зоны (зона мелких различно ориентированных дендритов в слитке массой 24,2тн) Кроме того, рост структурной неоднородности проявляется в увеличении разницы размеров дендритов формирующих отдельные структурные зоны В сдвоенном бесприбыльном слитке массой 2,6тн явно преобладает последовательная кристаллизация, о чём свидетельствуют существенно меньшие размеры конуса осаждения Разница в параметрах макроструктуры у опытного слитка несущественна, что позволяет сделать вывод о его большей структурной однородности

Что касается физической неоднородности, то в слитке массой 24,2тн помимо усадочной раковины и зоны осевой рыхлости, выявленных также и в слитке массой 4,5тн, обнаружена так называемая зона дугообразных трещин, обрамляющая вершину конуса осаждения И если диаметр зоны осевой рыхлости в обоих прибыльных слитках не превышает 16% от среднего диаметра тела, то размеры зоны дугообразных трещин вдвое больше и достигают 32%

Таким образом, логично ожидать повышения диаметра дефектных участков в осевой зоне крупных слитков до 30 и более процентов от среднего диаметра слитка, что крайне затрудняет их устранение при последующей кузнечной обработке

Существенное развитие усадочной раковины в сдвоенном бесприбыльном слитке по длине (44% от высоты тела слитка) компенсируется несущественным ее развитием по диаметру не превышающем 17% на ббльшей высоте слитка Такой незначительный размер дефектных осевых объёмов в сдвоенном бесприбыльном слитке делает его более предпочтительным при производстве полых изделий (осевая зона слитка удаляется прошивкой или сверлением) по сравнению с обычными

прибыльными слитками

Химическая неоднородность обычных прибыльных слитков также существенна Это связано не только с образованием областей отрицательной и положительной объёмной ликвации (соответственно в нижней и верхней частях прибыльных слитков), но и с зональной ликвацией проявляющейся в виде развитых шнуров внеосе-вой ликвации

Сдвоенный бесприбыльный слиток отличается более равномерным распределением основных ликвирующих элементов - в периферийных областях их ликвация незначительна, некоторый рост наблюдается в осевых объёмах и в районе вершины усадочной раковины, однако эти участки удаляются в отходы при последующей кузнечной или механической обработке, обеспечивая получение изделия с равномерным распределением по длине углерода, серы и фосфора

В пятой главе приведены результаты исследования поковок изготовленных из сдвоенных бесприбыльных слитков, а также отходов кузнечного производства

Для отливки сдвоенных бесприбыльных слитков было разработано 286 типоразмеров слитков массой от 2,61 до 196,55тн Было отлито 19 промышленных слитков стали различных марок массой от 4,73 до 61,0тн Отливка, осуществлялась как на воздухе, так и с вакуумированием металла в струе

Для получения возможности манипулировать слитком при последующей ковке из головной части слитка необходимо закатывать цапфу Определение оптимальной величины головной обрези слитка (идущей под закатку цапфы) производилось исходя из того, что при ковке изделий по штатной технологии (из прибыльного слитка) величина относительного диаметра дефектной зоны в поковке сохраняется практически такой же, как и в исходном слитке.

После ковки, диаметр дефектной зоны в поковке должен быть меньше чем диаметр осевого отверстия в поковке Возможное смещение следов дефектной зоны в процессе ковки от геометрической оси изделия предотвращается введением коэффициента запаса х, который показывает во сколько раз относительный диаметр дефектной зоны должен быть меньше, чем осевой канал в готовом изделии

(4)

где <1Д1.ф - диаметр дефектной зоны в слитке, мм,

(1деф - диаметр дефектной зоны в поковке, мм,

Осл - диаметр слитка, мм,

0,|ОК - диаметр поковки, мм.

ёдсф = <*от.

Б у-Б

сл пик

где - диаметр отверстия в поковке, мм X - коэффициент запаса

(5)

Совместное использование зависимостей (1), (3) и (5) на основе расчета геометрических параметров усадочной раковины позволяет производить расчет необходимой величины головной обрези сдвоенного слитка, которая обеспечила бы

гарантированное удаление усадочной раковины и её следов при последующих переделах-

тт% _ о%

"ОЬР — ПУР

-0,0265 -0,2312 -1п

х-о

Л ^ п

(6)

Использование данной зависимости позволяет назначать обоснованную величину головной обрези, достигая тем самым сокращения величины кузнечных отходов

Ковка заготовок из удлинённых бесприбыльных слитков производилась по принятой технологии, включающей операцию биллетировки, осадки, прошивки и раскатки или протяжки, в зависимости от конечных размеров заготовки При этом количество поковок, получаемых из нового слитка, как правило, вдвое превышало число поковок, откованных из традиционного прибыльного слитка (рис 8), что сокращает трудоёмкость и время ковки

[] []

С

3 с

3

V/,

1 - полый прошивень, 2 - выдра Рисунок 8 - Сравнение технологических схем ковки обычного (а) и удлинённого бесприбыльного (б) слитков

Имеющаяся в верхней части слитка усадочная раковина частично заковывается на операциях биллетировки и осадки, после чего удаляется в "выдру"

Исследование отходов ковки, головной обрези и "выдр" производилось на металле слитков стали 20 массой 51,04тн Темплеты вырезались из "выдр" двух поковок, изготовленных из верхней и нижней частей слитка

Макроструктура темплетов вырезанных из "выдр" представлена на рис 9 Из фотографий видно, что "выдра", полученная при прошивке поковки из верхней части слитка несёт следы усадочных дефектов При этом зона повышенной тра-вимости располагается по оси темплета и занимает половину Сечения отходов

Поверхностные слои металла "выдры" плотные, без дефектов Металл "выдры", полученной при прошивке поковки из нижней части слитка без дефектов усадочного происхождения

а - "выдра" из верхней части слитка, б - "выдра" из нижней части слитка Рисунок 9 - Макроструктура темплетов, вырезанных из "выдр", полученных при прошивке поковок из слитков массой 51,04тн

Для сопоставления уровня механических свойств металла промышленных поковок, изготовленных из опытных - удлинённых бесприбыльных и обычных - прибыльных слитков проведено сравнение механических свойств ряда наименований деталей При этом сравнивались усреднённые по данным нескольких поковок значения

Анализ полученных данных показал, что прочностные характеристики металла и величины относительных удлинений изделий, изготавливаемых из опытных и сравнительных слитков находятся на одном уровне Вместе с тем, отмечено устойчивое повышение значений относительного сужения и ударной вязкости В опытно-промышленных поковках характеристики относительного сужения по отношению к сравнительным величинам возросли на 4,1-13,7%, а значения ударной вязкости на 12,4-65,0%

Было проведено сравнение характера изменения механических свойств при производстве длинномерных поковок толстостенных труб Для проведения исследо ваний из одной плавки под вакуумом было отлито два слитка стали 38ХНЗМФА' первый (№1) - сдвоенный бесприбыльный массой 37,5тн; второй (№2) - обычный прибыльный массой 24,2тн.

Из слитка №1 были откованы две поковки, массой по 13,0тн Из слитка №2 была откована одна поковка массой 13,0тн После предварительной термической обработки проведённой в одной садке каждая заготовка с двух концов подвергалась макроконтролю и механическим испытаниям

Макроструктура всех заготовок (рис 10, 11) соответствовала требованиям

ГОСТ В5192-78 В изломе металлургических дефектов обнаружено не было

а б

а - донная часть слитка, б - подприбыльная часть слитка Рисунок 10 - Макроструктура концевых дисков вырезанных из поковки изготовленной из слитка обычной геометрии массой 24,2тн

а - средняя часть слитка, б - головная часть слитка Рисунок 11 - Макроструктура концевых дисков вырезанных из поковки изготовленной из верхней половины сдвоенного бесприбыльного слитка массой 37,5тн

Механические свойства заготовок из опытного и обычного слитков приведены в табл 5. Из приведённых данных видно, что заготовки из сдвоенного бесприбыльного слитка характеризуются более равномерным содержанием углерода по концам Так, если у поковок из обычного слитка разность в содержании углерода по концам составляет 0,07%, то у опытного сдвоенного слитка разница не превышает 0,04%, т е химическая однородность повысипась в 1,75 раза

Последнее свидетельствует о том, что заготовки из опытного слитка более благоприятны для термической обработки отпуском при одинаковой температуре по концам и для механической обработки при расточке осевого отверстия путём трепанации со стороны донного конца заготовки, имеющей более высокое содержание углерода, чем у заготовок из обычных слитков

2В обычн 1В опытн Слиток

В8124 половина слитка В8122 нижняя В8123 верхняя половина слитка и——_ Поковка

0,37 0,44 1— 0,44 | о о 0.42 [ 0,44 Содержание углерода по концам, %

сл ш о СП <о о сл 8 сл 8 сл (0 сл сл со сл Температура отпуска по концам, °С

л л Л ж л Номер образца

"Г - - со - со _к 00 -

(О 00 о £ о о со 1 8 о —1 о (О § £ о N5 СО | 1009 о о о 6001. | 2я 0) - Механические свойства

1068 о § 00 VI 1 1117 ] I 1117 1 1127 ! о 4» (О о 8 1176 V) со VI сл с» МПа

СЛ О) О) -А ю о: СЛ —к К) сл Г 1235 VI | 1156 м О) 4» | 1235 м сл | 1235 Г)» о

СЛ 5 2 сл СО СП л & со сл со 00

(О 00 с» СЛ 00 VI СЛ I 38,5 ! ю ю сл 00 00 сл м л со СЛ СО VI со VI 00 VI со VI

> 00 го го 00 го го го ГО го го го Излом

VI о> •ь. СП А со о I 470 372 I I 470 666 1 VI о ю I 784 431 ! 784 627 ^ сл 4» СЛ 00 4ь М 1.1

490 | 363 | л <о о со со VI м 4ь Ю со VI го со (о К) Р г! < Ъ.8

со о со со О! 00 со О) СО со О) СО со со сл м со СЛ со VI сл 00 VI сл 00 VI сл 00 VI сл Т ГО

Дополнительным исследованиям подвергалась поковка В-8123, которая была порезана по схеме приведенной на рис 12 Результаты исследований изменения механических свойств приведены на рис 13

1к и Нк - концевые диски отбираемые при штатном контроле, 1М .6М - диски для контроля, У.м и У,20 -ударные образцы для испытаний при -50 и +20°С соответственно, Р - разрывные образцы

Рисунок 12 - Схема порезки трубных заготовок и отбора проб для механических испытаний

« с 1100

я С 1000

О

900

1ъии

л 1400

с

5 1300

ь 1200

1100

ьи

50

& 40

э-

30

20

41Ю

2

100 о

Относительное расстояние от торца поковки, %

■■■- поковка, изготовленная из верхней половины сдвоенного бесприбыльного слитка

массой 37,5тн, — — — - поковка, изготовленная из прибыльного слитка, массой 24,2тн Рисунок 13 - Изменение механических свойств по длине поковок изготовленных из обычного прибыльного и сдвоенного бесприбыльного слитков

Как видно из рисунка 13 поковка из сдвоенного слитка обладает несколько меньшими значениями прочностных свойств (о„ц, от и о„), но при этом полностью удовлетворяет требованиям ГОСТа В тоже время наглядно демонстрируется рост пластических свойств Кроме того, показано существенное повышение стабильности по длине поковки всех исследуемых параметров

Такое изменение механических характеристик связано с более равномерным химическим составом металла по длине поковки изготовленной из сдвоенного бесприбыльного слитка Меньшая химическая неоднородность изделий при изготовлении одной поковки из слитка обусловлена меньшей химической неоднородностью удлинённого слитка, при одинаковой массе с нормальным, за счёт меньшего его диаметра При изготовлении двух поковок из сдвоенного слитка степень ликвации снижается практически вдвое, за счет его разделения на две части, что позволяет получать более стабильные свойства по длине изделия

Кроме повышения качественных характеристик металла изделий, внедрение сдвоенного бесприбыльного слитка для производства полых поковок позволило улучшить технико-экономические показатели его производства Проведённый анализ баланса металла при ковке поковок из сдвоенного бесприбыльного и нормального прибыльного слитков показал, что использование сдвоенных слитков вместо обычных при изготовлении одних и тех же поковок позволяет повысить выход годного из слитка в поковку на 5-20%

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1 Впервые предложена новая геометрия удлиненных кузнечных сдвоенных бесприбыльных слитков со встречной конусностью тела для длинномерных поковок, обеспечивающая получение узкой, вытянутой вдоль оси усадочной раковины удаляемой в отходы при производстве полых изделий, что позволяет повысить выход годного до 80-85%,

2 Установлено, что кузнечный слиток нормальной геометрии уступает предложенному по осевой неоднородности (трещинам) достигающей в диаметре 32-35%, ликвационной неоднородности металла по углероду, сере, и выходу годного металла из слитка в поковку как правило не превышающего 65%,

3 Установлено преобладание последовательного механизма кристаллизации над объёмным в удлиненных слитках, что и обеспечивает вытянутую вдоль оси форму усадочной раковины, а также меньшее развитие осевой рыхлости в диаметре, что позволяет существенно расширить номенклатуру полых изделий, заготовкой для которых служит предлагаемый сдвоенный слиток,

4 Производственными экспериментами и расчётным путем выявлены закономерности формирования усадочной раковины в удлинённом сдвоенном бесприбыльном слитке, а также характер влияния геометрических параметров изложниц и технологических факторов разливки на её развитие Выведена зависимость параметров усадочной раковины от вышеперечисленных факторов,

5 Достигнуто 2-4 кратное повышение стабильности характеристик механических свойств готовых длинномерных изделий, за счёт большей структурной однородности металла новых слитков, снижения развития дефектов усадочного и ликвационного характера,

6 Разработана методика и программа выявления границ структурных зон слитков по комплексу исследуемых характеристик (размеру кристаллов, плотности кристаллической структуры и углу наклона наибольшей оси кристалла на шлифе),

7 Внедрение на Волгоградском ФГУП ПО «Баррикады» новой формы кузнечных

слитков для изготовления полых длинномерных изделий ответственного назначения позволило снизить отбраковку, а также уменьшить количество термических переработок готовых изделий, что дало экономический эффект 1430,0 тыс рублей

Основные положения диссертационного исследования опубликованы в следующих работах

1 Федоров Д Н,, Руцкий Д В , Жульев С И Исследование макроструктуры "переходной зоны" инокуляторного слитка //VI Региональная конференция молодых исследователей Волгоградской области, г Волгоград, 13-16 ноября 2001г Тезисы докладов /ВолгГТУ и др - Волгоград, 2002 - С. 117-118

2 Жульев С И , Руцкий Д В , Фёдоров Д H Исследование структуры слитка отлитого с инокуляторами //Современные проблемы металлургического производства Сб. тр. междунар. науч.-техн. конф., Волгоград, 1-3 октября 2002г /ВолгГТУ и др - Волгоград, 2002 - С 184-187

3 Жульев С И , Федоров Д.Н , Руцкий Д В Исследование макроструктуры зоны отрицательной ликвации крупного кузнечного слитка //Современные проблемы металлургического производства Сб тр. междунар науч -техн конф , Волгоград, 1-3 октября 2002г /ВолгГТУ и др - Волгоград, 2002 - С 187-191

4 Фёдоров Д H , Руцкий Д В , Жульев С И Исследование макроструктуры и механизма формирования зоны отрицательной ликвации крупного кузнечного слитка //Научные сообщения КДН Бюллетень №11 /Волгоградский клуб докторов наук-Волгоград, 2002. - С 69-73.

5 Исследование возможности повышения выхода годного кузнечного слитка для изделий тяжелого машиностроения /Чекалин С H , Титов К Е , Руцкий Д В , Федоров Д H , Зюбан H А , Жульев С.И //Научные сообщения КДН Юбилейный выпуск Бюллетень №12/Волгоф клуб докторов наук Волгоград, 2003 - С. 68-70

6 Использование компьютерных программ для оптимизации оснастки в металлургическом производстве для изделий машиностроения /Федоров Д H , Руцкий Д В , Титов К Е , Чекалин С H , Жульев С И //Научные сообщения КДН Юбилейный выпуск Бюллетень №12 /Волгогр. клуб докторов наук Волгоград, 2003 -С 71-73

7. Структура и дефекты кузнечного слитка /Жульев С И , Титов К Е , Чекалин С H , Руцкий Д В , Федоров Д H , Живов M Е //Научно-технический прогресс в металлургии Тр Междунар н-пр конф , поев 40-лет Караган металлур ин-та, 2-3 октября 2003 /Карагандинский металлургический ин-т - Темиртау (Казахстан), 2003 -С 100-104.

8. Федоров Д.Н , Руцкий Д В , Жульев С И Исследование структуры слитка отлитого с инокуляторами // VII Региональная конференция молодых исследователей Волгоградской области, г Волгоград, 12-15 ноября 2002 г Тезисы докладов /ВолгГТУ и др - Волгоград, 2003. - С. 116-117.

9 Фёдоров Д H , Руцкий Д В , Жульев С И Применение методов компьютерного моделирования при разработке мероприятий по увеличению выхода годного металла в изделиях машиностроения //VIII Региональная конференция молодых исследователей Волгоградской области, г Волгоград, 11-14 ноября 2003г Тезисы докладов/ВолгГТУ и др - Волгоград, 2004 - С 143-145

10 Чекалин С Н., Фёдоров Д H , Жульев С И Дефекты осевой зоны крупного слитка и их устранение //VIII Региональная конференция молодых исследователей Волгоградской области, г Волгоград, 11-14 ноября 2003г Тезисы докладов /ВолгГТУ и др - Волгоград, 2004, - С. 151-152.

11 Фёдоров Д.Н , Чекалин С H , Фоменко А П Исследование кинетики фазо-образования при кристаллизации кузнечного слитка //Научные сообщения КДН

Бюллетень №13/Волгоградский клуб докторов наук - Волгоград, 2004 - С 12-16

12 Фёдоров Д Н Применение методов планирования эксперимента для анализа влияния технологических параметров на развитие дефектов усадочного происхождения в крупном стальном слитке //Научные сообщения КДН Бюллетень №13 /Волгоградский клуб докторов наук - Волгоград, 2004 - С 16-20

13 Фёдоров ДН Морфология усадочной раковины кузнечного слитка //Научные сообщения КДН' Бюллетень №13 /Волгоградский клуб докторов наук-Волгоград, 2004 - С 112-117

14 Жульев С И , Фёдоров Д Н , Руцкий Д В , Фоменко А П , Мозговой А В , Шамрей В А Физическая и химическая неоднородность в удлинённом слитке //Высокие технологии в машиностроении Сб тр мевдунар науч -техн конф , Самара, 20-22 октября 2004г /СамГТУ и др. - Самара, 2004 - С 187-189

15 Жульев С И , Руцкий Д. В , Фёдоров Д Н , Фоменко А П , Шамрей В А , Мозговой А В Исследование структуры слитков и заготовок //Высокие технологии в машиностроении- Сб тр междунар. науч -техн конф, Самара, 20-22 октября 2004г /СамГТУ и др - Самара, 2004 - С 190-192

16 Фёдоров Д Н , Мозговой А В , Жульев С И Исследование физической и химической неоднородности удлиненного стального слитка //IX Региональная конференция молодых исследователей Волгоградской области, г Волгоград, 9-12 ноября 2004г Тезисы докладов/ВолгГТУ и др - Волгоград, 2005 - С 112-113

17 Фёдоров Д Н , Мозговой А В , Жульев С И Исследование закономерностей формирования усадочной раковины в удлинённом слитке // IX Региональная конференция молодых исследователей Волгоградской области, г Волгоград, 9-12 ноября 2004г Тезисы докладов/ВолгГТУ и др - Волгоград, 2005 - С 136-137

18 Жульев С И , Фёдоров Д Н , Мозговой А В., Руцкий Д В Исследование неоднородности сдвоенного бесприбыльного слитка //Научные сообщения КДН Бюллетень №14 /Волгоградский клуб докторов наук - Волгоград, 2005 - С 25-28

19 Жульев С И , Федоров Д Н , Мозговой А В , Руцкий Д В Исследование закономерностей образования усадочной раковины в удлинённых бесприбыльных слитках //Научные сообщения КДН Бюллетень №14 /Волгоградский клуб докторов наук - Волгоград, 2005 - С 28-32

20 Жульев С И , Руцкий Д В , Федоров Д Н , Фоменко А П , Шелухина Ю М Влияние параметров отливки на развитие химической неоднородности в крупных кузнечных слитках //Научные сообщения КДН Бюллетень №14 /Волгоградский клуб докторов наук - Волгоград, 2005 - С 11-15

21 Жульев С И , Руцкий Д В , Фёдоров Д Н , Живов М Е , Шамрей В А Влияние химического состава на режим термической обработки и свойства гребных и промежуточных валов //Научные сообщения КДН Бюллетень №14 /Волгоградский клуб докторов наук - Волгоград, 2005 - С 15-20

22 Жульев С И , Руцкий Д В , Федоров Д Н , Фоменко А П , Шелухина Ю М Закономерности изменения механических свойств в трубных поковках в зависимости от химического состава крупного слитка //Научные сообщения КДН' Бюллетень №14 /Волгоградский клуб докторов наук - Волгоград, 2005 - С 20-24

23. Жульев С И., Фоменко А П., Фёдоров Д Н , Руцкий Д В , Титов К.Е , Бузи-нов Е И Слитки для крупных поковок//Сталь -2005 -№10

24 Руцкий Д В , Фёдоров Д Н , Жульев С И , Фоменко А П Влияние химического состава стали на однородность механических свойств в изделиях тяжёлого машиностроения //Энергетики и металлурги настоящему и будущему России Материалы 6-й всероссийской конф студентов, аспирантов и специалистов, Магнитогорск, 24-26 мая 2005г /МГТУ - Магнитогорск, 2005 - С 17

25 Фёдоров Д Н , Руцкий Д В., Мозговой А В , Жульев С И , Фоменко А П Ис-

следование физической и химической неоднородности удлинённого слитка // Энергетики и металлурги настоящему и будущему России Материалы б-й всероссийской конф студентов, аспирантов и специалистов, Магнитогорск, 24-26 мая 2005г /МГТУ. - Магнитогорск, 2005 - С. 20

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

В работах [1, 2, 3, 4, 7, 8, 10, 13, 14, 15, 16, 18, 20, 21, 22, 23, 24, 25] автором приводятся данные, полученные в результате исследования макроструктурной, физической и химической неоднородности крупных стальных слитков различной геометрии и технологии отливки В работах [5, 6, 9] приведены результаты оптимизации параметров кузнечного слитка, позволившей повысить выход годного металла из слитка в поковку. В работе [12] автором получена математическая модель, описывающая влияние некоторых геометрических и технологических параметров на степень развития осевой неоднородности в теле прибыльного слитка нормальной длины В статье [11] приведены данные по исследованию закономерностей фазооб-разования при кристаллизации крупных кузнечных слитков В статьях [17, 19] представлены результаты, полученные с помощью программы компьютерного моделирования «КР^БИ», определяющие закономерности формирования усадочной раковины в теле сдвоенного бесприбыльного слитка, а так же влияние геометрических и технологических параметров на степень её развития

Подписано в печать 19 09 1005 г. Заказ №(%?Тираж 100 экз Печ л 1,0. Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная Печать офсетная

Типография «Политехник» Волгоградского государственного технического университета

400131, Волгоград, ул. Советская, 35

И173 12

РНБ Русский фонд

2006-4 14739

ВВЕДЕНИЕ. УСАДКА СТАЛИ. ЕЁ ПРИЧИНЫ И ПОСЛЕДСТВИЯ.

1.1 Явление усадки стали.

1.2 Физическая неоднородность стального слитка.

1.3 Основные типы изделий машиностроения и слитки, применяемые для их изготовления.

1.4 Параметры, влияющие на расположение дефектов усадочного происхождения в бесприбыльных слитках.

Увеличение единичной мощности машин и агрегатов, создание крупных энергетических установок, развитие атомной энергетики ставит перед металлургами задачу повышения качества изделий, что в свою очередь вызывает необходимость разработки эффективных технологий снижающих физическую, химическую и структурную неоднородность затвердевающих сплавов, поскольку служебные характеристики кованых изделий в значительной степени связаны с качеством кузнечного слитка.

В настоящее время разработаны способы внешних воздействий улучшающих качество слитка, такие как внутренние микро- и макрохолодильники, импульсная обработка, вибрация и др.

Вместе с тем, недостаточное внимание уделяется разработке новых типов слитков и соотношений их геометрических параметров.

При использовании только обычных прибыльных слитков не учитываются специфические особенности изделий различных геометрических форм. Параметры литой заготовки обеспечивают получение плотной осевой зоны в теле и мало связаны с параметрами поковки. Выбор слитка для получения конкретного изделия производится из используемых на предприятии с учётом массы этого изделия. Повысить эффективность производства возможно путём оптимизации параметров слитка применительно к конкретной поковке, с учётом не только её массы, но и геометрии.

Внедрение в производство слитков различных типов снижает отходы и трудоёмкость за счёт приближения формы слитка к форме поковки, с учётом необходимой проработки при ковке.

Анализ видов продукции выпускаемой в настоящее время предприятиями машиностроения показал, что до 80% изделий являются полыми. Для производства полых поковок применяются как прибыльные слитки нормальной длины, так и удлинённые прибыльные и бесприбыльные слитки. Наиболее перспективными в смысле обеспечения качественных 5 характеристик изделий и экономических показателей производства являются бесприбыльные удлинённые слитки [12, 72, 120]. Наличие в таких слитках значительно развитой усадочной раковины позволяет использовать их для производства полых поковок, поскольку дальнейшая прошивка или осевое сверление удаляет дефекты, обеспечивая высокий уровень свойств продукции. Удлинённые слитки также характеризуются повышенной химической однородностью, что благоприятно сказывающейся на характеристиках готовых изделий [46, 117].

Цель настоящей работы состояла в увеличении выхода годного при ковке полых поковок большой массы на 10-15%.

В соответствии с целью были поставлены следующие задачи:

- разработать компьютерную систему определения параметров кристаллической структуры слитков для определения границ структурных зон;

- провести анализ структурных зон прибыльных и удлинённых бесприбыльных слитков для выбора наиболее эффективного при производстве крупных (длиной до 24м) полых изделий;

- получить математическую зависимость, описывающую форму усадочной раковины;

- выявить значимые параметры, определяющие оптимальные для производства полых изделий размеры усадочной раковины.

На основании требований предъявляемых к слитку для производства полых длинномерных поковок разработан удлиненный сдвоенный бесприбыльный слиток, отливаемый в составную из двух полуформ изложницу. В качестве полуформ используются восьмигранные сквозные изложницы соосно устанавливаемые друг на друга и сопрягаемые со стороны максимальных внутренних диаметров.

Научная новизна диссертационной работы состоит в следующем: впервые предложена геометрия кузнечного слитка для производства полых длинномерных изделий, обеспечивающая получение вытянутой вдоль б оси усадочной раковины, позволяющая минимизировать кузнечные отходы и повысить качество готовых изделий;

- получена зависимость, описывающая связь между геометрическими параметрами усадочной раковины в теле сдвоенного бесприбыльного слитка;

- разработана математическая модель, учитывающая влияние основных геометрических и технологических параметров на степень развития усадочных дефектов в слитке.

Практическая ценность работы заключается в разработке новой геометрии кузнечного слитка, обеспечивающей локализацию дефектов усадочного происхождения вдоль его оси, которые при последующих переделах удаляются в отходы. При этом достигается повышение стабильности механических свойств по длине изделия в 2-4 раза. Результаты работы обеспечили производство качественных изделий ответственного назначения с выходом годного металла в поковку до 75-85%.

Внедрение на Волгоградском ПО «Баррикады» новой формы кузнечных слитков позволило снизить отбраковку заготовок длинномерных изделий по дефектам поверхности осевого канала, уменьшить количество термических переработок готовых изделий за счёт повышения их химической однородности и повысить выход годного металла в поковку, что дало экономический эффект 1430 тыс. рублей (доля автора 30%).

Апробация работы осуществлялась на 4-х международных конференциях (Волгоград, 2002 г.; Темиртау, 2003 г., Самара 2004, 2005г., Магнитогорск, 2005 г.), а также на ежегодных научно-технических конференциях ВолгГТУ (2002^-2004 гг.).

1 УСАДКА СТАЛИ. ЕЁ ПРИЧИНЫ И ПОСЛЕДСТВИЯ

выводы

1. Впервые предложена новая геометрия удлинённых кузнечных сдвоенных бесприбыльных слитков со встречной конусностью тела для длинномерных поковок, обеспечивающая получение узкой, вытянутой вдоль оси усадочной раковины удаляемой в отходы при производстве полых изделий, что позволяет повысить выход годного до 80-85%;

2. Установлено, что кузнечный слиток нормальной геометрии уступает предложенному по осевой неоднородности (трещинам) достигающей в диаметре 32-35%; ликвационной неоднородности металла по углероду, сере, и выходу годного металла из слитка в поковку как правило не превышающего 65%;

3. Установлено преобладание последовательного механизма кристаллизации над объёмным в удлинённых слитках, что и обеспечивает вытянутую вдоль оси форму усадочной раковины, а также меньшее развитие осевой рыхлости в диаметре, что позволяет существенно расширить номенклатуру полых изделий, заготовкой для которых служит предлагаемый сдвоенный слиток;

4. Производственными экспериментами и расчётным путём выявлены закономерности формирования усадочной раковины в удлинённом сдвоенном бесприбыльном слитке, а также характер влияния геометрических параметров изложниц и технологических факторов разливки на её развитие. Выведена зависимость параметров усадочной раковины от вышеперечисленных факторов;

5. Достигнуто 2-4 кратное повышение стабильности характеристик механических свойств готовых длинномерных изделий, за счёт большей структурной однородности металла новых слитков, снижения развития дефектов усадочного и ликвационного характера;

6. Разработана методика и программа выявления границ структурных зон слитков по комплексу исследуемых характеристик (размеру кристаллов, плотности кристаллической структуры и углу наклона наибольшей оси кристалла на шлифе);

7. Внедрение на Волгоградском ФГУП ПО «Баррикады» новой формы кузнечных слитков для изготовления полых длинномерных изделий ответственного назначения позволило снизить отбраковку, а также уменьшить количество термических переработок готовых изделий, что дало экономический эффект 1430,0 тыс. рублей.

1. Fisher G.A. Transaction A.S.T. М., 1962, v. 62, p. 1137.2. http://cdo.bseu.bu/stst2metod.htm Центр дистанционного обучения Русского государственного экономического университета

2. Matuschka В. Arch. f. d. Eisenhuttenwesen, 1929, №2. S. 405

3. Standish N. A review of the bottom cone of inclusions of steel ingots. Iron and steel. 1969. №12. p. 354-360.

4. U. Kypett. Влияние ликвации и степени укова на механические свойства крупных стальных поковок. Stahl u Eisen, 1941, №45 и 46. С. 1013-1042.

5. Адлер Ю.П. Введение в планирование эксперимента. М., Металлургия. 1969. 160 с.

6. Анисович Г.А., Жмакин Н.П. Охлаиедение отливки в комбинированнойформе. М., Машиностроение, 1969. 136 с.

7. Антонищенков Ю.М. Ковка полых заготовок // Сталь, 2002. №9. С. 72-74.

8. Ахназарова C.JL, Кафаров В.В. Методы оптимизации эксперимента в химической технологии: Учеб. пособие для хим.-техн. спец. вузов. — 2-е изд., перераб. и доп. М.: Высшая школа, 1985. 327 с.

9. Бакуменко С.П., Гуляев Б.Б., Верховцев Э.В. Снижение отходов стального слитка. М., Металлургия, 1967. 220 с.

10. П.Баландин Г.Ф. Формирование кристаллического строения отливок. Чистые металлы и однофазные сплавы. М., Машностроение, 1965. 256 с.

11. Баптизминский В.И. Повышение выхода годного металла в сталеплавильном производстве / В.И. Баптизманский, B.C. Коновалов, Е.И. Исаев. Киев, Техшка, 1984. 132 с.

12. Бара Ж.-Б. Основные понятия математической статистики. М., Мир, 1974.280 с.

13. Батышев А.И. Кристаллизация металлов и сплавов под давлением. М.:1. Металлургия, 1977. 152 с.

14. Беккиус К. Образование горячих трещин в литой стали с металлургической точки зрения. 24-й международный конгресс литейщиков12919.24 августа 1957 г. в Стокгольме. М.: Машгиз, 1960.

15. Блантер М.Е. Методика исследования металлов и обработки опытных данных. М., Металлургиздат, 1952. 444 с.

16. Борисов В.Т. Теория двухфазной зоны металлического слитка. М.:1. Металлургия, 1987.224 с.

17. Бронштейн В.М. Снижение брака в сталеплавильном производстве. М.,

18. Металлугриздат, 1959. 142 с.

19. Бунин К.П., Баранов А.А. Металлография. М., Металлургия, 1970. 256 с.

20. Вейник А.И. Теория затвердевания отливки. М.: ГНТИМСЛ, 1960. 436 с.

21. Вейник А.И. Теплообмен между слитком и изложницей. М.:

22. Металлургиздат, 1959. 358 с.

23. Винарский М.С., Лурье М.В. Планирование эксперимента в технологических исследованиях. Киев, Техшка, 1975.

24. Власов Н.Н. Король В.В., Радя B.C. Справочник по разливке черных металлов. М., Металлургия, 1981. 240 с.

25. Вопросы теории и практики разливки стали в изложницы.

26. Тематический сборник научных трудов. М., Металлургия, 1988. 56 с.

27. Воскобойников В.Г., Еднерал Ф.П., Кудрин В.А., Якушев A.M. Общая металлургия. М., Металлургия, 1967. 424 с.

28. Выплавка стали и производство стальных отливок. Сборник научных трудов. Под ред. И.Р. Крякина, А.Н. Горожанкина. М., Отдел научно-технической информации, 1960. 132 с.

29. Гольдштейн Я.Е., Мизин В.Е. Инокулирование железоуглеродистых расплавов. М., Металлургия, 1993. 416 с.

30. Горский В.Г., Адлер Ю.П., Тапалай A.M. Планирование промышленных экспериментов (модели динамики). М., Металлургия, 1978. 112 с.

31. Гречко А.В., Нестеренко Р.Д., Кудинов Ю.А. Практика физического моделирования на металлургическом заводе. М., Металлургия, 1976. 224с.

32. Гуляев А.П. Металловедение. М.: Металлургия, 1977. 648 с.

33. Гуляев Б.Б. Затвердевание и неоднородность стали. Москва, Ленинград, ГНТИЛЧЦМ, 1950. 228 с.

34. Дефекты стали. Справ, изд. / Под ред. Новокщеновой С.М., Виноград М.И. М., Металлургия, 1984. 199 с.

35. Джонсон Н., Лион Ф. Статистика и планирование эксперимента в технике и науке. М., Мир, 1981. 520 с.

36. Додин Я.Л., Саксонов Л.Г., Соколовский Л.О., Торбочкин Л.И. Изложницы для слитков легированных сталей. М.: ГНТИЛЧЦМ, 1963. 192 с.

37. Дрейпер Н., Смит Г. Прикладной регрессионный анализ. Пер. с англ. Ю. П. Адлера, В.Г. Горского. М.: Статистика, 1973. 392 с.

38. Дуб B.C., Макарычева Е.В., Макаров И.И. Крупный слиток — настоящее и будущее // Электрометаллургия, 1999. №5. С. 22-30.

39. Дубров Н.Ф., Власов Н.Н., Король В.В. Разливка стали. М., Металлургия, 1975.200 с.

40. Дюдкин Д.А., Крупман Л.И., Максименко Д.М. Усадочные раковины в стальных слитках и заготовках. М., Металлургия, 1983. 136 с.

41. Еднерал Ф.П. Электрометаллургия стали и ферросплавов. М.: Металлургия, 1977. 488 с.

42. Есьман Р.И., Жмакин Н.П., Шуб Л.И. Расчеты процессов литья. Минск, Вышэйшая школа, 1977. 264 с.

43. Ефимов В.А. Разливка и кристаллизация стали. М., Металлургия, 1976. 552 с.

44. Ефимов В.А. Стальной слиток. Под ред. Доброхотова Н.М. М.: ГНТИЛЧЦМ, 1961.356 с.

45. Ефимов В.А. Теоретические основы разливки стали. Изд-во АН УССР, 1961. 180 с.

46. Ефимычев Ю.Е. и др. Регрессионный анализ качества сталей и сплавов.

47. М., Металлургия, 1976. 242 с.

48. Жульев С.И. Исследование процесса затвердевания осевой зоныкрупного слитка спокойной стали. Диссертация на соискание ученой степени131кандидата технических наук. Москва, 1978. 161 с.

49. Жульев С.И. Оптимизация процессов производства кузнечных слитков для поковок ответственного назначения с использованием САПР-технологий. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. Волгоград, 1991. 372 с.

50. Жульев С.И., Зюбан Н.А. Влияние параметров изготовления крупных кузнечных слитков на формирование оптимальной структуры осевой зоны

51. Металлург, 2001. №12. С. 38-39.

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

53. Журавлёв В.А. и др. Машинные исследования порообразования при кристаллизации трёхкомпонентных сплавов в двухмерной области // Известия АН СССР. Металлы, 1980. №1. С. 74-79.

54. Журавлёв В.А., Колодкин В.М., Бакуменко С.П. и др. О механизме образования пор при кристаллизации сплавов // Известия АН СССР. Металлы, 1986. №3. С. 61-65.

55. Журавлёв В.А., Колодкин В.М., Ильин Г.А. и др. Система автоматизированного проектирования технологий металлургических процессов кристаллизации // Литейное производство, 1986. №4. С. 27-28.

56. Заморуев В.М. Производство стали. М., ГНТИЛЧЦМ, 1950. 366 с.

57. Иодко Э.А., Шкляр B.C. Моделирование тепловых процессов в металлургии. М.: Металлургия, 1967. 168с.

58. Камнев П.В. Совершенствование ковки крупных поковок. Л.:

59. Машиностроение, 1975. 342 с.

60. Китаев Е.М. Затвердевание стальных слитков. М., Металлургия, 1982. 168 с.

61. Китаев Е.М. Теплофизические закономерности затвердевания стальных слитков. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. Горький, 1984.369 с.

62. Клочнев Н.И. Технология производства отливок из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом. М., ГНТИ машиностроительной литературы, 1962. 172 с.

63. Ковка крупных поковок. Под ред. Трубина В.Н., Шелехова В.А. М.: Машиностроение, 1965. 296 с.

64. Ковка крупных поковок. Результаты исследования технологических режимов. Под ред. В.Н. Трубина, И.Я. Тарновского. М.: ГНТИМЛ, 1962. 224 с.

65. Колосов М.И., Кульбацкий А.П. Разливка стали. М.: ГНТИЛЧЦМ, 1957. 212 с.

66. Колосов М.И., Строганов А.И., Смирнов Ю.Д., Охримович Б.П. Качество слитка спокойной стали. М., Металлургия, 1973. 408 с.

67. Константинов Л.С., Трухов А.П. Напряжения, деформации и трещины в отливках. М.: Машиностроение, 1981. 199 с.

68. Костылева Л.В. Создание новых научных принципов упрочнения железоуглеродистых сплавов на основе развития теории кристаллизации и микроликвации. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук. Волгоград, 2002. 36 с.

69. Кристаллизация и компьютерные модели. Тезисы IV Всесоюзной конференции по проблемам кристаллизации сплавов и компьютерного моделирования. Ижевск, 1991. 156 с.

70. Кристаллизация и компьютерные модели. Тезисы V Международной научно-технической конференции «Кристаллизация и компьютерные модели». Ижевск, 1992. 136 с.

71. Кристаллизация. Теория и эксперимент. Сб. науч. трудов / Удм. ГУ. Ижевск, 1987. 89 с.

72. Крохалев А.В., Шевкун Г.П. Методы организации экспериментов вметалловедении. Учебное пособие. Волгоград, изд-во ВолгПИ, 1990. 72 с.133

73. Кузьмин Б.А., Самохоцкий А.И. Металлургия, металловедение и конструкционные материалы. Учеб. для мех. и машиностроит. техникумов. -3-е изд., перераб. и доп. М.: Высш. шк., 1984. 256 с.

74. Кукса А.В. Чугунные сталеразливочные изложницы. М., Металлургия, 1989. 152 с.

75. Кулешов Н.И. Разработка системы автоматизированного выбора слитка с учётом его весовых, геометрических и структурных характеристик.

76. Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук. Днепропетровск, 1993. 23 с.

77. Кулешов Н.И. Разработка системы автоматизированного выбора слитка с учётом его весовых, геометрических и структурных характеристик.

78. Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук. Днепропетровск, 1993. 187 с.

79. Лапотышкин Н.М., Лейтес А.В. Трещины в стальных слитках. М.:1. Металлургия, 1969. 112 с.

80. Лебедев В.Н., Коровин В.М., Варакин П.И. Крупные поковки для валов турбогенераторов. М., Машиностроение, 1968. 120 с.

81. Линчевский Б.В. Техника металлургического эксперимента. Учебн. пособие для ВУЗов. М., Металлургия, 1992. 240 с.

82. Лисенко В.Г., Лобанов В.И., Китаев Б.И. Теплофизика металлургических процессов. Учебник для ВУЗов. М.: Металлургия, 1982. 240 с.

83. Литовский Е.Я., Пучкелевич Н.А. Теплофизические свойства огнеупоров.

84. Справочное изд. М.: Металлургия, 1982. 152 с.

85. Мадянов A.M. Суспензионная разливка. М., Металлургия, 1969. 184 с.

86. Марченко И.К., Бровман М.Я. Производство крупных стальных слитков.

87. М., Металлургия, 1980. 240 с.

88. Математическая статистика. Под ред. Зарубина B.C., Крищенко А.Л. М., Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001. 424 с.

89. Металлографическое травление металлов и сплавов: Справ, изд. Баранова Л.В., Демина Э.Л. М., Металлургия, 1986. 256 с.134

90. Металлургия стали. Под ред. В.И. Явойского, Г.Н. Ойкса. М., Металлургия, 1973. 816 с.

91. Металлургия. Сборник статей. М., СУДПРОМ ГИЗ, 1958. 178 с.

92. Методика математического планирования эксперимента для оптимизации состава сплавов и совершенствования металлургической технологии. РМИМ 106-72. Руководящий материал. М., 1972. 142 с.

93. Мостовой А.Б., Выгоднер Л.Ф., Каменский JI.A. Новые технологические процессы получения качественных кузнечных слитков. М., Металлургия, 1983. 112 с.

94. Нехендзи Ю.А. Стальное литьё. М.: Металлургиздат, 1948.

95. Николайчик Н.П., Николайчик Е.Н. Повышение стойкости изложниц на машиностроительных заводах. М.: Металлургия, 1974. 160 с.

96. Новик Ф.С. Математические методы планирования экспериментов в металловедении. М., Металлургия, 1972.

97. Новик Ф.С., Арсов А.Б. Оптимизация процессов технологии металловIметодом планирования эксперимента. М., Машиностроение, 1980. 300 с.

98. Ойкс Г.Н., Иоффе Х.М. Производство стали. М., Металлургия, 1969. 520 с.

99. Оптимизация металлургических процессов. Выпуск пятый. М.: Металлургия, 1971. 327 с.

100. Охрименко Я.М. Технология кузнечно-штампового производства. М.:

101. Машиностроение, 1966. 600с.

102. Передовой опыт производства стали, её внепечной обработки, разливки в слитки и получения кузнечных заготовок. Межреспубликанская научно-техническая конференция. Тезисы докладов. Волгоград, 1989. 168 с.

103. Передовой опыт производства стали, её внепечной обработки, разливки в слитки, отливки и получение кузнечных заготовок. Региональная научно-техническая конференция. Тезисы докладов. Волгоград, 1988. 156 с.

104. Отчёт. Волгоград: ВНИКТИнефте-химоборудования, 1980. 81 с.

105. Повышение эффективности разливки стали в изложницы. Тематический сборник научных трудов. М., Металлургия, 1987. 88 с.

106. Попов А.Д. Расчет прибылей для отливок. М., МАШГИЗ, 1957. 56с.

107. Пржибыл Й. Затвердевание и питание отливок. Пер. с чешек. Е.В. Иванова. М.: ГНТИМЛ, 1957. 288 с.

108. Проблемы стального слитка. Сборник №3. Институт проблем литья АН УССР. М., Металлургия, 1969. 424 с.

109. Проблемы стального слитка. Сборник №4. Институт проблем литья АН УССР. М., Металлургия, 1969. 648 с.

110. Проблемы стального слитка. Сборник №5. Институт проблем литья АН УССР. М., Металлургия, 1974. 808 с.

111. Проблемы стального слитка. Сборник №6. Институт проблем литья АН УССР. М., Металлургия, 1976. 496 с.

112. Проблемы стального слитка. Сборник №7. Институт проблем литья АН УССР. М., Металлургия, 1978. 256 с.

113. Процессы разливки, модифицирования и кристаллизации стали и сплавов. Часть I. Труды XI-ой Всесоюзной конференциям по проблемам слитка. Волгоград, 1990. 212 с.

114. Пустыльник Е.Н. Статистические методы анализа и обработки наблюдений. М., Наука, 1968. 288 с.

115. Разливка стали в изложницы и качество слитка. Тематический сборник научных трудов. М., Металлургия, 1989. 80 с.

116. Разливка стали в изложницы и качество слитка. Тематический сборник научных трудов. М., Металлургия, 1984. 56 с.

117. Разливка стали в слитки и их качество. Тематический отраслевой сборник №5. М.: Металлургия, 1976. 144 с.

118. Разливка стали в слитки. Сб. науч. тр. / АН УССР. Ин-т пробл. литья. Киев, 1987. 108 с.

119. Разливка стали. Под общ. ред. В.И. Баптизманского. Киев-Донецк, Вища школа, Головное изд-во, 1977. 200 с.

120. Романенко Д.Г. Металлургическая наследственность стали. Учеб. пособие. Часть первая / ВолгГТУ, Волгоград, 2002. 68 с.

121. Румшинский JI.3. Математическая обработка результатов эксперимента. М., Главная редакция физико-математической литературы издательства "Наука", 1971. 192 с.

122. Румшиский JI.3., Смирнов С.Н. Методы обработки результатов эксперимента. Конспект лекций для аспирантов. Москва, 1973. 162 с.

123. Самойлович Ю.А. Формирование слитка. М., Металлургия, 1977. 160 с.

124. Сергеев В.И. Разработка слитка новой конфигурации для полых длинномерных изделий ответственного назначения. Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук. М.: 1990. 214с.

125. Скворцов А.А., Акименко А.Д., Ульянов В.А. Влияние внешних воздействий на процесс формирования слитков и заготовок. М., Металлургия, 1991. 216 с.

126. Скобло С.Я., Казачков Е.А. Слитки для крупных поковок. М.,1. Металлургия, 1973. 248 с.

127. Скребцов A.M. Конвекция и кристаллизация металлического расплава в слитках и непрерывнолитых заготовках. М., Металлургия, 1993.144 с.

128. Скребцов A.M. Радиоактивные изотопы в сталеплавильных процессах.

129. М.: Металлургия, 1972. 304 с.

130. Слитки удлиненные для прессовых поковок. Выбор и рекомендации по применению. Руководящий технический материал. РТМ — 3 — 617 74. 1975. 26 с.

131. Совершенствование процессов ковки крупных поковок. Свердловск: изд-во "Уральский рабочий", 1967.

132. Совершенствование технологии разливки стали в изложницы.

133. Тематический сборник научных трудов. М.: Металлургия, 1986. 72 с.

134. Современные проблемы металлургического производства. Сборник трудов / Волгоград, гос. техн. ун-т, Волгоград, 2002. 487 с.

135. Соколов А.А., Ларионов В.И. Плавка и разливка стали / Под общей ред. А.П. Липницкого. 3-е изд., перераб. и доп. Л.: Машиностроение, 1982. 66 с.

136. Соколов Г.А. Производство стали. М., Металлургия, 1982. 496 с.

137. Соколов Л.Н. // Кузнечно-штамповое производство, 1967. №3. С. 12-15.

138. Солодовников В.Д., Иодковский С.А., Киселев В.И. Эффективность многоструйной разливки металла на кузнечные слитки // Сталь, 2004. №12. С. 46-48.

139. Сталеплавильное производство. Справочник. Том I. Под общ. ред. A.M. Самарина. М., Металлургия, 1964. 528 с.

140. Сталеплавильное производство. Справочник. Том II. Под общ. ред. A.M. Самарина. М., Металлургия, 1964. 1040 с.

141. Стальной слиток. Сборник трудов первой всесоюзной научно-технической сессии по стальному слитку. Под. ред. Н.Т. Гудцова. М.: ГНТИЛЧЦМ, 1952. 336 с.

142. Строганов А.И., Колосов М.И. Производство качественной и высококачественной стали в основных мартеновских печах. М.:1. ГНТИЛЧЦМ, 1961.418 с.

143. Тагеев В.М. //Сталь, 1949. №1. С. 34-42.

144. Тарновский И.Я. и др. Прокатка на блюминге. М.: Металлургия, 1963. 389 с.

145. Теплообмен между отливкой и формой. Сборник научных трудов. Научн. ред. член-корр. АН БССР, проф. А.И.Вейник. Минск, Вышэйшая школа, 1967.332 с.

146. Теплофизика стального слитка. Сборник научных трудов. Киев, ИПЛ АН УССР, 1980. 182 с.

147. Технологические инструкции по разливке стали. Свердловск: Уральский завод тяжёлого машиностроения им. С. Орджоникидзе, Научноисследовательский отдел технологии металлургического производства, 1975. 69 с.

148. Тимофеев Г.И. Механика сплавов при кристаллизации слитков и отливок. М.: Металлургия, 1977. 160 с.

149. Типовая технологическая инструкция по разливке стали.

150. Днепропетровск: Институт чёрной металлургии, 1980. 62 с.

151. Трубин К.Г., Ойкс Г.Н. Металлургия стали. Мартеновский процесс. М.: Металлургия, 1970. 621 с.

152. Усадочные процессы в сплавах и отливках. Сборник научных трудов. Киев, Наукова думка, 1970. 364 с.

153. Усовершенствование процессов разливки стали. Труды VIII научно-технической конференции. ИПЛ АН УССР. М.: Металлургия, 1981. 148 с.

154. Физико химические и теплофизические процессы кристаллизации стальных слитков. Труды II конференции по слитку. М., Металлургия, 1967. 508 с.

155. Физико-химические воздействия на кристаллизацию стали. Сборник научных трудов. Киев, ИПЛ АН УССР, 1982. 156 с.

156. Флеминге М. Процессы затвердевания. Пер. с англ. под ред. А.А. Жукова и Б.В. Рабиновича. М.: Мир, 1977. 424 с.

157. Хворинов Н.И. Кристаллизация и неоднородность стали. Пер. с чешек. А.А. Жукова. М., ГНТИ машиностроительной литературы, 1958. 392 с.

158. Хикс Ч. Основные принципы планирования эксперимента. М., Мир, 1967. 406 с.

159. Цивирко Э.И., Мошкевич Е.И., Улитенко А.Н., Бялик Г.А. Комплексный контроль качества конструкционной стали. Под ред. Шульте Ю.А. Киев, Техника, 1986. 126 с.

160. Чалмерс Б. Теория затвердевания. Перев. с англ. под ред. д.т.н. Приданцева М.В. М., Металлургия, 1968. 288 с.

161. Чиченев Н.А. Автоматизация экспериментальных исследований (организация эксперимента). Под ред. П.И. Полухина: Учебное пособие для ВУЗов. М.: Металлургия, 1983. 256 с.

162. Шахназаров Ю.В. Оценка качества стали по излому. Ленинград: ЛДНТП, 1981.32 с.

163. Шиндовский Э., Шюрц О. Статистические методы управления качеством. М., Мир, 1976.

164. Шмрга Л. Затвердевание и кристаллизация стальных слитков. Пер. с чешек, под ред. Кашина В.И. М., Металлургия, 1985. 248 с.

165. Шпис X—И. Поведение неметаллических включений в стали при кристаллизации и деформации. Перев. с нем. М., Металлургия, 1971. 125 с.

166. Экспериментальные методы определения температурных полей и тепловых потоков при затвердевании стальных слитков (методическое руководство). Киев: ИПЛ АН УССР, 1973. 26 с.

167. Электрошлаковый переплав. Выпуск №7. Под ред. акад. АН УССР Медовара Б.И. Киев, Наукова думка, 1984. 264 с.