автореферат диссертации по металлургии, 05.16.04, диссертация на тему:Разработка технологии внепечной обработки хладостойкой стали для ответственных отливок, работающих под высоким давлением

На правах рукописи

Бажова Татьяна Юрьевна

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ВНЕПЕЧНОЙ ОБРАБОТКИ ХЛАДОСТОЙКОЙ СТАЛИ ДЛЯ ОТВЕТСТВЕННЫХ ОТЛИВОК, РАБОТАЮЩИХ ПОД ВЫСОКИМ ДАВЛЕНИЕМ

Специальность 05.16.04 - Литейное производство

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Екатеринбург 2004

Работа выполнена на ОАО «Курганмашзавод».

Научный руководитель:

доктор технических наук,

профессор Афонаскин А.В.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук,

Филиппенков А.А.

кандидат технических наук,

профессор Миляев В.М.

Ведущее предприятие

ОАО «Икар» (г. Курган)

Защита диссертации состоится «18» июня 2004 г. в 15 часов на заседании диссертационного совета Д 212.285.05 при ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет - УПИ» в ауд. I (Зал Ученого Совета), 620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, 19.

Ваш отзыв в двух экземплярах, заверенных гербовой печатью, просим направлять по адресу: 620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, 19, УГТУ-УПИ, факс (343) 374-38-84, ученому секретарю совета

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке УГТУ-УПИ.

Автореферат разослан «Л» мая 2004 г.

диссертационного совета

Ученый секретарь

С. В. Карелов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Динамичное развитие нефтегазовой промышленности в северных регионах страны диктует необходимость повышения надежности конструкций, работающих под высоким давлением в условиях низких климатических температур. В этой связи большое значение приобретают прогрессивные процессы выплавки качественного металла, внепечная обработка расплава модификаторами, совершенствование технологии изготовления отливок и их термической обработки.

В современных условиях проблема повышения качества, долговечности и эксплуатационной надежности деталей машин и механизмов вызывает необходимость комплексного подхода к выбору конструкционного материала. При таком подходе материал рассматривается как интегральное понятие, объединяющее в себе вещество, конструкцию и технологию его изготовления и обработки. Создание машин и конструкций, предназначенных для эксплуатации при пониженных температурах, требует выбора материалов с точки зрения их сопротивления хрупкому разрушению; то есть материал должен обладать повышенным сопротивлением развитию трещины и низкой критической температурой хрупкости.

Модифицирование является одним из наиболее эффективных методов изменения структуры и обеспечения высоких механических свойств, в том числе ударной вязкости. Широкое распространение получило модифицирование сталей щелочноземельными и редкоземельными металлами с целью повышения хладостойкости. Вместе с тем практически отсутствуют сведения о влиянии модифицирования на плотность и газонасыщенность стали; нет надежно обоснованных данных об оптимальных присадках лигатуры, что в значительной степени связано с особенностями усвоения модифицирующих элементов различными марками стали. Недостаточны сведения о влиянии комплексного модифицирования на свойства конкретных марок стали и его эффективности в сравнении с

одинарным модифицированием. .

(»ОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА | СПетер6»г I

ОЗ ЯИ>У»«т //Л^

Решению перечисленных выше вопросов применительно к стали ЗОХМЛ посвяшена настоящая работа

Цели и задачи исследования. Целью работы является разработка оптимальных режимов внепечной обработки хладостойкой стали ЗОХМЛ, а также оптимизация технологических параметров отливок, позволяющие в комплексе обеспечить наилучшие механические характеристики и структуру.

Для достижения указанной цели в работе поставлены следующие задачи:

- выбрать сталь для изготовления ответственных отливок, работающих под высоким давлением при низких температурах.

- провести термодинамический анализ раскислительной и модифицирующей способности щелочноземельных металлов, редкоземельных металлов и комплексных модификаторов.

- определить оптимальные режимы внепечной обработки стали и оптимальные составы раскислителей и модификаторов.

- провести статистический анализ эксплуатационных свойств стали ЗОХМЛ.

- определить оптимальные параметры технологического процесса изготовления отливок.

- проверить эффективность реализации предложенных рекомендаций.

В диссертации получены следующие новые научные результаты:

- термодинамический анализ взаимодействия щелочноземельных и редкоземельных металлов с серой в стали ЗОХМЛ с точки зрения термодинамики;

- сравнительный анализ эффективности раскисления стали ЗОХМЛ алюминием и силикокальцием;

- сравнительный анализ влияния одинарного и комплексного модифицирования стали ЗОХМЛ щелочноземельными и редкоземельными металлами на микро- и макроструктуру, плотность, газонасыщенность и

механические свойства отливок, в том числе ударную вязкость при отрицательных температурах;

- анализ технологических параметров изготовления отливок из стали ЗОХМЛ;

- анализ влияния оптимальной технологии модифицирования стали ЗОХМЛ на уровень дефектности отливок.

Научная новизна: -

Комплексное модифицирование стали ЗОХМЛ силикокальцием и редкоземельными металлами обеспечивает оптимальный комплекс механических свойств и наиболее высокую хладостойкость отливок за счет формирования неметаллических включений оптимальной морфологии и снижения ликвационной неоднородности.

Редкоземельные металлы, растворенные в жидкой стали ЗОХМЛ, активно связывают водород в атомные сегрегации, препятствуют образованию газовых дефектов, что способствует увеличению плотности отливок.

Комплексное модифицирование стали ЗОХМЛ силикокальцием и редкоземельными металлами обеспечивает оптимальное соотношение растворенных газов (азота и водорода) вследствие снижения содержания водорода при введении кальция и азота - при введении редкоземельных металлов.

Разработан комплексный подход к изготовлению ответственных отливок высокого давления для трубопроводной арматуры:

- выбран оптимальный материал - сталь ЗОХМЛ,

- для выбранного материала определены оптимальные составы раскислителя и модификаторов,

- оптимизированы параметры изготовления отливки

- с учетом особенностей получаемой литой структуры выбран оптимальный режим термической обработки.

Практическая ценность работы и ее реализация в промышленности. На основании проведенных исследований определены основные параметры технологического процесса комплексного модифицирования стали ЗОХМЛ лигатурами, содержащими кальций и редкоземельные металлы, а также проведена оптимизация времени заливки в формы, усовершенствованы конструкции литниковых систем.

Результаты проведенных исследований внедрены на сталечугунолитейном заводе ОАО «Курганмашзавод» (г. Курган) для производства отливок запорной арматуры из стали ЗОХМЛ с экономическим эффектом 20273 тыс. руб.

Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на X (1998 год) и XI (2001 год) международных конференциях «Современные проблемы электрометаллургии стали», г. Челябинск; а также доложены и обсуждены на VI съезде литейщиков России, г. Екатеринбург, 2003 год.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 133 листах машинописного текста, содержит 28 таблиц и 51 рисунок, состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы из 119 наименований российских и иностранных авторов и приложения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулирована цель работы, охарактеризована новизна и практическая ценность работы.

В первой главе приведен анализ имеющейся информации об основных факторах, определяющих хладостойкость стали: влияние химических элементов, режимов термической обработки, неметаллических включений. Особое внимание уделено вопросам управления количеством и морфологией неметаллических включений путем расхисления и модифицирования стали.

На основе анализа отечественной и зарубежной литературы показано, что модифицирование хладостойких сталей щелочноземельными и редкоземельными металлами после конечного раскисления алюминием приводит к оптимизации морфологии неметаллических включений и повышению пластических свойств. Отмечено, что в научно-технической литературе недостаточно данных о влиянии модифицирования на индекс загрязненности и коэффициент глобуляризации неметаллических включений, об эффективности комплексного модифицирования по сравнению с одинарным, о газонасыщенности модифицированной стали.

На основании этого поставлены цель и задачи исследования.

Во второй главе на основании анализа влияния химических элементов на свойства сталей и с учетом имеющегося на СЧЛЗ ОАО «Курганмашзавод» оборудования для изготовления ответственных отливок высокого давления выбрана сталь ЗОХМЛ.

Проведен термодинамический анализ с целью определения условий глубокой десульфурации стали ЗОХМЛ, предварительно раскисленной алюминием. Определено количество остаточного алюминия при температурах от 1550 до 1700°С для обеспечения содержания серы И < 0,02 % при вводе модификаторов. Полученные данные по равновесной концентрации серы в металле при модифицировании кальцием, барие.ч и церием графически представлены на рис .1.

На основании термодинамического анализа установлено, что церий обладает большим сродством к кислороду, чем кальций и барий. Поэтому десульфурирующая способность церия значительно ниже, чем кальция и бария. С учетом результатов термодинамического анализа рекомендовано комплексное модифицирование ЩЗМ + РЗМ стали ЗОХМЛ.

| 0,03

« 3, 0,02

о. 0,01

® *

5 0

о

-1—о—ä—

0.02. 0,04 0,06 содержание AI, %

о Кальций □ Барий л Церий

0,08

« °-ов

о 0.05 | 0,04 в 0,03 | 0,02 ® 0,01 ? 0 О

zs:

-з-

о Кальций □ Барий л Церий

0,02 0,04 0.06 содержание AI, %

0,08

0.02 0,04 0.06 содержание AI, %

о Кальций а Барий & Церий

0,08

0,15

(А «

s

а 0,05 о Ч о О

0,02 0.04 0,06 содержание AI, %

о Кальций □ Барий Л Церий

0,08

Рис.1. Равновесные концентрации серы при модифицировании кальцием, барием и церием (остаточное содержание 0,005 %)

а)1 - 1550°С, б; Т = 1600°С, в; Т = 1650°С, г) Т = 1700°С

Выплавка стали ЗОХМЛ на СЧЛЗ ОАО «Курганмашзавод» производится в дуговых печах с кислой футеровкой. При выпуске металла из печи в ковш под струю подается алюминий для раскисления. Модифицирование производится в ковше перед заливкой в формы. Хладостойкость стали в значительной мере определяется формой, количеством и характером распределения неметаллических включений, а также плотностью и дисперсностью структуры. Поэтому решающее значение имеет режим раскисления и модифицирования.

Для определения оптимальных составов раскислителей был проведен эксперимент, состоящий из двух серий:

Серия 1. Для определения оптимального количества добавок алюминия сталь (серия 1) из печи разливали в 4 ковша. В первый ковш вводили 0,01 % А1 (по массе), во второй - 0,05 %, в третий - 0,10) % и в четвертый - 0,20 %. Из каждого ковша заливали клиновые пробы для контроля механических свойств.

Серия 2. Аналогичным образом определяли оптимальное количество добавок силикокальция СК25 (серия 2). При этом в первый ковш вводили 0,1 % СК25, во второй - 0,15 %, в третий - 0,20 %, в четвертый - 0,30 %.

Эффективность раскисления стали можно проанализировать по наличию и величине подкорковых пузырей в отливке (рис.2).

О I е О О---

О 0.1 0,2 0,3 0.4

Количество вводимого раскисяитапя, %

л

а_д

о-

О Алюминий а Кальций

Рис.2. Подкорковые пузыри в стали, раскисленной различным количеством добавок алюминия и силикокалышя

Рис.3. Ударная вязкость образцов из стали ЗОХМЛ, раскисленных алюминием и силикокальцием

Сравнение серий 1 и 2 показало, что раскисление стали ЗОХМЛ силикокальцием СК25 позволяет получить значительно более высокую ударную вязкость KCU, чем при раскислении алюминием. Результаты анализа неметаллических включений показали, что добавки алюминия в количестве 0,01% и силикокальция СК25 в количестве 0,15-0,30% обеспечивают формирование 1-го типа сульфидных включений -глобулярных, дезориентированно расположенных в металлической матрице. Добавка 0,05 % А1 приводит к формированию наиболее неблагоприятного 11-го типа включений, расположенных в виде цепочек по границам зерен, то есть сталь в этом случае хорошо раскислена (отсутствуют подкорковые пузыри), но содержит мало избыточного алюминия. В образцах, раскисленных М в количестве 0,1-0,2% наблюдаются остроугольные сульфидные включения Ш-го типа, менее благоприятных с точки зрения обеспечения трещиноустойчивости, чем глобулярные включения. Макроанализом установлено, что добавка уже 0,05 % А1 устраняет появление подкорковых пузырей, в то время как добавка даже 0,3 % силикокальция СК25 не позволяет полностью их устранить.

Таким образом, введение в сталь силикокальция без предварительного раскисления алюминием нецелесообразно. Результаты анализа показали, что оптимальная присадка алюминия составляет 0,050,10% по массе, при этом количество остаточного алюминия составляет 0,04-0,08 %.

Во всех дальнейших экспериментах по модифицированию для конечного раскисления применялись присадки алюминия з количестве 0,01 % по массе.

На следующем этапе исследования определялись оптимальные составов модификаторов, для чего был проведен эксперимент, состоящий из четырех серий:

Серия 3. Исследование влияния модифицирования силикокальцием. После разливки стали из печи было произведено раскисление алюминием в количестве 0,1 %. Затем сталь перелили в 4 разливочных ковша. В первый ковш вводили 0,1 % силикокальция СК25, во второй - 0,15 %, в третий -0Д0 %, в четвертый 0,30 %.

Серия 4. Исследование влияния РЗМ - модифицирования. Методика аналогична п.1, при этом в первый ковш вводили 0,05 % РЗМ-модификатора (ФС30РЗМ30), во второй - 0,10 %, в третий - 0,15 %, в четвертый - 0,20 %.

Серия 5. Исследование влияния комплексного модифицирования добавками РЗМ-модификатора и силикокальция. Методика аналогична п. 1 и 2, при этом последовательно вводили: в первый ковш - (0,05% СК25/ 0,15% ФС30РЗМ30), во второй - (0,10% СК25 + 0,20% ФСЗОРЗМЗО), в третий - (0,10 % СК25/0,30 % ФСЗОРЗМЗО), в четвертый - (0,15 % СК25/ 0,30 % ФСЗОРЗМЗО).

Серия б. Исследование влияния комплексного модифицирования добавками РЗМ-модификатора, силикокальция и ферромарганца. При выпуске стали 30ХМЛ из печи в ковш, на струю металла добавили 0,1 % А1 и 0,2 % силикокальция СК25. Затем сталь перелили в 3 разливочных ковша. При переливе в ковши вводили РЗМ-модификатор ФСЗОРЗМЗО и

ферромагний ФСМг7 в количестве: в первый ковш - (0,1 % ФС30РЗМ30 + 0,1 % ФСМг7); во второй - (0,1 % ФС30РЗМ30 + 0,2 % ФСМг7); в третий -(0,1 % ФС30РЗМ30 + 0,3 % ФСМг7) [119].

Проанализировано влияние одинарного модифицирования щелочноземельными, редкоземельными металлами- и комплексного модифицирования на макроструктуру, морфологию неметаллических включений, плотность и механические свойства стали 30ХМЛ. Подтверждено наличие оптимума при модифицировании редкоземельными металлами. Результаты, анализа показали, что модифицирование силикокальцием СК25 в количестве 0,15-0,30% и РЗМ-модификатором ФС30РЗМ30 в количестве 0,10-0,20% приводит к формированию сульфидных и оксисульфидных включений 1-го типа - глобулярных, дезориентированно расположенных в металлической матрице. Комплексное модифицирование СК25 и ФСЗОРЗМЗО также приводит к формированию сульфидных и оксисульфидных включений 1-го типа - глобулярных, дезориентированно расположенных в металлической матрице. Однако" при введении в сталь модификаторов в количестве: (0,15% СК25 + 0,30% ФСЗОРЗМЗО) наблюдаются значительное увеличение числа сульфидных и оксисульфидных включений и групповое их расположение; что свидетельствует об эффекте перемодифицирования. Комплексное модифицирование стали 30ХМЛ силикокальцием, РЗМ-модификатором и ферромагнием ФСМг7 приводит к формированию большого количества, неметаллических включений преимущественно неправильной формы группового расположения, что неблагоприятно с точки зрения обеспечения оптимальных эксплуатационных свойств.

Различия в плотности образцов исследуемых серий невелики, однако из рис 4. видно, что наибольшую плотность имеют образцы стали 30ХМЛ серий 4 и 5, то есть модифицированные РЗМ и комплексным модификатором СК25 + ФСЗОРЗМЗО.

■ серия 3 ' серия 4 -л-серия 5 -о-серия 6;

2 3

Номер образца а серии Рис.4. Плотность образцов из стали ЗОХМЛ, модифицированной ЩЗМ и РЗМ

Результаты испытания механических свойств приведены на р'ис.5-8.:

1000

■серия 3 асерия 4 □ серия 5 ■ серия 6.

2 3

Номер образца в серии

Рис.5. Предел прочности образцов из стали ЗОХМЛ, модифицированной ЩЗМ и РЗМ

Я серия 3 а серия 4 □ серия 5 ■ серия 6

12 3 4

Номер образца в серии

Рис.6. Относительное удлинение образцов из стали ЗОХМЛ, модифицированной ЩЗМ и РЗМ

Рис.8. Ударная вязкость (средние значения) образцов из стали ЗОХМЛ, модифицированной ЩЗМ и РЗМ

Сравнительный анализ механических свойств показал, что модифицирование стали силикокальцием СК25, РЗМ-модификатором ФС30РЗМ30 и комплексное модифицирование СК25 + ФСЗОРЗМЗО (после предварительного раскисления 0,1% Л1) позволяет получить высокие значения как прочностных свойств, так и ударной вязкости при отрицательной температуре. Причем, с точки зрения повышения ударной вязкости, наиболее эффективно модифицирование РЗМ-модификатором ФСЗОРЗМЗО в количестве 0,10-0,20 % и комплексное модифицирование СК25 и ФСЗОРЗМЗО (во всех проанализированных вариантах).

Исследование влияния количества вводимой добавки РЗМ на строение кристаллизационных зон отливки показало, что при выплавке стали без добавления модификатора глубина поверхностной зоны мелких равноосных кристаллов составляет ~1 мм. Далее вглубь распространяется зона столбчатых дендритов глубиной от 2,5 до 10 мм. В центральной чоне отливки расположена зона равноосных кристаллов, менее плотная, чем - поверхностная.

Модифицирование стали РЗМ в количестве 0,1 % по массе привело к образованию плотной поверхностной зоны глубиной ~3 мм. Зоны столбчатых кристаллов практически не наблюдается: сразу за поверхностной зоной располагается центральная зона более крупных равноосных кристаллов. Модифицирование стали РЗМ в количестве 0,2 % по массе привело к образованию более разреженной, чем в других образцах, поверхностной зоны глубиной ~1,5 мм. Величина зоны столбчатых дендритов составляет -8 мм. В центре вместо зоны равноосных кристаллов располагается зона крупных (до 5 мм) разориентированных дендритов.

С целью исследования влияния модифицирования редкоземельными металлами на микроструктуру литых образцов были проведены опыты на ряде плавок по присадке РЗМ-модификатора в количестве 0,1 %. Результаты анализа литой структуры показал, что модифицирование РЗМ в количестве 0,1 % на всех плавках уменьшает ликвационную неоднородность, что, учитывая явление структурной наследственности, благоприятно сказывается на свойствах стали после термической обработки. Результаты анализа структурных зон подтверждают наличие оптимума при модифицировании стали редкоземельными металлами. Превышение оптимального количества вводимого модификатора ухудшает структуру и механические свойств стали З0ХМЛ.

Проанализировано влияние модифицирования щелочноземельными и редкоземельными металлами на содержание газов - водорода и азота - в стали ЗОХМЛ. Известно, что газовые включения являются одной из самых

распространенных причин возникновения брака стальных отливок. Если устранение вредного влияния кислорода достигается за счет проведения качественного раскисления алюминием, то проблема удаления из стали водорода и азота или устранения их вредного влияния остается весьма актуальной.

Установлено, что модифицирование стали ЗОХМЛ кальцием снижает содержание водорода в образцах; модифицирование редкоземельными металлами и магнием снижает содержание азота. Некоторое увеличение содержание водорода, в образцах, модифицированных РЗМ, обусловлено их химическим сродством. Замечено, что несмотря на увеличение содержания водорода в стали, обработанной РЗМ, вредное влияние водорода ослабляется вследствие связывания его в менее опасные с точки зрения обеспечения трещиноустойчивости формы. Вместе с тем комплексное модифицированием силикокальцием и РЗМ обеспечивает минимальное содержание водорода из исследуемых образцов. Во всех исследованных образцах содержание азота и особенно водорода значительно ниже, чем содержания этих газов, приводимые в литературных источниках.

По результатам комплексного анализа всех параметров стали ЗОХМЛ выбран оптимальный вариант комплексного модифицирования: обработка расплава модификаторами в составе 0,1 % силикокальция СК25 и ОД % РЗМ-модификатора ФС30РЗМ30.

В третьей главе проанализированы технологические параметры существующих конструкций литниковых систем и условий заливки стали, а также причины возникновения газовых дефектов. В настоящее время актуальным является применение современных информационных технологий для решения указанных задач.

Для оптимизации технологии изготовления отливок из стали ЗОХМЛ применялся комплекс систем, направленных на решение задач повышения

качества литья. Комплекс состоит из ряда систем, направленных на решение следующих задач:

-выявление дефектов отливок, причин их возникновения и способов их устранения;

-прогнозирование возможности возникновения брака; -расчет и корректировка некоторых технологических параметров производства литья и оптимизации технологического процесса.

Комплекс включает в себя: интегрированную экспертную систему по ликвидации брака и предупреждению его возникновения, подсистему расчета некоторых технологических параметров производства литья, мультимедийный атлас по дефектам литья, информационно-консультационную систему.

Для обеспечения качественного заполнения формы сплавом литниковая система должна удовлетворять следующим требованиям: обеспечивать заполнение формы за некоторое оптимальное время; создавать возможность надежного улавливания шлака, неметаллических и газовых включений; способствовать, плавному поступлению сплава в полость формы без разбрызгивания и размывания поверхностей формы и стержней; создавать тепловые условия, благоприятствующие направленному затвердеванию отливки и снижению развивающихся в ней литейных напряжений.

Статистический анализ дефектности отливок из стали ЗОХМЛ, изготавливаемых в СЧЛЗ ОАО «Курганмашзавод» показал, что наиболее часто возникающим дефектом являются раковины различного происхождения. Как известно, основными причинами возникновения поверхностных газовых раковин являются: наличие в формовочных и стержневых смесях газотворных добавок, выделяющих газы в узком температурном интервале (каолиновая глина, карбонаты, повышенная влажность) и неправильный газовый режим формы при заливке и затвердевании отливки [112]. Как показал анализ составов и проверка

газотворности применяемых в СЧЛЗ смесей, они не содержат газотворных добавок и имеют удовлетворительную газотворность. Поэтому появление газовых поверхностных раковин вероятнее всего связано с неправильным газовым режимом формы, то есть принятая конструкция прибылей, неудачна; необходимо изменение конструкции прибылей.

При оптимизации литниковых систем применялась программа расчета литниковых систем. По результатам оптимизации предложены мероприятия по стабилизации скорости заливки и совершенствованию конструкции литниковых систем.

Проанализированы условия питания отливок. Для осуществления эффективного питания отливки необходимо обеспечить направленное к прибыли затвердевание отливки. При этом должны выполняться следующие условия: по мере приближения к прибыли продолжительность затвердевания сечений отливки должна монотонно увеличиваться; сплав в прибыли должен затвердевать в последнюю очередь.

Для прогнозирования возможности возникновения дефектов при литье в диссертационной работе была использована компьютерная программа моделирования литейных технологий. Компьютерное моделирование позволяет виртуально проследить, что происходит при заполнении расплавом формы и в дальнейшем, при охлаждении и кристаллизации металла. Это позволило имитировать технологические процессы и предотвратить появление дефектов различной природы в отливке. Программа предоставляет возможность провести моделирование с различными конструктивными и технологическими вариациями, сравнить качество отливки в разных случаях и выбрать наиболее оптимальный вариант литниково-питающей системы. Использование программы расчета и оптимизации прибылей позволило предложить мероприятия по. изменению положения и габаритов прибылей.

Проанализированы составы и методы отверждения формовочных и жидкостекольных смесей. Предложены для применения при изготовлении

отливок из стали ЗОХМЛ высокомодульные жидкостекольные смеси и комбинированный процесс теплового и химического их упрочнения.

5 четвертой главе проведен статистический анализ механических свойств термообработанных образцов из стали ЗОХМЛ, модифицированных по оптимальной технологии. Результаты испытаний механических образцов из стали ЗОХМЛ с разными типами концентратора приведены на рис.9.

Величина значений ударной вязкости КСУ при температуре испытания -60сС составляет 63-73 % от величины КСи при тех же условиях. Показано, что механические свойства стали 30ХМЛ, в том числе тударная вязкость при отрицательных температурах, остаются стабильно высокими вне зависимости от колебаний содержания химических элементов в пределах марочного состава.

Для определения порога хладноломкости была выбрана следующая методика: критической считается температура, при которой величина ударной, вязкости снижается до значения 50 % относительно максимального значения (при комнатной температуре). Результаты испытания механических свойств при различных температурах для определения порога хладноломкости приведены на рис.10.

Температура испытания, С

Рис. 10 Зависимость ударной вязкости стали 30ХМЛ от температуры испытания

Критическая температура хладноломкости, при которой величина ударной вязкости КСи снижается до значения 50% относительно максимального значения (при комнатной температуре), составляет -75°С. Однако абсолютная величина КСи даже при критической температуре -75°С

в ~2 раза превышает значение ударной вязкости, указанное в технических требованиях Т8Л7 00220664-09-95.

Проведен статистический, анализ частотности появления различных видов литейных дефектов на отливках из стали ЗОХМЛ. Показано, что применение внепечной обработки редкоземельными металлами приводит к увеличению выхода годных отливок и снижению брака по литейным дефектам на 15-20 %.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Для изготовления ответственных отливок, работающих под высоким давлением в условиях низких климатических температур выбрана сталь ЗОХМЛ. При выборе учитывалось влияние химических элементов на свойства конструкций и условия выплавки металла на СЧЛЗ ОАО «Курганмашзавод».

2. Термодинамический анализ взаимодействия щелочноземельных и редкоземельных металлов с серой показал, что для эффективной десульфурации сталь ЗОХМЛ должна быть предварительно раскислена и содержать остаточный алюминий в количестве не менее 0,02-0,03 %.

Показано, что десульфурирующая способность церия значительно ниже, чем кальция и бария, что связано с большим сродством церия к кислороду. По результатам термодинамического анализа установлено, что для стали ЗОХМЛ наиболее эффективно комплексное модифицирование ЩЗМ + К3М.

3. В результате сравнительного исследования раскислительной способности алюминия и кальция установлено, что для стали ЗОХМЛ присадка уже 0,05 % алюминия полностью устраняет подкорковые пузыри, в то время как кальций во всем диапазоне исследуемых присадок (до 0,3 %) не обеспечивает их устранение. Наиболее эффективно раскисление алюминием в разливочном ковше в количестве 0,1 % по массе. При этом полностью устраняются подкорковые пузыри и формируются неметаллические

включения типа III. Остаточное содержание алюминия в стали при оптимальной присадке составляет 0,04-0,08 %.

4. Сравнительное исследование эффективности одинарного и комплексного модифицирования стали 30ХМЛ щелочноземельными и редкоземельными металлами показало, что модифицирование силикокальцием в количестве 0,15-0,30%, ФСЗОРЗМЗО в количестве 0,100,20% и комплексное модифицирование СК25 и ФСЗОРЗМЗО приводит к формированию наиболее благоприятных для обеспечения хладостойкости сульфидных и оксисульфидных включений типа 1.

Одинарное модифицирование РЗМ, а также комплексное модифицирование силикокальцием и РЗМ приводит к формированию отливок с наибольшей плотностью, измельчает зерно, снижает ликвационную неоднородность в отливке.

Оптимальный комплекс механических свойств, в том числе наиболее высокие результаты по ударной вязкости при температуре -60°С, достигаются при модифицировании стали 30ХМЛ модификатором ФСЗОРЗМЗО в количестве 0,10-0,20 % и при комплексном модифицировании силикокалцием СК25 и ФС30РЗМ30.

5. Анализ влияния модифицирования щелочноземельными и редкоземельными металлами на газонасыщенность стали 30ХМЛ показал, что кальций снижает содержание водорода, а редкоземельные металлы и магний снижают содержание азота.

6. По результатам анализа механических свойств, газонасыщенности, морфологии неметаллических включений, плотности, химического состава установлено, что комплексное модифицирование стали 30ХМЛ лигатурами силикокальция (0,1 %) и РЗМ (0,2 %) обеспечивает оптимальный комплекс свойств; причем практически по всем исследуемым параметрам предлагаемый вариант показал максимальные или приближенные к максимальным результаты.

7. Мероприятия по корректировке элементов литниковой системы, времени заливки форм, изменению конструкции прибылен, проведенные на основе анализа литниковых систем, условий заливки стали и организации питания отливок из стали ЗОХМЛ с использованием программ расчета литниковых систем и оптимизации технологического процесса, привели к снижению брака по газовым и усадочным дефектам.

8. Статистический анализ механических свойств термообработанных образцов из стали ЗОХМЛ, подвергнутой комплексному модифицированию лигатурами силикокалция (0,1 %) и РЗМ (ОД %), показал, что ударная вязкость при отрицательных температурах, остается стабильно высокой на разных плавках с варьирующимся в пределах марочного состава содержанием химических элементов.

Порог хладноломкости, то есть критическая температура при которой величина ударной вязкости КСи снижается до значения 50 % относительно максимального значения (при комнатной температуре) для стали ЗОХМЛ, модифицированной по оптимальной технологии, составляет -75°С.

9. Разработан комплексный подход к изготовлению отливок для трубопроводной арматуры, заключающийся в выборе марки стали ЗОХМЛ, определении оптимальных составов и количеств раскислителя и модификаторов, оптимизации технологических параметров изготовления отливок, выборе оптимального режима термической обработки. Применение комплексного подхода позволило обеспечить стабильное достижение наилучших физико-механических свойств, в том числе ударной вязкости, газонасыщенности.

10. Результаты работы внедрены на сталечугунолитейном заводе ОАО «Курганмашзавод» при изготовлении ответственных отливок высокого давления для трубопроводной арматуры из стали ЗОХМЛ с экономическим эффектом 2027,3 тыс. руб.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Афонаскин А.В., Чуркин Б.С, Бажова Т.Ю. Оптимизация раскисления стали ЗОХМЛ для изготовления тяжелонагруженной арматуры, работающей в условиях Крайнего Севера / Прогрессивные технологические процессы и подготовка кадров для литейного производства. Вып. 4. Екатеринбург: Изд. УГППУ, 2001. С. 79-83.

2. Андреев И.Д., Афонаскин А.В., Бажова Т.Ю., Дородный В.Д. Влияние технологических параметров модифицирования комплексными модификаторами на свойства отливок // Литейное производство, 2002, № 6, с.13-15.

3. Чуркин Б.С., Афонаскин А.В., Бажова TJO., Суханов MB. Оптимизация технологии получения отливок из хладостойкой стали 35ХМЛ для запорной арматуры / Прогрессивные технологические процессы и подготовка кадров для литейного производства. Сб. науч. трудов. Екатеринбург: Изд. УГППУ, 1998, с.63-65.

4. Афонаскин A3., Бегма В.А., Дудоров В.И., Филинков М.Д., Бажова Т.Ю., Савиных Л.М. Влияние модифицирования на свойства литейных среднеуглеродистых легированных сталей / Современные проблемы электрометаллургии стали: Тезисы докладов X Международной конференции. Челябинск: изд. ЮУрГУ, 1998, с.86-87.

5. ПанчукА.Г, Чуркин Б.С, Афонаскин А.В., Бажова Т.Ю. Термодинамический анализ десульфурирующей способности кальция, бария и церия при раскислении стали ЗОХМЛ / VI съезд литейщиков России. Труды съезда.Т.1. Екатеринбург: изд. УГТУ-УПИ, 2003, с. 196-200.

6. Бажова Т.Ю. Оптимизация состава модификаторов и технологии модифицирования хладостойкой стали ЗОХМЛ / VI съезд литейщиков России. Труды съезда.Т.1. Екатеринбург: изд. УГТУ-УПИ, 2003, с.177-180.

Научное издание

Бажова Татьяна Юрьевна

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ВНЕПЕЧНОЙ ОБРАБОТКИ ХЛАДОСТОЙКОЙ СТАЛИ ДЛЯ ОТВЕТСТВЕННЫХ ОТЛИВОК, РАБОТАЮЩИХ ПОД ВЫСОКИМ ДАВЛЕНИЕМ

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано к печати 13.05.04 Тираж 100 экз. Бесплатно

Формат 60*84 1/16

Отпечатано в бюро множительной техники ОАО «Курганмашзавод» 640027, г. Курган, пр. Машиностроителей, 17 ОАО «Курганмашзавод»

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРНЫХ ДАННЫХ ПО РАССМАТРИВАЕМОЙ ПРОБЛЕМЕ

1.1. Основные факторы, определяющие хладостойкость стали

1.2. Обоснование марки и химического состава хладостойкой стали

1.3. Влияние термической обработки

1.4. Влияние неметаллических включений

1.5. Методы управления количеством и характером неметаллических включений. Раскисление и модифицирование хладостойких сталей

1.6. Литейные свойства хладостойких сталей. Особенности технологии изготовления отливок

1.7. Выводы и задачи исследования

2. ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ВНЕПЕЧНОЙ ОБРАБОТКИ ХЛАДОСТОЙКОЙ СТАЛИ

2.1. Выбор хладостойкой стали для отливок

2.2. Термодинамический анализ десульфурирующей способности ЩЗМ, РЗМ и комплексных модификаторов

2.3. Оптимизация составов раскислителей и модификаторов и режимов раскисления и модифицирования

2.4. Влияние добавок лигатур Si-Ca и Si-РЗМ на остаточное содержание газов в стали ЗОХМЛ

2.5. Выводы по главе

3. ОПТИМИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОТЛИВОК ИЗ СТАЛИ ЗОХМЛ 3.1. Оптимизация литниковой системы и условий заливки стали

3.2. Обеспечение направленного затвердевания и питания отливок

3.3. Обоснование составов формовочных и стержневых смесей и методов их отверждения

3.4. Выводы по главе

4. ЭФФЕКТИВНОСТЬ РЕАЛИЗАЦИИ РАЗРАБОТАННЫХ РЕКОМЕНДАЦИЙ

4.1. Статистический анализ механических свойств стали 30XMJI

4.2. Статистический анализ дефектности отливок из стали 30XMJI и эффективности технологических решений

4.3. Выводы по главе

В связи с активным освоением и эксплуатацией нефтяных и газовых месторождений в северных регионах страны особую актуальность приобретают вопросы повышения надежности конструкций, работающих под высоким давлением в условиях низких климатических температур. Значительная роль в решении этих задач отводится литейному производству, при этом преимущественное значение приобретают прогрессивные процессы выплавки качественного металла, внепечная обработка расплава модификаторами, совершенствование технологии изготовления отливок и их термической обработки. Проблема повышения качества, долговечности и эксплуатационной надежности деталей машин и механизмов вызывает необходимость комплексного подхода к выбору конструкционного материала.

Комплексный подход подразумевает, что материал рассматривается не просто как вещество с заданным химическим составом, а как интегральное понятие, объединяющее в себе вещество, конструкцию и технологию его изготовления и обработки. В общем виде задача выбора материала для машин и конструкций сводится к обеспечению требуемой надежности при минимальных затратах. Создание машин и конструкций, предназначенных для эксплуатации при пониженных температурах, требует выбора материалов с точки зрения их сопротивления хрупкому разрушению. В связи с этим материал должен обладать повышенным сопротивлением развитию трещины и низкой критической температурой хрупкости. Широко применяемым критерием работоспособности материалов в условиях низких температур является ударная вязкость надрезанных образцов.

Одним из эффективных методов изменения структуры и обеспечения высоких механических свойств, в том числе ударной вязкости, является модифицирование. Широкое распространение получило модифицирование хладостойких сталей щелочноземельными и редкоземельными металлами. Вместе с тем практически отсутствуют сведения о влиянии модифицирования на плотность и газонасыщенность стали; нет надежно обоснованных данных об оптимальных присадках лигатуры, что в значительной степени связано с особенностями усвоения модифицирующих элементов различными марками стали. Недостаточны сведения о влиянии комплексного модифицирования на свойства стали и его эффективности в сравнении с одинарным модифицированием.

Существующая на большинстве предприятий технология изготовления отливок из хладостойких сталей не позволяет обеспечить стабильное качество, высок процент брака по газовым дефектам. Кроме того, большой проблемой металлургических и литейных производств является удорожание продукции, связанное с большими затратами на природоохранные мероприятия.

Целью работы является разработка оптимальных режимов внепечной обработки расплава хладостойкой стали 30XMJI и оптимизация технологических параметров отливок, позволяющие в комплексе обеспечить наилучшие механические характеристики и структуру.

В диссертации получены следующие новые научные результаты:

- термодинамический анализ взаимодействия щелочноземельных и редкоземельных металлов с серой в стали 30XMJT с точки зрения термодинамики;

- сравнительный анализ эффективности раскисления стали 30XMJI алюминием и силикокальцием;

- сравнительный анализ влияния одинарного и комплексного модифицирования стали 30XMJI щелочноземельными и редкоземельными металлами на микро- и макроструктуру, плотность, газонасыщенность и механические свойства отливок, в том числе ударную вязкость при отрицательных температурах;

- анализ технологических параметров изготовления отливок из стали ЗОХМЛ;

- анализ влияния оптимальной технологии модифицирования стали 30XMJ1 на уровень дефектности отливок.

Научная новизна:

1. Комплексное модифицирование стали ЗОХМЛ силикокальцием и редкоземельными металлами обеспечивает оптимальный комплекс механических свойств и наиболее высокую хладостойкость отливок за счет формирования неметаллических включений оптимальной морфологии и снижения ликвационной неоднородности.

2. Редкоземельные металлы, растворенные в жидкой стали ЗОХМЛ, активно связывают водород в атомные сегрегации, препятствуют образованию газовых дефектов, что способствует увеличению плотности отливок.

3. Комплексное модифицирование стали ЗОХМЛ силикокальцием и редкоземельными металлами обеспечивает оптимальное соотношение растворенных газов (азота и водорода) вследствие снижения содержания водорода при введении кальция и азота — при введении редкоземельных металлов.

4. Разработан комплексный подход к изготовлению ответственных отливок высокого давления для трубопроводной арматуры:

- выбран оптимальный материал — сталь ЗОХМЛ,

- для выбранного материала определены оптимальные составы раскислителя и модификаторов,

- оптимизированы параметры изготовления отливки

- с учетом особенностей получаемой литой структуры выбран оптимальный режим термической обработки.

Практическая ценность работы состоит в том, что разработанная в результате проведенных исследования технология комплексного модифицирования стали ЗОХМЛ лигатурами, содержащими кальций и редкоземельные металлы, внедрена на сталечугунолитейном заводе ОАО

Курганмашзавод» (г. Курган) для производства отливок трубопроводной арматуры из стали 30XMJI с экономическим эффектом 2027,3 тыс. руб.

Материалы диссертации были представлены на X (1998 год) и XI (2001 год) международных конференциях «Современные проблемы электрометаллургии стали», г. Челябинск; а также доложены и обсуждены на VI съезде литейщиков России, г. Екатеринбург, 2003 год.

Диссертационная работа изложена на 133 листах машинописного текста, содержит 28 таблиц и 51 рисунок, состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы из 119 наименований российских и иностранных авторов и приложений.

10. Результаты работы внедрены на сталечугунолитейном заводе ОАО «Курганмашзавод» при изготовлении ответственных отливок высокого давления для трубопроводной арматуры из стали ЗОХМЛ с экономическим эффектом 2027,3 тыс. руб.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1.Для изготовления ответственных отливок, работающих под высоким давлением в условиях низких климатических температур выбрана сталь ЗОХМЛ. При выборе учитывалось влияние химических элементов на свойства конструкций и условия выплавки металла на СЧЛЗ ОАО «Курганмашзавод».

I '

2. Термодинамический анализ взаимодействия щелочноземельных и редкоземельных металлов с серой показал, что для эффективной десульфурации сталь ЗОХМЛ должна быть предварительно раскислена и содержать остаточный алюминий в количестве не менее 0,02-0,03 %.

Показано, что десульфурирующая способность церия значительно ниже, чем кальция и бария, что связано с большим сродством церия к кислороду. По результатам термодинамического анализа установлено, что для стали ЗОХМЛ наиболее эффективно комплексное модифицирование ЩЗМ + РЗМ.

3. В результате сравнительного исследования раскислительной способности алюминия и кальция установлено, что для стали ЗОХМЛ присадка уже 0,05% алюминия полностью устраняет подкорковые пузыри, в то время как кальций во всем диапазоне исследуемых присадок (до 0,3 %) не обеспечивает их устранение. Наиболее эффективно раскисление алюминием в разливочном ковше в количестве 0,1% по массе. При этом полностью устраняются подкорковые пузыри и формируются неметаллические включения типа III. Остаточное содержание алюминия в стали при оптимальной присадке составляет 0,04-0,08 %.

4. Сравнительное исследование эффективности одинарного и комплексного модифицирования стали ЗОХМЛ щелочноземельными и редкоземельными металлами показало, что модифицирование силикокальцием в количестве 0,15-0,30 %, ФСЗОРЗМЗО в количестве 0,10-0,20 % и комплексное модифицирование СК25 и ФСЗОРЗМЗО приводит к формированию наиболее благоприятных для обеспечения хладостойкости сульфидных и оксисульфидных включений типа 1.

Одинарное модифицирование РЗМ, а также комплексное модифицирование силикокальцием и РЗМ приводит к формированию отливок с наибольшей плотностью, измельчает зерно, снижает ликвационную неоднородность в отливке.

Оптимальный комплекс механических свойств, в том числе наиболее высокие результаты по ударной вязкости при температуре -60°С, достигаются при модифицировании стали ЗОХМЛ модификатором ФСЗОРЗМЗО в количестве 0,10-0,20% и при комплексном модифицировании силикокальцием СК25 и ФСЗОРЗМЗО.

5. Анализ влияния модифицирования щелочноземельными и редкоземельными металлами на газонасыщенность стали ЗОХМЛ показал, что кальций снижает содержание водорода, а редкоземельные металлы и магний снижают содержание азота.

6. По результатам анализа механических свойств, газонасыщенности, морфологии неметаллических включений, плотности, химического состава установлено, что комплексное модифицирование стали ЗОХМЛ лигатурами силикокальция (0,1 %) и РЗМ (0,2 %) обеспечивает оптимальный комплекс свойств; причем практически по всем исследуемым параметрам предлагаемый вариант показал максимальные или приближенные к максимальным результаты.

7. Мероприятия по корректировке элементов литниковой системы, времени заливки форм, изменению конструкции прибылей, проведенные на основе анализа литниковых систем, условий заливки стали и организации питания отливок из стали ЗОХМЛ с использованием программ расчета I литниковых систем и оптимизации технологического процесса, привели к снижению брака по газовым и усадочным дефектам.

8. Статистический анализ механических свойств термообработанных образцов из стали ЗОХМЛ, подвергнутой комплексному модифицированию лигатурами силикокальция (0,1 %) и РЗМ (0,2 %), показал, что ударная вязкость при отрицательных температурах, остается стабильно высокой на разных плавках с варьирующимся в пределах марочного состава содержанием химических элементов.

Порог хладноломкости, то есть критическая температура при которой величина ударной вязкости KCU снижается до значения 50% относительно максимального значения (при комнатной температуре) для стали ЗОХМЛ, модифицированной по оптимальной технологии, составляет -75°С.

9. Разработан комплексный подход к изготовлению отливок для трубопроводной арматуры, заключающийся в выборе марки стали ЗОХМЛ, определении оптимальных составов и количеств раскислителя и модификаторов, оптимизации технологических параметров изготовления отливок, выборе оптимального режима термической обработки. Применение комплексного подхода позволило обеспечить стабильное достижение наилучших физико-механических свойств, в том числе ударной вязкости, газонасыщенности.

1. Солнцев Ю.П., Степанов Г.А. Конструкционные стали и сплавы для низких температур. М.: Металлургия, 1985, 271 с.

2. Шульте Ю.А. Хладностойкие стали. М.: Металлургия, 1970, 224 с.

3. ГольдштейнЯ.Е. Низколегированные стали в машиностроении. МоскваI

4. Свердловск : Машгиз, 1963, 240 с.

5. Honeycombe R.W.K. Solid Mech. Arch. Solid Mech. Div. Univ. Waterloo, 1976, № 1, p. 27-48.

6. Ларионов В.П., Ковальчук B.A. Хладостойкость и износ деталей машин и сварных соединений. Новосибирск: Наука, 1976, 206 с.

7. Бушманова Е.Л., Потак Я.М., Сачков В.В. О влиянии легирования на сопротивление железа хрупкому разрыву (отрыву).- «Журнал технической физики», 1951, т.21, вып. 1, с.26-31.

8. КаневВ.С. Построение и анализ статистических моделей при исследовании1.'хладостойкости сталей и их механических свойств. Автореф. канд. дис.,Новосибирск, Ин-т гидродинамики СО АН СССР, 1974, 22 с.

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

10. Попов К.В., Носырева Е.С. Хладостойкость сталей с различным содержанием углерода и марганца. В кн.: Строительство в районах Восточной Сибири и Крайнего Севера. Вып. 13, Красноярск: Красноярское кн. Изд-во, 1966, с.67-71.

11. Астафьев А.А. Хладостойкость низкоуглеродистых Mn-Ni-Mo-V-сталей для сосудов давления // МиТОМ. 1999. № 5. С.15-19.

12. Lorig С.Н. Behavior of Metals at Low Temperatures. Clewland, 1953, p.71-102.i

13. Крамер M.А. Фасонное литье из легированных сталей. М.: Машиностроение, 1964.

14. Гольдштейн Я.Е. Микролегированием стали и чугуна. Москва-Свердловск: Машгиз, 1959, 198 с. + 8 с. вклеек.

15. Молдовский О.Д. Роль кремния и алюминия в ослаблении вредного влияния фосфора на качество стали. М.: Металлургиздат, 1964, 196 с.

16. Соколков Е.Н., Садовский В.Д. Исследование необратимой отпускной хрупкости конструкционных легированных сталей. Сб. Влияние состава и структуры на хладноломкость стали. Труды института физики металлов, вып. 18, Изд. АН СССР, 1956.

17. Садовский В.Д., Чупракова Н.П. Влияние легирующих элементов на ударную вязкость конструкционных сталей и явления хрупкости при отпуске.

18. Труды института металлофизики и металлургии, вып. 6. УФ АН СССР, 1945, 56 с.

19. ДеллеВ.А. Легированная конструкционная сталь. М.: Металлургиздат, 1953,423 с.

20. Гуляев Б.Б., Гладышев С.А., Солнцева Л.Е., Козин В.А. Оптимизация состава хладостойкой стали повышенной прочности методами математического моделирования //Литейное производство, 1985, № 10, с.9-10.

21. Погодин-Алексеев Г.И. Свойства металлов при ударном нагружении. М.: Металлургиздат, 1953,355 с.

22. Шевандин Е.М., Разов И.А. Исследование хладноломкости железа и стали в связи с величиной зерна и химическим составом. «Физика металлов и металловедение», 1955, т.1 вып.2, с.219-230.

23. Гуляев А.П. Прочность стали и проблема легирования // МиТОМ, 1961, № 7, с.23-28.

24. Шевандин Е.М. Склонность к хрупкости низколегированных сталей. М.: Металлургиздат, 1953.

25. Гольдштейн Я.Е., Чарушникова Г.А. Влияние никеля на хладноломкость стали // МиТОМ, 1962, № 12, с.12-14.

26. Штейнберг М.М. Механические свойства легированного феррита. Сб. Проблемы конструкционной стали. М.: Машгиз, 1949.

27. Сахин С.И., Щеголева A.M., Гусаров А.Д., Дубина Е.М. Раздельное исовместное влияние Мо и W на отпускную хрупкость и прокаливаемость стали. Сб. Металловедение, № 2, Судпромгиз, 1958.

28. Завьялов А.С. Природа процессов охрупчивания стали при нагревах и влияние на них легирующих элементов. Сб. Металловедение № 3, Судпромгиз, 1959.

29. Георгиев М.Н., Попова Л.В., Никитин В.Н., Литвиненко Д.А. Влияние титана на вязкие свойства низколегированной стали. // Проблемы прочности, 1971, №5, с.98-103.

30. Георгиев М.Н. Вязкость малоуглеродистых сталей. М.: Металлургия, 1973, 224 с.

31. Филиппенков А.А. Отливки из ванадийсодержащих сталей. М.: Машиностроение, 1982, 126 с.

32. Голиков И.Н., Гольдштейн М.И., МурзинИ.И. Ванадий в стали. М.: Металлургия, 1968, 290 с. <

33. Лякишев Н.П., Слотвинский-Сидак Н.П., Плинер Ю.Л., Лаппо С.И. Ванадий в черной металлургии. М.: Металлургия, 1983, 192 с.

34. Филиппенков А.А. Ванадийсодержащие стали для отливок. Екатеринбург: УрО РАН, 2001, 346 с.

35. ЛейкинИ.М., Чернашкин В.Г. Низколегированные строительные стали. М.: Металлургиздат, 1952, 394 с.

36. Гудремон Э. Специальные стали, т.1, II. М.: Металлургия, 1966.

37. Шульте Ю.А. Неметаллические включения в электростали. М.: Металлургия, 1964.

38. Шевандин Е.М., Разов И.А. Хладноломкость и предельная пластичность металлов в судостроении. Л.: Судостроение, 1965.

39. Металловедение и термическая обработка. Справочник под ред. Н.Т. Гудцова. М.: Металлургиздат, 1956.

40. Стародубов К.Ф., Колмыков В.В.// Сталь, 1960, № 11, с.1034-1037.

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

42. Мовчан Б.А. Микроскопическая неоднородность в литых сплавах. Киев: Гостехиздат УССР, 1962.

43. Hayes A., Chipman J. Trans. Amer. Ihst. Min. Met., 1939 v.135 p.133-244.

44. Винокур Б.Б., Браун М.П., Пилюшенко B.JI. Повышение хладностойкости литой конструкционной стали // Литейное производство, 1977, № 1, с. 7-10.

45. Пашков П.О., Братухина В.А. Структура и хрупкость стали. Сб. Металловедение, Судпромгиз, 1957.

46. Cina D., Jubb P. Factors' Affecting the Transition Temperature of Forgings "Journal of the Iron and steel Institute", 1959, v. 193, Part 4, pp.329-349.

47. Hodge G.M. Transaction American Institute of Mining and Metallurgical Engineers, 1949 v.42, p.23 3-240.

48. Металловедение и термическая обработка стали. Справочник в 2-х т. Под ред. М.Л. Бернштейна, А.Г. Рахштадта. М.: Металлургиздат, 1962.

49. Соколовский М.С., Бекерман Ф.А., Сильман Г.И. Термообработка малоуглеродистых сталей для вагонных отливок // Литейное производство, 1985, №4, с. 13.

50. Солнцев Ю.П., Андреев А.К., Гречин Р.И. Литейные хладностойкие стали. М.: Металлургия, 1991, 176 с.

51. Шульте Ю.А. Неметаллические включения в стальных отливках // Литейное производство, 1983, № 8, с. 9-10.

52. Байков А.А. Избранные труды. М.: Металлургиздат, 1961, с. 185-209.

53. Bergh S. "Jernkontorets Annaler", 1962, v. 145, № 9, p. 748-762.

54. Kiessling R. "Jernkontorets Annaler", 1969, v. 153, № 7, p. 295-302.

55. Ицкович Г.М. Раскисление стали и модифицирование неметаллических включений. М.: Металлургия, 1981,296 с.

56. Nicodemi W. Founderia ital, 1965, № 12, S. 473-479.

57. Kiessling R., Nordberg H. In: Production and Application of clean Steels. L., Iron and Steel Institute, 1972, p. 179-185.

58. Герти С. В сб. «Включения в стали», ОНТИ, 1933, с.83-90.

59. Аронович М.С., Любарский И.М. Металлург, 1936, № 9, с.89-95.

60. Явойский В.И., Рубенчик Ю.И., Окенко А.П. Неметаллические включения и свойства стали. М.: Металлургия, 1980, 176 с.

61. Виноград М.И., Громова Г.П. Включения в легированных сталях и сплавах. М.: Металлургия, 1971, 216 с.

62. Червяков А.Н., Киселева С.А., Рыльникова А.Г. Металлографическое определение включений в стали. М.: Металлургиздат, 1962, 298 с.

63. Виноград М.И. Включения в стали и ее свойства. М.: Металлургиздат, 1963, 252 е.

64. Гаев И.С. Дефекты строения стали. Л.: Ленинград, 1947.

65. Ирвин К.Д. Проблемы современной металлургии, 1953, № 1, с.69-85.

66. Лукашевич-Дуванова Ю.Т. Шлаковые включения в железе и стали. М.: Металлургиздат, 1952.

67. Born К. Archiv fur das Eisenhuttenwesen, Heft 3, Marz, 1958, S.179-187.i

68. Афонаскин А.В., Андреев И.Д., Власов Н.С., Дородный В.Д., ЕрмошинА.Н., Князев Д.В., Малиновский B.C., ЯрныхЛ.В. Первый этап освоение дуговой сталеплавильной печи постоянного тока в ОАО «Курганмашзавод» // Электрометаллургия, № 4, 2002, с. 16-19.

69. Гаврилин И.В. Динамическая микронеоднородность в жидких литейных сплавах // Литейное производство, № 11, 1996, с.9-11.

70. Горелов В.Г., Гальпери И.М., Рубенчик Ю.И., Садомов Г.Н. Влияние окисленности углеродистой стали на качество отливок // Литейное производство, 1996, № 4, с.9-10.

71. ЧипманД., Эллиот Д. В сб. «Производство стали в электропечах». М.: Металлургия, 1965, с.92-166.

72. Sims С., Dahle F. "Transactions American Foundrymen's Society", 1938, v.46, №2, p.65-132.

73. Sims C. "Transactions AIME", 1959, v.215, № 2, p.367-393.

74. Горобченко С.Л. Иерархия структур и управление свойствами литой хладостойкой стали // Литейное производство, 1991, № 5, с.6-7.

75. Гуляев Б.Б., Колокольцев В.М., Грибов Л.Г., Солнцева Л.Е. Влияние конечного раскисления на ударную вязкость литой высокопрочной стали // Литейное производство, 1985, № 12, с.11-12.

76. Черепинский Л.Б., Федьков Г.А., Федьков В.А. Влияние различных раскислителей на механические свойства стали 35Х2СЛ // Литейное производство, 1984, № 2, с. 11-12.

77. Аверин В.В., Полонская С.М., Чистяков В.Ф. Изменение сульфидных включений при микролегировании стали редкоземельными и щелочноземельными элементами // Процессы раскисления и образованиянеметаллических включений в стали. М., 1977, с. 127-13 6.i

78. Федьков Г.А., Шерстюк А.А., Федьков В.А., Комплексное модифицирование литой стали // Металловедение и термическая обработка металлов, 1975, № 12, с.49-51.

79. Афонаскин А.В., Филинков М.Д., Бегма В.А., Бажова Т.Ю. Формирование структуры и свойств модифицированного чугуна дуговой плавки // Литейное производство, 1997, № 5, с.26-27.

80. Гольдштейн Я.Е., Морозов А.Н. Селен- и кальцийсодержащие стали // Металловедение и термическая обработка металлов, 1980, № 11, с.9-13.

81. Сильман Г.И., Соколовский М.С., Бекерман Ф.А., Жаворонков Ю.В. Влияние технологических факторов на структуру и свойства стали 20ГЛ // Литейное производство, 1985, № 7, с.6-7.

82. Аксельрод А.Е., Житова Л.П., Попов В.В., Филиппенков А.А., Мельникова О.Б. Влияние модифицирования на неметаллические включения и свойства сталей 20ГФЛ и 08ГФЛ // Литейное производство, 1983, № 3, с. 10-11.

83. Колокольцев В.М., Миляев А.Ф., Долгополова Л.Б., Конюхов В.В., Кирюшкин В.И. Улучшение свойств стали 110Г13Л модифицированием // Литейное производство, 1990, № 9, с.7-8.

84. Солнцев Ю.П., Андреев А.К., Гречин Р.И. Пути повышения хладостойкости литых сталей // Металловедение и термическая обработка металлов, 1990, № 5, с.2-6.

85. Афонасьсин А.В., Бажова Т.Ю., Бегма В.А., Ивлиев B.C., Поль В.В. Отливки из ЧШГ, полученного внутриформенным модифицированием // Литейное производство, 1998, № 12, с.25-26.

86. Корзун Е.Л., Радченко В.Н., Терехов С.В. Равновесное распределение церия между шлаками системы CaF2-CaF3 и сплавами на основе железа // Металлы, 1996, № 3, с.21-28.

87. Горелов В.Г., Садомов Г.Н., Ляшенко В.А. Влияние комплексной РЗМ-содержащей лигатуры на хладостойкость стальных отливок // Литейное производство, 1995, № 10, с.10-11.

88. Андреев И.Д., Афонаскин А.В., Бажова Т.Ю., Дородный В.Д. Влияние технологических параметров • модифицирования комплексными модификаторами на свойства отливок // Литейное производство, 2002, № 6, с.13-15.

89. Роскошный К.Б., Маркарян Р.Л., Захаров М.М., Хомякова Н.Ф. Влияние модифицирования иттрием, цирконием и РЗМ на механические свойства и структуру литой стали 31Х19Н9МВБТ // Литейное производство, 1979, № 4, с.8.

90. Яценко А.И., Грушко П.Д., ЕфименкоЕ.И. Влияние церия на кристаллизацию и первичную структуру стали 55С2 // Литейное производство, 1985, № 5, с.13-14.

91. Горелов В.Г., Баландин Ю.А., РубенчикЮ.И. Влияние ферроцерия на ударную вязкость и качество углеродистой стали // Литейное производство, 1988, № 5, с. 11-12.

92. Ланская К.А., Яровой В.В., Басаргин О.В., Куликова Л.В. Кинетика превращения аустенита 6 Cr-Mo-V-стали с микродобавками РЗМ // Металловедение и термическая обработка металлов, 1988, № 1, сЛ 4-16.

93. Полисадов В.Н. Свойства стали 35ГЛ с присадками РЗМ и бора // Металловедение и термическая обработка металлов, 1963, № 8, с.54-55.

94. Филинков М.Д., Афонаскин А.В., Савиных Л.М., Бажова Т.Ю., БегмаВ.А. Влияние РЗМ на плотность и износостойкость серого чугуна // Литейное производство, 1997, № 5, с.27.

95. Примеров С.Н. Новые бескремнистые комплексные лигатуры // Литейное производство, 1984, № 11, с.9-10.

96. Бродецкий И.Л., Харчевников В.П., Белов Б.Ф., Позняк Л.А., Троцан А.И. Структура и свойства в направлении толщины проката непрерывно литой стали, обработанной SiCa и РЗМ // Металловедение и термическая обработка металлов, 1990, № 10, с.41-46.

97. Переборщиков С.И., Хабаров А.Н., Мартынов О.В. Влияние модифицирования на механические свойства стали // Литейное производство, 1999, №4, с.12-13.

98. Арсов Я.Б. Стальные отливки. М.: Машиностроение, 1977, 176 с.

99. Крещановский Н.С., Сидоренко М.Ф. в сб. «Выплавка стали для фасонного литья». М.: Машгиз, 1963, с.<82-94.'

100. ОлеттМ., Гателье С. Влияние добавок кальция, магния или РЗМ на чистоту стали// Чистая сталь/ Пер. с англ. М.: Металлургия, 1987, с.128-143

101. Григорян В.А., Стомахин А.Я., Пономаренко А.Г. и др. Физико1.'химические расчеты электросталеплавильных процессов.- М.: Металлургия, 1989, 288 с.

102. Падерин С.Н., Филиппов В.В. Теория и расчеты металлургических систем и процессов. Учебное пособие для вузов. М.: МИСИС, 2002, 334 с.

103. Зюбан Н.А., Гузенков А.И., Тананыкин М.П. Моделирование зависимости содержания водорода от технологических параметров выплавки стали 35ХНЗМФА в дуговых печах // Литейное производство, 1986, № 4, с.5-6.

104. Хомицкий А.А., Борисов Г.П. Распределение газов в литом металле // Литейное производство, 1996, № 7, с. 10-12.

105. Лузгин В.П., Явойский В.И. Газы в стали и качество металла. М.: Металлургия, 1983,230 с.

106. Галактионова Н.А. Водород в металлах. М.: Металлургия, 1967, 303 с.

107. ГельдП.В., Рябов Р.А., КодесЕ.С. Водород и несовершенства структуры металла. М.: Металлургия, 1979, 221 с.

108. Голованенко С.А., ЗикеевВ.Н., Серебряная Е.Б., Попова Л.В. Влияние легирующих элементов и структуры на сопротивление конструкционных сталей водородному охрупчиванию // Металловедение и термическая обработка металлов, 1978, № 1, с.2-13.'

109. Чуркин B.C., Гофман Э.Б., Майзель С.Г., Афонаскин А.В., Миляев В.М., Чуркин А.Б., Филиппенков А.А. Технология литейного производства. Екатеринбург: Изд. УГППУ, 2000, 662 с.

110. Медведев Я.И. Газы в литейной форме. М.: Машгиз, 1991, 176 с.I

111. Справочник литейщика. Под ред. Н.Н. Рубцова. М.: Машгиз, 1962, 524 с.

112. Галкин Г.П., Костюков А.А., Наседкин В.В., Нестеров А.П. Формовочные материалы и смеси для прогрессивных технологических процессов изготовления форм и стержней // Литейщик России, 2002, № 5, с.24-29.

113. Афонаскин А.В., БегмаВ.А., ИткисЗ.Я., Никифорова М.В., Никифоров С.А., Никифоров А.П. Изготовление стержней из жидкостекольных смесей «Термо-Шок-С02» процессом» // Литейное производство, 1997, №4,с. 15-16.

114. Макаревич А.П. Холоднотвердеющие формовочные и стержневые смеси с1.'жидким стеклом. Киев: Знание, 1984, 20 с.

115. Афонаскин А.В., БегмаВ.А., Никифоров А.П., Никифоров С.А. Технология изготовления стержней из смесей с высокомодульным жидкостекольным связующим // Литейное производство, 2002, № 6, с.23-24.

116. Бажова Т.Ю. Оптимизация состава модификаторов и технологииIмодифицирования хладостойкой стали ЗОХМЛ / VI съезд литейщиков России. Труды съезда.Т.1. Екатеринбург: изд. УГТУ-УПИ, 2003, с. 177-180.