автореферат диссертации по металлургии, 05.16.01, диссертация на тему:Воздействие водорода на структурно-фазовые превращения в сталях и чугунах

На правах рукописи ПОЛТОРАЦКИЙ ЛЕОНИД МИХАЙЛОВИ Ч

«ВОЗДЕЙСТВИЕ ВОДОРОДА НА СТРУКТУРНО-ФАЗОВЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ В СТАЛЯХ И ЧУГУНАХ»

Специальность 05.16.01-«Металловедение и термическая обработка металлов»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени дс;;гора технических наук

Новокузнецк, 2006

Работа выполнена в Сибирском государственном индустриальном университете.

Научный консультант: д.т.н., профессор, академик РАЕН,

заслуженный изобретатель РФ Афанасьев В.К.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Тушинский Л.И.;

доктор технических наук, профессор Муравьев В.В.

доктор технических наук, профессор Биронт B.C.

Ведущее предприятие: Московский государственный институт

стали и сплавов (Технологический университет).

Защита состоится 11 апреля 2006г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 212.252.01 при Сибирском государственном индустриальном университете по адресу 654007, г. Новокузнецк, Кемеровской области, ул. Кирова, 42.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Сибирского государственного индустриального университета.

Автореферат разослан « 5 »_«^^Ч^^ООбг.

¿рь

Ученый секретарь диссертационного совета,^^^ Никитин А.Г. д.т.н., профессор

Общая характеристика работы Актуальность темы. Развитие технической цивилизаций неразрывно связано с достижениями в материаловедении и в производстве конструкционных материалов, важное место среди которых принадлежит сплавам на основе железа. Повышение надежности и увеличение сроков эксплуатации стальных изделий находится в прямой зависимости от содержания вредных примесей. Одной из них является водород, который попадает в металл не только на всех этапах технологической цепи изготовления, но и в процессе дальнейшей эксплуатации изделий, значительно снижая их технологические и служебные свойства.

Актуальность вопроса послужила причиной многочисленных исследований в этом направлении у нас и за рубежом. В исследовательских организациях СССР и стран СНГ, работавших в областях технологии машиностроения, цветной и черной металлургии, сложились коллективы, исследующие проблемы взаимодействия водорода с металлами и сплавами. Эти коллективы возглавляли и возглавляют известные в нашей стране и за рубежом ученые 11,13. Гельд, В.И. Явойский, А.Н. Морозов, Ю.И. Арчаков, Д,Ф. Чернега, В.А. Гольцов, Л.Л. Кунин, Ю.В. Грдина, В.К. Афанасьев, В.И. Шаповалов.

Повышенный интерес к этим исследованиям объясняется возникновением таких отраслей, как атомно-водородная и водородная энергетика. Последняя наиболее выгодна в экологическом плане и требует совершенно новых способов получения, транспортировки и хранения водорода. Кроме того, значительно возросли требования к качеству материалов, которые используются в нефтеперерабатывающем, химическом, энергетическом, транспортном машиностроении, а также в общем машиностроении, промышленном и гражданском строительстве.

Новые аспекты применения водорода расширили круг нерешенных задач по взаимодействию водорода с железоуглеродистыми сплавами. В настоящее время общепризнанно, что для разработки эффективных методов улучшения технологических и служебных свойств сплавов необходимо располагать надежной качественной и количественной информацией о растворимости водорода в широком интервале температур и д делений, о влиянии водорода на полс::;сние критических точек железа и железоуглеродистых сплавов, а также о процессах структурообразования в системах Ге-Н и Ее-С-Н. Также представляют практический интерес теплофизические условия образования дефектов водородного происхождения при термической обработке.

В работу включены результаты собственных исследований автора, а также отражены отечественные и зарубежные достижения.

Цель работы. Изучение воздействия водорода на струкгурно-

фазовис превращения в железе и железо-углеродистых сплавах в широком температурно-концентрационном диапазоне,

Для реализации цели в ходе работы решались следующие задачи:

1. Разработка методики и исследовательской аппаратуры для изучения систем металл (сплав) - газ (водород, гелий, аргон) при высоком (до 1000 атм.) давлении газовой фазы и температурах до 1600°С.

2. Определение порогов безопасности при сочетании параметров экспериментов, материалов исследовательской аппаратуры, исследуемых материалов, характеристик среды.

3. Разработка методики и аппаратуры для определения количества водорода в металлах и сплавах.

4. ' Изучение воздействия водорода на изменение положения фигуративных точек полиморфизма железа.

5. Изучение воздействия водорода на положение точек и линий равновесия в системе железо-углерод-водород.

6. Изучение особенностей структурообразования в сплавах на основе железа под воздействием водорода.

7. Разработка реальных технологий, позволяющих активно управлять проявлением водородного охрупчивания при производстве металлопроката.

Научная новизна.

1. Разработана методология и аппаратурное обеспечение для исследований систем металл-водород при температурах до 1600°С и давлениях водорода до 1000 атм.

2. Разработана аппаратура для определения количества водорода в металлах, позволяющая разделить водород, растворенный в металлах, по формам существования (твердый раствор, сегрегация на дефектах, молизация в микронесплошностях).

3. На основании данных по изменению положения точек полиморфизма железа построена диаграмма железо-водород, которую можно интерпретировать как «предельную».

4. Дано объяснение причин невыполнения закона Сивертса при высоких давлениях водорода при высоких температурах.

5. На основании экспериментальных данных построена метастабиль-ная диаграмма состояния железо-углерод-водород. .

6. Показано, что под воздействием водорода при нагреве стабильная система железо-графит-водород может быть представлена квази-

бинарным сечением с полным отсутствием растворимости графита в железе.

7. Получены новые данные об особенностях структурообразовання в сталях и чугунах под воздействием водорода (выделение избыточных фаз, сфероидизация, коаллесцснция) в том числе »оказана возможность образования алмазоподобных фаз при кристаллизации чугунов при высоком давлении водорода.

8. Получены новые данные по воздействию высоких концентраций водорода (в том числе и локальных) на технологические и эксплуатационные характеристики промышленных сталей и изделий из них.

Практическая ценность. Полученная в работе совокупность экспериментальных данных и теоретических обобщений является инструментом для углубленного понимания процессов, происходящих под воздействием водорода в реальных промышленных сплавах на основе железа и изделиях из них в процессах их переработки и эксплуатации. Характеристики изменения температурных и концентрационных смещений точек и линий равновесия, а также особенности структурных изменений под воздействием водорода позволяют определять места разрушения в сталях при изготовлении железнодорожных колес и холоднодеформированпого проката для холодной высадки.

На основе полученных в работе результатов разработаны и реализовань! в промышленных условиях новые технологии:

• Способ и устройство для определения количества газов в металлах в схеме контроля качества сталей для производства железнодорожных колес (внедрено на Нижнеднепровском заводе им. КЛибкнехта, удостоено бронзовой медали ВДНХ СССР в 1980 году : A.c. 862051 СССР/ В.И. Шаповалов, Л.М. Полторацкий. -№ 2809097/25-26; Заявл. 14.08.79; 0публ.7.09.91. - Бюл.№ 33 .- 5с.

• Технология производства железнодорожных колес на Нижнеднепровском заводе им. К.Либкнехта, включающая режимы про-тивофлокенной горячей пластической деформации и термической обработки с использованием тепла прокатного нагрева. (Способ изготовления цельнокатанных железнодорожных колес: А.С.1211313 СССР/ Узлов И.IV Козловский А.И., Башнин Ю.А., Полторацкий Л.М. - 3495145/22-02; Заявл.29.09.82; Опубл.

• 15.02.86.-Бюл. №6.-Зс.

• Технология термической обработки низкоуглеродистой проволоки с фазовой перекристаллизацией в проходных печах на Запсибмет-комбинате. ( Способ изготовления проволоки: A.C. 1222689 СССР

I Колпак В.П., Клюшник Ю.А., Полторацкий Л.М. и др. №3342485/22-02; Заявл. 20.10.81; Опубл. 07.04.86. - Бюл№13. -2с. • Технология производства низкоуглеродистой проволоки различного назначения без использования кислотного удаления окалины на Запсибметкомбинате (Устройство за почистване и обработване на повърхности: A.C. 142Y1 BG /Костова Р.Г., Кустов Б.А., Ста-родубов П.М., Полторацкий Л.М., Иванов И.М.- №98760; Заявл. 31.01.96; Опубл. 31.07.97. — Бгол.№7.-3с. Метод за механично по-чистоване на прокат с цилиндрична или многостенна повърхност и машина за неговото осъществяване: A.C. 61334 BG/ Костова Р.Г., Кустов Б.А., Полторацкий Л.М., Стародубов П.М и др. - №98466; Заявл. 14.12.94; Опубл. 30.06.97. - Бюл. №6. Устройство за очист-ване на газове от механични замърситсли :А.С. 61555 В1 Републи-ка България / Багрянцсв В.И., Полторацкий Л.М., Айзатулов P.C., Иванов И.М., Драгиев С.С. - №99126 ; Заявл. 19.10.04; Опубл. 30.04.96. - Бюл. №4,-4с.

Работа удостоена премии Правительства РФ в области науки и техники за 2004г.

Научные результаты, получепные при выполнении этой работы, использованы в учебных курсах: «Физическое материаловедение», «Физические свойства твердых тел», читаемых в Сибирском Государственном индустриальном университете на кафедре физики металлов, и представлены в монографиях: «Физика и механика волочения объемной штамповки» и учебном пособии «Чугун и его свойства», которому присвоен гриф УМО по металлургии Министерства образования и науки РФ.

Анализ установленных закономерностей воздействия водорода па структурно-фазовые превращения в сталях и чугунах позволяет сформулировать основные положения, выносимые на защиту.

Положения, выносимые на защиту:

1. Изменение положения точек полиморфизма железа под воздействием водорода.

2. Изменение положения точек и линий равновесия системы «железо-углерод» под воздействием водорода.

3. Построение новых диаграмм равновесия «железо-водород» и «железо-углерод-водород».

4. Закономерности формирования структурных составляющих в сталях и чугунах, в том числе возможность получения высокоуглеродистой фазы в виде алмазов в ферритной матрице под воздействием высоких концентраций водорода.

5. Представление о водороде, как о легирующем элементе внедрения в сплавах на основе железа.

6. Методика и аппаратурное обеспечение исследований систем «металл-водород» при высоких давлениях и температурах.

7. Разработка и развитие промышленных технологий пластических деформаций и термообработок сталей, препятствующих отрицательному влиянию водорода на технологические и эксплуатационные характеристики металлопродукции.

Апробация работы. Основные результаты докладывались на следующих конференциях, симпозиумах, семинарах:

Всесоюзная конференция «Развитие производительных сил Сибири», Новосибирск, 1985; Всесоюзная конференция «Повышение качества металлопроката путем термической обработки», Днепропетровск, 1985; Всесоюзная конференция «Вопросы преподавания машиностроения», Москва, 1985; IX Всесоюзная конференция по усталости металлов, Москва, 1986; Международная конференция, Никополь, 1990; II Всесоюзная конференция "Действия электромагнитных полей на пластичность и прочность материалов", Юрмала, 1990; VI международный семинар «Структура дислокации и механических свойств металлов и сплавов», Екатеринбург, 1993; Международная конференция, «Датчик - 93», Барнаул, 1993; Российская научно-техническая конференция «Новые материалы и технологии машиностроения», Москва, 1993; III Международная конференция «Прочность и пластичность материалов в условиях внешних энергетических воздействий», Новокузнецк, 1993; I собрание металловедов России, Пенза, 1993; Российская научно-техническая конференция «Новые материалы и технологии машиностроения», Москва, 1993; 1 Международная конференция «Актуальные проблемы прочности», Новгород, 1994; Российская научно-техническая конференция «Новые материалы и технологии», Москва, 1994; И Международная школа - семинар «Эволюция дефектных структур в металлах и сплавах», Барнаул, 1994; Международная конференция «Прочность и пластичность материалов в условиях внешних энергетических воздействий», Новокузнецк, 1995; Международная конференция «Микромеханизмы пластичности, разрушения и сопутствующих явлений», Тамбов, 1996; III Международная школа - семинар «Эволюция дефектных структур в конденсированных средах», Барнаул, 1996; VII Международный семинар «Структура дислокаций и механические свойства металлов и сплавов», Екатеринбург, 1996; Первый Конгресс прокатчиков. Магнитогорск, Москва, 1996; IV Межгосударственный семинар «Структурные основы модификации материалов методами нетрадиционных

технологий (МНТ)», Обнинск, 1997; I Евразийский симпозиум по проблемам прочности материалов и машин для регионов холодного климата, Якутск, 2002; Международная конференция «Стародубов-ские чтения», Днепропетровск, 2003.

Результаты диссертации опубликованы в трех монографиях и в более ста других работах. Список основных из них приведен в автореферате.

Диссертация состоит из девяти глав (включая введение) заключения и списка цитируемой литературы (150 наименований), содержит 212 страниц машинописного текста, в том числе 59 рисунков, 20 таблиц.

Содержание работы

Первая глава содержит краткий обзор современных представлений о влиянии водорода на повышение надежности и увеличение сроков эксплуатации стальных изделий. Отмечена необходимость качественной и количественной информации о растворимости водорода в широком интервале температур и давлений, о влиянии водорода на положение критических точек железа и железоуглеродистых сплавов, а также о процессах структурообразования в системах Ре-Н и Ре-С-Н. На основании проведенного анализа обоснованы цель и задачи настоящей работы.

Во второй главе рассмотрены методические основы исследований. Материалом для исследований служили чистое железо, железоуглеродистые сплавы с различным содержанием углерода, имеющие структуру: феррит-перлит, перлит, перлит-цементит; сплавы эвтектического типа.

Исследование систем железо-водород, железо-углерод-водород проводили с использованием оборудования, разработанного и изготовленного в процессе выполненной работы. Оно должно было обеспечивать надежную работу в диапазоне давления газовой фазы от 1 до 1000 атм в интервале температур от комнатной до 1600°С, возможность проведения простого и дифференциального термического анализа, возможность закалки образца и нагрев (охлаждение) его с различными постоянными скоростями для определения содержания водорода и его влияния на структурные превращения.

Приведены схемы и описан принцип работы реакционного модуля (рис.!).

Для количественного анализа водорода, растворенного в металле, были разработаны и использовались установки, схемы и принцип работы которых также представлены в главе 2 (рис.2). Устройство содержит ячейку, состоящую из реакционной и накопительной емкостей. Ячейка снабжена калиброванным термометрическим датчиком. Разделение емкостей позволяет «порционно» смещать точку равновесия «газ-металл», при этом при эвакуации газа в накопительную емкость и его регистрации потери газа при анализе минимизируются.

Представлены варианты установок, позволяющих разделить водород по формам его существования.

В третьей главе изложены результаты, полученные при изучении влиянии всестороннего сжатия и высоких давлений водорода на его растворимость в железе и диаграмму состояния железо-водород. При обсуждении результатов экспериментов отмечено, начиная с определенных давлений, отклонение от закона Сивертса, связывающего

растворимость водорода и давление соотношением: = ку}~Р

(рис.3). Проанализированы основные причины, которые могут быть ответственны за наблюдаемое явление: отклонение газовой фазы от идеальности, влияние всестороннего сжатия на химический потенциал растворенного водорода, особенности взаимодействия водорода с дефектами кристаллической решетки железа при разных температурах. Проведенные исследования показали, что основной причиной отрицательных отклонений от закона Сивертса является рост химического потенциала растворенного водорода под действием всестороннего сжатия. В этом случае растворимость подчиняется уравнению:

к I-

=-у/Гн^-е* Р

Ун

{1 + За-А Т}У„.Р + У,Ь^

КТ

где уи - коэффициент фугитивности, являющийся функцией температуры и давления; Р-давлеиие; Т - температура; Уи - парциальный молярный объём водорода в железе при давлении и атм и температуре 20°С; УГе - парциальный объём чистого железа при давлении I атм и температуре 20°С; (Х - коэффициент термического расширения; СС° -

коэффициент термической сжимаемости; И. - универсальная газовая постоянная.

При низких температурах это воздействие компенсируется повышенной адсорбционной способностью дефектов кристаллического строения и ростом коэффициента летучести водорода. Учитывая отклонение от закона Сивертса, была произведена корректировка диаграммы железо-водород. В работе представлен вариант «предельной» диаграммы железо-водород, полученной исходя из сопоставления данных о растворимости водорода и влиянии его на положение критических точек железа (рис.4).

Четвертая глава посвящена влиянию водорода на структурные превращения в стали, сфероидизацию и коалисценцию цементита, а также особенностям структурообразования в пересыщенных водородом железоуглеродистых сплавах.

Проведенные эксперименты показали, что водород монотонно снижает температуру эвтектоидного и эвтектического равновесий, уменьшает растворимость углерода (цементита) в аустените и его эв-тектоидную концентрацию. Полученные данные позволяют сделать несколько обобщений. Во-первых, в трехкомпонентной системе железо-углерод-водород водород ведет себя как легирующий элемент, образующий, подобно углероду, твердые растворы внедрения, и является его конкурентом. Появление водорода в твердом растворе приводит к увеличению активности углерода и выделению его в виде цементита. Во-вторых присутствие водорода увеличивает стабильность аустенита. В-третьих, если водород распределен равномерно, то при небольших давлениях влиянием его как легирующего элемента можно пренебречь.

Полученные данные позволили построить участок диаграммы железо-углерод-водород, изотермические разрезы которого показаны на рис 5.

Согласно экспериментальным данным, представленным в четвертой главе, в исследованном диапазоне концентраций (от 0 до 70 смэ/100г) водород уменьшает скорость сфероидизации цементитных частиц перлита и не влияет на скорость коалисценции цементитных зерен. В работе отмечается, что присутствие водорода и железоуглеродистых сплавах может в значительной степени повлиять на формирование микроструктуры при охлаждении после кристаллизации и термической обработке. Несмотря на относительно небольшое содержание водорода в промышленных сплавах (2-8 см'/ЮОг), его локальная

концентрация может достигать больших значений из-за ликвационных эффектов, усиленных низкой диффузионной проницаемостью цементита и других фаз.

В четвертой главе представлена диаграмма состояния Ре-С-Н, которая отражает закономерности структурообразования в железоуглеродистых сплавах, пересыщенных водородом. В экспериментах при охлаждении с широким диапазоном скоростей (от 250 до 0,16°С/с) расплавленных образцов синтетического серого чугуна, пересыщенных водородом, вместо ожидаемых графитных включений внутри матрицы были обнаружены прозрачные кристаллы, хорошо видные под световым микроскопом. Учитывая характеристики исходных материалов, которые участвовали в получении этих кристаллов, с определенной степенью достоверности, их можно интерпретировать как сложное химическое соединение РепСтНк, то есть карбогидрид железа или как алмазные включения (рис.б). Теоретический анализ, представленный в работе, позволяет предположить, что водород может оказывать катализирующее воздействие на процесс образования алмаза, подавляя процесс графитизации. Водород, энергия ковалентной связи которого с углеродом близка к энергии связи С-С, способен блокировать свободные ковалентные связи углерода на призматических плоскостях кристаллической решетки графита. Блокируя свободные связи углерода, водород может препятствовать растворению графита в аустените, а также выделению графита из жидкой фазы. В этих условиях кинетически возможным становится образование алмазных включений.

Возможность образования алмазной фазы в условиях проводимого эксперимента подтверждается: фазовым металлографическим анализом - с помощью световой микроскопии хорошо наблюдается оптическая прозрачность фазы, особенно в местах скола, а также специфической огранкой кристаллов; прямым измерением микротвердости кристаллов и матрицы; строгим контролем чистоты исходных материалов и многократной повторяемостью результатов.

В пятой главе представлены результаты исследования структурообразования чугунов под воздействием водорода. Для исключения многофакторности экспериментов исследовали синтетические железоуглеродистые сплавы эвтектического типа. Все эксперименты, проведенные в водороде, дублировали в атмосфере гелия. Так как в водороде кристаллизация идет в условиях постоянного обезуглероживания жидкости, была проведена серия экспериментов, схемой которых предусматривалось непрерывное поступление углерода в жидкость в процессе кристаллизации. Было установлено, что повышенное содержание

водорода в расплаве способствует раздельной кристаллизации и образованию конгломератных структур. С повышением содержания водорода склонность к раздельной кристаллизации возрастает. При больших степенях переохлаждения начавшаяся раздельная кристаллизация эвтектических фаз подавляется ледебуритным превращением.

При затвердевании белого чугуна в водороде при высоком давлении последнего есть основания предположить, что водород может сдвигать точку С влево, жидкость приобретает заэвтсктичсский состав и в отдельных участках представляется возможность зарождения и роста цементитной фазы одновременно с аустенитной и графитной, что не противоречит «правилу фаз», так как мы имеем в системе дополнительный свободный термодинамический параметр - давление водорода.

Была проведена серия экспериментов с образцами серого чугуна на ферритной матрице и образцами из чистого железа, запрессованного в спектрально чистый графит. Было установлено, что водород, блокируя свободные связи углерода в кристаллической решетке графита, начиная с определенных давлений (в приведенных экспериментах с 300-400 атм), служит причиной практически полного отсутствия растворимости в а,у и 8 -железе.

Термический анализ показал, что водород сдвигает точки трехфазного равновесия на диаграмме железо-углерод в сторону низких температур и концентраций и таким образом, в стабильной диаграмме Ре-С-Н можно выделить квазибинарное сечение системы Ре-С с полным отсутствием растворимости графита .

В шестой главе изложены результаты, полученные при изучении изменения структуры и свойств стали Х18Н10Т в метано-водородной среде при высоких давлениях и температурах. Исследования были проведены с целью определения безопасных параметров при исследовании железа и железоуглеродистых сплавов в атмосфере водорода при высоких температурах и давлениях. Сталь Х18Н10Т была выбрана для изготовления исследовательской аппаратуры как одна из наиболее устойчивых против высокотемпературной водородной коррозии. Воздействие водорода, содержащего от 0 до 5% метана на структуру и свойства стали Х181П0Т исследовали при температуре 400-950°С и давлении до 300 атм.

При температуре выше 900°С и концентрации метана более 1% обнаружено интенсивное науглероживание стали с образованием

сложнолегированных карбидов на границах и внутри аустенитных зерен. Расположение карбидов в виде «сетки», пластинчатая форма карбидов и растворенный в стали водород, как показали результаты исследований, облегчают зарождение и развитие трещин в поверхностных науглероженных слоях. Образовавшиеся трещины значительно сокращают пути доставки углерода к внутренним слоям стали, и скорость роста науглероженного слоя резко возрастает и далее остается высокой, так как процесс раскрытия трещин продолжается (рис.7). Это явление представлено как особый вид коррозии - высокотемпературная углеводородная коррозия под напряжением. По своему механизму она обратна высокотемпературной водородной коррозии углеродистых сталей, при которой трещины образуются в результате обезуглероживания и служат каналами, ускоряющими подвод водорода к внутренним слоям стали и отток продуктов реакции — углеводородов.

Таким образом, совместное воздействие водорода метана и растягивающих напряжений при температуре выше 850°С и давлении более 100 атм резко уменьшает прочность и пластичность стали Х18Н10Т за счет образования науглероженного слоя. Это приводит к появлению трещин, вызывающих ускорение науглероживания и в конечном случае может привести к полному разрушению изделия. При разработке и подготовке аппаратуры для исследования взаимодействия водорода с высокоуглеродистыми сплавами железа расчет и конструкция теплозащиты стенок реакционного отсека делались, учитывал полученные в этом исследовании результаты.

В седьмой главе представлена качественная и количественная оценка перераспределения углерода в железе при воздействии температурного градиента.

Исследовался сплав с содержанием 0,4%С, изготовленный из карбонильного железа и спектрально чистого графита в индукционной печи в атмосфере очищенного гелия. Образцы сплава диаметром б мм и длиной 30 мм перед экспериментом подвергали гомогенизирующему вакуумному отжигу при 1300°С. Температурный градиент в образцах создавался в специальной термодиффузионной ячейке. Для исключения возможности протекания каких-либо химических реакции на поверхности образца, в ячейке поддерживалось разрежение порядка

Ю-4 мм рт. ст. Образцы тщательно взвешивались до и после опыта. Неизменность веса подтверждала чистоту эксперимента.

Планиметрический и послойный химический анализы показали увеличение содержания углерода в горячей зоне в полтора-два раза

по сравнению с исходным, химический анализ достаточно хорошо аппроксимировал результаты фазовой планиметрии (рис.8).

Проведённое исследование показало, что при воздействии температурного градиента термодиффузионный поток атомов углерода, растворённого в у-жслезе, направлен в сторону высоких температур и подчиняется зависимости:

/ 4850 --- 1'2"'

5+ \ 1000 + 25°*

1.55)

°С

где Л^. - исходная концентрация углерода в образце; ас - активность углерода в аустените.

В восьмой главе представлены результаты исследования влияния водорода на качество проката и пути его повышения. Рассматривается влияние температурного поля по сечению изделия на перераспределение элементов с высокой скоростью диффузии, в частности водорода. Определены направления в исследовании возможностей устранения предного влияния водорода на структуру и свойства сталей. Установлено, что формирование структуры, устойчивой к водородному охрупчиванию, может быть обеспечено при охлаждении с температур аустенизации без значительного температурного перепада по сечению. Снижение температурного перепада для предотвращения флокснообразования возможно также за счет прерываемого охлаждения, при котором ступени охлаждения в среде с высокой охлаждающей способностью чередуются с паузами охлаждения на воздухе. Прерываемое охлаждение позволяет получать мелкодисперсную структуру продуктов распада переохлажденного аустенита, которая снижает флокенообразопание за счет большой протяженности границ, а, следовательно, большого количества путей для диффузии водорода. Приведенные выше выводы имеют особое значение при разработке режимов охлаждения непрерывно литой заготовки, в которой наличие металлургического водорода, распределенного по сечению, неизбежно.

Результаты проведенного анализа распределения водорода по сечению слитка показали, что содержание водорода в центральной ликвационной части в 2,5—3,0 раза превышает его концентрацию на поверхности. Такому значительному увеличению содержания водорода способствует вытеснение его из закристаллизовавшегося объема периферии в жидкую фазу вследствие процесса сегрегации и термодиффузионных процессов. Наличие в центральной зоне слитка участков повышенных концентраций лидирующих элементов, являющихся естественными ловушками водорода, также приводит к росту концентрации водорода. Повышение локального содержания водорода и легирующих элементов в металле совместно с напряжениями, возникающими в результате последующей деформации, приводит к образованию при определенных условиях дефектов, характеризующихся нарушением сплошности металла и расслоений, имеющих вид флокенов. Последующая противофлокенная обработка не всегда устраняет эти дефекты. При исследовании распределения кристаллизационных зон слитка в элементах деформируемого колеса использовали метод реперных отметок, которые располагали на расстоянии 190 , 140 и 70 мм от оси слитка (рис.9). Основная масса металла, характеризующаяся ликвацией, повышенным содержанием водорода и даже наличием несплошностей, находится в перемычке, удаляемой при прошивке, значительная часть его попадает в ступицу, а иногда и в переходный участок от ступицы к диску. Водород при охлаждении обогащенных ликватами зон слитка выделяется из пересыщенного аустенита по границам зерен (по закономерностям выделения избыточной фазы). Частично молизуясь, водород под влиянием тепловых и структурных напряжений может формировать сетку трещин по границам аустенитных зерен (рис.10). В этом случае противофлокенная обработка не дает желаемого результата, так как даже глубокое удаление водорода в процессе длительной выдержки проката не устраняет уже образовавшиеся в литой стали несплошности, которые при горячей деформации могут не только не завариваться, а наоборот, развиваться в еще большей степени. Все это объясняет тот факт, что в колесной стали с обычным содержанием водорода (5-6 см3 /100г металла) в ступице часто наблюдаются дефекты несплошности типа флокенов и расслоений. Формы и раз.меры специально сконструированной оправки формовочных штампов позволяют локализовать ликвационную центральную зону слитка в перемычке, удаляемой на завершающей стадии горячего деформирования колес-

ных заготовок. Предложенная схема деформации внедрена на прессопрокатной линии трубопрокатного завода им. К.Либкнехта. Сравнительный анализ качества макроструктуры показал, что по старой технологии 95% партий колес имели неудовлетворительную макроструктуру стуницы, а после внедрения новой технологии макроструктура стуницы всех колес была удовлетворительной.

С целью повышении пластичности при сохранении прочности обода и диска, был предложен способ изготовления железнодорожных колес, включающий нагрев заготовки до температуры горячей пластической деформации, осадку, формовку, прокатку обода и диска, выгибку диска и калибровку обода, при этом выгибку и калибровку осуществляют в течение 20-50 с при температуре, снижающейся до 880-900°С, термическое упрочнение и отпуск, отличающийся тем, что, с целью повышения пластичности при сохранении прочности обода и диска, прокатку обода ведут с обжатием 25-30%, а термическое упрочнение проводят после калибровки обода. Предлагаемый способ повышает эффективность процесса путем устранения повторного нагрева под термоупрочнение и совмещение противофлокенной обработки с отпуском.

В таблице 1 приведены свойства колес, обработанных согласно предлагаемому способу и способу-прототипу. В результате осуществления предлагаемого способа путем обеспечения в ободе колеса деформации с обжатием 25-30% и снижения температуры до 880-900°С представилась возможность осуществления термического упрочнения обода колеса непосредственно с тепла прокатного нагрева. Кроме того, совмещение процесса противофлокенной обработки колес с процессом их отпуска позволило повысить эффективность процесса путем устранения повторного нагрева.

В этой же главе рассмотрены также мероприятия, направленные на изменение структуры и механических свойств проволоки различного назначения с целью повышения ее устойчивости к водородному охрупчиванию. В таблице 2 приведены сравнительные испытания проволоки 0 4 мм из стали 08Г2С, отожженной по различным режимам с предварительным нагревом до 720-730°С. Отжиги проводили в печи КС-9-14 без защитной атмосферы и с подачей газовой смеси, соответствующей по составу защитным атмосферам, используемым в промышленных условиях. Использование оптимальных температур изотермической выдержки (600 - 650° С) в сочетании с оптимальными темпе-

ратурами предварительного нафева (710-740°С) обеспечивает получение структуры, характеризуемой равномерным распределением мелкодисперсных сфероидизированных продуктов распада аустенита в объеме рекристаллизованного металла и достаточно низкой плотности дислокаций. Такая структура способствует диффузии водорода и делает сталь стойкой к водородному охрупчиванию.

В метизном производстве Западно-Сибирского комбината был разработан унифицированный режим отжига, позволяющий получать проволоку необходимого качества, с микроструктурой рекристаллизованного металла, обусловливающей хорошую диффузию водорода и, таким образом, делающей ее устойчивой к водородному охрупчиванию. В работе представлены режимы отжига и механические свойства термообработанной проволоки.

Для обоснования режимов и технологии термической обработки подката из стали 20Г2Р используемой для производства крепежных изделий холодной высадкой в условиях ОАО « Западно-Сибирский металлургический комбинат», исследовали закономерности распада переохлажденного аустенита. На . основании установленных закономерностей распада аустенита разработаны режимы и технология термической обработки подката из стали 20Г2Р.

Для обоснованного подхода к разработке режимов и технологии термической обработки подката калиброванной стали для холодной высадки с точки зрения получения оптимальных технологических свойств и структуры, исследовали критические точки и кинетику превращений переохлажденного аустенита стали 20Г2Р. Исследования проводили на образцах катанки диаметром 6.5... 10 мм. Полученные данные и их анализ представлены в работе.

В данной главе приведены также результаты отработки технологии производства проволоки по ГОСТ 5663-79 из сталей 10 и 20 , предусматривающей волочение на готовый размер и окончательный низкотемпературный отжиг.

В работе рассматривался дополнительный механизм (кроме наличия металлургических дефектов или дефектов поверхности), снижающий технологическую пластичность металла при осадке' и причины его реализации, тесно связанные с технологической цепочкой изготовления проволоки. Технология изготовления проволоки, кроме волочения и промежуточных рекристаллизациоиных огкигов, включает рйд операций подготовки исходного материала (катанки): химическое удаление окалины с поверхности, нанесение подсмазочного слоя и сушку. Химическое удаление окалины проводят в растворах серной и

соляной кислот. Такая операция сопровождается интенсивным наво-дороживанием металла. Прямые измерения методами низкотемпературной вакуумной экстракции и вакуум-плавления показали, что содержание водорода возрастает по отношению к исходному в 3... 5 раз и дает абсолютную величину До 15 см3 на 100г металла после нахождения катанки в травильной ванне с соляной кислотой 40...50 мин. Наличие таких содержаний водорода, которые значительно превышают равновесные, позволяет привлечь для обсуждения причин возникновения трещин при осадке известные и хорошо описанные механизмы снижения пластичности под влиянием водорода. Для сравнения испытаний использовали образцы проката и проволоки из стали 10, 20 и 08Г2С производства Западно-Сибирского металлургического комбината. С поверхности металла удаляли механическим способом возможные дефекты. Образцы подвергали нормализации в одинаковых условиях, затем обычному и электростимулированному волочению с различной степенью деформации при различных способах подготовки поверхности. Травление образцов в тех случаях, когда окалину и дефекты поверхности удаляли механическим путем, имитировали получасовой выдержкой в 20%-ном растворе соляной кислоты, что позволяло получить концентрацию водорода в металле 9... 11 см3 на 100 г металла. Образцы подвергали стандартным механическим испытаниям и испытаниям на осадку. Изменение содержания водорода от 5 до 10 см3 на 100 г металла повышало на 5...8% прочностные характеристики, снижало в 2...3 раза относительное удлинение и на 30...40% относительное сужение. Технологическая пластичность при осадке после травления, вопреки ожиданию, упала незначительно. Действительно, пластичность при холодной осадке стали 20 составила после горячей прокатки 66%; после отжига 72%; после отжига и травления 69%; после отжига, травления и калибровки 52% после механического удаления окалины 68%; после механического удаления окалины и калибровки 77%. Однако, образцы после травления и последующей деформации волочением показали такое снижение пластичности при испытаниях на холодную осадку, которое полностью исключает использование металла по прямому назначению. Одновременно образцы, не подвергавшиеся травлению, показали значительный рост пластичности после дополнительной деформации волочением. Этот результат позволяет предположить, что потеря технологической пластичности является следствием двух процессов - насыщения металла водородом и последующего его перераспределения в объеме металла при холодной пластической деформации волочением.

В работе представлены исследования процесса наводорожива-ния и химического растрескивания металла при использовании в технологии производства проволоки кислотного травления. На стали 20Г2Р проводилась проверка методами просвечивающей электронной микроскопии гипотезы водородного уменьшения пластичности стали вследствие применения кислотного травления. Были сопоставлены структуры холодного волочения в материалах после механической и химической обработки поверхности. Было установлено, что причиной зарождения и развития трещин при холодной осадке проволоки в случае отсутствия поверхностных дефектов может служить формирование локальных объемов с повышенной концентрацией атомов водорода, закрепленных на дефектах кристаллической решетки. Такие дефектные участки возникают при последовательном сочетании операций травления и калибровки. Исключение операции травления позволит значительно повысить технологическую пластичность металла при холодной осадке.

В девятой главе представлены результаты разработки и внедрения технологии производства низкоуглеродистой проволоки без использования кислот при удалении окалины в условиях ОАО «Западно-Сибирский металлургический комбинат». Применяемая на ОАО «Западно-Сибирский металлургический комбинат» традиционная технология удаления поверхностной окалины травлением подката в растворах соляной кислоты обеспечивает высокую степень очистки и стабильность процесса волочения. Однако возникающие при этом проблемы оптимизации технологических и эксплуатационных свойств проволоки, улучшения условий труда, утилизации отработанных кислотных растворов и антикоррозионной защиты оборудования экономически затратны и технически надежно не решены. Альтернативные бескислотные способы подготовки поверхности к холодному волочению устраняют многие из указанных недостатков, исключают потери на перетрав и снижение пластичности стали из-за наводороживания при травлении. Были разработаны и запатентованы линии механического удаления окалины \VSM-05, БСМ-02, 5СМ-07, на основе которых началось освоение новой бескислотной технологии производства холоднотянутого проката. Принцип работы линий очистки включает, в различных сочетаниях и последовательности, выполнение следующих деформационных воздействий: знакопеременный изгиб проката при прохождении через двухплоскостной роликовый окалиноломатель, абразивную обработку поверхности дробью во вращающейся камере и нанесение упругих импульсных ударов множеством инструментов-шайб. Происходящие при этом изменения

рельефа, структурного состояния и механических свойств поверхности подката оказывают влияние на технологичность всего метизного передела и потребительские свойства готовой проволоки.

Решение о промышленном внедрении нового способа подготовки поверхности проката к холодному волочению принималось исходя из технической, экологической и экономической целесообразности.

Разработанные линии снабжены автономной аспирационной системой, а удаленная окалина измельчается и собирается в специальных приемниках.

В цехе производства проволоки и метизов ОАО "ЗСМК" к настоящему времени внедрены различные комплексы механической очистки катанки от окалины в потоке с волочильными станами (рис.11).

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ.

1.Разработана и реализована методика исследования систем металл (сплав) - водород до температур 1600°С и давлении газовой фазы до 1000 атм, включающая высокотемпературное насыщение и количественный газовый анализ. Методика защищена авторскими свидетельствами.

2. В указанных диапазонах температур и давлений определены растворимость водорода в различных модификациях железа и воздействие водорода на температурные характеристики точек полиморфизма железа.

3. Установлено, что при температурах выше 800°С и давлениях выше 350 атм закон Сивертса не соблюдается.

4. Лрелставлен построенный изобарный разрез диаграммы железо - водород, который в силу невыполнимости закона Сивертса можно, начиная с давления 350 атм, считать «предельным».

5. Методами закалки, световой микроскопии и термического анализа показано воздействие водорода на процессы формирования структур железоуглеродистых сплавов при кристаллизации и в твердом состоянии, а также на положение линий и точек равновесия в системе Ре-С.

6. Показано, что водород является сильным отбеливающим элементом, влияющим на кристаллизацию цементита путем адсорбционной блокировки графитных зародышей. Водород препятствует абнормальному эвтектоидному распаду в чистых железоуглеродистых сплавах, стимулируя нормальное перлитное превращение. Водород замедляет скорость сфероидизации цементита, а также подавляет мартенситное превращение в железоуглеродистых сплавах, ста-

билизируя ^-раствор. Впервые показано, что при кристаллизации железоуглеродистых сплавов в водороде при давлениях выше 400 атм высокоуглеродистая фаза выделяется в ферритной матрице в виде оптически прозрачных кристаллов высокой твердости, которые можно идентифицировать как алмазы. При охлаждении железоуглеродистых сплавов водород преимущественно выделяется по границам первичного зерна, подчиняясь закономерностям выделения избыточной фазы из твердого раствора.

Установлено, что водород понижает температуры эвтекто-идного и эвтектического равновесий, сужает концентрационный интервал существования аустенита.

Обнаружен новый тип высокотемпературной коррозии сплавов на основе железа, которая определена как метано-водородная коррозия под напряжением.

7. На основании полученных экспериментальных данных построен участок тройной диаграммы железо-углерод-водород, показано, что в стабильной системе существует квазибинарное сечение, в котором полностью отсутствует растворимость графита но всех модификациях железа.

8. Водород в железоуглеродистых сплавах можно оценивать как легирующий элемент, растворенный по типу внедрения, следовательно его воздействие можно усилить или ослабить, используя технологически осуществимые приемы обработки металлопродукции -деформацию, термическую и химическую обработку.

9. На основе полученных новых знаний о воздействии водорода на структурно-фазовые превращения в сталях и чугунах разработаны и реализованы в промышленных условиях следующие технологии:

• технология противофлокенной обработки колес, включающая схему горячей пластической деформации и термической обработки в процессе формирования изделия;

• унифицированный отжиг с фазовой перекристаллизацией низкоуглеродистой проволоки различного назначения;

• технология подготовки катанки к волочению проволоки без использования кислотного удаления окалины.

Все разработанные и реализованные технологии обладают патентной защитой.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих

работах:

1. Шаповалов В.И., Полторацкий Л.М. О термодиффузии углерода в аустените // ФММ. - 1976. - № 4,- С.890-892.

2. Влияние давления водорода на его растворимость в железе / Шаповалов В.И,, Полторацкий Л.М., Бунин К.П., Трофименко В.В.// ДАН УССР - 1977.- №12.- С.45-48.

3. Шаповалов В.И., Полторацкий Л.М., Трофименко В.В. Влияние высоких давлений на диаграмму состояния железо-водород // Изв. вузов. Черная металлургия. - 1977. - №10. -С. 100-102.

4. Шаповалов В.И., Полторацкий Л.М. О диаграмме состояния железо - углерод - водород // ДАН УССР. - 1978. - №6.« С. 117-119.

5. Шаповалов В.И., Полторацкий Л.М. Влияние всестороннего сжатия и давления водорода на его растворимость в железе // Изв. вузов. Черная металлургия. - 1978. - №10. - С. 124.

6. Шаповалов В.И., Полторацкий Л.М. Изменение структуры и свойств стали Х18Н10Т в метановодородной среде // Защита металлов. -1978. - №1. - С.65-66.

7. Влияние водорода на структурные превращения в сталях, сфсрои-дизацию и коалесценцию цементита / Шаповалов В.И., Полторацкий Л.М., Трофименко В.В., Сердюк Н.П. // Изв. вузов. Черная металлургия. - 1979. - №2. - С.98-102.

8. Шаповалов В.И., Полторацкий Л.М., Трофименко В.В. Исследование диаграмм состояния систем металл - водород // Фазовые равновесия в металлических системах. - М.: Наука, 1981,- 210с.

9. Повышение качества ступицы железнодорожных колес / Полторацкий Л.М., Крашевич В.Н., Старосельский М.И., Мирошниченко Н.Г., Вавилов М.С.//Сталь №12.- 1983. - С.56-57.

10. Полторацкий Л.М., Багрянцев В.И., Николаев А.Л. О причинах разрушения фурм// Сталь в СССР. Советские инженерные исследования: В18т. - Лондон, 1988-Т.18.-С.36-39.

11. Полторацкий Л.М., Громов В.Е., Кузнецов В.А. Новые технологические процессы в электростимулированном волочении // Тез. докл. VII Международного конгресса. - Лондон, 1988.- С 69-73.

12. Полторацкий Л.М., Козий Ф.И., Колпак В.П, Использование дис-сипационных эффектов при производстве проволоки // Тез докл. VI Международной конференции по волочению..- Подоланкы ЧССР, 1989.-С.96-99.

13. Полторацкий Л.М., Козий Ф.И., Колпак В.П. Водород и зарождение трещин при холодной осадке // Тез. докл. VI Международная конференции по волоч?нию.-Подоланкы ЧССР, 1989.-С.35-37.

14. Структура проволоки после электростимулированного волочения / Полторацкий Л.М., Громов В.Е., Кузнецов В.А., Ерилова Т.В. // Сталь. - 1989. - №8. - С.87-89.

15. Унифицированный режим отжига проволоки из низкоуглеродистой стали / Колпак В.П.,Чинокалов В.Я., Козий Ф.И., Полторацкий Л.М., Метерский В.Я. // Сталь. - 1989. - № 6. - С. 68.

16. Поверхностное разупрочнение сварочной проволоки при волочении в условиях импульсных электрических воздействий / Громов В.Е., Кузнецов В.А., Полторацкий Л.М., Ерилова Т.В., Перетятько

B.Н. И Изв. вузов. Черная металлургия. - 1990. - № 2. - С.56-58.

17. Производство холоднотянутой арматурной проволоки из термоуп-рочненной катанки / Полторацкий Л.М., Вакуленко И.А., Михай-лец Л.А., Колпак В.П. // Металлургия и горнорудная промышленность, 1991.- №1.-С.42-43.

18. Полторацкий Л.М., Громов В.Е., Чинокалов В.Я. Влияние водорода на пластичность проволоки при холодной осадке // Изв. вузов. Черная металлургия. - 1991. - №4. - С.56-58.

19. Влияние технологии производства проволоки СВ08Г2С на ее сварочные свойства / Полторацкий Л.М., Чинокалов В.Я., Снецин-ский В.Г., Шевчук Р.Н*// Изв. вузов. Черная металлургия. - 1991.-ЛЪ4. - С.63.

20. Технология производства проволоки из малоуглеродистой стали / Полторацкий Л.М., Чинокалов В.Я., Колпак В.П., Смакотина В.З. //Сталь. - 1991.-№12. - С.56-57.

21. Моделирование напряжений при волочении проволоки с токовой стимуляцией / Базайкин В.И., Громов В.Е., Полторацкий Л.М., Перетятько В.Н. // Изв. вузов. Черная металлургия. - 1993. - №2. -

C.33-36.

22. Эволюция структуры и свойств сварочной проволоки в процессе волочения / Громов В.Е., Полторацкий Л.М., Подборонников С.Ф., Козлов Э.В., Котова Н.В. // Изв. вузов! Черная металлургия, -1993. -№8. -С.37-40.

23. Модели электростимуляции процесса волочения проволоки I Базайкин В.И., Громов В.Е., Полторацкий Л.М., Котова Н.В. // Изв. вузов. Черная металлургия. - 1993. - № 8. - С.42-44.

24. Полторацкий JI.M. и др. Совмещение процессов обезжиривания и травления омедненной сварочной проволоки // Сталь. - 1993. -X9l0.-C.63, .

25. Полторацкий Л.М., Громов В.Е., Базайкин В.И. Влияние остаточных напряжений на пластичность проволоки, полученной из трав-

леной катанки Н Изв. вузов. Черная металлургия. - 1994. - №2. -С.84-85.

26. Полторацкий U.M. и др. Совершенствование технологии изготовления омедненной сварочной проволоки // Металлург. - 1994. -№5. — С.32.

27. Полторацкий Л.М., Чинокалов В.Я. и др. Новая холоднодеформи-рованная арматурная сталь класса А500 // Сталь. - 1994. - №6. -С.65-66.

28. Влияние исходного состояния аустенита стали 20Г2Р на особенности его распада при охлаждении / Полторацкий Л.М., Колпак В.П., Лещенко А.Н, Клименко А.П., Коллерова Т.Н. // Сталь. -1994,-№6.-С. 74-76.

29. Влияние скорости охлаждения на структуру и свойства стали 20Г2Р / Колпак В.П., Лещенко А.Н., Чинокалов В.Я., Полторацкий Л.М., Коллерова Т.Н., Гудимова Т.В. // Извести вузов. Черная металлургия. - 1995, - №2. - С.54-56.

30. Роль поверхностной обработки в формировании дефектной структуры холоднодеформированной стали 20Г2Р / Полторацкий Л.М., Иванов Ю.Ф., Громов В.Е., Козлов Э.В. // Физика и химия обработки материалов. - 1995. - №6. - СЛ02»107.

31. Влияние структуры низкоуглеродистых сталей на деформируемость при холодном волочении / Чинокалов В.Я., Полторацкий Л.М., Пирогов В.А., Громов В.Е., Закиров Д.М. // Изв. вузов. Черная металлургия. - 1996. - №2. - С.50-53.

32. Водородное охрупчивание феррито-перлитных сталей при волочении / Целлермаер В.Я., Громов В.Е., Закиров Д.М., Полторацкий Л.М., Соколов A.C., Иванов Ю.Ф., Козлов Э.В. // Изв. вузов. Физика,-1996. - ЛаЗ.-С.97-108.

33. Юрьев А.Б., Полторацкий Л.М. Концепция развития ОАО ЗСМК на период 2003-2010 гг. //Сталь. -2003.-№ 11'.-С. 11 -12.

34. Бояринцева A.B., Муратов В.М., Полторацкий Л.М. Термическая массивность стальных изделий и формирование структуры, устойчивой к водородному охрупчиванию при охлаждении с температур аустенитизации // Изв. вузов. Черная металлургия. - 2004. -№2.-С.41-45.

35. Полторацкий Л.М. Особенности структурообразования в пересыщенных водородом железоуглеродистых сплавах // Сталь. - 2004. -№ 5. — С.89-91.

36. Полторацкий Л.М., Колпак В.П., Бояринцева A.B. Образование кристаллов алмаза в сплавах железо-углерод-водород // Изв. Вузов. Черная металлургия. - 2004. - №8. - С.28-30.

37. Полторацкий JI M. О структурообразовании в системе Fe-C-H // Научные труды СибГИУ «Перспективные промышленные технологии и материалы» - Новосибирск: Наука, 2004. - С.329-334.

38. Теплофизические аспекты охлаждения стальных изделий при термической обработке и их влияние на водородное охрупчивание / Полторацкий Л.М., Бояринцева A.B., Софрошенков А.Ф., Муратов В.М. // Научные труды СибГИУ «Перспективные промышленные технологии и материалы». - Новосибирск: Наука, 2004. -С.336-349.

39. Устройство для определения количества газов в металлах и сплавах : A.c. 862051 СССР/ В.И. Шаповалов, Л.М. Полторацкий. - № 2809097/25-26; Заявл. 14.08.79; 0публ.7.09.91. - Бюл.№ 33 .- 5с.

40. Устройство для определения содержания газов п металлах и сплавах: A.c. 972321 СССР1 Л.М.Полторацкий, В.Н.Кучеренко, Ф.К.Клименко, И.Л.Левченко. - №3287740/25-26; Заявл. 13.05.81; 0публ.07.11.82. - Бюл. №41. - 2с.

41. Способ изготовления высокопрочной прутковой арматуры из среднеуглеродистых легированных сталей: A.c. 1491895 СССР/ Полторацкий Л.М., Вакуленко И.А., Гарнус И.Г., Пирогов В.А. -№4295917/23-02; Заявл. 10.06.87; Опубл. 07.07.89. -Бюл.№25. -Зс.

42. Способ и устройство для определения количества газов в металлах и сплавах: A.c. СССР 1141333 / Полторацкий Л.М., Колпак В.П,, Левченко И.Л., Шадрин В.Н., Литвиновский В.В. - №3546488/2526; Заявл.02.02.83; Опубл. 23.02.85.- Бюл.№7.- 2с.

43. Способ изготовления проволоки: A.C. 1222689 СССР / Колпак В.П., Клюшник Ю.А., Полторацкий Л.М. и др. - №3342485/22-02; Заявл. 20.10.81; Опубл. 07.04.86. -Б'юл№13. -2с.

44. Способ изготовления цельнокатанных железнодорожных колее: А.С.1211313 СССР/ Узлов И.Г., Козловский А.И., Башнин Ю.А., Полторацкий Л.М. - 3495145/22-02; Заявл.29.09.82; Опубл. 15.02.86. -Бюл. №6,- Зс.

45. Устройство для охлаждения калиброванных валков прокатных станов: A.C. 1250338 СССР/ Полторацкий Л.М. и др. -№3659537\22-02; Заявл. 09.11.83; Опубл. 15.08.86. Бюл.№30. - 2с.

46. Устройство для определения количества газов в металлах и сплавах: A.c. 1431483 СССР/ Полторацкий Л.М., Коллерова Т.Н. -№3998496/23-26; Заявл.08.10.85; Опубл.15.07.88. - Бюл.№7. - 2с.

47. Метод за механично почистоване на прокат с цилиндрична или многостенна повърхност и машина за неговото осъществяване: A.C. 61334 ВС/ Костова Р.Г., Кустов Б.А., Полторацкий Л.М,, Ста-

родубов П.М и др. - №98466; Заявл. 14.12.94; Опубл. 30.06.97. -Бюл. №6.

48. Устройство за очистване на газоне от мехапични замърсители :А.С. 61555 В1 Република България / Бафянцев В.И., Полторацкий Л.М., Айзатулов P.C., Иванов И.М., Драгиев С.С. - №99126 ; Заявл. 19.10.04; Опубл. 30.04.96. - Бюл. №4,- 4с.

49. Устройство за почистване и обработване на повърхности: A.C. 142Y1 BG / Костова Р.Г., Кустов Б.А., Стародубов П.М., Полторацкий JI.M., Иванов И.М.- №98760; Заявл. 31.01.96; Опубл. 31.07.97.-Бюл.№7.-3с.

50. Машина за почистоване на тел с непрекъсната дължина; A.c. № 61937 BG/A.C. Костова Р.Г., Кустов Б.А., Полторацкий J1.M., Да-чевЛ.П. и др. - №99735; Заявл. 21.06.95; Опубл. 30.10.98.-Бюл. №10.

ПРИЛОЖЕНИЕ Таблица 1

Свойства колес, обработанных согласно предлагаемому способу и способу прототипу

Способ изготовления Место определения свойств колеса Температура окончания деформации в стане ,°С Механические свойства

Предел прочности, 5, кг/мм2 Предел, текучести 51( кг/ммг

Прототип Обод 1020 104 66

Диск 980 82 46

Предлагаемый Обод 925 104 67

Диск 750 82 47

Продолжение таблицы 1

Способ изготовления Механические свойства Критическая температура хрупкого разрушения, °С

Относительное удлинение, 5% Относительное сужение, Ударная вязкость, а„ (+20°С)

Прототип 20 35 3,6 -40

16 40 4,0 0

Предлагаемый 32 41 4,6 -45

40 45 6,0 -60

Таблипд2

Результаты испытаний образцов

Режимы термической обработки

Услов- Свойства Известный способ Предлагаемый способ

ный номер отожженной проволоки

Изотермическая выдержка при 570°С ' Изотермическая выдержка при 680°С Изотермическая выдержка при 650°С Изотермическая выдержка при 630°С Изотермическая выдержка при 600°С

1 2 3 4 5 6 7

1.—---— МПа ±д ±л 580 ±30 612 ±50 530 ±20 490 ±16 550 ±23

% 20 18,6 22 24 22

±5 ±4 ±3 ±1,5 ±2 '

Продолжение таблицы 2

1 2 3 4 5 6 7

с г вер ср 2—---МПа ± Л ± д 590 ±70 590 ±80 525 ±45 510 ±20 540 ±35

% 17 14 22 22 21

±7 ±8 ±4 ±3 ±2

5 5 есп ср 3.----— МПа ±д ±д 570 ±60 600 ±70 540 ±50 500 ±19 550 ±28

% 18 16 21 23 21

±7 ±6 ±2 ±2 ±1,5

Примечание:

1- отжиг без защитной атмосферы (без предварительной обработки поверхности образцов), '

2- отжиг без защитной атмосферы (образцы перед испытаниями подвергались травлению в растворе серной

кислоты в течение 50 мин),

3- отжиг в защитной атмосфере.

Рис.1. Устройство для насыщения металлов и сплавов водородом при высоких температурах: 1-печь, 2-корпус печи, 3-крышка печи, 4-фланец печи, 5-закалочный стакан, 6-крышка для присоединения КИП, 7-манометры, 8-клапаны-

п ниппели, 9-мембранный насос, 10- мембрана, 11-корпус испарителя, 12-нагреватели, 13-крышка испарителя.

ГЩ А Г ((2051

■ И— ■■ 1 )1|1 51|

1 ч_ _ НШ )

1

2 V 'Ц

120

80

40

1 ¿'ХОйИ^-

сС---Г

^850

О Ю ¿0 м

Щ,, атм*

Рис.2. Устройство для определения газов в металлах и сплавах: 1 -реакционная емкость, 2-накопительная емкость, 3-многоходовой кран, 4-трубчатая печь, 5-вакуумный насос, 6-устройство для измерения давления.

Рис.3. Влияние давления водорода на его растворимость в железе при некоторых температурах.

Рис.4. Общий вид и основные узлы «железного» угла диаграммы Ре-П при давлении ЮОатм.

-№ Г %'Г \ Г I /

650 ух \ ' 1 /

7» т- . Й2'«С я»^ V / «

[ осц

>11. г.

1

71

Рис.5. Изотермические сечения трех-компонеитмой диаграммы Ре-С-Н.

Нг,%Ы I н 1 г з 1 с,%(шп)

Рис.6.Микрофотография кристаллов в ферритной матрице сплава Ре-С-Н с близким к эв-тектоидному содержанием углерода; отпечаток алмазной пирамиды в кристалле - при нагрузке 0.196Н, в матрице рядом с включением - при нагрузке 0,039Н. *500

Рис.7. Изменение толщины (1) и скорости (2) роста науг-лероженного слоя стали Х18Н10Т при температуре 925°С, концентрации метана 2% и давлении мстано-водородной смеси 200 атм.

Рис.8. Перераспределение углерода в стали, содержащей 0,4%С, в температурном интервале Ао-1300К (время выдержки 20ч): 1-расчетное; 2-химический анализ; 3-планиметрический анализ.

юоо иоо поо то'к

Рис.9. Распределение зон слитка в элементах железнодорожного колеса: а-исходная заготовка; б- отформованная заготовка.

Рис. 11. Устройство для удаления окалины с поверхности сталей бескислотным методом.

Подписано в печать 31.01.2006 г.

Формат бумаги 3 0x42 1/16 Бумага писчая. Печать офсетная Усл.печ.л. 2,88 Тираж 100 экз. ЗаказЮОб

Открытое акционерное общество «Западно-Сибирский металлургический комбинат» Цех полиграфин и делопроизводства

Глава 1. Введение и постановка задачи исследования

Глава 2. Методика исследования

2.1. Методы исследования систем железо-водород, железо-углерод-водород

2.2. Материалы для исследования

Глава 3. Система железо-водород

3.1. Растворимость водорода в железе

3.2. Влияние всестороннего сжатия и давления водорода на его растворимость в железе

3.3. Влияние высоких давлений на диаграмму состояния железо-водород

Глава 4. Система железо-углерод-водород

4.1. Влияние водорода на структурные превращения в стали, сфероидизацию и коалисценцию цементита

4.2. Особенности структурообразования в пересыщенных водородом железоуглеродистых сплавах

Глава 5. Структурообразование чугунов при воздействии водорода

Глава 6. Изменение структуры и свойств стали Х18Н10Т в метановодородной среде при высоких давлениях и температурах

Глава 7. Термодиффузия углерода под воздействием температурного градиента

Глава 8. Водород в стальных изделиях и пути повышения качества проката

8.1. Технологические особенности изготовления железнодорожных колес

8.2. Технологические особенности изготовления проволоки различного назначения

Глава 9. Разработка и внедрение технологии производства низкоуглеродистой проволоки без использования кислот при удалении окалины в условиях ОАО «ЗСМК»

9.1. Подготовка поверхности проката к волочению 145 9.1.1. Технико-экономический анализ

9.2. Механическое удаление окалины

9.2.1. Роликовые окалиноломатели

9.2.2. Дробеметные установки

9.2.3. Другие бескислотные способы

9.2.4. Линии механического удаления окалины

9.2.5. Технологические смазки для холодного волочения

9.3. Производство холоднотянутого проката в ОАО «ЗСМК»

9.3.1. Структура и сортамент цеха производства проволоки

9.3.2. Проектная технология подготовки проката к волочению

9.3.3. Утилизация отработанных технологических растворов

9.3.4. Проблемы кислотной технологии

9.4. Разработка технологии и оборудования для механического удаления прокатной окалины

9.4.1. Постановка задачи

9.4.2. Разработка требований к катанке

9.4.3. Микроструктура и механические свойства катанки

9.4.4. Характеристика внедряемых комплексов механического удаления окалины

9.4.5. Технологичность процесса волочения

9.5. Опыт производства холоднотянутого проката по бескислотной технологии в ОАО «ЗСМК»

9.5.1. Технологические особенности производственного процесса

9.5.2. Комплектация основного и вспомогательного оборудования

9.5.3. Перспективы развития бескислотной технологии

Выводы

Актуальность вопроса послужила причиной многочисленных исследований в этом направлении у нас и за рубежом. В исследовательских организациях СССР и стран СНГ, работавших в областях технологии машиностроения, цветной и черной металлургии, сложились коллективы, исследующие проблемы взаимодействия водорода с металлами и сплавами. Эти коллективы возглавляли и возглавляют известные в нашей стране и за рубежом ученые П.В. Гельд, В.И. Явойский, А.Н. Морозов, Ю.И. Арчаков, Д.Ф. Чернега, В.А. Гольцов, JI.JI. Кунин, Ю.В.Грдина, В.К.Афанасьев, В.И.Шаповалов.

Значительный объем материалов по анализу взаимодействия водорода : металлами и сплавами представлен в работах [151-154]. Несмотря на то, что большинство этих работ рассматривает взаимодействие водорода с редкоземельными и благородными металлами и находится вне рамок дискуссии по предлагаемой работе, постановка задач в этих работах и общее представление о взаимодействии примесных атомов с дефектами кристаллической решетки и несплошностями материала помогли автору:

- сформулировать задачу о необходимости фракционного разделения водорода по формам его существования при газовом анализе;

- методологически решить эту задачу при создании газоанализаторов;

- найти эффективное технологическое решение по снижению вредного влияния водорода при горячей прокатке железнодорожных колес.

Повышенный интерес к этим исследованиям объясняется возникновением таких отраслей, как атомно-водородная и водородная энергетика. Последняя наиболее выгодна в экологическом плане и требует совершенно новых способов получения, транспортировки и хранения водорода. Кроме того, значительно возросли требования к качеству материалов, которые используются в нефтеперерабатывающем, химическом, энергетическом и транспортном машиностроении.

Новые аспекты применения водорода расширили круг нерешенных задач по взаимодействию водорода с железоуглеродистыми сплавами. В настоящее время общепризнанно, что для разработки эффективных методов улучшения технологических и служебных свойств сплавов необходимо располагать надежной качественной и количественной информацией о растворимости водорода в широком интервале температур и давлений, о влиянии водорода на положение критических точек железа и железоуглеродистых сплавов, а также о процессах структурообразования в системах Fe-H и Fe-C-H. Также представляют практический интерес теплофизические условия образования дефектов водородного происхождения при термической обработке.

В предлагаемой работе обобщены литературные данные по системам Fe-H и Fe-C-H и проведены собственные исследования этих систем. Определены основные термодинамические характеристики - растворимость, температуры плавления и полиморфных превращений. Определено влияние водорода на положение некоторых точек и линий диаграммы равновесия железо-углерод. Изучено влияние водорода на структурные превращения в железоуглеродистых сплавах при кристаллизации и в твердом состоянии. Показана возможность взаимодействия атомов водорода и углерода в растворах на базе железа и влияние этого взаимодействия на формирование структуры сплавов. Полученные данные послужили материалом для построения диаграмм равновесия железо-водород и железо-углерод-водород.

Перспективной технологией, основанной на управлении температурным полем охлаждаемого изделия с целью получения заданных микроструктуры и свойств, является прерываемое охлаждение. Прерываемое охлаждение обеспечивает заданную однотипную микроструктуру термически тонких изделий и естественное композитное макростроение термически массивных стальных изделий, расширяет диапазон механических, эксплуатационных и технологических свойств по сравнению с традиционным непрерывным охлаждением.

В данной работе рассмотрено влияние водорода на фазовые и структурные превращения в системах Fe-H, Fe-C-H, показана возможность взаимодействия атомов водорода и углерода в растворах на базе железа и влияние этого взаимодействия на формирование структуры сплавов. Рассмотрены технологические процессы термической обработки стального проката в линиях прокатных станов, основанные на прерываемом интенсивном охлаждении, а также условия образования дефектов водородного происхождения.

В работу включены результаты собственных исследований автора, а также отражены отечественные и зарубежные достижения.

Глава 2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

ВЫВОДЫ

На основании выполненного исследования в работе сделаны следующие выводы.

1 .Разработана и реализована методика исследования систем металл (сплав) - водород до температур 1600°С и давлении газовой фазы до 1000 атм, включающая высокотемпературное насыщение и количественный газовый анализ. Методика защищена авторскими свидетельствами.

2. В указанных диапазонах температур и давлений определены растворимость водорода в различных модификациях железа и воздействие водорода на температурные характеристики точек полиморфизма железа.

3. Установлено, что при температурах выше 800 С и давлениях выше 350 атм закон Сивертса не соблюдается.

4. Представлен построенный изобарный разрез диаграммы железо - водород, который в силу невыполнимости закона Сивертса можно, начиная с давления 350 атм, считать «предельным».

5. Методами закалки, световой микроскопии и термического анализа показано воздействие водорода на процессы формирования структур железоуглеродистых сплавов при кристаллизации и в твердом состоянии, а также на положение линий и точек равновесия в системе Fe-C.

6. Показано, что водород является сильным отбеливающим элементом, влияющим на кристаллизацию цементита путем адсорбционной блокировки графитных зародышей. Водород препятствует абнормальному эвтектоидному распаду в чистых железоуглеродистых сплавах, стимулируя нормальное перлитное превращение. Водород замедляет скорость сфероидизации цементита, а также подавляет мартенситное превращение в железоуглеродистых сплавах, стабилизируя у- раствор. Впервые показано, что при кристаллизации железоуглеродистых сплавов в водороде при давлениях выше 400 атм высокоуглеродистая фаза выделяется в ферритной матрице в виде оптически прозрачных кристаллов высокой твердости, которые можно идентифицировать как алмазы. При охлаждении железоуглеродистых сплавов водород преимущественно выделяется по границам первичного зерна, подчиняясь закономерностям выделения избыточной фазы из твердого раствора.

Установлено, что водород понижает температуры эвтектоидного и эвтектического равновесий, сужает концентрационный интервал существования аустенита.

Обнаружен новый тип высокотемпературной коррозии сплавов на основе железа, которая определена как метано-водородная коррозия под напряжением.

7. На основании полученных экспериментальных данных построен участок тройной диаграммы железо-углерод-водород, показано, что в стабильной системе существует квазибинарное сечение, в котором полностью отсутствует растворимость графита во всех модификациях железа.

8. Водород в железоуглеродистых сплавах можно оценивать как легирующий элемент, растворенный по типу внедрения, следовательно его воздействие можно усилить или ослабить, используя технологически осуществимые приемы обработки металлопродукции - деформацию, термическую и химическую обработку.

9. На основе полученных новых знаний о воздействии водорода на структурно-фазовые превращения в сталях и чугунах разработаны и реализованы в промышленных условиях следующие технологии:

• технология противофлокенной обработки колес, включающая схему горячей пластической деформации и термической обработки в процессе формирования изделия;

• унифицированный отжиг с фазовой перекристаллизацией низкоуглеродистой проволоки различного назначения;

• технология подготовки катанки к волочению проволоки без использования кислотного удаления окалины.

Все разработанные и реализованные технологии обладают патентной защитой.

1. Диклис Д.С. Техника физико-химических исследований при высоких и сверхвысоких давлениях. - Химия, 1976. - 431с.

2. Прибор для определения газов в металлах и сплавах: А.С. 53-2719 Япония / Харада Итака .- № 113321; Заявл. 12.05.76; Опубл. 31.01.1978. Бюл. №8. - Зс.

3. Верещагин А.Ф., Калашников Л.А. К вопросу о создании высоких температур при высоких давлениях //ЖТФ. 1955.- т. 25.- С. 1508-1517.

4. Кантарович З.В. Основы расчета химических машин и аппаратов.- П.: «Машгиз», 1960.-743с.

5. Buchter Н.Н. Apparate and Armaturen der chemischen Hocndrucklechnik. Berlin: Springer - Vertad, 1967. - 672s.

6. Бондаренко М.Д. Мембранный разделитель для сжатия газов до 2 кбар. // Приборы и техника эксперимента. 1973. - №4. - С.223-225.

7. Баталин Г.И. Прибор для определения водорода в стали // Тр. ин-таУ ИЧМ АН УССР. 1953. - Т.6. - С.67-76.

8. Устройство для определения количества газов в металлах и сплавах : А.с. 862051 СССР/ В.И. Шаповалов, Л.М. Полторацкий. № 2809097/25-26; Заявл. 14.08.79; 0публ.7.09.91. -Бюл.№ 33 .- 5с.

9. Устройство для определения содержания газов в металлах и сплавах :

10. A.с. 972321 СССР/ Л.М.Полторацкий, В.Н.Кучеренко, Ф.К.Клименко, И.Л.Левченко. №3287740/25-26; 3аявл.13.05.81; 0публ.07.11.82. - Бюл.№41. -2с.

11. Способ и устройство для определения количества газов в металлах и сплавах: А.с. 1141333 СССР /Л.М. Полторацкий, В.П.Колпак, А.Е.Осипов,

12. B.В.Анисимкин, В.В.Литвиновский, В.Н.Шадрин. -№3546488/25-26; За-явл.05.02.83; Опубл. 32.02.85. Бюл.№7. - 2с.

13. Устройство для определения количества газов в металлах и сплавах: А.с. 1431483 СССР/ Полторацкий Л.М., Коллерова Т.Н. -№3998496/23-26; За-явл.08.10.85; Опубл. 15.07.88. Бюл.№7. - 2с.

14. Трофименко В.В. Исследование системы Fe-H : Автореф. Дис. кандид. техн. наук. М., 1977.- 33с.

15. Гельд П.В., Рябов Р.А. Водород в металлах и сплавах. М.: Металлургия, 1974. - 273с. с ил.

16. Бунин К.П., Шаповалов В.И., Трофименко В.В. О диаграмме состояния железо-водород // ЭКФ. 1977. - №8. -Т.51. -С. 1967-1970.

17. Silva J.R.G. Mac Zellan Ref В. The solubility of hydrogen in super-pure-iron sengl crystals. // J.Less Cammon Metals. 1976. - v. 50.- №1. - P. 1-5.

18. Silverts A., Zapt G., Morits H. Die lostechkeit von Wasserstoff Deuterium and Jtickstoff in Eisen // Z. Phis. Chem. 1938-1939. - Bd. A 183. - P. 19.

19. Бунин К.П., Шаповалов В.И., Трофименко В.В. Исследование системы Fe-H в области высоких давлений и температур // Физика и техника высоких давлений:Тез. докл. Междунар. науч. конф. 1976г. Москва, 1976. - С. 163.

20. Jievents A. Die loslechkeit von Wasserstoff in Kopter, Eisen und Nickel // Z.Phis. Chem. 1911.- Bd. A 11.- S. 501.

21. Hofmann W., Vibran G. Contribution a la conndissance du campartement de I' hydrogene dans V acier // Met. Jcient. Rev. metallurgic. 1960. - №2. - P.88-90.

22. Large G., Hotmann W. Zusammennand zwischen Wasserstoff autnahme und Ponigkeit von Eisen // Arch. Eisenhut. 1966.- Bd. 37. -S. 391.

23. Арчаков Ю.И. Водородная коррозия сталей, применяемых в химической и нефтехимической промышленности при высоких температурах и давлениях : Автореф. дис. д-ра тех. наук / Нефтехим. институт им. Губкина. М., 1970.-30с.

24. Корчагин А.П., Юрайдо Б.Ф. Действие водорода высокого давления на сталь при нормальной температуре // ФХММ. 1976. - №4. - С. 113-115.

25. Проблемы дегазации металлов / Кунин JI.JL, Головин A.M., Суровой Ю.Н., Хохорин В.М. М.: Наука,1972. - 327с.

26. Шаповалов В.И. Отклонения от закона Сивертса в области высоких давлений // Изв. вузов. Черная металлургия. 1976. - №12. - С.92-96.

27. Bunin K.R., Trofimenko V. V., ShapovaloV.Y. Investigation of the Fe-H system at high temperatures and pressures // High Tempr. High Press. - 1976. -№6. - P.639-640.

28. Kato E., Fukuda S.H., Nishiy Y. The solubility of Hydrogen in Liguid Jron alloys and the Adsorption on Graphite // J.Jron and steel Jnst. Japan. 1965. -v. 51.- P.1830.

29. Гречный Jl.B., Шаповалов В.И., Ксаверчук Л.П. Растворимость водорода в твердых железо-углеродистых сплавах //Изв. вузов. Черная металлургия. 1974.-№4.-С.1962-1965.

30. Oriani R.A. Transactions of the Metalurgical Society of AIME// J.Jron and steel Jnst. 1966.-P.64.

31. Шаповалов В.И., Трофименко В.В. Влияние водорода на мартенсит-ное превращение в железе // Изв. АН СССР. Металлы. 1977. - №3. - С. 125128.

32. Шаповалов В.И., Трофименко В.В. О железоводородистом мартенсите // ДАН УССР 1977. - №1. - С. 72-74.

33. Бунин К.П., Шаповалов В.И., Трофименко В.В. О диаграмме железо-водород // ДАН УССР 1976. - №3. - С. 265-267.

34. Martines R. Occlusion of hydrogen by pure iron.// Appl. Rhys 1975. -v.7.-P. 107-112.

35. Арчаков Ю.И., Теодорович В.П. Водородная коррозия в ста-лях.//ЖПХ 1959. - Т.32. - №12. - С.2667-2673.

36. К вопросу об образовании твердого раствора водорода в железе / Воробьев Г.М., Руфанов Ю.Г., Шаповалов В.И., Гречный Я.В. // Изв. вузов. Черная металлургия. 1973. - №5. - С. 137-140.

37. Geller W., Так Но San. Einflub von Legierun-zusatren auf Wasserstaffdiffdiffusion in Eisen und Beituag zum System Eistn Wasserstoff. // Arch. Eis-enhutt.- 1950 -Bd 21 - S.423.

38. Габидуллин P.M., Калачев Б.А., Журавлев Jl.H. О взаимосвязи изобары растворимости водорода в металлах с диаграммой состояния.// Изв. вузов. Цветная металлургия. 1975. - №3. - С. 112-117.

39. Шаповалов В.И., Полторацкий Л.М., Трофименко В.В. Влияние высоких давлений на диаграмму состояния железо-водород // Изв. вузов. Черная металлургия. 1977. -№10. - С. 100-102.

40. Феломешкина Л.И. Влияние водорода на структуру доэвтектического чугуна / Литейное производство. 1975. - №10. - С.5-6.

41. Гречный Я.В., Шаповалов В.И. Особенности графитизации белого чугуна в атмосфере водорода // Изв. вузов. Черная металлургия. 1971. - №12.- С.124-126.

42. Бунин К.П., Шаповалов В.И., Трофименко В.В. Особенности обезуглероживания белого и ковкого чугуна в атмосфере водорода под большим давлением. // Физико-химическая механика материалов. 1977. - №3. - С.115-116.

43. Гудремон Э. Специальные стали: В 2 т. М.: Металлургия, 1966. -1274с. сил.-Т.2.

44. Abdelhadi Aziz. The solubility of Hydrogen in Liguid Jron alloys. // C.r. Arad. Jce. 1973. - №3. - P. 149-150.

45. Шаповалов В.И., Гречный Я.В., Ксаверчук Л.П. Растворимость водорода в твердых железоуглеродистых сплавах // Изв. вузов. Черная металлургия.- 1973. -№9.-С. 162-165.

46. Гречный Я.В., Шаповалов В.И., Перков О.Н. Влияние водорода на диффузию углерода в феррите // Изв. вузов. Черная металлургия. 1972. - №2. -С.10-113.

47. Шаповалов В.И. О растворимости графита в у железе // Изв вузов. Черная металлургия. - 1974. - №4. - С. 105-110.

48. Шаповалов В.И., Полторацкий Л.М. О диаграмме железо-углерод-водород // Изв. вузов. Черная металлургия. 1978. - №6. - С. 117-120.

49. Гречный Я.В., Шаповалов В.И., Рыскаев В.Т. Образование трещин в стали и в белом чугуне при изотермическом отжиге в атмосфере водорода. // ДАН СССР 1971. - Т.200. - №4. - С.832-834.

50. Шаповалов В.И. Влияние водорода на диффузию углерода в аусте-ните // Изв. вузов. Черная металлургия. 1977. - №6. - С. 103-105.

51. Kumar R., Quarrell A.G. Fe-H system at high temperatures and pressures II J. Jron and Steel Jnst. 1957. - v. 187. - №3. - P. 195-204.

52. Thompson A.W. Back O. Hydrogen effects on martensite formation// Met. Transact. 1976. - №2. - P.329-331.

53. Шаповалов В.И. Об абнормальном эвтектоидном распаде аустенита // Изв. вузов. Черная металлургия. 1975. - №12. - С. 106-110.

54. Устройство за очистване на газове от механични замърсители :А.С. 61555 В1 Република България / Багрянцев В.И., Полторацкий Л.М., Айзатулов Р.С., Иванов И.М., Драгиев С.С. №99126 ; Заявл. 19.10.04; Опубл. 30.04.96. -Бюл. №4.- 4с.

55. Юм Розери В. Введение в физическое металловедение - М.: Металлургия, 1965. - 203с. с ил.

56. Deep G., Williams W.M. The solubility of hydrogen in iron// Canadian Metallurgical guarterly. 1976. - v. 15. - №1. - P.9-19.

57. Влияние водорода на структурные превращения в стали, сфероиди-зацию и коалисцентию цемента / Шаповалов В.И., Полторацкий Л.М., Трофи-менко В.В., Сердюк Н.П. // Изв.вузов. Черная металлургия.-1979.-№2.-С.98-102.

58. Gustafson P. The hydrogen in iron and alloys. // Scandinavian J. of Metallurgy. 1975. - №4. - P.259-267.

59. Соболев B.B., Таран Ю.Н., Губенко С.И. Синтез алмаза в чугуне // МиТОМ. 1993. - №1. - С.2-6.

60. Кимстач Г.М. О механизме образования кристаллов алмаза в сплавах железо-углерод // МиТОМ. 1991. - №8. - С.6-7.

61. Способ наращивания граней алмаза: А.С. 339134 СССР / Спицын Б.В., Дерегин Б.В. № 3867534/23-02; Заявл.05.07.79// Открытия. Изобретения.

62. Промышленные образцы. Товарные знаки. 1980. - №17. - С.323.

63. Frankliash М., Spear R. The diffusion of hydrogen in decarburised Mild Steel/ // Mater. Res. 1988. - v.3. - №1. - P. 115-117.

64. Kitabatake M., Wasa K. The thermodynamics of the hydrogen iron system// J. Vac. Sci. Technol. - 1988. - № A 6(3). - P. 1793-1797.

65. Синтез алмазов в системах графит гидриды металлов / Куликова Л.Ф., Шалимов М.Д., Слесарев В.Н., Яковлев Е.Н. // Сверхтвердые материалы. - 1988. - №1. - С.3-4.

66. Шаповалов В.И. Влияние водорода на структуру и свойства железоуглеродистых сплавов. М.: Металлургия, 1982. - 232с.

67. Diamond growth process: Pat. 3371996 US/ Hibsman H.J. № 56784; Pub. 06.09.85. -B. №36.-3p.

68. Газосодержание чугуна выплавленного в газовых вагранках / Соснов-ский Е.Д., Черный А.А., Мариентах А.М, Грачев В.А. // Литейное производство. 1968. - №7. - С.29.

69. Чернобровкин В.П., Ананьин А.А., Беляков Р.У. Влияние газов на свойства валкового чугуна // Литейное производство. 1973. - №4. - С.42-43.

70. Чернобровкин В.П., Ананьин А.А. Влияние теллура и водорода на температуру кристаллизации и структуру чугунов. // Изв. вузов. Черная металлургия. 1977. - №19. - С. 144-146.

71. Гиршович Н.Г., Егоров Е.И. Влияние водорода на структуру и свойства чугуна // Сб. «Новое в теории и практике литейного производства». М.-Л.: Машгиз, 1956. - С.286-298.

72. Гиршович Н.Г., Штейнберг Л.Р. Влияние продувки газами на структуру и свойства чугуна // Литейное производство. 1966. - №4. - С.22-23.

73. Kuhn V., Volianik N. Z. hudrogene dans lesfontes nypereutetigues. // «38 Congr. Fonderu: 1965 Paris Paris,1965 . - 1965. -P.105-118.

74. Форма графитных включений в сплавах Fe-C, Fe-Li-C / Хасен Р.И., Додонов А.А., Литвиненко А.Н., Постовой Н.М., Иванова Л.С., Ярославцев Ю.В. // МиТОМ 1972. - №7. - С.45-46.

75. Чернобровкин В.П., Белякова P.M., Ананьин А.А. Выделение водорода из жидкого чугуна при его охлаждении // Труды XII совещания по теории литейных процессов. М.: Наука, 1974. - С.96-97.

76. Экира Г'Кава К. Влияние атмосферы при плавке на структуру чугуна // РЖ Металлургия. 1961. - ЗИЭ.

77. Ананьин А.А., Чернобровкин В.П., Белякова P.M. Влияние продувки газами на сруктуру и свойства валкового чугуна // Литейное производство. -1971. №5. - С.26.

78. Кузьмин И.В., Чернобровкин В.П., Ананьин А.А. Раздельное влияние газов на структуру чугуна // Изв. вузов. ЧМ. 63.- 6t.- С.161-167.

79. Чернобровкин В.П., Белякова P.M., Ананьин А.А. Продувка природным газом валкового чугуна // Литейное производство. 1972.- №10. - С. 25-26.

80. Левин Л.И., Александрова А.Н. Влияние условий вагроночной плавки на содержание водорода в чугуне // Литейное производство. 1971. - №3. -С.36-39.

81. Сисаури С.Ш., Лачава М.Д., Самкурашвили Д.В. Влияние водорода на структуру и свойства чугуна // Сб. «Материалы XI Республиканской научно-технической конференции молодых ученых». ЧМ АН Гр.ССР. Тбилиси, 1975.- С.59-61.

82. Smith L., Bach В., Dawson J. Estimation and influence of the gaseous elements in cast iron // Foundry Trade.- 1954.- J.- P. 96.

83. Бунин К.П., Баранов А.А. Металлография.-M.: Металлургия, 1970. -С.174.

84. Новиков И.И. Теория термической обработки металлов М.: Металлургия, 1974.-С.347.

85. Карпенко Г.В., Крипякевич Р.И. Влияние водорода на свойства стали- М.: Металлургиздат,1962. С. 155.

86. Криштал М.А. Механизм диффузии в железных сплавах.- М.: Металлургия, 1972.-С.207.

87. Шаповалов В.И., Полторацкий Л.М. Изменение структуры и свойствстали XI8H10T в метановодородной среде // Защита металлов. 1978. - №1. -С.65-66.

88. Водород в процессах электрошлакового переплава сталей / Новохат-ский И.А., Кожухарь В.Я., Романов О.Н., Брем В.В. Одесса: Астропринт, 1997.-212с.

89. Способ изготовления цельнокатанных железнодорожных колес:

90. A.С.1211313 СССР/ Узлов И.Г., Козловский А.И., Башнин Ю.А., Полторацкий Л.М. 3495145/22-02; Заявл.29.09.82; Опубл. 15.02.86. - Бюл. №6.- Зс.

91. Повышение качества ступицы железнодорожных колес / Крашевич

92. B.Н., Старосельский М.И., Мирошниченко Н.Г., Валетов М.С., Полторацкий Л.М. // Сталь. 1983. - №12. - С.56-57.

93. Склюев П.В. Водород и флокены в крупных поковках // М.: Машгиз. 1964.- 118с.

94. Устройство для охлаждения калиброванных валков прокатных станов: А.С. 1250338 СССР/ Полторацкий Л.М. и др. №3659537\22-02; Заявл. 09.11.83; Опубл. 15.08.86. Бюл.№30. - 2с.

95. Способ изготовления проволоки: А.С. 1222689 СССР / Колпак В.П., Клюшник Ю.А., Полторацкий Л.М. и др. №3342485/22-02; Заявл. 20.10.81; Опубл. 07.04.86. - Бюл№13. -2с.

96. Унифицированный режим отжига проволоки из низкоуглеродистой стали. / Колпак В.П., Чинокалов В.Я., Полторацкий Л.М., Козий Ф.И., Метер-ский В.Я. // Сталь. 1989. - №6. - С.68.

97. Новая холоднодеформированная арматурная сталь класса А500 / Полторацкий Л.М., Чинокалов В.Я. Соболевский С.И., Шадрин В.Н., Короткий А.С. // Сталь. 1994. - №6. - С.65.

98. Влияние исходного состояния аустенита стали 20Г2Р на особенностиего распада при охлаждении / Колпак В.П., Лещенко А.Н., Клименко А.П., Полторацкий Л.М., Коллерова Т.Н. // Сталь. 1994. - №6. - С.74-76.

99. Влияние скорости охлаждения на структуру и свойства стали 20Г2Р / Колпак В.П., Лещенко А.Н., Полторацкий Л.М. и др. // Изв. вузов. Черная металлургия. 1995. - №2. - С.54-56.

100. Технология производства проволоки из малоуглеродистой стали // Чинокалов В.Я., Полторацкий Л.М., Колпак В.П., Смакотина В.З. // Сталь. -1991. №12. - С.56-57.

101. Калачаев Б.А. Водородная хрупкость металлов. М.: Металлургия, 1985.-217с.

102. Электростимулированное волочение проволоки из сталей марок Ст2кп и 08Г2С / Громов В.Е., Кузнецов В.А., Ерилова Т.В., Перетятько В.Н. // Изв. вузов. Черная металлургия. 1988. - №10. - С.63-67.

103. Пермин И.А., Ерманок М.З. Теория волочения. М.: Металлургия, 1971.-133с.

104. Мс Nabb A.A., Foster Р.К. Influence of the gaseous elements in cast iron // Trans. Met. Soc. AIME. -1963. v.227. - №3. - P.618-625.

105. Гельд П.В., Рябов P.А., Кодес E.C. Водород и несовершенство структуры металла. М.: Металлургия, 1980. - 221с.

106. Шаповалов В.И., Трофименко В.В. Флокены и контроль водорода в стали .- М.: Металлургия, 1987. 116с.

107. Влияние водорода на пластичность проволоки при холодной осадке / Полторацкий Л.М., Громов В.Е., Чинокалов В.Я. Целлермаер В.Я. // Изв. вузов. Черная металлургия. 1991. - №4. - С.56-58.

108. Моделирование напряжений при волочении проволоки с токовой стимуляцией / Базайкин В.И., Громов В.Е., Полторацкий Л.М., Перетятько В.Н. // Изв. вузов. Черная металлургия. 1993. - №2. - С.33-36.

109. Полторацкий Л.М., Громов В.Е., Базайкин В.И. Влияние остаточных напряжений на пластичность проволоки, полученной из травленой катанки // Изв. вузов. Черная металлургия. 1994. - №2. - С.84-85.

110. Роль поверхностной обработки в формировании дефектной структуры холоднодеформированной стали 20Г2Р / Полторацкий Л.М., Иванов Ю.Ф., Громов В.Е., Козлов Э.В. // Физика и химия обработки металлов. 1995.- №6.-С. 102-106.

111. Иванов Ю.Ф. Природа прочности машиностроительных среднеле-гированных сталей // Тр. Ин-та / Томский гос. Университет. 1988. - С.63-70.

112. Водородное охрупчивание феррито-перлитных сталей при волочении / Целлермаер В.Я., Громов В.Е., Закиров Д.М., Полторацкий Л.М. Соколов А.С. и др. // Изв. вузов. Физика. 1996. - №3. - С.97-108.

113. Минаев А.А., Устименко С.В., Бердочевский Ю.Е. Контролируемая прокатка сортовой стали.- М.: Металлургия, 1990. 176с.

114. Гринберг Е.М., Агеева Н.Р. О дефектно-примесном взаимодействии бора в железе // Изв. вузов. Черная металлургия. 1993. - №2. -С.47-50.

115. Водород в металлах. Под ред. Амфельда Г., Фелькля И- М.: Мир, 1981.-т.1.-475с.

116. Гельд П.В., Рябов Р.А., Мокрачева Л.П. Водород и физические свойства металлов и сплавов.- М.: Наука, 1985. 232с.

117. Охрупчивание конструкционных сталей и сплавов. Под ред. Брай-ента К.Л., Бенерфки С.К. М.: Металлургия, 1988. - 552с.

118. Спивак Л.В., Скрябина Н.Е., Кац М.Я. Водород и механическое последействие в металлах и сплавах.- Пермь: Изд-во Перм. ун-та, 1993. 344с.

119. Саменков В.А., Шильштейн С.Ш. Фазовые превращения водорода в металлах. М.: Наука, 1978. - 80с.

120. Hirth J.P. The low temperature diffusion of hydrogen in Steel // Met. Trans. - 1980.-v. 11 A.-P.861-890.

121. Арчаков Ю.И. Водородная коррозия стали. М.: Металлургия, 1985.- 192с.

122. Ажогин Ф.Ф. Коррозионное растрескивание и защита высокопрочных сталей. М.: Металлургия, 1974. - 256с.

123. Namura S., Hasegawa М. The Solubility of Hydrogen in liguid alloyws //

124. Jron and Steel Jnst. Jap. 1975. - v.61. - №11. - P.2579-2588.

125. Максимчук В.П. Влияние водорода на свойства стали // Физ. хим. мех. материалов. - 1976.-т. 12. - №3. - С. 16-20.

126. Клевин О.В. Растворимость водорода в углеродистых сталях // ФТТ,- 1993.-Т.35.-С.513-541.

127. Формирование и эволюция структурно-фазовых состояний и свойств сталей в современных технологиях обработки давлением / Юрьев А.Б., Громов В.Е., Лебошкин Б.М. и др. Новосибирск: Наука, 2003. - 347с.

128. Удаление окалины иглофрезерованием в потоке с волочением / Гулько В.И., Туктамышев И.Ш., Киселев B.C. и др. // Сталь. 1985. - №1. -С.45-47.

129. Терехов В.П., Прохорова Л.И. Выявление поверхностных дефектов на металле вакуумным дуговым разрядом // БНТИ. Черная металлургия. 1976. -вып. 17.-С.56.

130. Освоение технологии волочения проволоки с бескислотной подготовкой поверхности / Чинокалов В.Я., Метерский В.Я., Глушков М.П., Тумбина В.П. // Сталь. 1997. - №8. - С.50-51.

131. Сухая смазка для холодного волочения проволоки из низкоуглеродистых марок сталей / Чинокалов В.Я., Голубев В.М., Темникова Т.В., Лебошкин Б.М. // Сталь. 1999. - №6. - С.37.

132. Производство холоднотянутой арматурной проволоки из термоуп-рочненной катанки / Полторацкий Л.М., Вакуленко И.А., Михайлиц Л.А., Колпак В.П. // Металлургия и горнорудная промышленность. 1991. - №1.8.-С.21.

133. Полторацкий Л.М., Громов В.Е., Базайкин В.И. Влияние остаточных напряжений на пластичность проволоки, полученной из травленой катанки

134. Изв. вузов. Черная металлургия. 1994. - №2. - С.84-85.

135. Роль поверхностной обработки в формировании дефектной структуры холоднодеформированной стали 20Г2Р / Полторацкий JI.M., Иванов Ю.Ф., Громов В.Е., Козлов Э.В. // Физика и химия обработки металлов. 1995.- №6.-С. 102-107.

136. Машина за центробежно механично почистоване и полиране: А.с. № 52049 BG/ Крюкчиев Б.П., Петков Г.К., Полторацкий Л.М., Петров П.А. и др.- Заявл. 08.01.91; Опубл. 29.12.95. Бюл. №12.-Зс.

137. Машина за почистоване на тел с непрекъсната дължина: А.с. № 61937 BG/A.C. Костова Р.Г., Кустов Б.А., Полторацкий Л.М., Дачев Л.П. и др.- №99735; Заявл. 21.06.95; Опубл. 30.10.98. Бюл. №10.

138. Метод за механично почистоване на прокат с цилиндрична или многостенна повърхност и машина за неговото бсъществяване: А.С. 61334 BG/ Костова Р.Г., Кустов Б.А., Полторацкий Л.М., Стародубов П.М и др. №98466; Заявл. 14.12.94; Опубл. 30.06.97. - Бюл. №6.

139. Устройство для волочения изделий с гидродинамической подачей смазки: А.С. 1160637 СССР / Покачко Н.В., Соколовский М.В., Плахотин B.C. и др. № 76552; Заяв. 21.04.83; Опубл. 08.02.85. - Бюл. №11.

140. Покачко Н.В., Трунина Т.А. Изучение свойств проволоки при освоении процесса ее волочения из катанки механической очистки взамен травленной // Производство проката. 1998. - №11-12. - С.26-29.

141. Технология производства проволоки из малоуглеродистой стали / Полторацкий Л.М., Чинокалов В.Я., Колпак В.П., Смакотина В.З. // Сталь. -1991. №12. - С.56-57.

142. Влияние технологии производства проволоки СВ08Г2С на ее сварочные свойства / Полторацкий Л.М., Чинокалов В.Я., Свецинский В.Г., Шевчук Р.Н. // Изв. вузов. Черная металлургия. 1991. - №4.- С.36-37.

143. Метод и устройство за мокро прахоулавяне: А.С. 61755 / Костова Р.Г., Нестеров В.А., Иванов С.И. и др. № 475544; Заявл.21.06.95; Опубл. 31.12.96.-Бюл. №12.

144. Чугун и его свойства/ Афанасьев В.К., Кустов Б.А., Гладышев С.А., Сочнев А.В., Полторацкий JI.M., Граммов Г.Е.- Кемерово: КузбассВуз изд., 2004, -344с.

145. Криштал М.А., Жуков А.А., Кокора А.А. Структура и свойства сплавов, обработанных излучением лазера. М: Металлургия, 1973.- С.68-69.

146. Зайцев Н.А., Смолин М.Д. Диффузия и термодиффузия углерода в стали 85ХФ//ФММ.- 1964.-Т. 17.-С. 607.

147. Shewmen Н. Fe-H system at high temperatures fnd pressures // Acta.1. Met.- 1966.- №8,-P. 606.

148. Shaw I.G., Oates W.A. The hydrogen in iron-cabon alloys // Met. Trans.1971. № 8. - P.2127.

149. Шьюмон П. Диффузия в твёрдых телах. М.: Металлургия, 1973.Гл. VII.

150. Могутнов Б.М., Томилин И.А., Шварцман JI.A. Термодинамика железоуглеродистых сплавов. М.: Металлургия, 1972. - С.140.

151. Способ изготовления цельнокатаных железнодорожных колес: А.С. 724583 СССР/ Узлов И.Г., Гринев А.Ф., Паршин В.А., Антипов Б.Ф., Валетов М.С. и др.- № 3944026/22-02; Заявл. 17.06.85; Опубл. 23.06.88.- Бюл. №2.- Зс.

152. Способ изготовления увязочной проволоки из малоуглеродистой стали: А.С. 360382 СССР / Гриднев В.Н., Рафаловский В.А., Черненко Н.Ф. -№4295917/23-02; Заявл. 14.08.70; Опубл. 06.10.73. Бюл.№ 7. - Зс.

153. Устройство за почистване и обработване на повърхности: А.С. 142Y1 BG / Костова Р.Г., Кустов Б.А., Стародубов П.М., Полторацкий JI.M., Иванов И.М.- №98760; Заявл. 31.01.96; Опубл. 31.07.97. Бюл.№7.-3с.

154. Полторацкий J1.M. О структурообразовании в системе Fe-C-H. //Научные труды СибГИУ «Перспективные промышленные технологии и материалы». Новосибирск: Наука, 2004.- С.329-334.

155. Беляев С.А. Износостойкость композиционных материалов на медной основе с железосодержащими наполнителями//Физика прочности и пластичности материалов: Тез. докл. XY Международной конференции 30 сент.-Зокт. 2003г.- Тольятти, 2003. С.3-40.

156. ЗахаровА.И. Электронная природа прочности стали//Сб. научных трудов. М: Металлургиздат. 2003. - С. 147-15 8.

157. Нечаев Ю.С., Филиппов Г.А. О микромеханизмах влияния малых добавок водорода на механические свойства металлов и сплавов //Материаловедение. 2001. - №11. - С.40-45.

158. Образование высокотемпературного сверхпроводящего композита Bi2Sr2CaCu208+x / MgO из сложных оксидов /Третьяков Ю.Д., Ленников В.В.,

159. Митина И.И., Казин П.Е.//Журнал неорганической химии. 2000.- Т.45. - №1 -С.36-37.

160. Ш ПРАВИТЕЛЬСТВО РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ www.government.ru1. Ш'ШШШм1www.government.ru / Правительство Российской Федерации / Правительство Российской Федерации / Решения Правительства1. Опубликовано: 05.03.201. СООБЩЕНИЕ ДЛЯ ПЕЧАТИ

161. ПОСТАНОВЛЕНИЕ от 2 марта 2005 г. № 109 О присуждении премий Правительства Российской Федерации 2004 года в области науки и техники

162. Рассмотрев предложения Межведомственного совета по присуждению премий Правительства Российской Федерации в области науки и техники, Правительство Российской Федерации постановляет:

163. Присудить премии Правительства Российской Федерации 2004 года в области науки и гехник1 и присвоить звание "Лауреат премил Правительства Российской Федерации в области науки и техники":

164. Председатель Правительства Российской Федерации М.Фрадков Москва, 5 марта 2005 г., N 0366

165. Й инженер ОАО «Западно-ккш металлургический комбинат», ■аз технических паук1. А. Ь. Юрьев / 2005 г.1. АКТисполь'ювания результатов диссертационной работы 11олторацког о Л.М. «Воздействие водорода на структурно-фазовые превращения в сталях и чугунах»

166. Общая эффективность от внедренных мероприятий составила 120 млн.руб.

167. Укачанные технологии защищены авторским свидетельством СССР № 1141333 и патентами Республики Болгария № BG 61334 В1№ ВС 61555 В1№ ВО 61937 В1.11ачальник научно-технологической лаборатории металловедения и | ермоупрочнения проката,к. I м.

168. Зам.начальника технического управления.1. КМ II

169. Начальник экономического управления1. Н.В.Шапошникова

170. Расчет экономического эффекта от модернизации оборудования в сталепрокатном производстве при бескислотной подготовке катанки кволочению.

171. Бескислотная подготовка катанки к волочению с использованием нового оборудования производилась в следующем режиме: 1992 г. 11%; 1994 г. - 17%;1998 (по настоящее время) 30%.

172. Калькуляция цеховой себестоимости, использованная при расчете экономической модели представлена в табл. 1.

173. Табл. 1. Калькуляция цеховой себестоимости цеха проволоки и метизов.

174. Виды затрат ЕИ Всего затрат На ед. изм

175. Кол-во Цена Сумма Кол-во Сумма

176. Конструкц.сталь Кач.КП Т 265,958 8305,02 2208786,5 0,01381 114,68

177. Конструкц.сталь мс250-2 Кач КП Т 132,979 7916,49 1052726,9 0,0069 54,66

178. Конструки.стапь мс250-2 Кач СП Т 874,647 8525,46 7456768 0,04541 387,16

179. Конструкц.сталь мс250-2 Легир Т 332,526 9404,97 3127397,1 0,01727 162,38

180. Катанка РядКП КРИСТ Т 7349,508 7691,19 56526459 0,38159 2934,91

181. Катанка Ряд ПС КРИСТ Т 7552,712 7642,06 57718278 0,39214 2996,8

182. Катанка Ряд СП Т 463,654 8388,91 3889547.5 0,02407 201,95

183. Катанка Кач КП Т 2363,609 7878,1 18620744 0,12272 966,81

184. Катанка Легир Т 303,45 9362,84 2841153,8 0,01576 147,52

185. Конструкц.сталь пс250-1 Кач КП т 5,168 7881,98 40730,13 0,00027 2,11

186. Конструкц.сталь пс250-1 Кач СП т 62,01 6854,98 425077,31 0.00322 22.07

187. Конструкц.сталь пс250-1 ЛЕГИР ИЗЛ.СС1 т 7,05 14124,82 99579.98 0.00037 5,17

188. Полуфабрикаты,готов.прод.,комплект.из т 19713,269 7812,36 154007248 1,02353 7996,22

189. КИСЛОТА СЕРНАЯ РЕГЕНИРИР >=91,0 2184- т 0,304 1312,89 399,12 0,00002 0,02

190. Сырье и основные материалы т 0,304 1312,89 399,12 0,00002 0.02••• ЗАДАННОЕ т 19713,573 7812,26 154007647 1.02355 7996.24

191. Угар т 251,942- 0,01308-

192. Окалина т 110,500- 200 22100,00- 0.005 74- 1,15

193. М/Л СОБСТВ 12А Лом для макетирования т 170,907- 1510 258069,59- 0.00887- 13,40

194. Окись железа Ту 14-15-132-84) т 182,665- 610 111425,67- 0,00948- 5,79•••отходы т 533,349- 734,22 391595,26- 0,02769- 20,331. РАСХОДЫ ПО ПЕРЕДЕЛУ

195. Газ природный (ГЦ) тмз 568 1255 712842,24 0,02949 37,01

196. ТОПЛИВО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ тмз 689,714 1033,53 712842,24 0,03581 37.01

197. Сжатый воздух (сеть комбината) тмз 3220 82,27 264904,27 0,16719 13,75

198. Пар на технологию ГК 3836 83,16 318987,02 0,19917 16,56

199. Вода техническая ЦВС тмз 101,32 685,9 69496,03 0,00526 3,61

200. Электроэнергия цехам комбината ткв 4022,38 599,96 2413255,9 0,20885 125,3•• ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ЗАТРАТЫ 3066643,2 159,22

201. ФОНД ОПЛАТЫ ТРУДА 4623680 240,07

202. ОТЧИСЛЕНИЯ НА СОЦСТРАХ 1266890 65,78

203. РЕМОНТНЫЙ ФОНД 3952842,6 205,24

204. СОДЕРЖАНИЕ ОСНОВНЫХ СРЕДСТВ 12509118 649,49

205. АМОРТИЗАЦИЯ 495400 25,72•• ТРАНСПОРТНЫЕ РАСХОДЫ 909660,55 47,23• Упаковка 128611,05 6,68••ПРОЧИЕ РАСХОДЫ 2754483,6 143.02•*ЗАТРАТЫ 555802,5 28,86••• РАСХОДЫ ПО ПЕРЕДЕЛУ 30975973 1608.31

206. ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ СЕБЕСТОИМОСТЬ 184 592025 9584,22

207. Расчет экономической модели реализации проекта был произведен методом обратного счета в действующих ценах на основе значений, представленных в таблице 2.

208. Табл. 2. Значения показателей, использованных при расчете экономической модели.

209. Наименование показателя Ед. изм. Принятое значение

210. Объем производства тн./год 250 ООО

211. Стоимость нового оборудования долл. 819 000в т.ч.: на участке грубого волочения долл. 636 000на участке калибровки долл. 183 000

212. Валютный курс руб./долл. 28,0

213. Стоимость СМР руб. 300 000

214. Количество текущих ремонтов в год шт. 1

215. Продолжительность межремонтного периода для капитальных ремонтов лет. 5

216. Затраты на проведение текущего ремонта руб. 100 000

217. Затраты на проведение капитального ремонта руб. 500 ООО

218. Годовая ставка дисконтирования % 15,00

219. Срок эксплуатации оборудования лет. 20

220. Ставка налога на имущество % 2.00

221. Ставка налога на прибыль % 24,001. Ставка НДС % 18,001. Период расчета лет. 201. Шаг расчета кв. 1 1

222. Расчет экономической модели реализации проекта по использованию бескислотной подготовки катанки к волочению позволил оценить суммарный экономический эффект, который составил 120 952,2 тыс. руб.1. Выводы:

223. Начальник отдела экономического анализа1. В. Густайтис1. ОЦЕНКА

224. ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ реализации I этапа технологии очистки катанки от окалины механическим способом в потоке волочения в условиях ОАО «Запсибметкомбинат»

225. Предложенный и реализованный способ механического удаления окалины исключает необходимость использования кислот.

226. Таким образом, внедренная технология позволила сократить количество соляно кислых отходов почти в 5 раз, а выброс в атмосферу паров соляной кислоты в 1,5 раза.

227. Заместитель руководителе^ управления по Технолог^й^ому,, и экологическому надзор^/1. С.М. Червяк Воронич1. Ире чнойрас1. МОьИЧ1. Г,