автореферат диссертации по металлургии, 05.16.02, диссертация на тему:Введение дисперсных карбидов в жидкий металл при кристаллизации непрерывнолитого слитка и их распределение в металлической матрице

Специальность 05.16.02 - "Металлургия черных металлов"

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научные руководители: Заслуженный деятель науки и техники РСФСР, лауреат Государственной премии, профессор, доктор технических наук Д.Я. ПОВСШОЦКИИ профессор, кандидат технических наук В.И. Чуланов

Челябинск - 1999.

На правах рукописи

Решетников Сергей Анатольевич

-2-СОДЕРЖАНМЕ

ВВЕДЕНИЕ.4

-93-ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

Проанализированы существующие методы получения дисперсноуп-рочненной стали и сплавов. Выявлены их преимущества и недостатки.

Разработан способ получения слитков, упрочненных дисперсными тугоплавкими фазами, вытягиванием при непрерывной разливке из кристаллизатора вверх.

Получены аналитические соотношения описывающие распределение неметаллических частиц и их объемной доли в расплаве. Установлено, что при реализации способа получения слитков вытягиванием из кристаллизатора вверх фронт кристаллизации имеет вогнутую форму; величина вогнутости возрастает с повышением скорости вытягивания.

Показано, что ввод в жидкий металл дисперсных твердых тугоплавких фаз при вытягивании слитков вверх позволяет зафиксировать их в металлической матрице и обеспечить увеличение прочностных характеристик металла, существенное увеличение износостойкости металлических материалов и мало влияет на изменение их пластических характеристик.

При реализации способа упрочнения стали и сплавов дисперсными тугоплавкими фазами установлено некоторое равномерное повышение содержания вводимых в металлическую матрицу тугоплавких фаз (карбидов титана) к верху слитка.

Распределение дисперсных тугоплавких фаз по сечению слитка остается стабильным во всех исследованных случаях: отмечено некоторое увеличение концентрации дисперсной фазы от края слитка к центру.

4.4. Заключение

1. Разработан и опробован новый способ упрочнения стали и сплавов дисперсными частицами синтетических карбидов, при вытягивании слитка в процессе кристаллизации вверх.

2. Исследовано качество металла, изготовленного по различным технологическим вариантам, показана возможность дисперсного упрочнения стали и сплавов предложенным способом.

3. Показано, что ввод в жидкий металл дисперсных твердых тугоплавких фаз при вытягивании слитков вверх позволяет зафиксировать их в металлической матрице и обеспечить увеличение прочностных характеристик металла, существенное увеличение износостойкости металлических материалов и мало влияет на изменение их пластических характеристик.

4. Отмечено, что ввод в жидкую металлическую матрицу дисперсных тугоплавких фаз приводит к увеличению плотности и уменьшению размера зерна литого дисперсноупрочненного металла.

5. При реализации способа упрочнения стали и сплавов дисперсными тугоплавкими фазами установлено некоторое равномерное повышение содержания вводимых в металлическую матрицу тугоплавких фаз (карбидов титана) к верху слитка.

6. Распределение дисперсных тугоплавких фаз по сечению слитка остается стабильным во всех исследованных случаях: отмечено некоторое увеличение концентрации дисперсной фазы от края слитка к центру.

1. Гольдштейн М.И., Литвинов B.C., Бронфин Б.М. Металофизика высокопрочных сплавов. М.:Металлургия, 1986. - 312 с. Гольдшмидт Х.Д. Сплавы внедрения. T.I., - М.: Мир, 1971.- 423с.

2. Тот Л. Карбиды и нитриды переходных металлов. М.: Наука, 1974. - 2.94с.

3. Стормс Э. Тугоплавкие карбиды. М.:Атомиздат, 1970. - 440с. Андриевский P.A., Ланин Л.Г., Рымашевский Г.А. Прочность тугоплавких соединений. - М.¡Металлургия, 1974. - 232 с. Строганов Г.Б. Высокопрочные литейные сплавы. - М.¡Металлургия, 1985. - 216 с.

4. Edwards A.R., Raine T. // Plansee Proc. 1952. - p. 232. Harding H.J. Honeykombe R.W.K. // J. Jron Steel Inst. - 1966.- Vol. 204. N 3. - p. 259-267.

5. Ramaswamy V., West K.P. // J. Jron Steel Inst. 1970. - Vol. 208. - N 4- - p. 391-395.

6. Строганов Г.Б. Высокопрочные литейные алюминиевые сплавы.- М.: Металлургия, 1985. 216 с.

7. Мальцев М.В. Модифицирование структуры металлов и сплавов.- М.¡Металлургия, 1964. 214 с.

8. Peslo A. Ultrasonics hardening of aluminium alloys. // Ultrasonics. 1984- - V22. - N 1. - p. 37-41.

9. Данелия Е.П., Розенберг В.М. Внутреннеокисленные сплавы.- М.: Металлургия, 1978. 231 с.

10. Данелия Е.П., Розенберг В.М., Соколов В.И. Металоведение сплавов на основе цветных металлов. М.:Металлургия, 1982. Данелия Е.П., Пазюк И.П., Розенберг В.М. // ФММ. - 1982. -Т.53. - вып.1. - С. 138 - 142.

11. Данелия Е.П., Пазюк И.П., Розенберг В.М. // ФММ. 1982. -Т.54, - вып.5. - С. 953 - 959.

12. Гуревич Ю.Г., Нарва В.К., Фраге Н.Р. Карбидостали. М.: Металлургия, 1988. - 144 с.

13. Соколовская Е.М., Гузей Л.С. Физико-химия композиционшх материалов. М.: Изд. МГУ, 1979. - 256 с.

14. Структура и свойства композиционных материалов. K.M. Портной, В.Е. Салибекова, И.Л. Светлов, В.М. Субарев. М.¡Машиностроение, 1979. - 255 с.

15. Сайфулин P.C. Неорганические композиционные материалы. М.: Химия, 1983. - 303 с.

16. Хабибулин И.Г., Усманов P.A., Сулейманов Ф.М. Электрохимические и химические металлонеорганополимерные покрытия и материалы. // Неорганические материалы. 1983. - N 10. - С. I77I-I772.

17. Усманов P.A., Хабибулин И.Г. Коррозионная стойкость металлов с дисперсноупрочненными покрытиями. М.: Машиностроение, 1991. - III с.

18. Самсонов Г.В., Панасюк Л.Д., Козина Г.К., и др. // Порошковая металлургия. 1973. - N 9. - С. 83-86.

19. Ясинская Г.А. // Порошкова металлургия. 1966. - N 7, - С. 23-27.

20. Каршин В.П., Григорян В.А. // Изв. вузов. Черная металлургия. 1970. - N II. - С. 16-20.

21. Еременко В.Н., Чураков М.М. // Физико-химическая механика материалов. 1970. - N 3. - С. 81-84.

22. Гуревич Ю.Г., Фраге Н.Р., Томилов В.И., и др. // Изв. вузов. Черная металлургия. 1971. - N 8. - С. 5-7. Гуревич Ю.Г., Фраге Н.Р., Томилов В.И. // Изв. вузов. Черная металлургия. - 1973. - N 3. - С. 47-49.

23. Ершов Г.Е., Бычев В.М. // Известия АН СССР. Металлы. 1975,- N I. С. 62-63.

24. Жиляев В.А., ФеДоренко В.В., Швейкин Г.П. // Теория и технология порошковой металлургии. Свердловск: УНЦ АН СССР. -1978. - С. 60-71.

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

26. Явойский В.И., Кряковский Ю.В., Григорьев В.П. Металлургия стали. М.: Металлургия, 1983. - 584 с.

27. Григорян В.А., Белянчиков JI.H., Стомахин А.Я. Теоретические основы электросталеплавильных процессов. М.: Металлургия, 1987. - 2,72 с.

28. Губенко С.И. Трансформация неметаллических включений. М.: Металлургия, 1991. - 224 с.

29. Румшинский I.C. Элементы теории вероятностей. М.: Наука, 1976. - 240 с.

30. Гухман A.A. Введение в теорию подобия. М.: Высшая школа, 1973. - 295с.

31. Куталадзе С.С., Ляховский Р.Н., Пермяков В.А. Моделирование теплоэнергетического оборудования. М.- Л.: Энергия, 1966.- 350с.

32. Основы научных исследований в черной металлургии. /Под ред. Яковлева Ю.Н. Киев.-Донецк.: Вища шк.Головное изд-во, 1985.- 2.05с.

33. Таблицы физических величин: Справочник /Под ред. И.К. Кикоина. М.: Атомиздат, 1976. - 1006с.

34. Явойский В.И. Теория процессов производства стали. М.: Металлургия, 1967. - 792с.

35. Максимов Ю.М., Рожков М.М., Саакян М.А. Математическое моделирование металлургических процессов. М.: Металлургия, 1976. - 288с.

36. Мостков М.А. Прикладная гидромеханика. М.-Л.: Госэнергоиз-дат, 1963. - 463с.