автореферат диссертации по металлургии, 05.16.01, диссертация на тему:Высокочистые конструкционные стали прочностью 950-1050 н/мм2 с пониженным содержанием молибдена и микродобавками карбонитридообразующих элементов

РАЛЬННй 0РД21А ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗЮШШ ЩГЕКМЗССЛВ-ТЗЛЬСЫ'Й ИНСТИТУТ ЧЕРКОЗ Й2ГАШИИ1 ИМЕНИ И.Л.БДШШ1

На прагах рукописи'

ДРОБЫНЕБСКАЯ Ирина Станиславовна

БЫСОКОЧГ'СГгЗ }:0НС1г7КШЮННЫЕ СТАИ ПРОЧНОСТЬЮ

и карвошпткцоовразтщк эшенгов

С5.I6.CZ - Металловедение к тершгеесная обработка .металлов

¿ВТОРЕНРАТ

лиссертаазд "а сосскаясе ученой стапенд ка^лглатг технических наук

Москва193а г

Работа выполнена в Центральном ордена Трудового гласного Знакени научно-йсследозательск^й институте черно:; хлеталлург'ии 1шени И.П.Бардина

Научный, руководитель: доктор технических наук

Лптвинекко Д.А.

Официальные оппоненты: . доктор технически: наук, профессор

Саррак В.И.

кандидат технических наук Турковская Е. П.

Ведущее предприятие: •

Защита дассертздса состоится "-./г ** ;¿92 г. в 10 ;

на заседания специализированного совета Д-141.0^.02 при Центр ном ордена Трудового. фасного Знамени научнонцсследоватедьог.э институте черной металлургии шленп Х.Я.Ьарпзнз по адресу: 107005, Москва, 2-я Бауманская ул., д.

С диссертацией можно ознакомиться в технической йаслпсте института.'

Автореферат разослан " Я

Ученый секретарь специализированного

совета, кандидат технических наук Я .ллександ?.с-;у

I. ОБЩАЯ шшшгешд РДБОШ

Ауттзд&поог* г^отк» Датированные отштрукпронннэ стали с гпбдено.м шроко пск^естотся в народном хозяйстве для пзготов--:ия д;т2лей, работавшее-в тяжелых зксзщгатадаояннх условиях.

уровень кглсстзеяша характеристик таких сталей, в част-:т;:, повяленное сопротивление хрупкого/ разрушению, устойчп-съ к обратило:: отпускной хр^пкоста а водородному охрупчива- • ) з значктолькс" степени обусловлены содержанием основного едящего »лекоига - колибдеяаг явяящегося дорогостоящим к отяя»«: элзхзято;.:. так кек его ресурсн в стране ограяпчеш г ть яеооходшогэ кглячества импортируется из-за рубежа. Ак-льность шстояпеп работа определяется необходимостью экоко-укгзаяного логярутзяего элемента, не ухудлая шш даке улуч-кячеотзопйые пскззатолд исходной молибдексодерлацей стали држекеяия других более дефицитных элементов либо слоййнх яологических приемов. Перспективным направлением в решении V -»»точи является имшдьзоваяие при вшлавке частой шихты -гзе прямого восстановлена» СНЕ), е^опечЕвавдей получение струкпюййоб стал:; с резко шнахеняой (более, чем э ¿5 раз«) центрадпе!; прзкэоей иЕетянх металлов и фосфора, ответственна охрупчдвание вследствие образования зернограяячяых сег-в сочетании с «пкролегдрозаяием сялбякке кербонатрддо-зз'вшеки злекепташ. Проваленное освоение производства ^трухпиоштпх сталей ЕВ на Оскольском электрометаллуртачео-комбияате, а также намечаемое расширение изготовления г. с— 1.прямого еос ст а коелэяия выдвигают задачу наиболее целесо-:зксго его использования в народном хозяйстве, в том числе экономия дофвцзгвкх легирующих элементов - молибдена с зуг очередь.

Слсг'.коеть использования келеза ПВ для улучшения качества з состоит в тог.:, что а литературе. ограничены систег-.ктпчео-исслсдоваквя по влияшаэ его яа структуру и свойства кон-'кинояних легирзвашщх молибденом статей. Недостаточно лзу-: тахгхе дальнейшего повышения уровня свойств конструкциях столе::, содсраацих пониженное количество молибдена. ; Рплт- Научное обоснование возкокяоетв спасения сс-

ания колирдола до 5С!> в хроглошлнбдеяовых сталях прочность» 1Сои Я/:,:-.:" за с чет использования прл вкплавке плзхты прямого

восстановления 1ДВ) 2 глкродавврзшшш сеяьншл дарбсгесрегэ-образуклцдли эле^аяталл, хждэдкгнзя этой задачи неосгэдгио было релллъ сдедуздае долроси:

- оцеяать кзхакачесдд-з свойства щмда&олабдеяозкх старел завижюста от уровня тастога по щлглосям, содержания иад^эсс. и ьщролегяроваязя шрбояатрздосбразуюд^'д: ллепалгалс;

- оцмать устойчивость лроткз оорзлллгоЛ олггусллсл1 хрупче ти вшжочдегнх ПВ сталей с понаяеккш 'оод^р-зш:^ г-'йлхбдойа. такзз с гшкродобавкага ка^ояэтрадообразуделл с.-хе^атог до с? неню с Ексококачественякг/л сталша ставдагтпого еллллз:. (Г001 4543-71);

-йзутать совместное охрухшшзййе сталеЛ прлллоллл и гчде; до:.' в зашийЬстд от уровня чистоте, кокцэктрвидл :.:о.лл:дллл йшаролегароБакая;

- азушть влияние чистота, содэрааяла гюлсбзона, гврущш: зяешштов на процессы сгеруетурообразоваапа л х-диигллл образования зераограштсних прилосянх сегрэгацлл л ^слаасллгл л связь с о;<руггшваяяем -стали.

Впервые проведено систематическое пзучеядэ раздо.1ьлого л содмастново влшяйя чистота, сододаания кодзбдеез л ;.лл:сол^г;> ровакаг еллзннлд зарбонетрадсобразуадага олекзнтгьш на клдеп::-: образогандч зорйогракэтнкх сегрехашкх прлтлесяни алгхвкгоз л цл длссл структурообразованаа яри отпуска в интервале гегокоаг?:? 200-650°С, Установлен качественно одинаковый механллм втгге :сг-влл г.юддб-дзка и карбонстрвдообразудхзе зле;донтол на еллр-зллллл фосфора. УатаноЕлеш функцгойалыже евдза: члелола, ссдорллнлл хотлбхйаг, мллродзглролзнлз елльнтл'л £арбонл-трг1доо0оаз:,-лл:л.лл злллзкгацл - структура - свойства. ГЕсллзано лолл^ллелькое блл.-.-ллэ члетотп л уионьгзявз содержания колабдева на злпллтлв л~л-~ Ейсса подллоназацлл прл отпуске, лелллллзцего сэлролллллллс сх-пуехколгу и водородкому охрупчллаллл!. Влершэ показано, что од-: гсараятсгое влияние ьткрелогаровакпя лзрбондтрлдсоОслзуллллл: г,.-, леллалл на сопротивление водородное охрупчнвлшло лп:: ластлгл-нлл з яазодоролявглллей среде связано с аятеяся&вкажтГ: чсокасс-Лрлглеялацлл структуры в областях вт-доленля леякодлллэпеллл ?п длллъллх карбидов этлх злл.лентов. На осйовааиа лолучелллл нллл закономерностей установлена в-научно обоснована прглЕкхсс-льках1 болл.о.ллостъ зша&шша содерзанзя молибдена в составе сглллллл

pc:.:c:.:o.-i:icr^;rom:; конструкционных сталей ClüCTf4543-71) до~5С$ г счет грггзнекпк дри выплавке чистой шп?н ПВ и микролегирова-•ля с;-—ьюг.;:: карбэяигрглюобраззвдвка элемеягама с сохранением cf.ro к=:~л£хсг- гахакпескпх свойств, устойчивости против обра-

rj,co;: стяу-скяс-;. хрупкости е водородного оз&упчизаяая. Устаяовле-^ ~ с г- к:;-г сопротивления водородному охрупчдванию .

к0Н0^0лвГ21-0Ег.-::-кх молибденом хро^онпк&хавкх сталей путем ло-üzcslt. чиотогг: до уровня ЯВ з сочетания с кпкролегарованием яи-

- выявление Есрра.тяцпоазе связи иегду уровней чистоты и ' о;:длексок .»¿схандческпх свойств, парзкеграша сопротзвления обра-ii'.rc:: сггг-скно:; хрупкости а водородного охруачизаяля хрошмолпб-seozvx cT£UT£i прх похжеяяо?,; содержании молибдена в сочетании

^х^релсг-дровглие;.: карбснитрпдообразуздкза элемента:® ~ вакади-

--пгегх^еятгльно доказанную возшихость сядзеягл содеряа-колпсд&ка в хс::с7рукги,инал: хрпглокоянбдеяовых сталях без сни-мсхаяичс-ских свойств, устойчивее?:; ^.охде обряти-зМ ссгусгло:: хрупкости л водородного охрупчавания за счо? прп-

- йкспепх^лалънс пекгзашше -евнзекзз сопсоткйлйкня хруя-разрупезигэ в язводорогглвавде^ средз х^сати&бдекопп: ста-

i> ъ ГЗ исполнении при понесено;,: содернанли молпбдэя-з в еох~т&-:п с гххрслеспроваяие:.: яиобие:.!, достигаемое за счет узолдч'.ссл гакостн разругеиш и ухбйьхелая склонности к поглощению ведгрб-

- кпяетачесхле закономерности влияний молибдена е яарбоку.г-

г-ле;,:сгтсв: взйадгл, титака к ниобия на зорнсгри-сегрегпЕгд; прдыоеккх элементов - сосфора, сурыгы, сер;:, а 1сг!? утлерэда в чистоЛ V- и, 0I4'?P;~G, GCC^S ;"0,Q0ü£$5 ) хролзяи-лк-гслибденсзо:: стал::, показавшие ех однозначное зозде]':етвпе;

- стрлчггур!",: мехашик влияния чистоты, -содержания глслиби?-а г.с.крол£гпровзяня карбояЕтризообрЕзукцила злекекгамп на раэ-

тие обратимой стиусзшой хрупкости а разрупеяпе при растяжения назодсрсянваЕпсй cpr-до и' устаноатеяную связь говксеотя соцро-влеяия водоргдио.^' охрупчиваягэ с сатеясЕ|жкаш:е2 процесса

фрагмзазации областей с повшешш ваделешем ддсязрондл ссадл-альшк карбидов;

- закономерности зляяная карбонатрдцосйразтаззаз: элздзндгз в процессе карбадообразозаная на тонкую струкз7Р? :-:рз;.:о:.:олл5до~ новых сталей при разной чистоте, стандартном г. поязекногл содор аанпи молибдена, обусловлаваащие разлшн-з г^екгазноо» зх зл; ния на параметры сопротивления отпускному и зслородяо:.:? охруггс; ваяла.

Практическая зкатаотсть ssöotk,. да ослозалдл да-осл: дешшх исследований. рекомендована для зкоддуа-аллд з z&z'z:-?:: ззцах средах аконогдаодзгдсованза~ моллбдэлс:.: дз;.,

лдбденовгя конструкдзондгя сталь зозлленяс;: чдстстк, згддтадд-з':. ra mis;s IS и гакролаглровзнная нлобпем, которая обладает сз-зт сг.аз,: комплексом свойств и шеог.о2 устойчтзостзэ др-зтлз 20üc-:~ hoto ехрупчаваная. Проведено лсомызленязе олройззалзз рзз.омз :-.. лозанноз- стали с полоазгзльлыгл результатов,

А^ооdag-я габотк, Оснозннз резрлзтатн зазотл дохлзлззл::^ йз Всесоюзном созэданлд "Позллзнле злзэлтлздогтз лслолэзодал::.-. з пкродноя хозяйстве вксокойгчаствгядс^ гродглгдл" (г.Зтарлл Оокол, I2S?r.) а яа семинаре "Структура, • сзо^зтдл л лзтсдн п:-слодозаядя легированных сталзл" (г.Злзз, I-rlr.),

Публика По осяовнш матзрлалам ддссзртадлл злуЗлялхк ны 3 статЕЛ.

Обт^я дзссозтадлд сс-стсдт дз 13 глаз, зкдодов,.

сддока литературы <153 на;з;ентззнз.;) л црдлзгззмзгз адта. од;:' заклл разработанной стала. Работа дзлогзна нз 175 сгрЕнддад лдноддспого 'текста, ссдергш? o¿ рдсункоз, 15 тлзлдл.

Ноолодсванлэ лтоведзяз яа з малднос:

.-дгл конструклдсшдлс улучгазмнл хрсм^элдбдеяовьлс сталлп -ззнгзд. crear ¿543-71), З5:с2гс:лл (s? :í-i-is2£-73 ).

лиг^ческик состав опытных плавок приведен таблице I. Ста-п.г.:е:с7 2 уровня содержания молибдена - стандартный (0,18-0,23.5) . до^БСЙ шле (С ДЗ:-) п 3 уровня честотн го концентрация прк;э-фосфору л цвсзкпм коталлш (Р ,53,5п, Си., РЕ ,2п , В1 ) ; соответствии с нор:;с.:л1 для фосфора по ГОСТ 4543 - 71 и Т7 4-1-3745-86 (особовпеококачествеяная: категория стали - ПВ ; вн-ококачестзэякая - ВК (А), качественная' - К)( табл.2 ). Содержало серн находится- в пределах. 0,003-0,004$. Зконсмяолегкровая-т:о варгантв вшпавка сталей шкролегйроваш карбонлтрздообрззу-злз?.;еятаг.ск западном, титаном, ниобием раздельно и совмест-о ( табл.1 ).

Таблица I

Хп/дческий ссстаа отшшх плавок по расчету, % по кассе

;.оарпант

чеуы/....... | ' ■ I I .■ 1г • -ц- г I .плг т 1 гит— "— -■ --'г-т • " 1

| Содержание варьируемого элемента

I МО I V I тс

ста-т^ртн. 0,22 -

Э1:онс:.1П. и, 14 -

+ V 0,14 '0,05

5К0И, +Т1 0,14

о "он. + КВ 0,14

гкоп. -»-У+ТикЗ 0,12 0,05

0,04 0,04

0,03 0,03

/А^.0. С.-.А

ста-партл, экоке:л:.

V- т:+ N8

ОД 8-0,23 ОД2-0,14 0,05

),04

0,03

Опктяие стали ькплаатяли в открытых индукционных печах ¡егх-то 50 кг. Ъ качество апгговоЯ заготовки пршееняхи переставлен-

в 5aicyyf.no;; печз. "Блльцерс" шихту ПВ Ш 14-1-2033-77) . Стал! прутках тер.'лообраоатЫБаля по стандартно^ ргглглу (закалка о? •0-о20°2 с отпуске:.': при ЬС0-550°С) с получением. одинаковой тье-р-оти 32-35 НЯС . Половику' металла подвергали дополнительно;.:у рупчиваицему отпуску при 500°С в течение 8-10 часов с охлакде-

ппеа з пзчв. Часть годда после закалки отпускали при теслюра™ турах 200,400,650°С. '

Таблица 2

Содержание пржазяиХ элементов в опнтнкх плавка;: по расчету,!&га массе

Категория!1 j г стали по ! ■ Р } Си. t As качеству ' j ; ........-"■■■!..............:...... SS i 5n ! ... .. .„ PD ~ n 5l оЖ —и, CO

ПЗ. I¿0,015 j 0,00510,QC5 { 1-0,101-0,10 о, oocsjo.cccs -O.GOli-O, GOT * 0r00C5 -C,001

Kitt ) '1*0,025! 0,1 j 0,05 0,005! 0,CC5: С ,005! 0,005 С, ОС

К 0,035'. 0,2 | 0,1 0,01 ! 0,01 ! 0,01 ! 0,01 ! 0,01 t I \ !

¿¡ехаюгзоокпе свойства определяли пра г.спктакга ка л удар в области температур +23- -100°0; работу развития тп—Г-.яы - на образцах с трещиной; порог хладнолэ:лкостн - по оерлаль-;п_7: кривдк ударной вязкости. О озяоапостп и обратимой с?д*;окдо: хрупкости судили по смоцешш порога хзаднолоксосткДГ^ а снг.:ае-шэ ударной вязкости ДКСУ посла охруптазг&хэго отпуска (5С0°С, 8 -10 ч).

Водородное охрупчиваниз (долгоезчноотьСр, спосоояость поглощать водород V, константа скорости вздаленаз водорода д., от-ракьащая эффективность захватывания его дозушадш) изучали ла гладких пилиндрдческлх образках Ф 5 ш при электролитическое водорежкванил в 0,1 Е растворе серной кпслотк с дооазленлел г/л тиоыочевины при плотности катодного тока 40 цД/сдг и растягивавшем напряжении 0,4-0,7<5-^ соответствующих сталой.

О способности стали поглодать водород судит по количеству его У за один час электролитического наводорояиваяия' баз натру; ки. Для анализа поглоданного Еодорода применяли фракционный, спг соб по схеме: спирто- глицериновпй эвдиометр (температура комнатная) + газовнй анализатор восстановительного плавления тгла БН-! фирш Леко. Кинетические кривые вкделения диффузконно-под-виадого водорода преобразовали б соответствии^ уравнениям* вт<

оого порядка КС^ в прямые линии ^— ~ = !■£•£, по кото]

С Со

рассчитнвали' константу скорости выделения водорода К, где С, С(

а

- текущая начальная концентрации водорода, сбответствеяно; С

— ЦрО Г.!?!«

Склонность к росту зерна определяли по ГОСТ 5639-82 методом окисления; прокзлиезэдасть оценивали методом торцовой закалки

xovi ООО » .

Дтя изучения структуры и выделений вторичной фазк использо-зали метода оптической и электронной кикроскопш.

Для изучения распределения углерода и фосфора по_ аустенитно-.7 зерну использовала метод авторадиоградзии с применением радио-HtTííBHHX изотопов.

Кинетику образования сегрегации углерода и .примесей ( Р , S , S5 ) на свободной поверхности образцов изучали методом Оже-элек-ронной спектроскопии. Считали, что образование сегрегации на бободной поверхности является адекватной моделью образования ернограплчных сегрегации. Исследование проводили на образцах азмерами 10x10x0,5 ш, предварительно закаленных от 850°С II33K ), при изотермических вндеркках в области тешератур j-o3GnG ( 200-9ппк ). Эксперименты проводили яа приборе SCALAB Í.K-3 фирмы VO- .

з. az-ksis ЧХ-1СТ01Ы а^ стандартные свойства

конструкционных тш

Стандартяке механические свойства -воех псоледовашшх ст&?е." ¡ло зависят от чистоты: в результате яфйменекия чистой зихтк IB

зпаавке показатели прочности практически не меняется; irráe-'.чкость либо остается неизменноЗ { стал;; зэан2г<й>а и 35}2гсуа '', С-о нового позплаетсл ( оудо 1С«, стали 3DXl¿¡i, ЗПХЕЛД. )(табл. , "менкзение легяроваяаостя молибденом.с 0,23 до 0,13" аак;-.-п™сст(5§,бз.г нг: 5-ГСи ). Ыикролрдслдки карзонптрлдообрагутг:::;-емелтов - D,05"v ; 0,33T'V£ или комплекса элементов ( V ; N¿ ; I-í" Ti ) в стал;: с пиаижешиш содеряакглм молибдена кемпеа-

?АСИ?03Х?АН2^1Я Т?2£5!Ш И.ШДОСГОПКОСТЬ ■

АГ и;.wiuг^Олу ihí- ¿чцциляаА. U¿Aaíuí

Установлено, что примекеязе чистой пюэн 23 при виковке

Таблица 3

¡.кшшшьоккз свойства, работа развития трещшш (Хр , температура перехода Тдд олиш :йл;уд поило торглоулучпения (32-35 НЯС ) и после дополнительного охрупчиванш (500°С, 8-10 ч)

(сглади) ! ВК К

бод

иайи'

Характеристики, одшшцц измерения

1 ! ~Т Г ! Г" -ео' | §5 1 Ч' 1 КСи ! КСУ ! КСУхр 1КСУ ! 0.р

% | Дт./см2 Д'к/см2! Дк/см^

Т50 ! Т50кр

о,

1 v • '¡'1

I

алсЛ стандартного состава по молзбдзну обесдечдБасг~яов^лзяй>. зряэй лязноетл КСU исследованных сталей даКС1/ <v- ÎC-ЗЙ щ>л доглатяой те;ляора?ур8 я от^щ5 до 2-х раз при злдлтольне тс.ляера сурах; увеличение работа раепростран-эяяя лдлзл ар ил ~ 4Û-ÔC35; понижение дорога ггадоолаясостя послэ оггоулучдзяия t¿q яа 15-33°С, посла охрупчззаздого отпуска угг) на Х5~35°С по сравяензэ со егодшай зцсококачестлеяяой ка-гор:а Ж (табл.3). Углздыяенае содердаядя холсбдсяа до^ОДЗЯ, ;тагг: Ш приводят г: появзояио зяачений ударной вяздостя КС и

;КСУка^Юр при хэггааспай температура я на 20-5С£ i стрлллтйльньлл тзлсзратурах; уяудаенсэ хладостойяостя - до» лладлзлоляости посла тер'лоулучшеяпя Tgg повышается на 10 -"'С, поело о::рупчпваш:я TgQ^ на 20-30°С; прячем уровень ула-ллл: свойств не еннлеазтея визе яора для вясокскачествзиныг зтл-; но ГСС? 4Ô43-7I .(табл. 3). Зрасадка нхобпя (0,025) а зкснсл-

глрозаллул лоллбдляс;,: ("О, Ш) сталь дает срярост ударно.: л-оотл кси на^ЗCl;. KCV m* I0~3ü$; сяаглет T3Q яа

- на IZ-25°0. Раздельное ;лн1фолэглрозаяЕе западне:.*. д титл: л сззлэстдзе всеш тре.'££ злс.'лэ;иаг.я ползало себя лалозрлл::-

5. "¡плш-з г.отош ка склонность к онузой! сгid'ciirïi

zarasc! ДРС^/Ю^ЩЕЕЮВНХ íxhctptisiohhui ciu^î

дедазаяо, что зншзкеа хрохо^шшбдзнозю: CG,2S,1 Mö )

лллд:сллнл стаде;'; яа, ID повидает усто'-чпвзстз к сблд—-глулллзл друддзетд (001):-после охруячпзандл (стпус::

.. i -

.'■'•л, ¿-I3 час.) сл5л;зндз- порога :слад>-:олс:дсостя Д Г--, таял:: дел лз лрзвнлает 5-Ю°С, сяяпзняе ударной зязясстл "ДХСУ д-:зз 1С ¿лс/е:.г. г1увстздт.зл»яостз к СОХ сталаЗ ДЗ'с по;пдея;гд.: дзлаллзл делдбдзча (*" С, 12») практически нз стддчасдсл сд зм: ттдл лз лкоол.з:сачэстзеяных сталей с ~ il, 23$ ¿^лдбдеяа. злл:л: лдлоля я тдтаяа' в зкояо:/лол&глроваяяуз. меллбдз:-:^ ял длллолядт дозяедтв её устойчивость к СОХ.до уродят £3 с:>

ллллдллгн'д: зэдзряааием .молибдена независимо от ^дотстл. зад да заяад ля л ко;дллексяоз- Мйхродегярсвая23 яз сказна»?' лстлэнного дозлзлетинл.яа чувствдтзявностз оя

6. ВЛИЯНИЕ ЧЖЖГЫ НА. склонность К ВОДОРОДНОЕ ОЗСРЛГСа^

, жштошщщошх. тшшвшш. стилей

Установлено, -что склонность к водородному охрупчиванию хр ¿оио.1Ебгг.еяош1х яонетрукцаонша сталей практически не зависит от

* г-р^^

аши црнмесей в обняш количествах (до уровня качественной категории стали) е молибдена .в пределах 0,12-и,23а (рпс.1). МЖрдцсбаЕка карбонитрндообразущих элементов существенно позн-лол'Т водородостойкость зкономнолегированной молибденом ЮДЗ/П стали: ниобий, (С, 03^) обеспечивает увеличение долговечности на два порядка независимо от чистоты. Комплексное кикролегированлс карбояштридообразующиш элементами (0,05$,V , NB , 0,04!ТО, а такме титаном обеспечило примерно тот ке эффект повышения долго вечности, но только в ИВ исполнении.

_______ - Рис.1.

п7;

!.Т1

я

Стойкость прз электролитическом наводоролд-вакйк термоулучпеянзй (32-35 нас } однтной стали 302ША: I - 0,'22 МО; 2 - 0,14%МО ; 3 - ОД4&МО + V ■; 4 ■ 0Д4£М0 + Т£ ; 5'"-0,145оМО + Ш. ; 5 -ОД2$Ш0 + V -г Ти ЯЬ

ЕЗ~ПЗ; § ~ВН; ЕШ-

' - г з ' * 1 е

йчгвдакэд/

?.,. ВЛКЗНЛЕ чисток НА ККЯЕКПЕ СВОЙСТВА И ■ СЛРУКТУ?;-^вож:озезепозяс кснст?л^о>шых ст/дй

Применение ллхтн ПБ ирг гнплавке хромомолдбденогс: шкт?: ллоннзх сталей-приводит к несущественном^ укрупнение а />с ту раЕлоБорнистости. Стал!'. 2В 'лзллптсл Я0слсдсгг>ею1с юя&с&ерни-тлми {зерно аустенита баллов) к обладает прокаллваейг'зтзя £ еоствететвди с требованиями стандарта. ¡Ьявшше содержания Молибдена р сталях доа» СД3£ но влияет на величину зерна аусге-дата, однако умзяыает глубину до лолукартеяентяй зсна д^в го;* цгязспз закалке йокргдсбавкв «ар^оет-редообразущга зле-

ггс-к .:. окодо:.? лопсп:?о1Д,идпз "оллйдеаод; ДВ стала тую:::'.? ';"!юаал,го?; дслаоззрддсто!! структура аустодсла (10 сл.:;:; зл-лслло от частот:;, а аакллэ гокяенсирупт пропал;:::*:--4-

лалаалнсо улаяалзлпсгл содержания кодпбдшпи' Л топко'Г: слал р.-? ИЗ стало; яз&ддазгся зяачат&лъяоа увелачаяла областей Д".--~

;л™екаа?а л раззптле тязгокязэгок при отпуска ад L4rx.-Z7.vi* Сн-гониз содорнанхт додибдояа в сталях с 0,22-

д-> С, 13*- х-дпде солроаолдастея суйествешплд от?.; :".тг;--:.->:д:с1и-:ого ^апгэнсллл л развг.тпем полагохпаанлл гол т/ска 4*ч-:-лл облссгдх. ¡ииъолотягляато гдоко.таохсгдрсдднди:-: лл'дллм стала!; ТЕ глрйош^ргдоаб^йзущж-д аяекаетп;.;'.! Ш»05"\' ;

) Екзкзаст кптекодвкоо парЗядеобрггодпзп-з по за:-:-.:,,- :: да даслахадалх ллраеяспишх кристаллов, что япрдогдр' ат доллг-.^ктзг-шд» прз отпуско{ а при растлленпя в натодорс

ир-лэ, наблщазгоя фзг.'.састаппл областей такого глаптояол--(стадл с ндсбпэм). ^атодагл Ш1крздглпракдал л ^нфорэ:-:гг-аяс~

анализа'сярадалано, что селодпке яарскаязз и лаг-Сл-трпд-Г") лрадсг^^т еоЛод цдгэатлт ( г5 , Ип, Сг )оС с Та V .! угасла-ле дгдг-ншшяг и карбоклтрлд */(СП ). аг-'-^ограг'ач;:-д ::;тодг.: показано (разрухаллз сбраадои при -ЮСЛ'С), что -.::;•> налом в охрудченных (5С0°С, С~10 ч) хроглс^олхбдаггоь'ат. ■л-лд: отсутствует«

0. ВЛЯЖШ ШЮТОТН на, ДОКЩЩЗ ТТЛЕгОДЛ. И ПгИНЕСЕД

(ооо^орл и др«о при отпуска хр{ш,юж5декоеой стая;!

■ 00 ст.1нддрг;0:!1,1 содееешем 'жещена езз ii с жро-

л}блзка:.[;1 здрвдааоддоврлзязкв зжшгов

.'.лтодом азторадйографяя с применением радиоактивных пасто-в.С-14 п ?-32 установлено, что молибден в количество 0,11'-; л слехоллбдеясвон стада (30хш!а) о 0,003,2р'я в колкчсстдэ £-,'¿2' стали о 0,0253 Р ' предотвращает перераспрадаленкэ ольмэнтоа С , Р ) в прпграядчнол области аустониткого зерна И' образоа--а зерногрзнпчныд сегрсгапий фссЖора' при температуря;*, псоявд*--ч отпускной хрупкости <500°С, 12 ч). ,

Методом Окэ-электрояной спектроскопии показано, '-по гллаа-л з количества О, К* в хро«сколпбдзновой кояструшдрддол ссалд

с ~ С,С14;ЗР и в количестве 0,22й в стали с 0.025.5 Р с -цсствзшго гэдавахет зерногралпчнрз сегрегация с^оссгора {рис.2 ^.-о-хитридообразукцЕО здшекгн ~ ванадий (0,.0о5), титан (С,С4; к особенно пвобиЯ (0,03^) эффгктивно сяикеэт кояцектрощэ

(¿"К'} па границах раздела в стали-с О,14£М0; О,О10Р ; О,; •5 : л.о,0355£& (рис.3). Ниобий в значительной степени увзличп згст сегрегацию углерода и серн.

." Рис.2. Терлюкияетичесгле диаграммы сегрегирования углерода, фосаор: серы з пиколл ь стал: ЗОХНМа с раз лгал::,: с< держанием колкбдеяа : добавкаиа капбояитр:;-дообразутл-н:: оле^ен-тов: а - рпоксг/лояе-тированная колподь-ноы сталь- { ~0,014£Р ; 0,0035 5 ",525 НС ) - силсш-кг/1 линия; сталь ста= даргнэго состава

(0,225 МО; 0,026/4 Р 0,0045$' ) - г.тркхо— вая линия; б - экоко.» нолегиров з ш гая молибденом сталь с добавке 0,045 титана - алойная линия; зх;око;.1г1олс гировакяая колибденог. ■сталь с добавкой О, К ванадия - штриховая лияля

Ш?0 7СО Ш 500

' т

«« т

SÜC

ИЗОГй^.дгГ

при изотер:,спес::";". вздорная яри 45G'"C (72ЗК) углероде!, фосфора, сосу, гдн а стали ЗОЖ!.' с различии'.!

е:д модпбдзма и рМл ной ниобия: а ~ с-яомнолегироЕанпая молибденом сталь (0,ШМ0 ; 0,01-;:'-'- :

6 - эяонокяолзгяро-заяяая машгбдойом сталь с добавкой 0,(Ш ниобия

Си

г^гкшзносгъ HEtssim

\ Hf

ai C0jG3EASHEM ДЛИННЕЙ

t

inO,

асткчная замена глэякбдзпа (до уровня-и, ¿х,;

'Jt^O

;-.:о:.-:ол2бдено?ли конструкцио&шх сталях ваиадаеи

:лает стойкость 22оди:.:о;1 добавки логиртге;,; :4 руб/т стали; ниобием (С,035) из изменяет

:з г

f'Г*

SHAZ3 л?с:.:е1юл:1ЕдНН}вод ч:-юго2 шли с

ГТ-ПТ.""? Г л "' ■' * ^Л^ТМ »'Л^ГГ'Г.Г'Т**

тзгттгпт

ас запоя

Л " Т5

сяосто;: влияя д..

дблзка и ¿пгксслзглсзвадия гмобо*

. кс:.хл-экг иелаяическигс сво;1стз? устойчивость -;скко:: хрупкости и годоро&чого

сталз;!, дрздлслаяа для кзготовлзндя эксы;»

i условиях воздействия агрессгзянг с?<?я» задержав, лкч-зства сероводорода а углекислого газа, г.^иелгнт-' -елкбдз-о:,: (0,135) чистая "crias гОШЕ Ш («а ¿азе ят ПОТ 4а42-71)* iCKjorsrnpeBSKHa^ изейгеч :0.03%>.

СХ^&ладаз* требуемым кхяявкео« механических свойств z в ¡.етокяивосгью против водородного охрулчивания.

Ссштно-промшхчекныс- испытания в т.Лксарайске на полигон ¿сграхвг^ХЩгаз цддяшцзячес155>: образцов из экономколсгпрсз^ стали ЗЗХШБ ПЗ на коррозионное растрескивание 2 . Бодорсьжваще^ среде (50,5$С*%С0РН ; N¿5 ) при наг;-;: кии О.бЬод показала; лаяоиательяне результаты,

выводы'

1.' Изучено с применением современных методов йеследовзк влияние шапк. прямого восстановления хелеза (ИВ) высокой сте: ни чистоты по примесным элементам (0,003-0,0045$ ; 0,003-0,0: Р ; 0,й05-0,013$Си ; 0,005% А5 ; 0,0001551 ; 0,0001-0,0315Й 0,0001-< 0,0015 ; о,00055 гп ; 0,С0015 ) на комплекс механических, технологических и эксплуатационных свойств ряда конструкционных хромо,молибденовых сталей, содеркацпх стандарт вое и пониженное количество молибдена, а такие микролегирзтлп карбонитридообразущие элементы. Результаты исследование ука: зают на принципиальную возможность сяЕкенгя содержания молит: на в указанная сталях примерно в два рзга и;о 0,135) с остра.' йяе.»: всего комплекса свойств в устойчивости к ооратпмой стдус но,1! хрупкости я водородному охрупчиваниз, с с присадкой есо-бм дсхб со значетельдам улучшением озделшас качестве-дитс ха ракгергстгк сгала. •

2. Высокая чистота хромомолибденовой ЕВ стали стандартно есдерспцшг по молибдену обеспечивает хговшэяие ударно;: вязкое КС У ка «-'10-605, КСУ- на л/10-30% при комнатное темяератр:: от 1СЙ до 2-х раз при отрицательных тешературах; увели'л.-::.* работы распространения тредины на ^40-605; понпмеяпь лога хладноломкости Т™ ка 15-35°С, - после охрузгсг.вакк.тего отпуска %пгр «а 30-50"С. по сравнению со сталями высскзн:-.чествг кой категории. Применение пихты незначительно влияет ла яаслс стзеняув зернистость, прокилизаемссть, прочность, пластияност устойчивость против водородного схрупчивания.

3. "Хрсмоколибдекоше стали 1Б с уменыеккым ссдорглпк-п: келгЗдека ""0,135 характеризуются гошхекавж значениями гдатк вязкости. КСи яа ^10-505, И СУ ка «-'105 комнатке.*; температуре и ка -V £0-502 при отрицательных температурах; ухудхенис:.-.

ддостоЛкостя - сорог хладноломкости хшлкпвстея на 10-25иС,

состояпдз %|>р еогктлотся на 20-30°С; ярпчс-м овеяв улазаягг: сгойогз нз"снсиазтсл лжо норм для впеокока-ствгд-апс ста™е;1 по гост 4543-71» 7^Ш20п?.а догцрованаостя ачаЗ ;.:ол:;бд;я:м яепачпТ'алвяо влпяет да каоладствокнуэ зеряпе-

ггрэкдяпвзомссгь, прочность (сяидзяпе <Н>з и <3с,з ' на 5-10.1), пдисгдчпостз., усгсДч-зосгь зротсз водородного охруп-

7 *?оЛчгхссть против сбратпмоЛ огаусдпоД хрупкости внсо-?;:зт;лс гфоглмеддЗдздэднх сталей ПЗ о сондзешши содордапизм лкбдзгл ( ^ 0,131) практяческа но отличается от уровня, достигшего на скзлоглчшк сталях, содержании 0,3/1 молибдена.

5. карбокптрлдообразущпэ элементы пологи-

д>до злпддт на свойства вясоеочисткх ПЗ окояомяолегйрсвашшх •"бдоном хропотчпбдекозах сталей: янобзй (0,031) позволяет запзчатъ повплениэ комплекса свойств до уровня стали ПБ стан-слаго ^г.п?ава но молибдену и более, чем на два порядка пров-.т': его но стойкости дротам годоредяот'л охоуячазанпя; титан 311) ловтггнот усто;!~::г:зстъ против обратимой отпускной а^л-са -о уровня ПЗ стандартной стала и обзепзчлвает прирост ^дгеп против водородного ахрулчнвзкия до двух порядков: ;:лс::е слсмзптсз обеспечивает прирост стойкости протки додо-::;го схруггчтаззяля на два порядка.

-3. 7от ".нейлона гупкш'оязльЕая связь в хромоколпбдеяовнх лл;:, гддплддепппх яз долез в ПЗ, а именно" мзл:ду:

- Ч1:стсто-:'.-струк?уро1Нзвойс5далз, влрамащался з увалггте-ст.-дкц:и развития процесса пояигопкзацлп яри стпускз чхгтол I-., и.мдюдпззгл а поппешсэ сопротивления хрупкому раноуса-:: гот0'Ц.чддоста против обратимся отпускной хрупкости;

- .¡тдослаиксм мзлкбдена-к!труктурой~сиопстввми,тзкмо вира-"алел в увелпчекзз степени развития процесса полпг^кдзаппк

отлуекз стали с понллзнннм содержанием молибдена, что по-ооппстизлснпе хруахоку разрупенпз и устойвзост:» яро:;; -тимол отп-.'сккок хрупкости; •

- -.гкртгебезкей карбояптрлдообразукдпх одсмаятев-згрукту.--с2сяст.гамл, вмеаглавмаяся в предотврадзЕ'лл ярсцзсса гслпго-¿дол нрл откуем з областях с вдееленаямп мелкод;:споро;л:;: хпалыаг: хзрбддоз, и. интенсификации процесса фрэглэпти—гг в

a угздыогзс областях при растякеали в кзподсрхя^^е"'. срздс, что определяет значительнее увеличение дслгозсчностс стал!:.

7» На основании результатов исследования о применение;-.: Ого-злектроякой спектроскопии установлено, что карбондтридсс: разуглше сленэятк (ванадий - С,05*; титан - 0,С43; ниоби!-: -С,03;5) в существенной степени подавляат сегрегации фос-лора г сокочистой стали ИВ с пониманиям содержанием колибдзна (С,14\: '■■-•''3,014%Р ; 0.0QSS ); ниобий, г .значительной степени уваливает сегрегации углерода и сери. Эффективность влияния глеме;: та связана с его кощзятраддэй в твердом раствора z опрзделя'-' ся температурой закглкк и растворимостью карбонптридко;: даьк.

8. Разработана хромомолибденовая термоулучлаемая сталь прочностью 950-1050 HJisjf с поникенкым содержанием молибдена (vO,I^) высокой степени чистотн'по щодеояк благодаря вилла ко на гзнхте ПВ с .»микродобавкой ниобия (0,03>1), характеризует,;; ся показателями механических, технологических свойств а устс--чивости против сбратикой отпускной хрупкости практически раь-нопенннми стали ÎB стандартного состава по молибдену и оодес чем на два порядка превосходящая ее по устойчивости против во дородного, охрупчнвзяис.

9. разработанная зысокочистая сталь тина ЗОХНИБ ИВ с по:; генным содержанием молибдена ^ О, и ши<ролегирущш элементом - ниобием (0,031), успешно опробована ка полигоне Астра-ханьШЫйгаз в водородосодержалей среде Астраханского месторождения природного газа.

, Основное содержание работы отражено в следующих цубликап

1. Марченко E.H., Лнтвинеяко Д. А., Дробшевская И.О., Kapv^c кая Н.И. Зкономяолегированнке молибденом конструкцконже с лд//Сб. Эффективные способк термической обработки и лепил-дания для повышения свойств качественна: сталей и силавоь.

' II.: Металлургия, 1988. - С. 11-1?.

2. Марченко В.Н., Дробшевская И.С., Дптвинеико Д.А." скономкя молибдена в стали 30Ш.1А в результате использования чистом пихты П3//йзллетень НТИ. Черная металлургия, ISB9. акп.6.

' С.65-67. .

3. Дробышевская И.О., Дитвиненко Д.А., Марченко В.К., Карчевс кая Н.И. Сталь 3gks.îa. с кипродооа^мк карйо^гтрплооораоуй злш.'сктов//Сталь.- IS££. - ИЗ.' - С.75-73.