Влияние постоянного тока на макро- и микроструктуру марганецсодержащих сталей

А. Н. Жбанова, Л. Н. Саитгареев, И. Е. Скидин

Государственное высшее учебное заведение «Криворожский национальный университет», ул. Виталия Матусевича, 11, 50027 Кривой Рог, Украина

Получена: 02.10.2017. Скачать: PDF

В статье показано, что для повышения качества и свойств отливок всё шире используются методы, основанные на воздействии электрического тока на расплав при его кристаллизации. Положительные результаты модифицирования заключаются в улучшении процессов тепломассопереноса и структурообразования. Отмечается, что теоретически и практически доказано влияние электрообработки только на отливки из цветных металлов и сплавов, а также из некоторых чугунов. Механизм физико-химического воздействия электрического тока на процесс кристаллизации в литейной форме марганецсодержащих сталей требует тщательных исследований, которые были бы максимально приближены к реальным условиям. В статье сделано сравнение макро- и микроструктур легированных марганцем сталей 110Г13Л и 35ГЛ, модифицированных при кристаллизации в литейной форме постоянным электрическим током, со структурами образцов, полученных по традиционной технологии. Все исследования проводились по стандартным методикам. Установлено, что модифицирование стальных расплавов в литейной форме постоянным электрическим током силой 40 А обеспечивает получение литых изделий с повышенным содержанием легирующих элементов в поверхностном слое отливок. Относительное изменение концентрации Mn между анодной и катодной частями образцов из сталей марок 35ГЛ и 110Г13Л составляет 26,6 и 5,3% соответственно. Показано, что схема расположения электродов в литейной форме существенно влияет на перемещение неметаллических включений. Показано значительное влияние тока на микроструктуру сплавов 35ГЛ и 110Г13Л при кристаллизации: количество и размеры первичных дендритов существенно меняются. Карбиды марганца становятся более дисперсными, уменьшаясь в размерах от 80 до 53 мкм и от 254 до 90 мкм соответственно. При этом расстояние между дендритами также уменьшается. Электрообработка сплавов 35ГЛ и 110Г13Л приводит к росту их твёрдости на катодной части образцов соответственно на 7% и 9%, ударной вязкости — на 21% и 8%, предела прочности — на 7% и 14%.

Ключевые слова: карбиды марганца, марганецсодержащие стали, структура, механические свойства, электроперенос, постоянный ток.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v39/i11/1455.html

PACS: 61.72.Ff, 61.72.Qq, 61.72.S-, 62.20.fk, 62.20.Qp, 68.70.w, 81.40.Cd, 83.60.La


ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. И. Ф. Селянин, В. Б. Деев, А. П. Войтков, Металлургия машиностроения, № 6: 15 (2005).
  2. Л. Г. Знаменский, В. В. Крымский, Б. А. Кулаков, Электроимпульсные нанотехнологии в литейных процессах (Челябинск: ЦНТИ: 2003).
  3. О. М. Кіщешко, В. В. Ткач, Вісник Криворізького національного університету, № 30: 220 (2012).
  4. А. В. Иванов, А. В. Синчук, В. Н. Цуркин, Электронная обработка материалов, 47, № 5: 89 (2011).
  5. J. A. Sethian, J. Comput. Phys., 92: 231 (1992). Crossref
  6. И. Ф. Селянин, В. Б. Деев, А. И. Куценко, Литейщик России, № 10: 22 (2012).
  7. Yo. Gong, School of Materials Science and Engineering, No. 10: 12 (2006).
  8. О. М. Кіщенко, В. В. Ткач, Т. В. Орел, Збірка конференцій ПІТ (Кривий Ріг: 2010), с. 25.
  9. И. Ю. Кольчурина, И. Ф. Селянин, Литейное производство, № 8: 13 (2009).
  10. F. Zhang, M. Zhang, B. Li, and J. Li, Mater. Sci., 13, No. 2: 120 (2007).
  11. Г. Н. Миненко, Ю. А. Смирнова, Металлургия машиностроения, № 3: 48 (2009).
  12. Г. Н. Миненко, Металлургия машиностроения, № 3: 10 (2006).
  13. А. А. Ахкубеков, Б. С. Карамурзов, Письма в ЖТФ, 28, вып. 2: 60 (2002).
  14. Е. Н. Жбанова, Л. Н. Саитгареев, Г. А. Бялик, И. Э. Скидин, Вестник Гомельского государственного технического университета имени П. О. Сухого, № 3: 24 (2017).