Вплив постійного струму на макро- та мікроструктуру манґановмісних сталей

О. М. Жбанова, Л. Н. Саітгареєв, І. Е. Скідін

Державний вищий навчальний заклад «Криворізький національний університет», вул. Віталія Матусевича, 11, 50027 Кривий Ріг, Україна

Отримано: 02.10.2017. Завантажити: PDF

У статті показано, що для підвищення якости виливків все ширше використовуються методи, які ґрунтуються на впливі електричного струму на розтоп при його кристалізації. Позитивні результати модифікування полягають у поліпшенні процесів тепломасоперенесення та структуроутворення. Відзначається, що теоретично та практично доведено вплив електрооброблення лише на виливки з кольорових металів і стопів, а також з деяких чавунів. Механізм фізико-хемічного впливу електричного струму на процес кристалізації у ливарній формі манґановмісних сталей потребує ретельних досліджень, які були б наближені до реальних умов. У статті зроблено порівняння макро- і мікроструктур леґованих Манґаном сталей 110Г13Л і 35ГЛ, модифікованих під час кристалізації у ливарній формі постійним електричним струмом, із структурами зразків, одержаних за традиційною технологію. Усі дослідження проводилися за стандартними методиками. Встановлено, що модифікування сталевих розтопів у ливарній формі постійним електричним струмом силою у 40 А забезпечує одержання литих виробів з підвищеним вмістом леґувальних елементів у поверхневому шарі виливків. Відносна зміна концентрації Mn між анодною та катодною частинами зразків зі сталей марок 35ГЛ і 110Г13Л становить 26,6 та 5,3% відповідно. Показано, що схема розташування електрод у ливарній формі істотно впливає на переміщення неметалевих включень. Продемонстровано значний вплив струму на мікроструктуру стопів 35ГЛ і 110Г13Л під час їх кристалізації: кількість і розміри первинних дендритів помітно змінюються. Карбіди манґану стають більш дисперсними, зменшуючись у розмірі від 80 до 53 мкм і від 254 до 90 мкм відповідно. При цьому віддаль між дендритами також зменшується. Електрооброблення стопів 35ГЛ і 110Г13Л приводить до зростання їхньої твердости на катодній частині зразків відповідно на 7% та 9%, ударної в’язкости — на 21% та 8%, межі міцности — на 7% та 14%.

Ключові слова: карбіди манґану, манґановмісні сталі, структура, механічні властивості, електроперенесення, постійний струм.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ua/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


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  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).