Комплексний вплив хемічних елементів-модифікаторів на підвищення якости колісної криці шляхом позапічного оброблення їхніх розтопів

С. О. Полішко

Дніпровський національний університет імені Олеся Гончара, просп. Гагаріна, 72, 49010 Дніпро, Україна

Отримано: 19.09.2022; остаточний варіант - 02.11.2022. Завантажити: PDF

Розглянуто вплив багатофункціонального модифікування на пониження хемічного вмісту шкідливих домішок, стабілізацію хемічного складу, поліпшення морфології неметалевих включень і підвищення рівня механічних характеристик колісної криці КП-Т, що застосовується у залізничних вагонах як України, так і закордоном. Представлено результати впливу елементів-модифікаторів на сукупну діяльність шкідливих домішок Сульфуру та Фосфору. Наведено термодинамічні характеристики сполук, що формуються через вплив на розтоп багатофункціональних модифікаторів. Показано, що за модифікування центри кристалізації утворюються внаслідок взаємодії спеціяльних багатокомпонентних розкиснювачів-модифікаторів із крицевим розтопом. Вони достатньо рівномірно розподілені в об’ємі металу завдяки особливим фізико-хемічним властивостям, складу розкиснювачів-модифікаторів, сталості їхньої геометричної форми та маси. Досліджено структури серійної криці КП-Т та модифікованої багатофункціональними модифікаторами. Встановлено, що у немодифікованій серійній криці за межами колишніх аустенітних зерен виділяється надлишковий ферит (близько 5–7%), який декорує їх. Визначено, що завдяки дії елементів-модифікаторів у модифікованій криці утворюється високодисперсний перліт дрібнозернистої структури з одиничними виділеннями фериту за межами зерен у модифікованій криці марки КП-Т. Доведено, що модифікування сприяє підвищенню механічних властивостей сталі марки КП-Т. Це відбувається завдяки тому, що під час затвердіння модифікованого зливка має місце в основному об’ємна, а не орієнтована тепловідведенням кристалізація, як для серійного металу. Доведено, що після модифікування істотно поліпшується морфологія неметалевих включень. Визначено, що модифікування допомагає нейтралізувати цю проблему, оскільки завдяки йому відбувається їхня ґлобуляризація. Внаслідок цього значно підвищується якість готових коліс.

Ключові слова: багатофункціональні модифікатори, хемічний склад криці, неметалеві включення, механічні властивості криці.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v45/i01/0127.html

PACS: 61.66.Dk, 61.72.Ff, 61.72.Qq, 81.05.Bx, 81.40.Cd, 81.40.Lm, 81.70.Jb


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. Yu. Ya. Meshkov and A. V. Shiyan, Stal’, No. 3: 59 (2020) (in Russian).
  2. Yu. Ya. Meshkov and H. P. Zimina, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 43, No. 10: 1377 (2021) (in Ukrainian). Crossref
  3. S. O. Polishko, O. V. Shapovalov, V. P. Shapovalov, and O. M. Shapovalova, Rozkyslyuvach-Modyfikator dlya Obrobky Rozplaviv Staley i Splaviv [Deoxidizer-Modifier for Processing Molten Steels and Alloys], Patent of Ukraine No. 93684 (Published March 10, 2011) (in Ukrainian).
  4. S. O. Polishko, J. Chemistry and Technologies, 27, No. 1: 31 (2019). Crossref
  5. J. Tatarko, M. Kushnir, I. Markova, and T. Ivchenko, Nauka ta Prohres Transportu. Visnyk Dnipropetrovs’koho Natsional’noho Universytetu Zaliznychnoho Transportu, 45, No. 3: 67 (2013). Crossref
  6. C. Hardwick, S. Lewis, and R. Lewis, Proc. Institution of Mechanical Eng., Part F: J. Rail and Rapid Transit, 228, Iss. 7: 768 (2014). Crossref
  7. S. Polishko, Technology Audit and Production Reserves, 2, No. 1: 11 (2021). Crossref
  8. T. Lychagina, D. Nikolayev, A. Sanin, J. Tatarko, and K. Ullemeyer, IOP Conference Series: Mater. Sci. Eng., 82: 012107 (2015). Crossref
  9. Y. Jur, N. Kalinina, M. Grekova and M. Guchenkov, Eureka: Phys. Eng., No. 6: 56 (2017). Crossref
  10. S. A. Polyshko, A. F. Sanyn, and T. V. Nosova, Novi Materialy i Tekhnolohiyi v Metalurhiyi ta Mashynobuduvanni, No. 2: 81 (2013) (in Russian).