Вплив вмісту Карбону, Манґану та Силіцію на утворення структурних складових під час безперервного лиття криць

Н. Ю. Філоненко$^{1,2}$, О. І. Бабаченко$^{2}$, Г. А. Кононенко$^{2}$

$^{1}$Дніпровський державний медичний університет, вул. Володимира Вернадського, 9, 49044 Дніпро, Україна
$^{2}$Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України, пл. Академіка Стародубова, 1, 49050 Дніпро, Україна

Отримано: 31.03.2023; остаточний варіант - 13.04.2023. Завантажити: PDF

В роботі проведено дослідження безперервно литих криць з різним вмістом Карбону, Манґану та Силіцію. Для визначення особливостей структурного стану криць використовували мікроструктурний, мікрорентґеноспектральний, рентґеноструктурний аналізи. Показано, що в залежності від вмісту Карбону, Манґану та Силіцію в структурі під час затвердіння можливе: утворення первинної фази $\delta$-фериту, а потім утворення через перитектичну реакцію $\gamma$-заліза, співіснування фаз $L$, $\gamma$ та $\delta$ й утворення $\gamma$-заліза з розтопу. Встановлено, що зі збільшенням вмісту Карбону $\geq$ 0,5% (мас.), Манґану $\geq$ 0,75% (мас.) і Силіцію $\geq$ 0,45% (мас.) в криці не відбувається утворення первинної фази $\delta$-фериту з розтопу в безперервно литій заготовці. За даного вмісту Карбону, Манґану та Силіцію в криці спостерігали утворення у розтопі $\gamma$-заліза та збільшення кількости включень - складних карбідів і силіцидів заліза. Теоретично показано, що зі збільшенням вмісту Манґану та Силіцію, площа ділянки перитектики на діяграмі зменшується. В міждендритному просторі фіксували сеґреґацію Манґану та Силіцію: в кірковій зоні та на 1/2 радіюса злитку сеґреґацію Манґану до 0,7% (мас.) і Силіцію до 0,5% (мас.), а в центральній частині злитку вміст буде майже таким, як їхній вміст у стопі.

Ключові слова: безперервно литі криці, дендрити заліза, сеґреґація Манґану та Силіцію.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v45/i07/0873.html

PACS: 61.05.cp, 61.72.Ff, 64.30.Ef, 64.70.D-, 81.05.Bx, 81.30.Fb, 82.60.Lf


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. S. Griesser, C. Bernhard, and R. Dippenaar, Acta Mater., 81: 111 (2014). Crossref
  2. T. Qu, D. Wang, H. Wang, D. Hou, and J. Tian, Metals. 10, No. 10: 1282 (2020). Crossref
  3. J. Guo, G. Wen, and P. Tang, Steel Res. Int., 91: 376 (2019). Crossref
  4. J. Guo, G. Wen, D. Pu, and P. Tang, Materials, 11, No. 4: 571 (2018). Crossref
  5. V. Shah, M. Krugl, S. E. Offerman, J. Sietsma, and D. N. Hanlon, ISIJ International, 60, Iss. 6: 1 (2020). Crossref
  6. A. Ciaś, Science of Sintering, 47, No. 1: 61 (2015). Crossref
  7. Y. Tu, L. Huang, Q. Zhang, X. Zhou, and J. Jiang, Mater. Sci. Technol., 34, No. 7: 780 (2018). Crossref
  8. O. I. Babachenko, K. H. Dyomina, H. A. Kononenko, O. L. Safronov, and O. P. Klynova, Metalozn. Obrobka Met., 27, No. 97: 9 (2021) (in Ukrainian).
  9. Q. Ren, T. Liu, S. Baik, Z. Mao, B. W. Krakauer, and D. N. Seidman, J. Mater. Sci., 56, No. 10: 6448 (2021). Crossref
  10. D. Pu, G. Wen, D.Fu, P.Tang, and J. Guo, Metals, 8, Iss. 12: 982 (2018). Crossref
  11. K. Liu, S. Cheng, and Y. Li, Coatings, 12, Iss. 1: 15 (2022). Crossref
  12. T. Liu, M. Long, D. Chen, Y. Huang, J. Yang, H. Duan, L. Gui, and P. Xu, Metall. Mater. Trans. B, 51, No. 1: 338 (2019). Crossref
  13. C. Qiu, H. S. Zurob, and C. R. Hutchinson, Acta Mater., 100: 333 (2015). Crossref
  14. N. Filonenko, O. Babachenko, and G. Kononenko, East Eur. J. Phys., 2: 46 (2019).
  15. N. Yu. Filonenko, O. I. Babachenko, H. A. Kononenko, and A. S. Baskevich, East Eur. J. Phys., 4: 90 (2020).
  16. N. Filonenko, O. Babachenko, G. Kononenko, and K. Domina, Physics And Chemistry of Solid State, 21, No. 3: 525 (2020). Crossref
  17. Z. Zhu and Y. J. Liang, Materials, 13, No. 23: 5316 (2020). Crossref
  18. N. Yu. Filonenko, Int. J. Mod. Phys. B, 34, No. 8: 2050057 (2020). Crossref
  19. R. A. Roble and D. R. Waldbaum, Thermodynamic Properties of Minerals and Related Substances at 298.15 K (25.0C) and One Atmosphere (1.013 Bars) Pressure and at Higher Temperatures (Orton Memorial Library the OHIO State University, 155 S. Oval Drive, 1970), p. 262.
  20. A. T. Dinsdale, SGTE Data for Pure Elements (NPL Materials Centre, Division of Industry and Innovation, National Physical Laboratory, Teddington, Middlesex, TW11 0LW, UK. 1991), p. 174.