Розробка високоякіних конструкційних сталей

Анотація

На підставі комплексних аналітичних і експериментальних досліджень процесів кристалізації з рідкого стану і перекристалізації в твердому визначені основні фізико-хімічні і фазові параметри конструкційних сталей, що містять до 0,4 мас.% С; 3% Si, Mn і Cr; 0,035% N; 0,3% V і встановлені якісні закономірності їх впливу. Ці закономірності дають можливість аналітично прогнозувати хімічні склади і умови термічної обробки виливків і поковок з конструкційних сталей з необхідною комбінацією ливарних і механічних властивостей, прогартованості, втомної міцності, холодостійкості, ударної в'язкості, абразивної зносостійкості, термостійкості і стійкості до розвитку зворотної відпускної крихкості. Результати проведених досліджень показали, що низько- і середньолеговані марганцем, кремнієм і хромом конструкційні стали в поєднанні з нітрид-ванадієвим зміцненням мають значний потенціал фізико-механічних властивостей, який реалізується при комплексній оптимізації їх хімічного складу, розкислення, виду і умов термічної обробки. Вплив цих факторів екстремальний і настільки неоднозначний, що може бути ефективно оптимізований тільки комп'ютерним експериментом за встановленими залежностями, які є теоретичною основою комп'ютерного металознавства конструкційних сталей. Дослідження численних конструкційних сталей показує, що комп'ютерна розробка їх хімічного складу, умов розкислення і термічної обробки забезпечує створення нового класу економнолегованих сталей з унікальним поєднанням міцності, пластичності та експлуатаційних властивостей. Наведені приклади оптимальних режимів термічної обробки виливків і поковок для досягнення таких властивостей.