РАЗДЕЛ 2
МАТЕРИАЛЫ, МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЙ И ОБОРУДОВАНИЕ
2.1. Исследуемые материалы
Материалами данного исследования являлись:
некондиционная машиностроительная стружка титановых сплавов ВТ3-1, ВТ23, ВТ6С,
накапливающаяся на предприятиях при длительном хранении;
машиностроительная алюминиевая стружка, образующаяся при обработке деталей
резанием;
ферротитан марки ФТи68, традиционно используемый для внепечной обработки сталей
23Г2А, 07ЮТ и др. низколегированных и малоуглеродистых сталей;
технологические добавки марок ДТ1 и ДТ6;
литые пробы и прутки стали 23Г2А и др. до и после обработки ферротитаном и
разработанной ДТ (добавкой технологической).
2.2. Методики исследования материалов
Содержание химических элементов и примесей в ферротитане ФТи68, комплексной
технологической добавке ДТ1, а также в стали 09Г2С, обработанной ферротитаном и
добавкой, определяли химическим и спектральным методами анализа [144-146].
Для определения степени загрязнения металла, фазового и химического составов
неметаллических включений применяли метод объемного выделения. Он заключается в
том, что металл подвергают анодному растворению в электролите. Ионы и молекулы
растворенного металла проходят сквозь поры коллоидного мешочка, а твердые
частицы не растворяются, неметаллические включения и карбиды остаются в нем
[147-148]. По окончании процесса электролиза неметаллические включения отделяют
от карбидов и других загрязнений и направляют на фазовый и химический анализы.
Состав электролита и режим процесса электролиза зависят от марки сплава и
химических свойств неметаллических включений [149].
При подготовке образцов использовали метод механического полирования [150] с
применением абразивной шкурки №16-6 (3-4 номера). Заключительную шлифовку
проводили алмазной пастой. Макро- и микроструктуру шлифов выявляли химическим
травлением, которую затем изучали с помощью микроскопа МВС-1, макрошлифы
фотографировали на фотоувеличителе "Беларусь-1" при увеличении 1-10 крат.
Микроструктуру стали и ферротитана исследовали на нетравленой и травленой
поверхностях на микроскопе МИМ-8М при увеличениях 100-2000 крат
[151-152].
Тонкие детали микроструктуры образцов из стали изучали
электронно-микроскопическим методом с помощью угольных реплик [150, 153-155],
получаемых на установке ВУП-2К на электронном микроскопе УЭМВ-100К при 75кВ в
диапазоне увеличений 4000-16000 крат.
Фазовый состав металла и параметры кристаллической решетки фаз определяли по
методике [152, 156-158], на установке ДРОН-2,0 в фильтрованном железном,
кобальтовом, медном излучениях при напряжении на трубке 30 кВ, анодном токе
10-40 мА, шкале импульсов 200-1000, постоянном времени – 80, скорости вращения
счетчика – 0,5 град/мин.
Количественный фазовый анализ проводили по методике [154, 159]. Подсчет феррита
и перлита вели по методу секущих и с помощью ферритометра ФА-1 для измерения
количества ферромагнитной фазы методом отрыва.
Характер распределения легирующих элементов в сталях 07ЮТ, 09Г2С и химический
состав отдельных фаз изучали микрорентгеноспектральным зондированием на
микроанализаторе Camebax фирмы "Cameca" [160-162] при ускоряющем напряжении
1-50 кВ, диаметре пятна зонда 0,06-1,2 мкм.
Твердость стали 07ЮТ, выплавленной с применением различных титаносодержащих
добавок, измеряли на поверхности микрошлифов от литых образцов и
деформированных прутков по отпечаткам шарика 10 мм при нагрузке 1500 кг с
выдержкой 15 с. В качестве результата принимали среднее из трех измерений по
ГОСТ 30311-96 (ДСТУ 3082-95).
Микротвердость стали 07ЮТ измеряли на приборе ПМТ-3 при Р=0,20 Н; ф=15 с по 11
измерениям ферритной и при Р=0,10 Н; ф =15 с по 11 измерениям перлитной
структурных составляющих.
С целью установления оптимальных параметров смешивания стружки титановых и
алюминиевых сплавов, т.е. материалов с разной плотностью, проведены
эксперименты по смешиванию дробленой стружки титановых и алюминиевых сплавов на
лабораторной установке ДНУ. Смеситель представляет собой параллелепипед, ось
которого проходит через его диагональ. На стенках камеры с внутренней стороны
размещены смешивающие ребра. Размеры смесительной камеры: 200х200х400 мм [122,
163-165].
При вращении камеры смесителя вокруг оси стружка перемещается в
перпендикулярном и параллельном к оси вращения направлениям по принципу "Пьяной
бочки". Скорость – 12-60 об/мин, время перемешивания – 1-21 мин, степень
заполнения камеры смесителя – 30-70 % от объема.
Качество смеси оценивали по отклонению процентного содержания компонентов от
среднезаданного состава в каждой из 11 порций готовой смеси.
При исследовании качества выпускаемых крупно-лабораторных, опытно-промышленных
и промышленных партий брикетов из некондиционной машиностроительной стружки
титановых и алюминиевых сплавов определяли:
процентное содержание компонентов, %;
геометрические параметры изделий, м;
среднюю массу, кг;
осыпаемость по ИУС 2-93, %;
плотность по формуле: с?=m/рR2l,
где m – масса изделий, кг;
R – радиус основания цилиндрического брикета, м;
l – высота брикета, м;
р – постоянная =3,14.
На Криворожском металлургическом комбинате в конвертерном цехе №1 было
проведено внедрение новых раскислителей марок ДТ1 и ДТ6, разработанных
О.М.Шаповаловой. Их внедрили взамен ферротитана и чушкового алюминия на 150
промышленных плавках стали 07ЮТ массой по 150 т. каждая при внепечной обработке
расплавов. От каждой плавки отбирали 3 пробы, в которых определяли химический
состав по следующим элементам: С, Мп, Si, Ti, Al, S, P. После горячей прокатки
отрезали пробы, из них по ГОСТ 1497-84 (СТ СЭВ 471-77) и ГОСТ 11701-84 вырезали
образцы для механических испытаний на прочн
- Київ+380960830922