розділ 2.4), з відповідним експериментальним
визначенням величин і Фн.
Сталі обраних марок після ЗДВ відливалися в злитки вагою 1,25 т, із яких потім
виготовлялись поковки діаметром 200 мм. Останні служили вихідними електродами в
подальших переплавних процесах. Процес ВДП (на злитки
1,15 т) для сталі 36Х2Н2МФA здійснювався з застосуванням кристалізатора
діаметром 400 мм, а для сталі 38ХН3МФA – діаметром 490 мм. Переплавлення сталі
36Х2Н2МФA по варіанту ЕПП здійснювали із застосуванням кристалізатора діаметром
460 мм, а по варіанту ЕШП (для обох сталей) діаметром – 400 мм (при вазі
злитків 1,15 т). Електрошлакове переплавлення вели на флюсі марки АНФ-6 з
періодичним розкисленням його в ході плавлення невеликими порціями (по 15 гр.
через кожних 15 хв.) алюмінію. Після всіх варіантів переплавлення отримані
злитки кувались на круг діаметром 200 мм для сталей 36Х2Н2МФA і діаметром 160
мм для сталі 38ХН3МФA.
Зразки для визначення величин і Фн вирізались із поковок сталей всіх варіантів
виплавлення для варіантів ЗДВ із поковок діаметром 200 мм, для всіх переплавних
варіантів сталі 36Х2Н2МФA – із поковок діаметром 200 мм, для варіантів ВДП і
ЕШП сталі марки 38ХН3МФA – із поковок діаметром 160 мм.
Хімічний склад сталей після ЗДВ відповідав марочним вимогам. Деякі типові
зміни концентрації окремих елементів при переплавленні ілюструються даними
табл. 3.2 стосовно до сталі марки 36Х2Н2МФA. Із даних табл. 3.2 видно, що при
ВДП і ЕПП помітно змінився лише вміст в металі марганцю (зменшилось відповідно
на 0,09 і 0,10 мaс.%). Після ЕШП суттєво змінився в сталі лише вміст сірки (з
0,008 до 0,004 мaс.%). Вміст вуглецю і легуючих елементів при всіх варіантах
переплавлення залишився в металі майже без змін. Зміна складу сталі марки
38ХН3МФA після рафінуючих переплавлень аналогічні таким для сталі марки
36Х2Н2МФA. В процесі ЕШП вміст сірки в ній знизився з 0,016 до 0,004 мaс. %.
В результаті додаткових переплавлень вибраних марок сталей суттєво знизився в
них загальний вміст неметалевих включень (для марки 36Х2Н2МФA, наприклад, з
0,009 до 0,004 мaс.%). Аналіз розподілу і розмірів неметалічних включень в
сталях, проведений металографічним методом показав, що після додаткових
переплавлень включення в них зменшуються за розмірами і мають більш округлу
форму (складаються в основному із
крапкових оксидів). Більш детальний опис природи неметалічних включень
досліджуваних в [102] сталей наведений в табл. 3.3. У зведеній табл. 3.4
наведені результати експериментального визначення величин і Фн, які кількісно
виражають флокеночутливість досліджуваних сталей після різних варіантів їх
виплавлення (ЗДВ, ВДП, ЕПП і ЕШП). На рис. 3.1 представлені вказані результати
в формі, яка добре ілюструє співвідношення флокеночутливостей досліджуваних
марок металу різної технології виробництва. Із розгляду даних табл. 3.4 і рис.
3.1 перш за все видно, що обидва застосованих для даної задачі методи
кількісної оцінки флокеночутливості дають принципово однакові результати, які
передають однотипну залежність величин Ф від варіантів виплавлення сталі.
Таблиця 3.3
Результати металографічного дослідження природи неметалічних включень у сталях
марок 36Х2Н2МФА і 38ХН3МФА після різних варіантів їхньої виплавки
Варіанти
виплавки
Опис особливостей неметалічних включень
ЗДВ
В основному – сульфіди (тверді розчини FeS–Mn). Крім того оксисульфіди,
глинозем (окремо й у з'єднаннях з сульфідами), алюмосилікати, Al (окремо й у
з'єднаннях)
ВДП
В основному – включення силікатного характеру (силікатні скла, силікати); далі:
сульфіди, оксисульфіди, Al (мало). Багато дрібнодисперсних включень різної
природи.
ЕПП
Включення силікатного характеру, скла, алюмосилікати, Al (окремо й у силікатній
оболонці), оксисульфіди. Багато дрібнодисперсних включень.
ЕШП
В основному – сульфіди й оксисульфіди; Al (окремо й у з'єднаннях),
алюмосилікати (мало), оксиди, силікатні скла. Багато дрібнодисперсних
включень.
Рис. 3.1. Флокеночутливість (Ф) деформованих сталей марок 36Х2Н2МФА і 38ХН3МФА
різних способів виробництва: 1 – ЗДВ, 2 – ВДП, 3 – ЕПП, 4 – ЕШП
Таблиця 3.4
Результати визначення флокеночутливості досліджених конструкційних сталей (у
деформованому стані) різних варіантів виплавки
Марки сталей
Варіанти переплаву
Флокеночутливості сталей
, мм/см2
Фн
36Х2Н2МФА
ЗДВ
10,2
76,4
ВДП
26,7
84,7
ЕПП
29,9
84,8
ЕШП
40,1
99,7
38ХН3МФА
ЗДВ
17,1
75,8
ВДП
28,5
85,3
ЕШП
41,8
96,1
Дані табл. 3.4 і рис. 3.1, таким чином, досить надійно свідчать про те, що всі
способи додаткового переплавлення сталей супроводжуються значним підвищенням
флокеночутливості. Величини і Фн для розглянутих процесів зростають в
послідовності: ЗДВ®ВДП®ЕПП ®ЕШП. Особливо різко зростає флокеночутливість
досліджуваних конструкційних сталей після електрошлакового переплавлення (по
параметру приблизно в 4 рази для сталі марки 36Х2Н2МФA і приблизно в 2,5 рази
для сталі марки 38ХН3МФA). Різниця і в технологічній передісторії зразка сталі
однієї і тієї ж марки в основному визначають різницю в рівні її
флокеночутливості. Для вияснення механізму впливу технології виплавлення сталі
на схильність її до утворення водневих тріщин у [102] проведено аналіз
відмінностей в умовах формування її кристалічної структури для різних процесів.
При цьому зазначено, що кристалізація стального злитка відбувається за
механізмом дендритного росту кристалів. Особливості дендритної структури сталі
великою мірою впливають на її властивості [104]. Дендритна структура
характеризується двома основними параметрами: дендритною хімічною
неоднорідністю і дисперсністю дендритної структури. Ч
- Київ+380960830922