РАЗДЕЛ 2
МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
Сталь ДИ74-Ш создавалась как высокопрочная, повышенной вязкости и
износостойкости. Химических состав (согласно а.с. 945221), %: C = 0.4?0.5, Mn
н.б. 0.45, Si = 0.15-0.35, Cr = 0.8-1.2, Ni = 1.2-1.6, Mo = 0.2 ?0.3, V =
0.1-0.2, W = 0.1-0.2, РЗМ = 0.01-0.03, S н.б. 0.015, P н.б. 0.030. При выпуске
на струю вводится титан металлический на содержание 0.02 % титана, мишметалл на
содержание 0.03 % суммы РЗМ по расчету.
Отклонения от содержания элементов и остаточное содержание элементов в стали
должно соответствовать ГОСТ 4543-71. Опытно-промышленные партии проката из этой
стали изготавливались по техническим условиям ТУ 14-143-399-83. на
металлургическом заводе "Днепроспецсталь" г. Запорожье.
Исходный металл выплавляли в дуговых электропечах и разливали в слитки массой
8т.
Алюминий присаживали в ковш до выпуска в количестве 0.2 кг/т. Длительность
рафинировки 1 час 30 мин. Температура металла в ковше - 1590 оС. Металл
разливали в изложницы для слитков массой 8 т с экзотермической смесью N 4.
Длительность наполнения тела слитков 190?200сек. Прибыльную часть слитков
утепляли люнкеритом.
Слитки передавали в прокатный цех горячим всадом для проката на электроды ЭШП -
квадрат 240 мм.
Электрошлаковый переплав электродов кв. 240 мм проводили на печах ОКБ-905 в
кристаллизаторы кв. 415 мм на флюсе АНФ-6. Средняя скорость наплавления слитков
составляла 6.3-6.85 кг/мин. Поверхность слитков хорошая, без дефектов.
Отожженные слитки передавали в прокатный цех холодным всадом. Слитки ЭШП
прокатывали на профили круг: 100, 60 и 30 мм через заготовку квадрат 180, 140 и
105 мм соответственно. После прокатки сорт отжигали в термическом цехе при 740
оС.
Поверхность заготовки и сорта удовлетворительная. Отбраковки по поверхностным
дефектам не было. Качество микроструктуры в заготовке оценено: по общей
пористости 0.5 балла, по остальным характеристикам – 0 баллов.
Прокат имеет удовлетворительную поверхность, плотную микроструктуру.
Загрязненность неметаллическими по оксидам строчечным и точечным, силикатам
недеформируемым и сульфидам не превышала 1,5 балла, по остальным видам
включений - 0.5 балла (оценка по шкалам ГОСТ 1778-70). Зерно методом окисления
оценено 8-м номером.
Механические свойства всех выпущенных профилей диаметром 30, 60 и 110 мм по
данным цеха механических испытаний завода "Днепроспецсталь" после закалки от
870 ?С (30мин, масло) и последующего отпуска при 200 ?С (1 час, воздух)
находятся на уровне (не менее):
Предел прочности, ув - 2 ГПа;
Предел текучести, у0,2 - 1.8 ГПа;
Относительное удлинение, д - 10 %;
Относительное сужение, ш - 40 %;
Ударная вязкость, KCU - 50 Дж/см2;
Твердость, HRC - 56
Все необходимые исследования были проведены с использованием современного
оборудования.
Для наблюдения и фотографирования микроструктур при комнатной температуре
использовали оптические микроскопы GX51 (OLYMPUS) и NU?2E (производство
Германии).
Твердость HRC измеряли на твердомере типа ТК-2.
Термообработку образцов для механических испытаний проводили в печи
сопротивления СУОЛ-0,4.4. Температуру измеряли с помощью термопары ХА в
комплексе с цифровым контрольно-управляющим прибором А-565-003-02,
обеспечивающим измерение температуры с точностью до 0,1?С.
Испытания на растяжения проводили, согласно требований ГОСТ 1497?73, на
стандартных образцах III типа.
При испытаниях на ударный изгиб образцы разрушались на копре типа МК30А (ГОСТ
9454-78). Использовались образцы с U-образным надрезом.
Дилатометрические экспериментальные данные были получены при помощи тепловых
дилатометров модели DL-1500 и DL-7000 фирмы ''Ульвак - Синку Рикко'',
предназначенных для измерения длины образца в виде твердого стержня при
нагревании или охлаждении в вакууме или в инертном газе.
В качестве нагревательного устройства применялась отражательная печь, в которой
нагрев образца осуществляется за счет фокусировки лучей инфракрасной части
спектра.
Поток лучей, отражаясь от зеркал, фокусируется на образце (эффективная зона
фокусировки не более 20 мм в диаметре) и нагревает его. Максимальная
температура нагрева 1000 ?С. При помощи высокоточного цифрового програмируемого
контроллера можно задавать скорость нагрева в широком диапазоне от 1 ?С в час
до 1000 ?С в минуту.
Наличие в дилатометре DL-1500 встроенного блока линеаризации термо-э.д.с.
существенно облегчает снятие показаний с дилатограммы. Более того, сама
дилатограмма не содержит искажений, связанных с неравномерностью шкалы по оси
температур. Считывание показаний с такой дилатограммы также удобно проводить с
помощью трафаретной линейки.
Точки 100, 200, 300 ?С на температурной кривой расположены через равные
промежутки в зависимости от предела измерения термо-э.д.с..
Для обеспечения высокой точности измерения на дилатометре DL-1500 к образцам
(рис. 2.1) предъявлялись следующие требования:
диаметр 4.0 - 4.4 мм;
длина - 20 +/- 0.2 мм;
поверхность без следов коррозии;
Торцы образца были плоскопараллельны, непараллельность не превышала 0.2 мм, что
обеспечивалось использованием приспособления для подготовки торцев образцов
(рис. 2.2);
Исследование микроструктуры стали ДИ74-Ш при высоких температурах проводили при
помощи установки, которая включает в себя:
- микроскоп для исследования в отраженном свете фирмы Reichert ;
- камера нагрева ''Vacutherm'' фирмы Reichert
- вакуумная установка PO1R Leybold Hochvakuumanlagen, сост
- Київ+380960830922