blackmetИзвестия высших учебных заведений. Черная МеталлургияIzvestiya. Ferrous Metallurgy0368-07972410-2091National University of Science and Technology "MISIS"10.17073/0368-0797-2016-7-491-496blackmet-903Research ArticleФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВPHYSICO-CHEMICAL BASICS OF METALLURGICAL PROCESSESИССЛЕДОВАНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ФОРМИРОВАНИЯ, МОРФОЛОГИИ И ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ИЗБЫТОЧНОЙ ФАЗЫ В ЛИТОЙ ВЫСОКОМАРГАНЦОВИСТОЙ СТАЛИRESEARCH OF THE REGULARITIES OF FORMATION, MORPHOLOGY AND CHEMICAL COMPOSITION OF THE EXCESS PHASE IN CAST HIGH-MANGANESE STEELВдовинК. Н.VdovinK. N.

т.н., профессор, зав. кафедрой «Литейное производство и материаловедение»

Sci. (Eng.), Professor, Head of the Chair “Materials Science and Foundry”

vdovin@magtu.ruГорленкоД. А.GorlenkoD. A.

к.т.н., ассистент кафедры «Литейное производство и материаловедение»

Cand. Sci. (Eng.), Assistant of the Chair “Materials Science and Foundary”

gorldima@yandex.ruФеоктистовН. А.FeoktistovN. A.

к.т.н., старший преподаватель кафедры «Литейное производство и материаловедение»

Cand. Sci. (Eng.), Senior Lecturer of the Chair “Mate rials Science and Foundary”

fna87@mail.ruМагнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова (455000, Россия, Магнитогорск, пр.Ленина, 38)РоссияMagnitogorsk State Technical University named after G.I. Nosov, Magnitogorsk, RussiaRussian FederationМагнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова (455000, Россия, Магнитогорск, пр.Ленина, 38)РоссияMagnitogorsk State Technical University named after G.I. Nosov, Magnitogorsk, RussiaRussian Federation201630072016597491496Copyright © Вдовин К.Н., Горленко Д.А., Феоктистов Н.А., 20162016Вдовин К.Н., Горленко Д.А., Феоктистов Н.А.Vdovin K.N., Gorlenko D.A., Feoktistov N.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://fermet.misis.ru/jour/article/view/903

Рассмотрены закономерности формирования избыточной фазы высокомарганцовистой стали в широком интервале скоростей охлаждения. Выявлено, что эта фаза, представленная фосфидной эвтектикой и вторичными карбидами, может выделяться как по границам зерен, так и внутри них. При низких скоростях охлаждения отливки формируется в основном фосфидная эвтектика и небольшое количество вторичных карбидов, кроме того, встречается избыточная фаза со смешанной морфологией. Она состоит из эвтектики и вторичного карбида с когерентной границей между ними. С увеличением скорости охлаждения избыточная фаза выделяется преимущественно в виде вторичных карбидов, при этом происходит уменьшение ее размеров. Также изучено влияние скорости охлаждения отливки на химический состав избыточной фазы. Определено, что с увеличением скорости охлаждения количество марганца в выделяющихся вторичных карбидах уменьшается. Соотношение железа к марганцу в выделяющейся фосфидной эвтектике не зависит от скорости охлаждения и практически не меняется.

The article reviews the regularities of formation of the excess phase in the cast high-manganese steel in a wide range of cooling rates. It was found that this phase can stand out both along grain boundaries and within them and it can be represented by phosphide eutectic and by secondary carbides. At low cooling rates of the casting the phosphide eutectic and a small amount of secondary carbides are mainly formed, moreover, the excess phase with mixed morphology is also formed. It consists of eutectic carbides and secondary carbides with coherent boundaries between them. With increasing of cooling speed the excess phase is allocated predominantly in the form of secondary carbides, wherein there is a decrease in its size. Influence of cooling speed of a casting on the chemical composition of the excess phase also was studied. It was determined that due to increasing the cooling rate the amount of manganese in the formed secondary carbides decreases. The ratio of iron to manganese in the standing out phosphide eutectic does not depend from the cooling rate and is virtually unchanged.

высокомарганцовистая стальизбыточная фазафосфидная эвтектикавторичные карбидыhigh-manganese steelexcess phasephosphide eutecticsecondary carbidesReferencesДавыдов Н.Г., Благих Б.М., Бигеев А.М. К вопросу повышения качества отливок из высокомарганцевой стали 110Г13Л. – Томск: ТГУ, 1972. – 139 с.Davydov N.G., Blagikh B.M., Bigeev A.M. K voprosu povysheniya kachestva otlivok iz vysokomargantsevoi stali 110G13L [On the issue of quality improvement of castings from 110G13L high-manganese steel]. Tomsk: TGU, 1972, 139 p. (In Russ.).Давыдов Н.Г. Высокомарганцевая сталь. – М.: Металлургия, 1979. – 176 с.Davydov N.G. Vysokomargantsevaya stal’ [High-manganese steel]. Moscow: Metallurgiya, 1979, 176 p. (In Russ.).Вдовин К.Н., Феоктистов Н.А., Синицкий Е.В. и др. Выплавка высокомарганцовистой стали в дуговой сталеплавильной печи. Технология. Сообщение 1 // Изв. вуз. Черная металлургия. 2015. Т. 58. № 10. С. 735 – 739.Vdovin K.N., Feoktistov N.A., Sinitskii E.V., Gorlenko D.A., Durov N.A. High- manganese steel smelting in electric arc furnace. Technology. Report 1. Izvestiya VUZov. Chernaya metallurgiya = Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 2015, vol. 58, no. 10, pp. 735–739. (In Russ.).Власов В.И., Комолова Е.Ф. Литая высокомарганцовистая сталь Г13Л. – М.: Машгиз, 1963. – 195 с.Vlasov V.I., Komolova E.F. Litaya vysokomargantsovistaya stal’ G13L [Cast 110G13L high-manganese steel]. Moscow: Mashgiz, 1963, 195 p. (In Russ.).Тен Э.Б., Базлова Т.А., Лихолобов Е.Ю. Влияние внепечной обработки на структуру и механические свойства стали 110Г13Л // Металловедение и термическая обработка металлов. 2015. № 3. С. 26 – 28.Ten E.B., Bazlova T.A., Likholobov E.Yu. Eff ect of out-of-furnace treatment on the structure and mechanical properties of steel 110G13l. Metal Science and Heat Treatment. 2015, vol. 57, no. 3–4, pp. 146–150.Сысоев А.М., Бахметьев В.В., Колокольцев В.М. Рафинирование и модифицирование стали 110Г13Л комплексом титан-боркальций // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2008. № 1. С. 43 – 45.Sysoev A.M., Bakhmet’ev V.V., Kolokol’tsev V.M. Refi ning and modifying of 110G13L steel by titanium-boron-calcium complex. Vestnik Magnitogorskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta im. G.I. Nosova. 2008, no. 1, pp. 43–45. (In Russ.).Ashok Kumar Srivastava, Karabi Das. Microstructural charac terization of Hadfi eld austenitic manganese steel // Journal of Materials Science. 2008. Vol. 43. Issue 16. Р. 5654 – 5658.Ashok Kumar Srivastava, Karabi Das. Microstructural characterization of Hadfi eld austenitic manganese steel. Journal of Materials Science. 2008, vol. 43, Issue 16, pp. 5654–5658.Ладыженский Б.Н., Тунков В.П. Выплавка стали в машиностроении – М.: Машгиз, 1963. – 195 с.Ladyzhenskii B.N., Tunkov V.P. Vyplavka stali v mashinostroenii [Steel production in mechanical engineering]. Moscow: Mashgiz, 1963, 195 p. (In Russ.).Сильман Г.И. Сплавы системы Fe–C–Mn. Ч. 4. Особенности структурообразования в марганцевых и высокомарганцевых сталях // Металловедение и термическая обработка металлов. 2006. № 1. С. 3 – 7.Sil’man, G.I. Alloys of the Fe-C-Mn system. Part 4. Special features of structure formation in manganese and high-manganese steels. Metal Science and Heat Treatment. 2006, vol. 48, no. 1–2, pp. 3–8.Вдовин К.Н., Горленко Д.А., Никитенко О.А., Феоктистов Н.А. Исследование влияния скорости охлаждения при кристаллизации на размер аустенитного зерна литой стали 110Г13Л // Международный научно-исследовательский журнал. 2015. № 10-2 (41). С. 28 – 31.Vdovin K.N., Gorlenko D.A., Nikitenko O.A., Feoktistov N.A. Investigation of the eff ect of cooling rate during crystallization on austenite grain size of the cast steel 110G13L. Mezhdunarodnyi nauchnoissledovatel’skii zhurnal. 2015, no. 10-2 (41), pp. 28–31. (In Russ.).Богачев И.Н., Еголаев В.Ф. Структура и свойства железомарганцевых сплавов. – М.: Металлургия, 1973. – 296 с.Bogachev I.N., Egolaev V.F. Struktura i svoistva zhelezomargantsevykh splavov [Structure and properties of Fe-Mn alloys]. Moscow: Metallurgiya, 1973, 296 p. (In Russ.).Новомейский Ю.Д., Лившиц В.И. Свойства и применение высокомарганцовистой аустенитной стали – Томск: изд-во Томс кого университета, 1964. – 159 с.Novomeiskii Yu.D., Livshits V.I. Svoistva i primenenie vysokomargantsovistoi austenitnoi stali [Properties and application of highmanganese austenitic steel]. Tomsk: izd-vo Tomskogo universiteta, 1964, 159 p. (In Russ.).Воронков Б.В., Колокольцев В.М., Петроченко Е.В. Комплексно-легированные белые износостойкие чугуны / Под ред. В.М. Колокольцева. – Челябинск: Печатный салон «Издательство РЕКПОЛ», 2005. – 178 с.Voronkov B.V., Kolokol’tsev V.M., Petrochenko E.V. Kompleksnolegirovannye belye iznosostoikie chuguny: Monografi ya [Complex alloyed white cast iron: Monograph]. Kolokol’tsev V.M. ed. Chelyabinsk: Pechatnyi salon “Izdatel’stvo REKPOL”, 2005, 178 p. (In Russ.).Абразивная износостойкость литых металлов и сплавов / В.М. Колокольцев, Н.М. Мулявко, К.Н. Вдовин, Е.В. Синицкий: Под ред. В.М. Колокольцева. – Магнитогорск: МГТУ, 2004. – 228 с.Kolokol’tsev V.M., Mulyavko N.M., Vdovin K.N., Sinitskii E.V. Abrazivnaya iznosostoikost’ litykh metallov i splavov [Abrasive wear resistance of cast metals and alloys]. Kolokol’tsev V.M. ed. Magnitogorsk: MGTU, 2004, 228 p. (In Russ.).Попов В.Л., Колубаев А.В. Анализ механизмов формирования поверхностных слоев при трении // Трение и износ. 1997. Т. 18. № 6. С. 818 – 826.Popov V.L., Kolubaev A.V. Analysis of the formation of surface layers in sliding mechanisms. Trenie i iznos. 1997, vol. 18, no. 6, pp. 818–826. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.