blackmetИзвестия высших учебных заведений. Черная МеталлургияIzvestiya. Ferrous Metallurgy0368-07972410-2091National University of Science and Technology "MISIS"10.17073/0368-0797-2016-9-644-649blackmet-920Research ArticleФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВPHYSICO-CHEMICAL BASICS OF METALLURGICAL PROCESSESПРОГНОЗИРОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ЛИКВИДУС СЛОЖНОЛЕГИРОВАННЫХ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ НИКЕЛЯPREDICTION OF LIQUIDUS TEMPERATURE OF NICKEL-BASED COMPLEX ALLOYED STEELSЗубаревК. А.ZubarevK. A.

Аспирант кафедры «Металлургия стали и ферросплавов»

Postraduate of the Chair “Metallurgy of Steel and Ferro alloys”

КотельниковГ. И.Kotel’nikovG. I.

Кандидат технических наук, доцент кафедры «Металлургия стали и ферросплавов»

Cand. Sci. (Eng.), Assist. Professor of the Chair “Metallurgy of Steel and Ferroalloys”

gikotelnikov@yandex.ruТитоваК. О.TitovaK. O.

Инженер

СеминА. Е.SeminA. E.

Доктор технических наук, профессор кафедры «Металлургия стали и ферросплавов»

Dr. Sci. (Eng.), Professor of the Chair “Metallurgy of Steel and Ferroalloys

МихайловМ.MikhailovM. A.

Заведующий лабораторией

Head of the Laboratory

Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», МоскваРоссияNational University of Science and Technology “MISIS”, MoscowRussian Federation201615102016599644649Copyright © Зубарев К.А., Котельников Г.И., Титова К.О., Семин А.Е., Михайлов М.A., 20162016Зубарев К.А., Котельников Г.И., Титова К.О., Семин А.Е., Михайлов М.Zubarev K.A., Kotel’nikov G.I., Titova K.O., Semin A.E., Mikhailov M.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/920

Плавка сталей и сплавов заканчивается заливкой металла в изложницу или в форму. Для проведения разливки необходимо знать температуру ликвидус разливаемого сплава. Эта проблема становится особенно актуальной при разработке технологии выплавки никелевых сплавов, содержащих большое количество легирующих элементов. Цель работы состояла в создании модели прогнозирования температуры ликвидус сложнолегированных сплавов на основе никеля. По литературным данным о диаграммах состояния бинарных систем никеля с различными элементами определены коэффициенты регрессии уравнений линий ликвидуса и солидуса двойных систем. Массив данных по коэффициентам регрессии увеличен с 21 до 27 элементов, что позволяет охватывать широкий спектр сложнолегированных сплавов на основе никеля. Тестирование модели, сформированной по данным для двойных сплавов, по массиву экспериментально определенных температур ликвидус сложнолегированных сплавов на основе никеля показывает, что ее использование дает возможность прогнозировать температуру ликвидус таких сплавов с достаточно высокой для технологической практики точностью ±19,8 °С.

Melting of steel and alloys is usual fi nished with casting a metal into a mold. It is necessary to know the liquidus temperatures of the casting alloy. The problem of casting is especially relevant for developing the technology of smelting the nickel-based alloys containing large amount of alloying elements. The aim of this work was to create a model for prediction the liquidus temperature of nickel-based complex alloyed steels. According to the literary data on the diagrams of the binary systems, the regression coefficients of the equations of liquidus and solidus lines of binary systems were defined. The data array of the regression coefficients is expanded from 21 to 27 elements, that allows to cover wider range of nickel-based complex alloyed steel. Testing of the model, formed with the data for double alloys, according to the array of experimentally defi ned liquidus temperatures of nickel-base complex alloyed steels shows that it is possible to predict the liquidus temperature of such alloys with an accuracy high enough for technological practice – ±19.8 °C– using the created model.

температура ликвидускоэффициенты регрессиисложнолегированные сплавыникелевые сплавы.modelliquidus temperatureregression coefficientscomplex alloyed steelnickel-based alloysФедеральные целевые программы (соглашение RFMEFI57814X0023)Federal Target Program (agreement is RFMEFI57814X0023)ReferencesПикунов М.В. Плавка металлов, кристаллизация сплавов, затвердевание отливок. – М.: МИСиС, 2005. – 416 с.Pikunov M.V. Plavka metallov, kristallizatsiya splavov, zatverdevanie otlivok [Metal smelting, alloys crystallization, solidifi cation of castings]. Moscow: MISiS, 2005, 416 p. (In Russ.).Каблов Е.Н. Литые лопатки газотурбинных двигателей (сплавы, технология, покрытия). – М.: МИСиС, 2001. – 632 с.Kablov E.N. Litye lopatki gazoturbinnykh dvigatelei (splavy, tekhnologiya, pokrytiya) [Cast blades of gas turbine engines (alloys, technology, coating)]. Moscow: MISiS, 2001, 632 p. (In Russ.).Производство отливок из сплавов цветных металлов / А.В. Курдюмов, В.Д. Белов, М.В. Пикунов и др. – М.: ИД МИСиС, 2011. – 615 с.Kurdyumov A.V., Belov V.D., Pikunov M.V. etc. Proizvodstvo otlivok iz splavov tsvetnykh metallov [Production of castings from nonferrous metals and alloys]. Moscow: ID MISiS, 2011, 615 p. (In Russ.).Михайлов А.М., Зубарев К.А., Котельников Г.И. и др. Модель испарения компонентов никелевых сплавов при плавке в вакуумной индукционной печи // Изв. вуз. Черная металлургия. 2016. Т. 59. № 1. С. 35 – 38.Mikhailov A.M., Zubarev K.A., Kotel’nikov G.I., Semin A.E., Grigorovich K.V. Model of evaporation of the components at the nickel alloys smelting in a vacuum induction furnace. Izvestiya VUZov. Chernaya metallurgiya = Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 2016, vol. 59, no. 1, pp. 35–38. (In Russ.).Теория и практика непрерывного литья заготовок / А.Н. Смирнов, А.Я. Глазков, В.Л. Пилюшенко и др. – Донецк: ДонГТУ, ООО «Лебедь», 2000. – 371 с.Smirnov A.N., Glazkov A.Ya., Pilyushenko V.L., Efi mov V.A., Brodskii S.S., Pikus M.I. Teoriya i praktika nepreryvnogo lit’ya zagotovok [Theory and practice of continuous casting]. Donetsk: DonGTU, OOO “Lebed’”, 2000, 371 p. (In Russ.).Металлургические мини-заводы / А.Н. Смирнов, В.М. Сафонов, Л.В. Дорохова, А.Ю. Цупрун. – Донецк: Изд-во НОРДПРЕСС, 2005. – 450 с.Smirnov A.N., Safonov V.M., Dorokhova L.V., Tsuprun A.Yu. Metal lurgicheskie mini-zavody [Metallurgical mini-plants]. Donetsk: Izdatel’stvo NORD-PRESS, 2005, 450 p. (In Russ.).Смирнов А.Н., Неделькович Л., Джурджевич М. и др. Расчет температуры ликвидус стали // Сталь. 1996. № 3. С.15 – 19.Smirnov A.N., Nedel’kovich L., Dzhurdzhevich M., Chernobaeva T.V., Odanovich Z. Calculation of liquidus temperature of steel. Stal’. 1996, no. 3, pp. 15–19. (In Russ.).Металловедение: Учебник. В 2-х томах. Т. II / И.И. Новиков, В.С. Золоторевский, К.К. Портной и др. – М.: ИД МИСиС, 2009. – 528 с.Novikov I.I., Zolotorevskii V.S., Portnoi K.K., Belov N.A., Livanov D.V., Medvedeva S.V., Aksenov A.A., Evseev Yu.V. Metallovedenie. Uchebnik. V 2-kh tomakh. T. II [Metal science. Textbook in 2 vols. Vol. 2]. Moscow: ID MISiS, 2009, 528 p. (In Russ.).Свойства элементов. Кн. 1 / М.Е. Дриц, А.М. Дриц, П.Б. Будберг и др. – М.: Издательский дом «Руда и Металлы», 2003. – 448 с.Drits M.E., Drits A.M., Budberg P.B., Kuznetsov N.T., Panovko V.M. Svoistva elementov. Kn. 1 [Properties of elements. Book 1]. Moscow: Izdatel’skii dom “Ruda i Metally”, 2003, 448 p. (In Russ.).Кристаллизация из расплавов: Справ. изд.: Пер. с нем. / И. Бартел, Э. Буриг, К. Хайн, Л. Кухарж. – М.: Металлургия, 1987. – 320 с.Hein K., Buhrig E. Barthel J. Kuchař L. Kristallisation aus Schmelzen, VGI Leipzig, 1983, 344 s. (Russ.ed.: Hein K., Buhrig E. Barthel J. Kuchař L. Kristallizatsiya iz rasplavov: Sprav. izd. Trans. from German. Moscow: Metallurgiya, 1987, 320 p.)Металловедение: Учебник. В 2-х томах. Т. I / И.И. Новиков, В.С. Золоторевский, К.К. Портной и др. – М.: ИД МИСиС, 2009. – 496 с.Novikov I.I., Zolotorevskii V.S., Portnoi K.K., Belov N.A., Livanov D.V., Medvedeva S.V., Aksenov A.A., Evseev Yu.V. Metallovedenie. Uchebnik. V 2-kh tomakh. T. I [Metal science. Textbook in 2 vols. Vol. 1]. Moscow: ID MISiS, 2009, 496 p. (In Russ.).Каблов Е.Н., Светлов И.Л., Петрушин Н.В. Никелевые жаропрочные сплавы для литья лопаток с направленной и монокристаллической структурой. Ч. I // Материаловедение. 1997. № 4. С. 32 – 38.Kablov E.N., Svetlov I.L., Petrushin N.V. Nickel superalloys for casting of blades with oriented and monocrystalline structure (part 1). Materialovedenie. 1997, no. 4, pp. 32–38. (In Russ.).Данилова И.И., Маркин В.В., Смолякова О.В. и др. Производство аморфной и нанокристаллической ленты методом литья на одновалковой МНЛЗ // Вестник ЮУрГУ. 2008. № 9. С. 16 – 20.Danilova I.I., Markin V.V., Smolyakova O.V., Roshchin V.E., Il’in S.I., Goikhenberg Yu.N. Production of amorphous and nanocrystalline belt by molding on one-roll continuous casting machine. Vestnik YuUrGU. 2008, no. 9, pp. 16–20. (In Russ.).Альмяшев В.И., Гусаров В.В. Термические методы анализа: Учеб. пособие. – СПб.: СПбГЭТУ (ЛЭТИ), 1999. – 40 с.Al’myashev V.I., Gusarov V.V. Termicheskie metody analiza: Ucheb. posobie [Thermal analysis methods: Textbook]. St. Petersburg: SPbGETU (LETI), 1999, 40 p. (In Russ.).Мельниченко А.С. Статистический анализ в металлургии и материаловедении. – М.: ИД МИСиС, 2009. – 268 с.Mel’nichenko A.S. Statisticheskii analiz v metallurgii i materialovedenii [Statistical analysis in metallurgy and materials science]. Moscow: ID MISiS, 2009, 268 p. (In Russ.).

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