Preview

Известия Высших Учебных Заведений. Черная Металлургия

Расширенный поиск

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ И ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ВНЕПЕЧНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА КАЧЕСТВО ТЯЖЕЛЫХ КОРПУСНЫХ ОТЛИВОК ИЗ ВЫСОКОПРОЧНОЙ СРЕДНЕЛЕГИРОВАННОЙ СТАЛИ

https://doi.org/10.17073/0368-0797-2017-3-223-229

Полный текст:

Аннотация

Рассмотрены способы повышения плотности и однородности строения литых заготовок ответственного назначения из высокопрочных легированных сталей. Показано, что только легирование не всегда обеспечивает необходимые механические и служебные свойства ответственных изделий, получаемых способом литья. Отмечается, что наиболее распространенный способ литья в песчаные формы не позволяет воздействовать на затвердевающий метал, а, следовательно, на структуру и свойства литого металла и возникающие при этом характерные трудно устранимые дефекты. Приведены основные технологические параметры литья в тонкостенные формы: толщина облицовочного слоя и металлической оснастки, способ подвода металла, технологические параметры заливаемого металла, способ создания направленного затвердевания отливки, а также количество и материал микрохолодильников. Приведены результаты исследования влияния внепечного воздействия на затвердевающий металл тяжелых корпусных отливок из специальной среднелегированной стали. Проанализировано качество металла отливок, полученных по следующим вариантам: суспензионной заливкой жидкого металла в металлооболочковую форму с принудительным охлаждением (комплексное воздействие), в металлооболочковую форму с принудительным охлаждением (внешнее воздействие), в объемную песчаную форму. Исследование макроструктуры показало, что наиболее крупное зерно получается в объемной песчаной форме, в центральной зоне отливки наблюдается усадочная пористость. Увеличение скорости кристаллизации и затвердевания приводит к измельчению структуры и повышению плотности металла по высоте и сечению отливки. Условия затвердевании влияют и на морфологию неметаллических включений и характер дендритной структуры. Отмеченные преимущества особенно заметны при комплексном воздействии на затвердевающую отливку. При этом происходит более резкое снижение температуры перегрева при вводе микрохолодильников и принудительном охлаждении тонкостенной формы, а также увеличение центров кристаллизации и повышение эффекта суспензионного питания на завершающей стадии затвердевания. Механические свойства стальных отливок, полученных с комплексным воздействием, особенно ударная вязкость и пластичность, значительно выше, чем у отливки, полученной в объемной песчаной форме. Повышение механических свойств объясняется ускоренным теплоотводом, измельчением структуры и повышением плотности металла отливки, а также более благоприятным распределением неметаллических включений. Не менее важным преимуществом разработанной технологии является повышение технологического выхода годного за счет снижения расхода металла на прибыли, повышение чистоты поверхности отливки и возможности отнесения этого способа в разряд малоотходных и ресурсосберегающих.

Об авторах

Е. А. Чернышов
Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева
Россия

Доктор технических наук, профессор кафедры «Металлургические технологии и оборудование» 

(603022, Н.Новгород, ул. Минина, 24)

 



А. Д. Романов
Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева
Россия

Инженер 

(603022, Н.Новгород, ул. Минина, 24)



Е. А. Романова
Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева
Россия

Аспирант 

(603022, Н.Новгород, ул. Минина, 24)



Список литературы

1. Higher-strength steel weldmants for submarine hulls - second status report. Applied Research laboratory United States Steel. 1965. -51 p.

2. High performance steel and titanium castings. National materials advisory board. National Academy of Sciences - National Academy of Engineering. Report NMAB-296. 1973. - 155 p.

3. Holmquist T.J. Strength and fracture characteristics of HY-80, HY-100 and HY -130 steels subjected to various strains, strain rates, temperatures and pressures. Armament Systems Division, 1987. -64 p.

4. Чернышов E.A., Романов А.Д., Романова Е.Д. Судостроительные стали серии HY// Черные металлы. 2014. № 8. С. 27 -31.

5. Горынин И.В. Экономнолегированные стали с наномодифицированной структурой для эксплуатации в экстремальных условиях // Вопросы материаловедения. 2008. №2. С. 7- 11.

6. Крылов В.В. О проектировании корпусов многоцелевых подводных лодок из высокопрочных сталей и титановых сплавов // Судостроение. 2006. № 1. С. 47 - 52.

7. Чернышов Е.А., Романов А.Д., Романова Е.Д. Развитие металлургических технологий производства и получения ответственных изделий из высокопрочных судостроительных сталей // Черные металлы. 2015. № 3. С. 33 - 37.

8. Base materials for critical application: requirements for low alloy steel plate, forgings, castings, shapes, bars and heads of HY-80/100/130 and HSLA 80/100.~U.S. Navy. Naval Sea Systems Command. NAVSEA2012. -228 p.

9. Wilson Alexander D. Production experience with new heavy plate grades for bridge and shipbuilding using microalloying. AIST Conference on Micro Alloyed Steels. July 2007. p. 47 - 58.

10. Advances in low carbon, high strength ferrous alloys. Naval Surface Warfare Center, Ship Materials Engineering Department Research and Development Report, Bethesda, Md. 1993. -48 p.

11. Porter L.F., Rathbone A.M., Rolfe S.Т., Dorschu K.E. Fourth quarterly progress report: development of an HY-130/150 weldment. Applied Research Laboratory United States Steel. 1964. - 44 p.

12. Boyce B.L., Crenshaw T.B., Dilmore M.F. The strain-rate sensitivity of high-strength high-toughness steels. Sandia National Laboratories. 2007. - 22 p.

13. Орыщенко А.С., Голосиенко C.A. Новое поколение высокопрочных судостроительных корпусных сталей // Судостроение. 2013. № 4. С. 73 - 76.

14. Производство отливок для энергомашиностроения / Под ред. И.Н. Примака и А.А. Бречко. -Л: Машиностроение, 1977. -256 с.

15. Гуляев А.П. Чистая сталь. - М.: Металлургия, 1975. - 184 с.

16. Качество слитка спокойной стали / М.И. Колосов, А.П. Строганов, Ю.Д. Смирнов, Б.П. Охримович. - М.: Металлургия, 1973. -408 с.

17. Воскобойников В.Г., Кудрин В.А., Якушев А.М. Общая металлургия. - М.: ИКЦ «Академкнига», 2002. - 762 с.

18. Ефимов В.А. Разливка и кристаллизация стали. - М.: Металлургия, 1976. - 552 с.

19. Рыжиков А.А., Рощин М.И., Фокин В.И. Совершенствование технологии стального литья. - М.: Машиностроение, 1977. 143 с.

20. Чернышов Е.А. Исследование двухфазной зоны стальных отливок, формирующихся в тонкостенных металлооболочковых формах// Литейное производство. 2003. № 11. С. 17 - 19.

21. Затуловский С.С. Суспензионная заливка. - Киев: Наукова думка. 1981.-260 с.

22. Тимофеев Г.Н. Механика сплавов при кристаллизации слитков и отливок. - М.: Металлургия, 1977. - 160 с.


Для цитирования:


Чернышов Е.А., Романов А.Д., Романова Е.А. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ И ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ВНЕПЕЧНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА КАЧЕСТВО ТЯЖЕЛЫХ КОРПУСНЫХ ОТЛИВОК ИЗ ВЫСОКОПРОЧНОЙ СРЕДНЕЛЕГИРОВАННОЙ СТАЛИ. Известия Высших Учебных Заведений. Черная Металлургия. 2017;60(3):223-229. https://doi.org/10.17073/0368-0797-2017-3-223-229

For citation:


Chernyshov E.A., Romanov A.D., Romanova E.A. COMPARATIVE ANALYSIS AND EFFICIENCY ASSESSMENT OF COMPLEX IMPACT ON QUALITY OF HEAVY CASE CASTINGS OF MEDIUM-ALLOYED HIGH-STRENGTH STEEL. Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 2017;60(3):223-229. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/0368-0797-2017-3-223-229

Просмотров: 472


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 0368-0797 (Print)
ISSN 2410-2091 (Online)