Мурашкін Олександр Вікторович. Підвищення якісних характеристик товстолистового прокату із мікролегованих сталей при контрольованій прокатці

brief description

Мурашкін Олександр Вікторович. Підвищення якісних характеристик товстолистового прокату із мікролегованих сталей при контрольованій прокатці : Дис... канд. наук: 05.02.01 - 2009.

МурашкінО.В. Підвищення якісних характеристик товстолистового прокату із мікролегованих сталей при контрольованій прокатці . Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.02.01 матеріалознавство. Придніпровська державна академія будівництва та архітектури, Дніпропетровськ, 2009.
Дисертаційна робота спрямована на покращення механічних властивостей листа з низьковуглецевих мікролегованих сталей при температурно-деформаційних обробках в трьох напрямах: вздовж, упоперек і по товщині продукції. Розроблено методику вибору марки сталі для будівельних конструкцій відповідального призначення з оптимальним поєднанням характеристик міцності і пластичності, а також показників зварюваності й вартості прокату. З метою оцінки та коригування режимів гарячої деформації розроблено методику визначення в промислових умовах розміру аустенітного зерна за наведеною бейнітно-мартенситною структурою металу. З застосуванням дифракційної електронної мікроскопії тонких фольг встановлено, що при багатократній гарячий деформації в аустеніті формується розвинена субзеренна структура, при цьому отримано залежність величини максимального кута разорієнтації (q) субзерен від сумарного ступеня деформації (e), яка має вигляд: q = k e, (де k = 0,10 градуса/відс.). На підставі проведеного комплексу досліджень розроблено вдосконалений температурно-деформаційний режим гарячої деформації товстолистового прокату з низьковуглецевих мікролегованих сталей, який пройшов випробування в умовах стану 3000 на підприємстві ВАТ «ММК ім. Ілліча» і рекомендований до промислового застосування.
Надано рекомендації по використанню сталі 10Г2ФБ у якості матеріалу для зварних металевих будівельних конструкцій відповідального призначення.

В дисертації зроблено теоретичне узагальнення та запропоновані нові рішення наукових і практичних задач, що полягають в управлінні структурним станом низьковуглецевих мікролегованих сталей при контрольованій прокатці на основі створення особливого субструктурного стану аустеніту при гарячій прокатці в чорновій кліті й принципу наслідування субструктури, які дозволяють удосконалити режим гарячої деформації переробного товстолистового прокату і досягти значного підвищення комплексу механічних властивостей готового прокату, в тому числі в Z-напрямку.
Методом дифракційної електронної мікроскопії показано, що багатократна високотемпературна деформація формує в аустеніті сталі розвинену субзеренну структуру, яка після сумарної деформації 50...75% характеризується середньою розорієнтацією біля 0,5 на одній субграниці та розміром субзерен близько 2 мкм.
Обробкою кількісних даних щодо тонкої структури гарячедеформованого аустеніту отримано залежність величини максимального кута (q) розорієнтації субзерен від сумарного ступеня деформації (e): q = k e, (де k = 0,10 градуса/відсот.), та показано, що на чорновій стадії прокатки в металі формується термічно метастабільна субструктура, яка зберігається тривалий час після завершення деформації.
Розроблено методику визначення в промислових умовах розмірів аустенітного зерна, існуючого в сталі після чорнової прокатки, по бейнітно-мартенситній структурі металу з метою оцінки та коригування технологічних режимів виготовлення листового прокату підвищеної якості.
Експериментально визначено, що середній розмір зерна аустеніту, яке формується при динамічній та післядеформаційній статичній рекристалізації після гарячої деформації в чорновій кліті в сталі 10Г2ФБ в умовах стану 3000 «ММК ім. Ілліча», не перевищує 50...60 мкм, тобто не зростає до значних розмірів, що забезпечує збереження задовільних показників міцності і пластичності в готових листах.
Розроблено температурно-деформаційний режим гарячої деформації товстолистових низьковуглецевих мікролегованих сталей, який відрізняється підвищеною кількістю циклів гарячої деформації, що стабілізує субструктуру аустеніту і сприяє подрібненню феритного зерна і підвищенню механічних властивостей: міцності на 50...70 МПа та стабілізації пластичності і в'язкості в готовому листі.
Результати випробувань в Z-напрямку показали, що фактичне значення відносного звуження в листах, виготовлених по запропонованій технології, значно вище за штатну і майже в 2 рази перевищує нормативне.
Вдосконалений режим виробництва листа зі сталі типу 10Г2ФБ рекомендовано до промислового використання в умовах ВАТ «ММК ім. Ілліча»; внесено відповідні зміни до технологічної інструкції ТІ 227-ПГЛ-15-2006; це сприяло зменшенню розсіювання значень показників міцності та пластичності готової продукції й збільшенню виходу годної продукції, виробленої за запропонованим режимом контрольованої прокатки.
Рекомендовано використання сталі типу 10Г2ФБ у якості матеріалу для зварних металевих будівельних конструкцій відповідального призначення;
Зниження температури металу шляхом збільшення числа циклів деформації в чорновій кліті сприяє підвищенню міцнісних характеристик та пластичності і в'язкості при низьких температурах, що дозволило отримати додатковий прибуток за рахунок зниження відсортовування по механічних властивостях товстого листа, який виробляється по технології контрольованої прокатки. Фактичний економічний ефект на дослідно-промисловій партії прокату в цінах на 2006 рік склав 65 512 грн.