СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ РЕЖИМОВ ТЕРМОУПРОЧНЕНИЯ МЕЛЮЩИХ ШАРОВ С ПРОКАТНОГО НАГРЕВА С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА И ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ ДОЛГОВЕЧНОСТИ

Краткое содержание

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність тими, викладено мету роботи, задачі та методи досліджень, сформульовано наукову новизну та практичне значення одержаних результатів, особистий внесок здобувача, наведено дані щодо апробації та публікації основних результатів роботи.

У першому розділі виконано аналіз стану питання і обґрунтовано обраний напрямок досліджень. Вирішенню проблеми підвищення експлуатаційної стійкості молольних тіл присвячено велику кількість робіт, виконаних у різні роки Несвіжським О.О., Хоріним Я.Д., Савенковим В.Я., Клименко О.М., Ігнатовим В.А., Вавілкіним Н.М., Сіухіним А.Ф., Солоним В.К., Піддубним А.Н., Єфременком В.Г., Бобирєм С.В, Blickensderfer R., Moroz PJ, Dunn DJ, Norman E.Т. , Loeb CM, Iwasaki I., Mataray F., Durman RW, Tylszak JH, Laird G., Radziszewski P., Lui AW, Hoey GR та іншими. Разом з тим, різноманіття умов виробництва і застосування молольних куль породжує ряд окремих проблем, що вимагають свого науково-практичного вирішення. До теперішнього часу промисловість України не випускала катані кулі великого діаметру (100, 120 мм) підвищеної якості, які б відповідали вимогам 3-ї групи ДСТУ 3499 (твердість поверхні - не менше 52 і 50 HRC, відповідно). З метою освоєння їх виробництва на ПАТ «МК «Азовсталь» було проведено реконструкцію кульопрокатного відділення, яка передбачала, зокрема, заміну застарілого гартувального устаткування конвеєрного типу на гартувальний барабан. У рамках освоєння цієї технології виникла необхідність у розробці режимів термозміцнення куль 3-ї групи з прокатного нагріву стосовно марок сталі (М74, 75Г2С, 75ХГСМ), які використовуються на комбінаті; паралельно ставилося завдання максимального підвищення експлуатаційної стійкості куль. Вирішення цих завдань стримувалось недостатнім обсягом наукових даних щодо особливостей структуроутворення в кулях з низьколегованих сталей при термозміцненні, а також щодо впливу типу їх структури на опір абразивно-корозійному і ударно-абразивно-корозійному зношуванню.

У другому розділі наведено дані про матеріали і методики дослідження. У роботі використано сталі промислової виплавки марок М74 (0,75 % C; 0,28 % Si; 0,94 % Mn), 75Г2С (0,76 % C; 0,42 % Si; 1,35 % Mn; 0,035 % Al), 75ХГСМ (0,77 % C; 0,46 % Si; 0,98 % Mn; 0,48 % Cr; 0,10 % Мо), які застосовуються на ПАТ «МК «Азовсталь» при виробництві молольних куль. Кінетику перетворення переохолодженого аустеніту в ізотермічних умовах досліджували магнітним методом, при безперервному охолодженні - термічним методом. Мікроструктуру сплавів вивчали за допомогою оптичного мікроскопу «Axiovert 40 MAT» і трансмісійного електронного мікроскопа JEM-100-C-XII при збільшенні до 100 тис. разів. Кількість залишкового аустеніту і мікронапружень вимірювали рентгеноструктурним методом на дифрактометрі ДРОН-3 в Fe-випромінюванні. При визначенні механічних властивостей використовували твердоміри Брінелля і Роквелла, мікротвердомір «Affri DM8», маятниковий копер.

Зносостійкість сталей визначали на зразках розмірами 10х10х20 (мм) при помелі електрокорунду фракції 10-20 мм в лабораторному млині Æ 300 мм. У млин додавали розчин, який за складом відповідає технічній воді гірничо-збагачувального комбінату (загальна жорсткість - 36 мг-екв/л, рН=7,7). Випробування проводили при обертанні млина зі швидкістю 11 об/хв і 46 об/хв; перша швидкість забезпечувала переважно абразивний механізм зношування, а друга - ударно-абразивний. Зносостійкість оцінювали величиною питомого зносу (Dm_пит) - втрати маси з одиниці площі поверхні зразків. Коефіцієнт зносостійкості (e) розраховували відносно питомого зносу еталону - відпаленої сталі Ст3. Зміна зносостійкості за перетином термозміцнених молольних куль досліджували в тих же умовах на зразках розмірами 5х10х20 (мм), вирізаних з темплетів куль на різній відстані від їх поверхні.

У третьому розділі представлено результати дослідження особливостей та кінетики структуроутворення в сталях М74, 75Г2С, 75ХГСМ в ізотермічних умовах і при безперервному охолодженні, побудовано відповідні діаграми розпаду аустеніту. Температура аустенітизації зразків становила 970 ^оС, що відповідає середній температурі нагріву кульової заготовки під прокатку.

Встановлено, що в ізотермічних умовах сталі М74 і 75Г2С характеризуються одним кінетичним максимумом перетворення аустеніту – при 400-500 ^оС і 450-550 ^оС відповідно з мінімальним інкубаційним періодом (ІП), рівним 4 с при 450-500 ^оС (М74) і 7 с при 550 ^оС (75Г2С) (рис. 1). Перетворення аустеніту в сталі 75ХГСМ характеризується двома кінетичними максимумами; при 450 ^оС (ІП= 50 с) и при 600 ^оС (ІП=38 с).