Preview

Известия Юго-Западного государственного университета

Расширенный поиск

Влияние способа получения высокоуглеродистой инструментальной стали У10А на физико-механические, технологические и коррозионные свойства

https://doi.org/10.21869/2223-1560-2019-23-6-56-76

Полный текст:

Аннотация

Цель работы – исследование влияния качества первородной шихты на комплекс физико-механических, технологических и коррозионных свойств высокоуглеродистой инструментальной стали У10А.

Методы. В качестве объекта исследования была выбрана высокоуглеродистая инструментальная сталь У10А, выплавленная в ПАО «Тулачермет» с использованием металлизированных окатышей губчатого железа, обычного металлического лома и заготовки, полученной методом кипящего шлакового слоя. Сталь выплавляли в трехтонной дуговой печи, подвергали внепечной вакуумной обработке в ковше, разливали на заготовки сечением 280×320 мм и замедленно охлаждали вместе с печью. Затем полученные заготовки проковывали на квадрат размерами 150×150 мм (для изготовления штампов) и 40×40 мм (для образцов) с охлаждением в песке и последующим отжигом. Экспериментальное исследование химического состава плавок стали У10А определяли методом фотоэлектрического спектрального анализа с помощью атомно-эмиссионного спектрометра «SA 2000» по ГОСТ 18895-97.

Результаты. Установлено, что использование чистой первородной шихты положительно сказывается на свойствах выплавленного металла. Сталь У10А, выплавленная на первородной шихте, по прочностным характеристикам не уступает стали на ОМШ, превосходя последнюю по пластическим свойствам и особенно по ударной вязкости.  Показано, что сталь, выплавленная на первородной шихте, отличается более низким содержанием микропримесей, обладает меньшей устойчивостью к распаду аустенита и более низкой прокаливаемостью. Выявлено, что из-за меньшей устойчивости аустенита, сталь, выплавленная на первородной шихте, должна иметь более высокую критическую скорость закалки, что следует учитывать при выборе режимов термообработки. Установлено, что длительная прочность стали У10А в среде, вызывающей водородное растрескивание, во многом зависит от режимов термической обработки и от чистоты стали. Более чистая сталь обладает большей стойкостью против водородного растрескивания и, следовательно, большей долговечностью в процессе эксплуатации.

Заключение. Полученные результаты могут быть использованы при создании ресурсосберегающих процессов обработки металлических сплавов и композиционных материалов. 

Об авторах

Н. Н. Сергеев
ФГБОУ ВО «Тульский государственный педагогический университет им. Л.Н. Толстого»
Россия

Сергеев Николай Николаевич, доктор  технических наук, профессор

пр. Ленина, 125, г. Тула, 300026



А. Н. Сергеев
ФГБОУ ВО «Тульский государственный педагогический университет им. Л.Н. Толстого»
Россия
Сергеев Александр Николаевич, доктор  педагогических наук,  профессор пр. Ленина, 125, г. Тула, 300026


С. Н. Кутепов
ФГБОУ ВО «Тульский государственный педагогический университет им. Л.Н. Толстого»
Россия
Кутепов Сергей Николаевич, кандидат  педагогических наук,  профессор пр. Ленина, 125, г. Тула, 300026


И. В. Минаев
ООО НПП «Телар»
Россия
Минаев Игорь Васильевич, генеральный  директор Городской переулок, 39, г. Тула, 300026


А. Е. Гвоздев
ФГБОУ ВО «Тульский государственный педагогический университет им. Л.Н. Толстого»
Россия
Гвоздев Александр Евгеньевич, доктор  технических наук, профессор пр. Ленина, 125, г. Тула, 300026


Е. В. Агеев
ФГБОУ ВО «Юго-Западный государственный университет»
Россия

Агеев Евгений Викторович, доктор  технических наук, профессор

ул. 50 лет Октября, 94, г. Курск, 305040



Д. С. Клементьев
ФГБОУ ВО «Тульский государственный педагогический университет им. Л.Н. Толстого»
Россия
Клементьев Денис Сергеевич, магистрант пр. Ленина, 125, г. Тула, 300026


О. В. Кругляков
ФГБОУ ВО «Юго-Западный государственный университет»
Россия

Кругляков Олег Викторович, аспирант

ул. 50 лет Октября, 94, г. Курск, 305040



Список литературы

1. Влияние качества шихты на чувствительность стали 30ХГСА к водородному растрескиванию / Н.Н. Сергеев, И.В. Тихонова, А.Н. Сергеев, С.Н. Кутепов, Е.В. Агеев, А.Е. Гвоздев, Д.С. Клементьев // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2019. Т. 9, № 1 (30). С. 37-48.

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

3. Мартынов О.В., Свободов А.Н., Лещенко И.П. Влияние первородной шихты на свойства конструкционных сталей // Сталь. 1971. № 12.

4. Марченко В.Н., Литвиненко Д.А., Моргалев Б.Н. Свойства стали 18Х2Н4ВА, выплавленной на первородной и обычной шихте // Сталь. 1977. № 7.

5. Физико-механические характеристики стали У10А разных способов выплавки / В.Т. Терещенко, Н.Н. Сергеев, Е.В. Тинькова, Ю.Т. Дадешкелиани // Сталь. 1987. № 2. С. 86-90.

6. Сергеев Н.Н., Сергеев А.Н. Механические свойства и внутреннее трение высокопрочных сталей в коррозионных средах: монография. Тула: Изд-воТулГУ, 2018. 430 с.

7. Влияние качества шихты и температуры отжига на формирование зеренной структуры аустенита в стали 30ХГСА / Н.Н. Сергеев, И.В. Тихонова, И.В. Минаев, А.Н. Сергеев, С.Н. Кутепов, Е.В. Агеев, А.Е. Гвоздев, Д.С. Клементьев // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2019. Т. 9, № 2(31). С. 8-26.

8. Влияние условий отпуска на механические и коррозионные свойства стали 23Х2Г2Т / Н.Н. Сергеев, В.В. Извольский, А.Н. Сергеев, С.Н. Кутепов, А.Е. Гвоздев // Вестник Рыбинской государственной авиационной технологической академии им. П.А. Соловьева. 2018. № 2(45). С. 128-135.

9. Влияние химического состава стали 23Х2Г2Т на стойкость против коррозионного растрескивания / Н.Н. Сергеев, В.В. Извольский, А.Н. Сергеев, С.Н. Кутепов, А.Е. Гвоздев, А.Н. Чуканов, О.В. Пантюхин // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2018. Вып. 9. С. 409-442.

10. Влияние уровня растягивающих напряжений на длительную прочность арматурных сталей в водородсодержащих средах / Н.Н. Сергеев, А.Н. Сергеев, А.Е. Гвоздев, И.В. Тихонова, С.Н. Кутепов, Е.В. Агеев // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2018. Т. 8, № 2 (27). С. 6-19.

11. Применение технологии изготовления «корковым» способом формообразующих вставок для литья под давлением медных сплавов / Н.Н. Сергеев, А.Н. Сергеев, С.Н. Кутепов, А.Е. Гвоздев, Е.В. Агеев, Д.С. Клементьев // Известия ЮгоЗападного государственного университета. 2018. Т. 22, № 3(78). С. 67-83. https://doi.org/1021869/2223-1560-2018-22-3-67-83.

12. Влияние микроструктурных факторов и термической обработки на коррозионную стойкость арматурной стали класса А600 / Н. Н. Сергеев, В. В. Извольский, А. Н. Сергеев, С. Н. Кутепов, А. Е. Гвоздев, Е. В. Агеев, Д. С. Клементьев // Известия Юго-Западного государственного университета. 2018. Т. 22. № 2(77). С. 52-63. https://doi.org/1021869/2223-1560-2018-22-2-52-63.

13. Разработка прогрессивных технологий получения и обработки металлов, сплавов, порошковых и композиционных наноматериалов: монография / М.Х. Шоршоров, А.Е. Гвоздев, В.И. Золотухин, А.Н. Сергеев, А.А. Калинин, А.Д. Бреки, Н.Н. Сергеев, О.В. Кузовлева, Н.Е. Стариков, Д.В. Малий. Тула: Изд-во ТулГУ, 2016. 235 с.

14. Влияние деформационной повреждаемости на формирование механических свойств малоуглеродистых сталей / Г.М. Журавлев, А.Е. Гвоздев, Н.Н. Сергеев, Д.А. Провоторов // Производство проката. 2015. № 12. С. 9-13.

15. Многоуровневый подход к проблеме замедленного разрушения высокопрочных конструкционных сталей под действием водорода / В.П. Баранов, А.Е. Гвоздев, А.Г. Колмаков, Н.Н. Сергеев, А.Н. Чуканов // Материаловедение. 2017. № 7. С. 11-22.

16. Механизмы водородного растрескивания металлов и сплавов. Ч.I (обзор) / Н.Н. Сергеев, А.Н. Сергеев, С.Н. Кутепов, А.Г. Колмаков, А.Е. Гвоздев // Материаловедение. 2018. № 3. С. 27-33.

17. Механизмы водородного растрескивания металлов и сплавов. Ч.II (обзор) / Сергеев Н.Н., А.Н. Сергеев, С.Н. Кутепов, А.Г. Колмаков, А.Е. Гвоздев // Материаловедение. 2018. № 4. С. 20-29.

18. Формирование пластических зон около сферической полости в упрочненных низкоуглеродистых сталях в условиях водородной стресс-коррозии / Н.Н. Сергеев, В.А. Терешин, А.Н. Чуканов, А.Г. Колмаков, А.А. Яковенко, А.Н. Сергеев, И.М. Леонтьев, Д.М. Хонелидзе, А.Е. Гвоздев // Материаловедение. 2017. № 12. С. 18-25.

19. Гвоздев А.Е., Журавлев Г.М., Колмаков А.Г. Формирование механических свойств углеродистых сталей в процессах вытяжки с утонением // Технология металлов. 2015. № 11. С. 17-29.

20. Влияние разнозернистости аустенита на кинетику перлитного превращения в мало- и среднеуглеродистых низколегированных сталях / А.Е. Гвоздев, А.Г. Колмаков, Д.А. Провоторов, И.В. Минаев, Н.Н. Сергеев, И.В. Тихонова // Материаловедение. 2014. № 7. С. 23-26.

21. Роль процесса зародышеобразования в развитии некоторых фазовых переходов второго рода / А.Е. Гвоздев, Н.Н. Сергеев, И.В. Минаев, И.В. Тихонова, А.Г. Колмаков // Материаловедение. 2015. № 1. С. 15-21.

22. On friction of metallic materials with consideration for superplasticity phenomenon / A.D. Breki, A.E. Gvozdev, A.G. Kolmakov, N.E. Starikov, D.A. Provotorov, N.N. Sergeyev, D.M. Khonelidze // Inorganic Materials: Applied Research. 2017. Т. 8. № 1. С. 126-129.

23. Перспективные стали для кожухов доменных агрегатов / Н.Н. Сергеев, А.Е. Гвоздев, А.Н. Сергеев, И.В. Тихонова, С.Н. Кутепов, О.В. Кузовлева, Е. В. Агеев // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2017. Т. 7, № 2(23). С. 6-15.

24. Принятие решений по статистическим моделям в управлении качеством продукции / Г.М. Журавлев, А.Е. Гвоздев, С.В. Сапожников, С.Н. Кутепов, Е.В. Агеев // Известия Юго-Западного государственного университета. 2017. Т. 21, № 5(74). С. 7892. https://doi.org/1021869/2223-1560-2017-21-5-78-92.

25. Диффузия водорода в сварных соединениях конструкционных сталей / Н.Н. Сергеев, А.Н. Сергеев, С.Н. Кутепов, А.Е. Гвоздев, Е.В. Агеев // Известия ЮгоЗападного государственного университета. 2017. Т. 21, № 6(75). С. 85-95. https://doi.org/1021869/2223-1560-2017-21-6-85-95.

26. Temperature distribution and structure in the heat-affected zone for steel sheets after laser cutting / A.E. Gvozdev, N.N. Sergeyev, I.V. Minayev, I.V. Tikhonova, A.N. Sergeyev, D.M. Khonelidze, D.V. Maliy, I.V. Golyshev, A.G. Kolmakov, D.A. Provotorov // Inorganic Materials: Applied Research. 2017. T. 8. № 1. С. 148-152.

27. Вариант определения максимального пластического упрочнения в инструментальных сталях / Г.М. Журавлев, А.Е. Гвоздев, А.Е. Чеглов, Н.Н. Сергеев, О.М. Губанов // Сталь. 2017. № 6. С. 26-39.

28. Современные проблемы технических наук / Н.Н. Сергеев, А. Е. Гвоздев, А. Н. Сергеев, Ю. С. Дорохин, П. Н. Медведев. Тула: Изд-во ТГПУ им. Л. Н. Толстого, 2016. 120 с.

29. О состоянии предпревращения металлов и сплавов / О.В. Кузовлева, А.Е. Гвоздев, И.В. Тихонова, Н.Н. Сергеев, А.Д. Бреки, Н.Е. Стариков, А.Н. Сергеев, А.А. Калинин, Д.В. Малий, Ю.Е. Титова,С.Е. Александров, Н.А. Крылов. Тула:Изд-во ТулГУ, 2016. 245 с.

30. Журавлев Г.М., Гвоздев А.Е. Пластическая дилатансия и деформационная повреждаемость металлов и сплавов. Тула: Изд-во ТулГУ, 2014. 114 с.


Для цитирования:


Сергеев Н.Н., Сергеев А.Н., Кутепов С.Н., Минаев И.В., Гвоздев А.Е., Агеев Е.В., Клементьев Д.С., Кругляков О.В. Влияние способа получения высокоуглеродистой инструментальной стали У10А на физико-механические, технологические и коррозионные свойства. Известия Юго-Западного государственного университета. 2019;23(6):56-76. https://doi.org/10.21869/2223-1560-2019-23-6-56-76

For citation:


Sergeev N.N., Sergeev A.N., Kutepov S.N., Minaev I.V., Gvozdev A.E., Ageev E.V., Klement'yev D.S., Kruglyakov O.V. Influence of the Method of Producing High-Carbon Tool Steel U10A on the Physical, Mechanical, Technological and Corrosion Properties. Proceedings of the Southwest State University. 2019;23(6):56-76. (In Russ.) https://doi.org/10.21869/2223-1560-2019-23-6-56-76

Просмотров: 116


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


ISSN 2223-1560 (Print)
ISSN 2686-6757 (Online)