Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Литературный обзор 9
1.1. Прямое восстановление железа из руды и использование получаемых продуктов 9
1.2. Качество стали, выплавленной с использованием шихты прямого восстановления 14
1.3. Повышение качества за счет чистоты стали 22
1.4. Остаточные примеси и источники загрязнения стали 26
1.5. Примеси в сталях 29
1.6» Сегрегации примесей и интеркристаллитная хрупкость 48
1.7. Постановка задачи, выбор направлений исследования 56
Глава 2. Материал и методики исследования 61
2.1. Выбор объектов исследования, выплавка сталей в промышленных условиях, изготовление модельных сталей и сплавов 61
2.2. Методы определения химического состава сталей, металлографических и фрактографических исследований 63
2.3. Методы механических испытаний 66
2.4. Изготовление и исследование диффузионных пар с радиоактивным изотопом углерода С 71
2.5. Химический состав исследованных сталей, содержание примесей 77
Выводы 85
Глава 3. Влияние шихты пв на технологическую пластичность конструкционных сталей при гончей и холодной деформации 87
3.1. Зависимость показателей горячей пластичности от чистоты стали 87
3.2. Влияние исходной шихты ПВ на деформируемость сталей в холодном состоянии 99
Выводы 101
Глава 4. Зависимость структушых характеристик сталей от исходной шихты 102
4.1. Макроструктура 102
4.2. Загрязненность неметаллическими включениями 103
4.3. Склонность к росту аустенитного зерна 107
4.4. Исследование превращения: аустенита при; непрерывном охлаждении и в изотермических условиях 112
4.5. Структура сталей после закалки и отпуска 119
Выводы 130
Глава 5. Влияние исходной шихты пв на показатели сопротивления разшению конструкционных сталей 131
5.1. Механические свойства при статическом растяжении 131
5.2. Влияние шихты ПВ на показателя сопротивления хрупкому и вязкому разрушению 138
5.3. Фрактографические исследования изломов сталей, выплавленных на разной шихте 149
5.4. Влияние шихты ПВ на усталостные характеристики стали 153
Выводы 155
Глава 6. Восприимчивость сталей к обратимой отпускной хрупкости 156
6.1. Влияние исходной шихты ПВ на кинетику развития обратимой отпускной хрупкости 156
6.2» Восприимчивость к обратимой хрупкости стали І8Х2Н4ВА в зависимости от способа выплавки 166
6.3. Влияние примесей на обратимую отпускную хрупкость стали І8Х2Н4ВА 169
6.4. Влияние исходной шихты, примесей и рафинирующих переплавов на восприимчивость к обратимой отпускной хрупкости стали 40Х2Н2МА 181
6.5. Склонность, к водородной отпускной хрупкости стали І8Х2Н4ВА, выплавленной на шихте ПВ 186
Выводы 191
Глава 7. Влияние шихты пв на склонность к задержанному разрушению закаленных сталей 192
7.1. Влияние примесей на параметры задержанного разрушения стали І8Х2Н4ВА 193
7.2. Склонность к задержанному разрушению легированных сталей, выплавленных в промышленных условиях на различных шихтовых материалах 201
Выводы 210
Глава 8. Влияние, примесей сурьмы, олова, мышьяка и меди на термодинамическую активность и дшузию углерода в железе: ПВ 212
Глава 9. Практическое применение результатов работы 217
Общие выводы 221
Список литературы 228
Приложения 243
- Качество стали, выплавленной с использованием шихты прямого восстановления
- Методы определения химического состава сталей, металлографических и фрактографических исследований
- Влияние исходной шихты ПВ на деформируемость сталей в холодном состоянии
- Исследование превращения: аустенита при; непрерывном охлаждении и в изотермических условиях
Введение к работе
Стремительное развитие энергетики, авиационной, судостроительной, автомобильной, нефтехимической промышленности, транспортного и сельскохозяйственного машиностроения, других отраслей народного хозяйства сопровождается повышением требований к качеству металла. В связи с созданием машин, механизмов, приборов и металлоконструкций, работающих в широком диапазоне температур и давлений, в условиях агрессивных сред, а также внедрением автоматических поточных линий в машиностроении требуется увеличение производства особо высококачественных сталей и сплавов, обладающих комплексом высоких эксплуатационных и технологических характеристик.
Современный, процесс производства стали по схеме доменная печь - кислородный конвертер- доведен до весьма высокой производительности - около 10 тыс.т в сутки (при продолжительности плавки в конвертере емкостью 300 т менее I часа). Но этот процесс связан с большими капиталовложениями и характеризуется отсутствием гибкости. Кроме того,для работы доменной печи требуется кокс, получаемый лишь из специальных сортов угля, запасы которого ограничены. К тому же в конвертере технологически трудно осуществить выплавку средне и высоколегированных качественных сталей.
Развитие электросталеплавильнйго производства зависит от наличия необходимого количества стального лома. Использование при этом производстве неконтролируемого низкоаортного привозного скрапа не всегда обеспечивает получение необходимого уровня качества металлопродукции.
Проблемы, связанные с производством чугуна в доменных печах, явились стимулом для развития процессов прямого (внедомеиного) восстановления железа из руды. В настоящее время эти процессы нашли широкое развитие как в нашей стране, так и за рубежом. Основным преимуществом процессов прямого восстановления железа является то, что для их осуществления не требуется дефицитный кока. В качестве восстановителя при этом можно использовать газообразное или любое низкосортное топливо. Получаемый таким способом полупродукт характеризуется стабильными показателями качества.
ХХУІ съезд КПСС наметил на II пятилетку формирование и развитие в нашей стране, системы территориально-промышленных комплексов. В отой системе важное место занимает территориально-производственный комплекс - Курская магнитная аномалия. Основными направлениями экономического и социального развития СССР на 1981-1985 годы и на период до 1990 года предусмотрено: "Продолжить формирование территориально-производственного) комплекса на базе Курской магнитной аномалии, ввести в строй первую очередь Оскольско-го электрометаллургического1 комбината" (I ] .
Одной из существенных особенностей этого комплекса является то, что металлургический комбинат будет работать по принципиально новой технологической схеме, без доменного передела.
Оскольский электрометаллургический комбинат - один из крупнейших в мире металлургических комбинатов по производству метал-лизованных окатышей (губчатого железа) и использования их в качестве шихты при выплавке стали.
Помимо использования металлизованных окатышей на Оскольском электрометаллургическом комбинате предусмотрена поставка их предприятиям черной и цветной металлургии, машиностроительным заводам для использования в качестве охладителя жидкого металла при производстве конвертерной стали, получения :порошковых материалов и других назначений.
Пуск в эксплуатацию Оскольского электрометаллургического комбината, оснащенного современным оборудованием, ориентированного на использование новой прогрессивной технологии, обеспечит значительное увеличение объема производства высококачественной стали, позволит повысить уровень качества изделий металлопотребляющих отраслей народного хозяйства.
Технологическая схема работы этого комбината предусматривает получение окатышей из концентрата руд Лебединского горно-обогатительного комбината, отличающихся высотсой степенью чистоты по примесям, металлизацию их до степени восстановления не менее 94% в шахтных печах газообразным восстановителем, выплавку стали в большегрузных электродуговых печах с непрерывной загрузкой метал-лизованных окатышей, вакуумирование жидкого металла в ковше, продувку его инертным газом и порошкообразными реагентами, разливку на машинах непрерывнолитой заготовки. В процессе разливки предусмотрены защита жидкого металла от окисления инертным газом от с тале разливочного ковша до кристаллизатора, и электромагнитное перемешивание его в кристаллизаторе.
Прогрессивные технологические приемы и методы выплавки, разливки, прокатки и термической обработки металлопродукции Оскольского электрометаллургического комбината направлены на улучшение качественных показателей стального проката. Использование при выплавке стали чистых шихтовых материалов является одним из основополагающих факторов повышения ее качества.
Несмотря на то, что в СССР и за рубежом; имеются действующие промышленные; установки прямого восстановления лее леза из руды и получаемые на них металлизованные полупродукты используются в сталеплавильном производстве, к началу постановки настоящей работы не было проведено систематизированных исследований по изу чению влияния применения шихты, полученной методами, прямого- восстановления (ПВ), на качественные характеристики, легированных и низколегированных сталей.
Исходя из этого в настоящей работе выполнено:
- исследование влияния исходной шихты ПВ на механические свойства, структуру и степень чистоты по примесям и неметаллическим включениям легированных и низколегированных сталей;
- изучение эксплуатационных и технологических характеристик конструкционных сталей, выплавленных на шихте ПВ;
- исследование влияния отдельных примесей и рафинирующих обработок на показатели механических свойств сталей;
- определение природы влияния исходной шихты ПВ на свойства конструкционных сталей;
- выявление преимуществ конструкционных сталей, выплавленных на шихте ПВ.
Качество стали, выплавленной с использованием шихты прямого восстановления
Использование металлизованной шихты ПВ для выплавки качественных сталей нашло широкое распространение в Швеции, ФЕГ, Японии, США и других промышленно развитых странах [ 2-5 ] . Несмотря на это, сведения о качестве сталей, выплавленных на губчатом железе в промышленных условиях за рубежом, весьма ограничены. Как. правило, публикуются данные по химическому составу, содержанию серы, фосфора, газов и других примесей. В отдельных случаях приводятся данные о стоимости сталей из губчатого железа, рентабельности их производства. В Швеции на протяжении полувека выплавляют различные стали на губчатом железе в промышленных условиях, однако опубликованы лишь отдельные результаты исследований по качеству этих сталей. В частности,известно, что углеродистые и легированные стали ответственного назначения (для коленчатых валов, сосудов высокого давления и т.д.), шарикоподшипниковые, инструментальные, быстрорежущие, нержавеющие, жаропрочные, электротехнические, а также специальные (мартенситостареющие, для ядерной техники и др.), выплавленные на губчатом железе, по сравнению со сталями, выплавленными на ломе, обладают1 более высокой степенью чистоты по примесям и неметаллическим включениям, имеют большую пластичность и вязкость. Кроме того, нержавеющие стали более устойчивы против общей и межкристаллитной коррозии и против сильно окисляющих химических соединений, лучше свариваются и шлифуются 119 J . С 1938 года крица, полученная по способу Круппа, использовалась в Германии и Японии в качестве шихтового; материала при выплавке сталей для авиационного моторостроения, орудийных стволов и других специальных сталей с целью улучшения их свойств. В связи с этим известны отдельные данные по качеству углеродистых сталей с содержанием углерода от 0,2 до 1,3$, полученных на губчатом железе, после различных режимов термической обработки [20]. Стали, выплавленные с использованием шихты прямого восстановления, проявляют тенденцию к повышению пластичности и вязкости при незначительном снижении прочностных свойств (рис.1,1.). Кроме того, эти стали обладают большой выносливостью при испытании повторным ударом, В той же работе [20 J указано на некоторое превосходство легированных сталей, выплавленных на шихте прямого восстановления, над сталями, выплавленными на мартеновском скрапе и чугуне, выраженное в сочетании более высоких прочностных и пластических характеристик, а также в повышенной чистоте по: содержанию серы, фосфора, азота и водорода. В работе; [21J японские исследователи изучали влияние губчатого железа на свойства высокопрочной стали HJ5J 4340 после вакуумно-дугового переплава.
При одинаковом уровне временного сопротивления ( 0 8 = 1945 МПа) сталь, выплавленная на губке, обладает большей пластичностью С = 50,6% против 46,5$) и ударной вязкостью при температурах испытания до минус 78С. Лучшие механические свойства стали, выплавленной на губчатом железе, по сравнению со сталью, выплавленной на скрапе, авторы объясняют меньшими содержаниями в ней примесей меди, олова и мышьяка (соответственно 0,01; 0,003; 0,002$, против 0,09; 0,015; 0,012$). В СССР к настоящему времени: более или менее широко исследованы углеродистые метизные стали, полученные с применением: губчатого железа производства Сулинского металлургического завода, Белоредкого металлургического комбината, НПО "Тулачермет", металлургического) завода "Сибэлектросталь" и др.[8,13,14,22 J . Практически во всех исследованиях указывается на то, что сталь, выплавленная на губчатом железе, содержит меньше случайных при- месей (хром, никель, медь, олово и др.), чем. сталь рядовой выплавки. Относительно степени загрязненности неметаллическими включениями и содержания в них газов мнения исследователей противоречивы. В работе [12] показано, что частичная или полная замена в шихте скрапа губчатым железом при выплавке углеродистых и легированных сталей приводит к уменьшению в них; содержания постоянных и случайных примесей (рис.- 1.2.). Характеристики механических свойств - пластичность, ударная вязкость, выносливость, усталостная прочность, число оборотов при; кручении канатной стали., выплавленной на губчатом железе, выше, чем у стали обычной выплавки [23 1 . Работоспособность экскаваторных и талевых канатов, изготовленных из такой стали, повышается в 1,5 раза. Выносливость металлокорда, изготовленного1 из стали 80, выплавленной с использованием губчатог железа, также в 1,5 раза выше обычного. При этом уменьшилась обрывность, проволоки в процессе ее протяжки и переработки [24 ]. Усталостная прочность при испытании на переменный изгиб с вращением; проволоки из стали 45, выплавленной с применением губчатого» железа, на 20$ выше,чем. обычной стали, выплавленной на ломе [ 25 ]. В работе [ 26] приведены результаты испытаний стали 40ХНМА выплавки в 100 т электродуговой печи на различных шихтовых материалах. Было выплавлено по три плавки на губчатом железе, оборотном ломе и а добавлением к губчатому железу 50$ привозного; лома. Средние значения стандартных показателей механических свойства сталей трех вариантов выплавки приведены в табл.1.I. Сталь, выплавленная на губчатом железе, по сравнению с другими вариантами Из опубликованных отечественных данных о влиянии шихты прямого восстановления на свойства конструкционных легированных сталей представляют интерес: результаты работ-, проведенных под руководствам проф. Кожевникова И.Ю. по изучению свойств стали, хромансиль в зависимости от количества в шихте металла прямого восстановления! [27 J . Показано, что добавка в шихту металла прямого восстановления улучшает комплекс механических свойств стали, причем наиболее интенсивное увеличение механических характеристик отмечено при введении в шихту до 50$ металла ПВ. В работе [ 27 отмечается, что при добавлении 78-97$ полупродукта ПВ снижается содержание кислорода и азота соответственно от 0,0079 и 0,0065 до 0,0065 и 0,0055$.
Методы определения химического состава сталей, металлографических и фрактографических исследований
Содержание в исследованных сталях и сплавах легирующих и примесных элементов определяли стандартными методами химического и спектрального анализов, в том числе атомно-абсорбционным, эмиссионво—спектральным, спектрофотометрическим и другими тонкими методами контроля. Содержание газов: кислорода, азота и водорода определяли методом вакуумного плавления. Исследование структуры и фракто графическое? изучение изломов образцов осуществляли на оптических и электронных микроскопах МИМ-8, Неофот 21, Тесла Ю-540, Джеол-50А и Оже-опектромет-ре И-540. Объектом исследования являлись фольги, поверхность изломов, разрушенных образцов или одноступенчатые угольные реплики, полученные со шлифов или с поверхности изломов. Микрошлифы готовили механической полировкой с последующей электролитической полировкой в 20$ растворе серной кислоты или смеси уксусной (80$) и хлорной (20$) кислот. Травление шлифов было электролитическим либо в % растворе азотной кислоты в метиловом спирте, либо в смеси кислолг пикри-новой (2$) и азотной (2$), либо в реактиве Поповой (75 г НС6 в 1000 мл вода). Напыление поверхности осуществляли на установке ВУП-І. Отделение реплик от шлифов производили электролитически в 10$ растворах серной и азотной кислот. Мікроструктуру сталей изучали методом просвечивания тонких металлических фольг на электронном микроскопе Тесла ВС-540. Фольги подготавливали путем механического утонения с 0,5-0,8 до ОД ми. Окончательное утонение до получения отверстия производили электролитически в реактиве 80 мл ортофосфорной кислоты и 12г хромового ангидрида, Напряжение на зажимах ванны в начале процесса 32в, после появления отверстия - 18в. Изучение микроструктуры и поверхности изломов образцов производили также непосредственно на шлифах или изломах на сканирующем электронном микроскопе Джеол-50А, позволяющем получать качественную характеристику состава стали и ее избыточных фаз. Размер выделений определяли на микрофотографиях с увеличением s хЮООО. Замеряли сечения 500-1000 рядом расположенных частиц в различных участках структуры. Для подсчета использовали 3 микрофотографии с различных участков образцов. По данным измерений рассчитывали средний размер карбидов.
Величину аустенитного зерна определяли методом травления границ зерен ауотенита в соответствии с ГОСТ 5639-82 на закаленных образцах размером 10x10x25 мм, отпущенных при температуре 250С. Микрошлифы травили в насыщенном водном растворе пикриновой кислоты с добавлением 2-4$ моющей жидкости "Синтол".
Изучение кинетики роста зерна ауотенита осуществляли в камере "Вакутерм" микроскопа МЕФ фирмы Рейхерт, позволяющей вести непосредственное наблюдение за изменением структуры в процессе нагрева и охлаждения. Выявление границ зерен происходило за счет термического травления - избирательного испарения и диффузионного перемещения атомов от границ зерен, как от мест с повышенной свободной энергией.
Исследования в высокотемпературной камере проводили в среде защитного газа - аргона высокой чистоты при избыточном давлении 0,2-0,3 атм. Газ дополнительно подвергали очистке от следов кислорода и влаги, пропуская его через печь с магниевой стружкой при температуре 500С. Для уменьшения окисляемости шлифа при нагреве использовали защитные экраны - геттеры из циркония, который соединяется с кислородом быстрее,чем исследуемый металл.
Образцы нагревали со скоростью ЮС/сек, выдержка на каждой ступени аустенизации составляла 20 мин., длительность изотермической выдержки при охлаждении - I час. Структуру в течение каждого эксперимента наблюдали в одном и том же поле зрения.
Определение величины аустенитного зерна осуществляли методом измерения среднего условного диаметра зерен - SDcp с помощью автоматического анализатора структуры "Квантимет 720" и методом бальной оценки по табл.1 ГОСТ 5639-82.
Исследование загрязненности сталей неметаллическими включениями осуществляли металлографическим методом бальной оценки в соответствии с ГОСТ 1778-70.
Кроме того, определение загрязненности стали сульфидными и оксидными включениями производили также на автоматическом структурном анализаторе "Эпиквант" при увеличении х250 на поле форматом 0,4x0,4 мм. Подсчет проводили на 60 и 40 форматах (площадь просмотра соответственно составляла 28,8 и 19,2 мм ).
Установленная площадь подсчета обеспечила ошибку определения в пределах 10-15$. Форматы на каждом шлифе набирали по двум параллельным прямым, проходящим по всему сечению шлифа. На приборе с помощью, дискриминаторов устанавливали пороги детектирования, соответствующие отражательной способности кислородных и сульфидных- включений. Прибором в автоматическом режиме производился раздельный подсчет площади, занятой кислородными и сульфидными включениями, а также .-. общего, числа и распределения по размерным группам кислородных включений. Оценку макроструктуры осуществляли в соответствии с ГОСТ 10243-75.
Влияние исходной шихты ПВ на деформируемость сталей в холодном состоянии
Повышение чистоты стали по примесям и неметаллическим включениям улучшает горячую пластичность конструкционных сталей, что должно положительно влиять на качество поверхности горячекатаного проката. Вместе с тем повышение чистоты стали ухудшает обрабатываемость резанием, что вызывает определенные трудности при. изготовлении из нее деталей механической обработкой.
Изготовление стальных изделий методом холодной высадки является одним из перспективных направлений малоотходной техно- N логии, позволяющей повысить эффективность использования металла. Для широкого? распространения методов холодной высадки при изготовлении деталей сложной конфигурации с большой степенью деформации металла необходимо получать высококачественный металлопрокат, выдерживающий испытание на осадку не менее чем: на 65-75$.
Основные трудности производства стального проката, отвечающего таким требованиям, обусловлены недостаточно высоким качеством поверхности проката и загрязненностью стали неметаллическими включениями и примесями. Улучшение этих показателей является предпосылкой для повышения важной технологической характеристики металлопродукции - способности к деформации в холодном состоянии.
Исследовано влияние исходной шихты ПВ на холодную, деформируемость, стали I8X2H4BA. после горячей прокатки, нормализации от температуры 950С и высокого отпуска при температуре 650С в течение 4-х часов испытанием на осадку образцов с черновой и обточенной поверхностью.
При испытании образцов с черновой поверхностью сталь, выплавленная на шихте IB, выдерживала осадку до относительной деформации 67$, сталь обычной выплавки - лишь до 50$. При более высоких степенях деформации на поверхности образцов появлялись трещины в результате вскрытия дефектов металлургического и прокатного происхождения вблизи или на поверхности горячекатаного образца.
При испытании образцов с обточенной поверхностью, когда фактор влияния состояния поверхности отсутствовал, сталь, выплавленная на шихте ПВ, выдерживала осадку до относительной деформации 90$, сталь, обычной выплавки - до 80$. Таким образом, испытанием на осадку выявлено, что за счет выплавки на шихте ПВ существенно улучшается способность стали, к деформации в холодном состоянии. В этой связи представляется весьма перспективным использование для холодной высадки проката из сталей, выплавленных на этой шихте. 1. Примеси легкоплавких цветных металлов в количестве 0,005$ отрицательно влияют на горячую пластичность конструкционных сталей. Наиболее нежелательными с этой точки зрения являются висмут и сурьма, которые снижают горячую пластичность на 60$; цинк, олово и свинец уменьшают горячую пластичность стали на 30$. Введение в сталь одновременно всех названных примесей ухудшает горячую пластичность стали ПВ на 70$. 2. Использование при выплавке конструкционных легированных, и низколегированных сталей чистой по примесям шихты прямого восстановления повышает их горячую пластичность в среднем на 40$. 3. Применение электрошлакового переплава повышает показатели горячей пластичности стали, выплавленной на шихте ПВ, дополнительно на 30$. 4. За счет использования при выплавке стали шихты ПВ вместо скрапа улучшается ее способность к деформации в холодном состоянии. Величина относительной деформации при испытании на осадку образцов с горячекатаной поверхностью увеличивается от 50 до 67$. Обточка поверхности образцов позволяет повысить эту величину для стали обычной выплавки до 80$, для стали, выплавленной на шихте ПВ, до 90$.
Исследование превращения: аустенита при; непрерывном охлаждении и в изотермических условиях
Результаты сравнительных исследований кинетики превращения аустенита низколегированной стали марки І7ГС, выплавленной на шихте прямого восстановления и на скрапе, при непрерывном охлаждении после нагрева со скоростью 2С/с до температуры 920С и выдержки 40 с приведены в виде термокинетических диаграмм на рис.4. 2 . Диапазон скоростей охлаждения в интервале температур наименьшей устойчивости! аустенита 700 500С находился в пределах от 0,5 до 290С/с. Кинетика распада переохлажденного аустенита исследованных сталей характеризуется тем, что в обычной стали І7ГС, выплавленной на скрапе, мартенситная и бейнитная области сильно развиты по сравнению со сталью, выплавленной на шихте ПВ, и сдвинуты в сторону меньших скоростей охлаждения. Так, при скорости охлаждения 290С/с в этой стали наблюдается полностью мартенситная структура; в стали, выплавленной на шихте ПВ,- 80$ мартенсита, 10$ бейнита и 10$ феррито-перлитной смеси. После охлаждения со скоростью 160С/с структура стали І7ГС обычной выплавки состоит из 60$ мартенсита, 30$ бейнита и 10$ продуктов феррито-перлитного распада; структура стали ПВ -из 30$ мартенсита, 60$ бейнита и 10$ феррито-перлитной смеси. После охлаждения со скоростью. 60С/а в обычной стали І7ГС содержится 5$ мартенсита, 80$ бейнита и 15$ феррито-перлитной смеси; в стали, выплавленной на шихте ПВ,- 10$ бейнита и 90$ феррито-перлитной смеси. После охлаждения со скоростью 30С/с бейнитная составляющая в количестве 5% наблюдается лишь в стали: І7ГС, выплавленной на скрапе. При меньших скоростях охлаждения структура стали І7ГС обоих вариантов выплавки состоит из феррито-перлит-ной смеси. Б стали І7ГС, выплавленной на шихте прямого восстановления, все области превращения аустенита сдвинуты в сторону более: высоких температур и скоростей охлаждения, что можно объяснить отсутствием в ней остаточных примесей хрома, никеля, меди и других элементов, которые содержатся в достаточно больших количествах в стали, выплавленной на скрапе, и повышают устойчивость ее аустенита. Детальные исследования микроструктуры стали І7ГС двух вариантов выплавки при оптическом и электронном увеличениях, проведенные для закалочной скорости охлаждения 140ТУс, показывают полное соответствие с результатами дилатометрич&ских исследований (раздел 4.5). Результаты исследования изотермического распада аустенита стали І7ГС тех же вариантов выплавки на магнитном анизометре Акулова, приведенные на рис. 4.4, также свидетельствуют! о боль -шей устойчивости аустенита стали, выплавленной на скрапе, по сравнению со сталью, выплавленной на шихте: прямого восстановления, при; изотермических выдержках в интервале температур 420-700С после охлаждения о» температуры 950С. Методом торцевой закалки образцов
Джамини определили про-каливаемость низколегированной стали І7ГС исследованных вариантов выплавки. Из рис. 4.5 следует, что сталь, выплавленная на скрапе, прокаливается на большую глубину по сравнению со сталью, выплавленной на шихте прямого восстановления. По номограмме М.Е.Блантера [115] опредилили критический диаметр цилиндра при десятикратном отношении длины к диаметру в случае закалки в во-,е, который для стали, выплавленной на шихте ПВ, равен 14 мм, \ для стали, выплавленной на скрапе, - 17 мм. Высокотемпературные исследования стали I8X2H4BA в камере Вакуутерм" позволили проследить механизм распада аустенита при зотермической выдержке 420С. Превращение аустенита осуществлялось образованием колоний кристаллов Л -фазы, которые четко улавливались по появлению рельефа на поверхности микрошлифа. Кристаллы новой фазы возникали у отдельных границ зерен аустенита и росли в глубь зерна. От боковых поверхностей возникших уже игл начинали расти новые под некоторым углом к ранее возникшей группе (рис.4.б). Количество превращенного аустенита с увеличением выдержки при изотерме возрастало. В стали, выплавленной на шихте ПВ, процесс распада аустенита шел довольно интенсивно: первые кристаллы альфа-фазы появлялись через 30 с. По истечении 5 минут процесс распада практически заканчивался. Количество нераспавшегося аустенита составляло 15$. В стали, выплавленной на скрапе, первые кристаллы альфа-фазы появлялись через 35 с. Процесс распада аустенита также протекал в виде образования колоний кристаллов,различно ориентированных друг к другу, и закончился по истечении 5 минут. Количество нераспавшегося аустенита составляло 15$. Таким образом, существенного различия в кинетике изотермического превращения аустенита стали I8X2H4BA ПВ и обычной выплав- ш при температуре 420С не выявлено. Однако наблюдается тендек-риср некоторого снижения устойчивости аустенита стали ПВ. Это, ддимо, связано с приграничным- распределением примесей, тормозя- щих превращение в обычной стали, поскольку зарождение первых порций новой фазы происходит именно в приграничных областях.
