Ямшинський Михайло Михайлович. Ливарні жаростійкі сталі для виробів, що працюють в агресивних середовищах при температурах до 1250°С : Дис... канд. наук: 05.16.04 - 2005.
Анотація до роботи:
Ямшинський М.М. Ливарні жаростійкі сталі для виробів, що працюють в агресивних середовищах при температурах до 1250С. Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.16.04 – Ливарне виробництво. – Національний технічний університет України „Київський політехнічний інститут”, Київ, 2005 р.
Досліджено комплекс ливарних, механічних та спеціальних властивостей і структуру жаростійких сталей і визначено оптимальний вміст в них хрому, алюмінію, вуглецю і титану, що забезпечує найкраще поєднання технологічних і експлуатаційних характеристик.
Для виготовлення жаростійких виробів сталі повинні вмістити в своєму складі 25…32% Cr; 1,2…3,0% Al; 0,30…0,40% C; 0,3…0,6% Ті та 0,15…0,25% РЗМ.
Кращі властивості хромоалюмінієві сталі мають коли вони на фініші плавлення опрацьовані за схемою: феромарганець +феросиліцій +0,2% алюмінію +титан +залишковий алюміній +РЗМ.
Відпрацьовано температурні режими розливання хромоалюмінієвих сталей залежно від габаритних розмірів та геометрії виливків. Для тонкостінних виливків великих розмірів температура заливання повинна становити 1680…1720С, а для товстостінних – 1600…1650С.
Рентгенографічними та структурними дослідженнями установлено, що розподіл легувальних елементів по перерізу стінок виробів є рівномірним, що забезпечує тривалу їх експлуатацію в умовах високих температур.
Розроблені технології плавлення рекомендованих сталей та виготовлення із них виливків різних габаритних розмірів і призначення. Технології пройшли апробацію у виробничих умовах і показали перспективність використання хромоалюмінієвих сталей для виготовлення жаростійких литих деталей.
Розроблені і удосконалені методики визначення ливарних, механічних і спеціальних властивостей жаростійких сталей, які забезпечують високі відтворюваність та достовірність результатів.
Вивчено технологічні властивості і структури жаростійких сталей різного хімічного складу і встановлено оптимальні межі основних елементів (Cr, Al, C, Ti) у цих сталях.
Показано, що найкращий комплекс ливарних і механічних властивостей мають сталі з вмістом 25…32 % Cr; 1,2…3,0% Al; 0,30…0,40% С; 0,3…0,6% Ті.
Досліджено вплив технологічних факторів на процеси плавлення сталей та виготовлення із них якісних виливків різних габаритних розмірів та геометрії.
Установлено, що найкращих ливарних і механічних властивостей сталі набувають після оптимальних температур перегрівання металу та послідовності введення в розплав легувальних елементів. Заливання форм доцільно здійснювати при температурах 1600…1650С. Перед вводом у розплав легувальних елементів з високою спорідненістю до кисню, його необхідно розкиснювати за схемою феромарганець феросиліцій 0,2% Al. Для покращання характеристик сталей установлена доцільність мікролегування їх 0,25…0,50% РЗМ.
Вивчено вплив хрому, алюмінію, титану, вуглецю та РЗМ на комплекс спеціальних властивостей сталей. Установлено, що сталі рекомендованого хімічного складу мають окалиностійкість в 5…7 разів вищу, ніж хромонікелеві, внаслідок утворення на поверхні виробів захисної плівки, яка складається переважно із оксидів - Al2О3, Cr2О3 та шпінелі (Cr, Al)3О4.
Досліджено кінетику окиснення жаростійких сталей різного хімічного складу в умовах високих температур і агресивних середовищ.
Установлено, що інтенсивне окиснення поверхні виробів має місце протягом перших 1,5…2,5 год їх експлуатації, а найбільш агресивним середовищем є перегріта водяна пара.
Визначені основні фізичні характеристики жаростійких сталей – тепло- і електропровідність. Одержані результати дають підстави для розширення галузей використання хромоалюмінієвих сталей.
Досліджено структуру жаростійких сталей і встановлено її вплив на механічні і експлуатаційні властивості.
Розподіл легувальних елементів по товщині стінок виробів визначає перспективність використання хромоалюмінієвих сталей для виготовлення жаростійких виробів.
Розроблені технології виплавлення рекомендованих сталей та виготовлення із них виливків різних габаритних розмірів і геометрії.
Проведені промислові випробовування технологій в умовах СО «Електроремонт» системи «Донбасенерго» та Трипільської ТЕС. Показано, що рекомендовані сталі мають високі технологічні і експлуатаційні характеристики. Економічний ефект від заміни прокату хромонікелевої сталі 25Х25Н19С2 на ливарну хромоалюмінієву 35Х30Ю2ТЛ складає 31974 грн. на 1 тонну продукції, а від заміни прокату сталі 15Х23Н18 на хромоалюмінієву сталь 30Х24Ю3ТЛ – 26770 грн. на 1 тонну продукції.
