Анотація до роботи:

Солідор Н.А. Підвищення абразивної та ударно-абразивної зносостійкості економно легованих марганцем сталей за рахунок удосконалення режимів термічної обробки. – Рукопис.

Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.16.01 - Металознавство та термічна обробка металів. Приазовський державний технічний університет Міністерства освіти і науки України, Маріуполь, 2008 р.

Дисертація присвячена питанню підвищення абразивної, ударно-абразивної зносостійкості та зносостійкості в умовах сухого тертя і механічних властивостей нових економно легованих марганцем сталей за рахунок раціональних режимів зміцнюючих технологій, що використовують принцип керованої самотрансформації сталей з метастабільним аустенітом при реалізації деформаційного мартенситного перетворення при навантаженні в різних умовах абразивної дії з урахуванням коефіцієнта динамічності.

В дисертації надані рекомендації щодо вибору раціональних режимів обробок високовуглецевих аустенітних економно легованих марганцем сталей для підвищення їх зносостійкості та механічних властивостей в залежності від хімічного, фазового складу та умов навантаження, що характеризуються коефіцієнтом динамічності К_Д. Результати роботи впроваджені при виготовленні ланок і роликів конвеєра чавуно-розливної машини доменного цеху ВАТ «ММК ім. Ілліча» з очікуваним річним економічним ефектом у 40769 грн. та для молотків дробарок вапняку аглофабрики, що дозволить отримати річний економічний ефект у 202566 грн.

1. В дисертації проведено теоретичне узагальнення і отримано подальший розвиток рішення наукової задачі використовування деформаційного мартенситного перетворення, що дозволило підвищити абразивну, ударно-абразивну зносостійкість і зносостійкість в умовах сухого тертя нових високовуглецевих економнолегованих сталей з 5-10 % Mn.

2. На підставі проведених досліджень обґрунтована необхідність реалізації диференційного підходу до створення високовуглецевих економно легованих марганцем сталей і їх раціональних зміцнюючих обробок. Показано, що, управляючи кількістю і стабільністю аустеніту, оптимізуючи їх з урахуванням початкового хімічного і фазового складів стосовно конкретних умов абразивної дії, які характеризуються К_Д, можна на економнолегованих сталях отримати підвищений рівень механічних та експлуатаційних властивостей.

3. Експериментально встановлено, що для підвищення довговічності деталей, які працюють в умовах абразивного зношування і сухого тертя (К_Д=1,1-1,2), слід застосовувати сталі з 5-7 % Mn і гартування проводити з відносно невисоких температур – 850-950 С. Це забезпечує отримання армованого карбідами аустеніту, що інтенсивно перетворюється на мартенсит деформації в процесі експлуатації зі збереженням запасу пластичності і ударної в’язкості деталей. Для сталей з більш високим вмістом марганцю (~10 %) з цією ж метою рекомендована дестабілізація аустеніту за рахунок зневуглецювання поверхні при нагріві під гартування, проведення після гартування старіння або сповільненого (в порівнянні з водою) охолодження деталей з температури аустенітизації, що викликає виділення карбідів і збіднення аустеніту вуглецем і марганцем. Застосування запропонованих технологій термічної обробки дозволяє отримати високі показники абразивної зносостійкості і приводить до підвищення терміну експлуатації деталей.

4. В умовах ударно-абразивного зношування (К_Д=2,5) слід застосовувати сталі, які містять 9-11 % Mn (120Г10Л, 120Г10ФТЛ, 100Х6Г10ФТЛ), гартування їх здійснювати з підвищених температур не нижче 1050 С, а у ряді випадків додатково підвищувати стабільність аустеніту низькотемпературним старінням, що виключає виділення карбідів; слід звести до мінімуму зневуглецювання поверхні. Для підвищення ударно-абразивної зносостійкості сталей зі зниженим вмістом марганцю рекомендується проведення цементації. Застосування розроблених режимів термічної і хіміко-термічної обробок дозволяє отримати високі показники зносостійкості і механічних властивостей в умовах ударно-абразивного зношування.

5. На підставі встановлення зв’язку склад – структура – властивості в процесі комбінованої обробки, яка включає попереднє розкладання аустеніту з утворенням максимальної кількості ФКС при 550 С протягом 1 години (для 130Г7ТЛ) і 3-х годин (для 120Г10ФТЛ), нагрів зі швидкістю 10 С/хвил. до 950 С, витримку і подальше гартування у воді, отримані нові дані, що дозволило забезпечити отримання дрібнозернистої аустенітної структури в економно легованих марганцем сталях і забезпечило значне підвищення їх ударно-абразивної зносостійкості і механічних властивостей.

6. Виробничі випробування високовуглецевих марганцевих сталей підтвердили правильність отриманих результатів, показали високі експлуатаційні характеристики, які перевершують їх високолеговані аналоги. По рекомендаціях, які розроблені в дисертаційній роботі, була проведена зміцнююча обробка роликів і ланок стрічок конвеєра чавуно-розливної машини доменного цеху ВАТ «ММК ім. Ілліча» зі сталі 130Г7ТЛ. Промислові випробування показали, що після запропонованої обробки число поривів стрічок конвеєра розливної машини знизилося в 10 разів. Очікуваний річний економічний ефект складе 40769 грн.

7. На аглофабриці ВАТ «ММК ім. Ілліча» для молотків дробарок вапняку, які працюють в умовах ударно-абразивного зношування великої інтенсивності (К_Д=2,5), впроваджена технологія обробки сталі 120Г10ФТЛ, яка, з одного боку, забезпечує подрібнення зерна, а, з іншого, - зменшує витрату газу й окислення поверхні деталей. Тривалість експлуатації зміцнених деталей зі сталі 120Г10ФТЛ підвищилася більш ніж на 20 % в порівнянні з серійними зі сталі 110Г13Л. Очікуваний економічний ефект за рахунок зниження їх собівартості і підвищення довговічності складе 202566 грн.

Основні результати дисертаційної роботи висвітлено в наступних публікаціях:

1. Малинов Л.С., Солидор Н.А. Влияние режимов термической обработки на абразивную и ударно-абразивную износостойкость стали 130Г7ТЛ // Металлургическая и горнорудная промышленность. – 2005. - № 4. – С. 71-73.

2. Малинов Л.С., Солидор Н.А., Рубец А.С. Влияние структуры и стабильности аустенита на абразивную износостойкость стали 130Г7ТЛ // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. – 2005. - № 5/1 (17). – С. 76-78.

3. Малинов Л.С., Солидор Н.А. Влияние термической обработки на структурные изменения и износостойкость высокоуглеродистых сталей, содержащих 7- 10 % Mn // Сб. науч. трудов «Строительство, материаловедение, машиностроение». – Днепропетровск: ПГАСА. - 2006. - Вып. 36. – Ч. 2. – С.26-32.

4. Малинов Л.С., Солидор Н.А. Использование экономнолегированных марганцовистых сталей с метастабильным аустенитом для повышения долговечности быстроизнашивающихся деталей // Металл и литье Украины.– 2007.- № 8. – С. 45-46.

5. Малинов Л.С., Солидор Н.А., Сирота В.И., Ткачев В.Н. Износостойкие стали с 5-10 % Mn для быстроизнашивающихся деталей // Сталь. – 2007. - № 1. – С. 78-80.

6. Солидор Н.А. Абразивная и ударно-абразивная износостойкость экономнолегированной марганцем стали 130Г7ТЛ // Тезисы докл. Международной научно-техн. конф. молодых специалистов «Азовсталь – 2005».– Мариуполь.– 2005. – С. 104-105.

7. Малинов Л.С., Солидор Н.А. Влияние обезуглероживания на структуру, абразивную и ударно-абразивную износостойкость высокоуглеродистых марганцовистых // Тезисы докл. II Международной научно-методической конф. «Современные проблемы сварки и родственных технологий, совершенствование подготовки кадров». – Мариуполь: ПГТУ. – 2006. – С. 116-117.

8. Солидор Н.А. Влияние термической обработки на ударно-абразивную износостойкость высокоуглеродистой стали с пониженным содержанием марганца // Тезисы докл. Международной научно-техн. конф. молодых специалистов «Азовсталь – 2006». – Мариуполь. – 2006. – С. 60-61.

9. Солідор Н.А. Ударно-абразивна зносостійкість нової високо вуглецевої сталі зі зниженим вмістом марганцю // Збірка тез доп. регіональної науково-практ. конф. аспірантів ПДТУ «Творча співпраця науки з виробництвом». – Маріуполь: ПДТУ. – 2006. – С. 16-17.

10. Солидор Н.А. Использование экономнолегированных сталей с 7-10 % марганца для повышения долговечности быстроизнашивающихся деталей ОАО «ММК им. Ильича» // Тезисы докл. Международной научно-техн. конф. специалистов «Азовсталь – 2007». – Мариуполь. – 2007. – С. 60-61.

11. Малінов Л.С., Солідор Н.А., Лабода Т.О. Сталі з меншим, ніж у 110Г13Л вмістом марганцю // Тезисы докл. Международной научно-техн. конф. «Университетская наука». – Мариуполь: ПГТУ. – 2007. – С. 132-133.

12. Солидор Н.А. Использование новых износостойких экономнолегированных марганцем сталей с метастабильной структурой для повышения долговечности быстроизнашивающихся деталей ОАО «ММК им. Ильича» // Сб. тезисов VII Международной научно-техн. конф. молодых специалистов ОАО «ММК им. Ильича». – Мариуполь. – 2007. – С. 31-32.

13. Солідор Н.А. Використовування нової зносостійкої сталі 120Г10ФТЛ для підвищення довговічності молотків дробарок вапняку аглофабрики ВАТ «ММК ім. Ілліча» // Тези доп. Міжнародної конференції студентів і молодих науковців з теоретичної та експериментальної фізики «Еврика – 2007». – Львів. – Травень, 2007. – С. 135.

14. Малинов Л.С., Солидор Н.А. Использование экономнолегированных марганцовистых сталей с метастабильным аустенитом для повышения долговечности быстроизнашивающихся деталей // Сб. тезисов II Международной научно-практ. конф. «Инновационные промышленные технологии» в рамках XV Международной выставки «Машиностроение. Металлургия».- Запорожье. – 2007. – С. 18-19.

15. Малинов Л.С., Солидор Н.А. Влияние химического состава и параметров обезуглероживания на структуру, фазовые превращения и износостойкость новых высокоуглеродистых сталей с 5-10 % Mn // Сб. докладов VIII Международного Конгресса «Оборудование и технологии термической обработки металлов и сплавов». – Харьков: ННЦ «ХФТИ», ИПЦ «Контраст». – 2007. – Т. II. – С. 94-98.

16. Малинов Л.С., Солидор Н.А. Повышение износостойкости и механических свойств аустенитных экономно легированных марганцем сталей за счет совершенствования режимов термической обработки // Сб. докладов IX Международного научно-технического конгресса термистов и металловедов «Оборудование и технологии термической обработки металлов и сплавов». – Харьков: ННЦ «ХФТИ», ИПЦ «Контраст». – 2008. – Т. I. – С. 34-43.

17. Малинов Л.С., Солидор Н.А. Получение износостойких материалов с модулированной (макрогетерогенной) структурой методами дифференцированной ХТО // Сб. тезисов IV Евразийской научно-практической конференции «Прочность неоднородных структур». – Москва, 2008. – С. 224.