Анотація до роботи:

Тютєрєв І. А. Підвищення механічних властивостей сталі 10Г2ФБ усуненням перлітної смугастості. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.02.01 – матеріалознавство. – Придніпровська державна академія будівництва та архітектури, Дніпропетровськ, 2006.

Дисертаційна робота спрямована на підвищення міцнісних і пластичних властивостей сталі 10Г2ФБ особливо в Z- напрямку, за рахунок удосконалення структури металу. Показана ефективність використання сталей підвищеної міцності у будівництві. Запропонована нова методика визначення середніх розмірів зерна аустеніту за відстанню між перлітними смугами. Лабораторні дослідження засвідчили, що перлітна смугастість при виробництві товстолистової сталі 10Г2ФБ пов'язана з ростом крупних зерен аустеніту при транспортуванні заготівки між станами чорнової і чистової прокатки. Для усунення перлітної смугастості використана безперервна гаряча пластична деформація у сполученні з охолодженням, яка дала можливість подрібнити зерна фериту і перліту до величини 5 мкм. При цьому спостерігалося трикратне зменшення кількості фериту у ферито-перлітній структурі. Усунення перлітної смугастості дозволило отримати міцні і пластичні властивості в Z-напрямку на рівні: _в = 763МПа, _т = 656МПа, = 28%, = 71%, тобто значно зменшити анізотропію механічних властивостей сталі 10Г2ФБ, що піддавалася гарячій пластичній деформації. Для усунення перлітної смугастості і підвищення міцнісних і пластичних властивостей сталі 10Г2ФБ в умовах виробництва запропоновані нові технологічні схеми виготовлення товстого листа сталі цієї марки.

1. Аналіз літературних джерел показав, що за кордоном найефективніше використовуються сталі підвищеної і високої міцності в елементах, які працюють на розтяг та згин.

2. Встановлено, що із сталей вітчизняного виробництва перспективними для використання в великопрольотних та багатоповерхових будівель є сталі, які використовуються в теперішній час для виготовлення труб великого діаметра та з'єднувальних деталей магістральних нафто - газопроводів.

3. Розроблена нова методика оцінки середнього розміру зерна аустеніту шляхом вимірювання середньої відстані між перлітними смугами готового прокату з низьковуглецевих мікролегованих сталей.

4. Порівняння отриманих середніх значень величини зерна аустеніту показало, що сталь виробництва ОАО "ММК ім. Ілліча" поступається більшості зарубіжних зразків, отже, зменшення зерна аустеніту в цій сталі є резервом поліпшення її механічних властивостей.

5. Показано, що після гомогенізації сталі 10Г2ФБ при температурі 1150С протягом 4 годин сегрегація марганцю незначна, додаткове нагрівання до температури 950С з витримкою 30 хвилин, деформацією на 60% з наступним гартуванням у маслі підвищує ступінь сегрегації марганцю, а після додаткового нагрівання до температури 950С з витримкою 0,5 години і охолодження разом із піччю сегрегація марганцю стає яскраво вираженою, а марганець зосереджується, в основному, в перлітних смугах.

6. Встановлено, що в сталі 10Г2ФБ при розтягуванні в напрямку, перпендикулярному до площини листа, у перлітних смугах виникають пори, розвиток яких є причиною пониженої міцності і пластичності в цьому напрямку. При розтягуванні сталі 10Г2ФБ промислового виробництва в напрямках, що лежать у площині листа, переважного виникнення пор у перлітних смугах не спостерігається.

7. Лабораторна гаряча деформація сталі 10Г2ФБ оброблена за режимом: нагрів до температури 1150С, витримка 4 години, підстуження до 950С, деформація одновісним стисненням з = 60 % з одночасним охолодженням до температури 750С з наступним охолодженням у масло, дозволила значно знизити утворення перлітної смугастості та отримати феритно-перлітну структуру з середнім розміром зерен менше 5 мкм і високими ізотропними механічними властивостями.

8. Установлено, що зменшення кількості перліту зі зменшенням розмірів зерен фериту пов'язане з утворенням твердого розчину вуглецю в фериті.

9. На основі проведеного комплексу досліджень, а також аналізу їх результатів розроблені і запропоновані технологічні схеми виробництва товстого листа із сталі 10Г2ФБ, включаючи отримання дрібного зерна аустеніту, та, відповідно, фериту і колоній перліту. Ці технологічні схеми запропоновані для дослідно-промислової прокатки на обладнанні металургійних заводів України.

Публікації автора:

1. Большаков В. И., Воробьев Г. М., Тютерев И. А., Хоменко Ю. И., Саркиц И.Г., Василенко Т.С. Методика измерения среднего размера аустенитного зерна по структуре горячекатаных микролегированных сталей // Металознавство та термічна обробка металів. –- 2001.– № 2. – С. 4 –10. (здобувач запропонував новий спосіб оцінювання середнього розміру аустенітних зерен перед останньою гарячою прокаткою мікролегованих сталей з ферито-перлітною структурою).

2. Большаков В. И., Воробьев Г. М., Тютерев И. А., Хоменко Ю.И., Саркиц И.Г., Буньковская Т.В. Измельчение зерна аустенита и феррита стали 10Г2ФБ // Металознавство та термічна обробка металів. – 2001. – №4. – С. 4 – 10. (здобувач експериментально показав, що у сталі 10Г2ФБ можливо отримати несмугасту ферито-перлітну структуру з розміром зерна фериту та перліту до 5 мкм; встановив, що при зменшенні зерна аустеніту менше 8 мкм спостерігається зменшення кількості перліту нижче розрахованого за хімічним складом сталі 10Г2ФБ (12,5%)).

3. Большаков В. И., Воробьев Г. М., Тютерев И. А., Хоменко Ю. И. Новый механизм торможения роста зерна феррита в микролегированных сталях // Перспективные задачи инженерной науки: Сб. науч. трудов. - Вып. 3. / Под общ. ред. акад. МИА, д.т.н., проф. В.И. Большакова. - Днепропетровск: GАUDEAMUS. – 2002. - C. 112–116. (здобувач запропонував новий механізм затримання росту феритних зерен у низьковуглецевих сталях за рахунок утворення мікросмуг перліту в процесі гарячої пластичної деформації; знайдено новий ефект зменшення кількості перліту в низьковуглецевих сталях при зменшенні зерна фериту; експериментально довів можливість подрібнення зерна аустеніту в сталі 10Г2ФБ менше 6 мкм).

4. Большаков В. И., Воробьев Г. М., Тютерев И. А., Хоменко Ю. И., Фролкова О.Н. Природа перлитной полосчатости в низкоуглеродистых сталях // Строительство, материаловедение, машиностроение: Сб. науч. трудов Приднепровской государственной академии строительства и архитектуры. - Вып. 27. Ч. 2 / Под общ. ред. д.т.н., проф. В. И. Большакова. - Днепропетровск: ПГАСА.– 2004. - С. 167. (здобувачем розглянуті механізми утворення перлітної смугастості, виявив призупинення перлітної реакції при подрібненні феритних зерен у сталі 10Г2ФБ).

5. Большаков В. И., Воробьев Г. М., Тютерев И. А., Хоменко Ю. И. Изменение структуры толстолистовой стали 10Г2ФБ при растяжении // Металознавство та термічна обробка металів.– 2004.– № 2–3.– С. 76 – 79. (здобувачем проведено дослідження мікроструктури товстолистової сталі 10Г2ФБ, що піддавалась деформації розтягненням у напрямку нормалі до площини листа; виявив підвищену текучість металу у місцях, де перлітна смуга не доходить до бокової поверхні зразка; виявив, що найбільше утворення пор утворюється в перлітних смугах, які разом із місцевим звуженням можна вважати основною причиною низьких механічних властивостей сталі 10Г2ФБ у напрямку нормалі до площини листа, отриманого контрольованою прокаткою).

6. Большаков В. И., Воробьев Г. М., Тютерев И. А., Хоменко Ю. И., Фролкова О.Н. Вторичная рекристаллизация как причина перлитной полосчатости стали 10Г2ФБ // Металознавство та термічна обробка металів.– 2004. – № 4. – С. 42 – 46. (здобувач шляхом лабораторного моделювання процесу гарячої прокатки товстого листа сталі 10Г2ФБ підтвердив можливість росту крупного зерна аустеніту в цій сталі у процесі транспортування раскатів литих слябів між станами чорнової та чистової прокатки на металургійних заводах).

7. Большаков В. И., Воробьев Г. М., Тютерев И. А., Хоменко Ю. И. Особенности формирования перлитной полосчатости в толстолистовой стали 10Г2ФБ // Металознавство та термічна обробка металів. – 2005. – № 1. – С.15–25. (здобувачем показано, що у процесі охолодження розпад аустеніту відбувається за рахунок зародження кристалів фериту на границях зерен аустеніту та росту їх вглиб аустенітного кристалу з відтісненням вуглецю до його центру).

8. Большаков В. И., Воробьев Г. М., Тютерев И. А., Хоменко Ю. И., Фролкова О.Н. Перлитная полосчатость и анизотропия механических свойств толстолистовой стали 10Г2ФБ // Строительство, материаловедение, машиностроение: Сб. науч. трудов Приднепровской государственной академии строительства и архитектуры. - Вып. 32. Ч.1. /Под общ. ред. д.т.н., проф. В.И. Большакова. - Днепропетровск: ПГАСА.– 2005. – С. 244 – 252. (здобувач розробив методику дослідження анізотропії механічних властивостей листової сталі товщиною 18 мм та більше методом мікромеханічних випробувіань).

9. Большаков В. И., Воробьев Г. М., Тютерев И. А., Спильник А. Я. Изменение параметра решетки феррита при устранении перлитной полосчатости в стали 10Г2ФБ // Строительство, материаловедение, машиностроение: Сб. науч. трудов Приднепровской государственной академии строительства и архитектуры. - Вып. 36. Ч.3. /Под общ. ред. д.т.н., проф. В. И. Большакова. - Днепропетровск: ПГАСА.– 2006. – С. 153–162. (здобувач шляхом рентеноструктурних досліджень показав, що у процесі гарячої пластичної деформації у сталі 10Г2ФБ можливе розчинення вуглецю за типом впровадження, про що свідчить збільшення параметру решітки фериту більше, ніж на 0,0004 нм).

10. Большаков В. И., Воробьев Г. М., Тютерев И. А., Хоменко Ю.И. Изменение микроструктуры стали 10Г2ФБ при скоростном нагреве и охлаждении в процессе сварки // Теория и технология процессов пластической деформации - 2004: Тезисы докладов. /МИСиС, Москва.– 2004. – С. 219-221. (здобувач розробив методику дослідження анізотропії механічних властивостей листової сталі товщиною 18 мм та більше методом мікромеханічних випробувіань).