О причинах хрупкого разрушения высокоуглеродистой катанки
Показано, что возникновение разрывов (хрупкого разрушения) катанки из стали марки 85 обусловлено наличием на поверхности изломов двух типов выделений: серых полупрозрачных пленок и «черных участков», содержащих значительное количество кислорода, углерода, а также алюминия, кремния, фосфора, серы, ка...
Saved in:
| Published in: | Металл и литье Украины |
|---|---|
| Date: | 2013 |
| Main Authors: | , , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України
2013
|
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/143765 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | О причинах хрупкого разрушения высокоуглеродистой катанки / А.И. Троцан, И.Л. Бродецкий, В.В. Каверинский, А.Г. Коваленко, С.Д. Коцур, А.Ю. Оробцев // Металл и литье Украины. — 2013. — № 9. — С. 8-13. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860059590261997568 |
|---|---|
| author | Троцан, А.И. Бродецкий, И.Л. Каверинский, В.В. Коваленко, А.Г. Коцур, С.Д. Оробцев, А.Ю. |
| author_facet | Троцан, А.И. Бродецкий, И.Л. Каверинский, В.В. Коваленко, А.Г. Коцур, С.Д. Оробцев, А.Ю. |
| citation_txt | О причинах хрупкого разрушения высокоуглеродистой катанки / А.И. Троцан, И.Л. Бродецкий, В.В. Каверинский, А.Г. Коваленко, С.Д. Коцур, А.Ю. Оробцев // Металл и литье Украины. — 2013. — № 9. — С. 8-13. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Металл и литье Украины |
| description | Показано, что возникновение разрывов (хрупкого разрушения) катанки из стали марки 85 обусловлено наличием на поверхности изломов двух типов выделений: серых полупрозрачных пленок и «черных участков», содержащих значительное количество кислорода, углерода, а также алюминия, кремния, фосфора, серы, кальция и примесей цветных элементов, причем содержание кислорода (до 55-65 %) является основным в обоих случаях. Предложены технологические рекомендации для снижения частоты образования разрывов в условиях производства ПАО «ЕМЗ».
Показано, що виникнення розривів (крихкого руйнування) катанки зі сталі 85 обумовлено наявністю на поверхні зламів двох типів виділень: сірих напівпрозорих плівок і «чорних ділянок», що містять значну кількість кисню, вуглецю, а також алюмінію, кремнію, фосфору, сірки, кальцію та домішок кольорових елементів, причому вміст кисню (до 55-65 %) є основним в обох випадках. Запропоновано технологічні рекомендації щодо зниження частоти утворення розривів в умовах виробництва ПАТ «ЄМЗ».
It is shown, that occurrence of breaks (brittle fracture) of rolled wire from steel 85 is caused by presence on a surface of failure 2 types of nonmetallics: grey semitransparent films and «black parts», containing significant amounts O, C, as well as Al, Si, P, S, Ca and impurities of non-ferrous metals, at that the oxygen contents (to 55-65 %) is basic in both cases. Technological recommendations for decrease in frequency of breaks in the conditions of production PJSC «Yenakiieve Iron and Steel Works» are offered.
|
| first_indexed | 2025-12-07T17:03:21Z |
| format | Article |
| fulltext |
� �МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 9 (244) ’2013 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 9 (244) ’2013� �МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 9 (244) ’2013 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 9 (244) ’2013
УДК 621.778.08:621.771.01
А. И. Троцан, И. Л. Бродецкий, В. В. Каверинский,
А. Г. Коваленко*, С. Д. Коцур*, А. Ю. Оробцев*
Институт проблем материаловедения НАН Украины, Киев
*ПАО «Енакиевский металлургический завод», Енакиево
О причинах хрупкого разрушения
высокоуглеродистой катанки
Показано, что возникновение разрывов (хрупкого разрушения) катанки из стали марки 85 обусловлено на-
личием на поверхности изломов двух типов выделений: серых полупрозрачных пленок и «черных участков»,
содержащих значительное количество кислорода, углерода, а также алюминия, кремния, фосфора, серы,
кальция и примесей цветных элементов, причем содержание кислорода (до 55-65 %) является основным в
обоих случаях. Предложены технологические рекомендации для снижения частоты образования разрывов в
условиях производства ПАО «ЕМЗ».
Ключевые слова: катанка, высокоуглеродистая сталь, разрывы, хрупкое разрушение, металлография,
растровая электронная микроскопия, микрорентгеноспектральный анализ, статистический анализ
Н
еобходимость улучшения качества высокоугле-
родистой катанки приводит к постоянному ужес-
точению требований как к заготовке, так и го-
товому изделию�� Кордовая сталь должна быть
максимально очищена от серы и фосфора, иметь
низкое содержание газов, цветных металлов, не-
металлических включений, особенно алюминийсо-
держащих [1-3]�� Тем не менее, иногда в процессе
сматывания/разматывания, во время волочения
и транспортировки бухт наблюдается разрушение
катанки [4-5]�� Особым типом дефекта, связанным с
возникновением порывов (разрывов) в катанке, явля-
ются черные пленки на поверхности хрупкого разру-
шения, визуально классифицируемого как «черный
излом»�� Согласно классическим представлениям,
«черный излом» отмечается при наличии в структуре
протяженных включений графита [6] и объясняет-
ся графитизацией в высокоуглеродистых сталях –
диффузионным процессом перехода углерода от
цементита к частицам свободного графита��
Материалом исследования служили образцы
катанки Ø 8-10 мм из стали марки 85 производства
ПАО «Енакиевский металлургический завод», на по-
верхности разрушения которых проявлялись участ-
ки «черного излома»�� Образцы отбирали из мотков
(бухт), в которых обнаружили значительные разры-
вы (рис�� 1)�� Отсутствие в металле по месту разрыва
графитных включений указывает на недостаточность
объяснения в данном случае возникновения хрупко-
го разрушения катанки наличием «черного излома»��
Цель работы – установление причин хрупкого
разрушения (порывов) катанки, сопровождаемого
наличием черных пленочных выделений на поверх-
ности изломов, а также рекомендации по их устра-
нению��
Состав исследуемой стали по данным входного
контроля (280 плавок) приведен в табл�� 1��
Шлифы для исследований изготавливали в
продольном и поперечном направлениях�� Оптико-
металлографический анализ проводили на микро-
скопе «Неофот-6»�� Для анализа микроструктуры
шлифы подвергали травлению в 4%-ном спиртовом
растворе HNO3�� На рис�� 2 приведены типичные мик-
роструктуры, наблюдаемые на шлифах, изготовлен-
ных в продольном и поперечном направлениях��
Проведенное исследование показало отсутствие
существенной разницы в микроструктуре металла
вблизи порыва и на расстоянии от него (рис�� 2)��
Вдоль края излома не наблюдали признаков обез-
углероживания и диффузионного окисления, а это
свидетельствует о том, что разрывы не являют-
ся следствием открытых горячих трещин литой
Таблица 1
Химический состав стали марки 85*
Химический состав, %мас.
C мn Si S P Cr Ni Cu
0,80-0,93
0,85
0,48-0,71
0,60
0,15-0,27
0,18
0,001-0,008
0,006
0,001-0,023
0,014
0,02-0,07
0,04
0,02-0,07
0,03
0,01-0,08
0,03
* числитель – интервал варьирования; знаменатель – среднее значение
Рис. 1. Характерный вид мотков (бухт) катанки с многочислен-
ными порывами
� �МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 9 (244) ’2013 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 9 (244) ’2013� �МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 9 (244) ’2013 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 9 (244) ’2013
заготовки [7], так же, как и не выявлено графит-
ных включений, характерных для классического
«черного излома» (рис�� 2, а)�� В осевой зоне, вбли-
зи излома, на поперечных шлифах отмечалось
выделение избыточного цементита в виде сетки
по границам перлитных колоний (рис�� 2, в), что мо-
жет охрупчивать металл [8]�� Подавляющее боль-
шинство порывов сопровождалось раскатанными
газовыми пузырями, которые выглядели как обе-
зуглероженные области, примыкающие к поверх-
ности и направленные вглубь металла (рис�� 2, г)��
Неметаллические включения в исследованных
образцах представлены отдельными хрупкими и
пластичными силикатами, оксидами и оксисульфи-
дами различной формы и размеров�� Существенных
различий в степени загрязненности металла неме-
таллическими включениями в зоне разрушения и на
расстоянии 150-200 мм от нее не выявлено��
Для оценки возможных изменений механических
свойств металла по месту разрушения проведено
измерение микротвердости на микротвердомере
ПМТ-3�� Измерения проводили на продольных (вдоль
центральной оси и перпендикулярно ей на различ-
ных расстояниях от излома) и поперечных шлифах
(по диаметру)��
Микротвердость на продольных шлифах суще-
ственно возрастает вблизи разрыва – на расстоя-
нии >2 мм от излома ее значения выравниваются
со средними по остальной длине�� Характерные гра-
фики изменения микротвердости приведены на
рис�� 3, по которым видно, что возле места разруше-
ния она возрастает до 1,6 раз (рис�� 3, а), при этом ее
среднее увеличение составляет 1,35 раза (рис�� 3, б)��
Увеличение микротвердости по месту порыва ука-
зывает на возможные локальные изменения в струк-
туре этой области�� Данный эффект обнаруживают
после разрыва катанки, когда уже произошла «раз-
рядка» имеющихся напряжений�� Следовательно, ве-
личина микротвердости металла этой зоны до разру-
шения была значительно больше и характеристики
прочности были выше�� Пластические свойства стали
в этой локальной зоне могут оказаться значительно
сниженными, что и способствует возникновению по-
рыва��
Для определения природы темных пленочных
выделений, наблюдаемых на поверхности хрупкого
излома, проведено электронно-фрактографическое
исследование поверхности разрушения на приборе
JSM 6490 (растровом электронном микроскопе с воз-
можностью микрорентгеноспектрального анализа)��
Таблица 2
Обобщенные результаты микрорентгеноспектрального анализа поверхности разрушения катанки
Химический состав, %
зона
анализа C O Al Si P S Ca Cr Mn Fe Cu Zn Pb Sn Sb
Чистый
излом
0,6-
1,4
0,3-
1,2
0,01-
0,10
0,1-
0,3
0,015-
0,035
0,01-
0,03
0,01-
0,10
0,01-
0,10
0,4-
0,8
96-
98
0,03-
0,06
0,1-
0,6
0,1-
0,3 -* -
«Черные
участки»
16-
30
27-
65
0,2-
1,3
0,9-
7,2
0,2-
0,8
0,4-
2,5
2,0-
14,0
0,03-
0,08
0,2-
0,8
10-
40
0,1-
0,6
0,1-
5,0
0,3-
3,0
0 , 0 4 -
0,12
0,02-
0,07
«Серые
пленки»
0,3-
15,0
10-
55
0,03-
0,15
0,1-
1,0
0,03-
2,0
0,07-
0,15
0,03-
0,10
0,02-
0,06
0,2-
1,0
30-
85
0,02-
0,30
0,10-
0,40
0,1-
0,4
0,01-
0,05
0,01-
0,03
* не обнаружено в связи с малым содержанием
Рис. 2. Микроструктура катанки: область, примыкающая к излому, продольный шлиф, ×100 (а); область на расстоянии 150-200 мм от
места разрушения, продольный шлиф, ×400 (б); цементитная сетка на расстоянии ~2 мм от излома, поперечный шлиф, ×400 (в); след
раскатанного пузыря вблизи излома, поперечный шлиф, ×60 (г)
а б в г
Рис. 3. Изменение микротвердости по мере удаления от хруп-
кого излома на продольном шлифе: измерение вдоль оси (а);
усреднение по результатам измерения в поперечных направле-
ниях параллельно хрупкому излому на различных расстояниях (б)
Расстояние от излома, мм
С
ре
дн
ее
з
на
че
ни
е
м
ик
ро
тв
ер
до
ст
и,
к
гс
/м
м
2 440
420
400
380
360
340
320
300
0 2 4 6 8 10 12
б
а
Расстояние от излома, мм
М
ик
ро
тв
ер
до
ст
ь,
кг
с/
м
м
2
470
420
370
320
270
220
0 1 2 3 4
R2 = 0,572
10 11МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 9 (244) ’2013 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 9 (244) ’201310 11МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 9 (244) ’2013 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 9 (244) ’2013
На поверхности разрывов (хрупкого разрушения)
обнаружено два типа выделений: «черные участки»
и «серые пленки» (рис�� 4), причем в некоторых слу-
чаях «черные участки» заполняют всю поверхность
излома��
Для определения химического состава выде-
лений использовали микрорентгеноспектральный
анализ�� Характерный спектр «черного участка»
приведен на рис�� 5�� Всего записали и расшифро-
вали 126 спектров�� Обобщенные результаты (ми-
нимальные и максимальные значения) внесены в
табл�� 2, по данным которых видно, что у свободных
от выделений участков излома состав близкий к ос-
новному металлу (см�� табл�� 1)�� «Черные участки» и
«серые пленки» содержат значительное количество
кислорода и углерода, а также алюминия, кремния,
фосфора, серы, кальция и примеси цветных метал-
лов�� При этом содержание кислорода (до 55-65 %)
является основным в обоих случаях, что позволяет
идентифицировать их сложными оксидами в смеси
с карбидами��
Основой «серых пленок» являются оксиды желе-
за, а «черные участки» по составу представляют со-
бой смесь сложных окислов (более характерных для
шлаков) и карбидов�� В отдельных случаях в составе
«черных участков» отмечено до 12 % Pb, 15 % Na и
1 % Cl��
Результаты микрорентгеноспектрального ана-
лиза подтверждены данными Оже-электронной
спектроскопии, проведенной на Оже-спектрометре
JAMP-10S�� Всего записали 66 спектров, из них 35 – с
поверхности «черных участков» и 31 – с поверхности
«серых пленок»�� Оже-спектры во всех случаях пока-
зывали присутствие преимущественно кислорода и
углерода (помимо железа), а также следов натрия,
хлора, серы, азота�� Примеры типичных Оже-спект-
ров приведены на рис�� 6��
Отсутствие на Оже-спектрах некоторых элемен-
тов, наблюдаемых при микрорентгеноспектральном
анализе, обусловлено тонкой толщиной (1-2 нм) зо-
ны исследования при Оже-электронной спектроско-
пии�� По характеру накопления заряда на поверхности
«черных участков» и по блокированию выхода Оже-
электронов можно предположить окисный механизм
их формирования, но никак не наличие «черного
излома», возникновение которого связано с присут-
ствием графита, являющегося хорошо проводящим
материалом��
Результаты спектрального анализа на цветные
элементы, проведенного вплотную к поверхности
хрупкого излома и усредненного по пяти измере-
ниям, показывают повышенные содержания цвет-
ных металлов в стали, особенно вблизи порывов
(табл�� 3)��
Как общее содержание примесей цветных метал-
лов, так и содержание отдельных элементов зна-
чительно превышают предельно допустимые зна-
чения для непрерывнолитой стали, которые в со-
ответствии с данными работы [9] составляют (%):
0,0045 (общее), в том числе Pb ≤ 0,0004; Sb ≤ 0,0003;
Sn ≤ 0,0005; Zn ≤ 0,0030; Bi ≤ 0,0004��
Для установления связи частоты образования по-
рывов с химическим составом и свойствами катанки
провели многофакторный статистический (корреля-
ционный и регрессионный) анализ�� Использовали
массив данных из 281-й партии катанки; в качестве
факторов рассматривали: химический состав стали
(содержание углерода, марганца, кремния, серы,
фосфора, хрома, никеля, меди),
механические свойства (времен-
ное сопротивление, относительные
удлинение и сужение, твердость)��
Откликом служило количество по-
рывов на 1 т проката (при постро-
ении уравнений регрессии) или на
100 т проката (при рассмотрении
отдельных корреляций)��
Регрессионный анализ зави-
симости частоты возникновения
Таблица 3
содержание цветных элементов в металле катанки
зона анализа
содержание элементов, %
Pb Sn Sb Zn
В 200-300 мм от порыва 0,0006 0,0020 0,002 0,0023
Вблизи (вплотную) к порыву 0,0013 0,0044 0,025 0,0068
Рис. 4. Типичные выделения на поверхности разрушения: структура «черных участков» при ×5 и ×50 соответственно (а, б); структура
серой пленки при ×12 и ×50 соответственно (в, г)
а б в г
Рис. 5. Характерный спектр черного участка
10 11МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 9 (244) ’2013 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 9 (244) ’201310 11МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 9 (244) ’2013 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 9 (244) ’2013
порывов от вышеуказанных факторов позволил вы-
явить два значимых фактора: содержание кремния
и относительное сужение�� Получили следующее ли-
нейное уравнение регрессии:
1 0 ,1778 0 , 5340 S i 0 , 002287− = − −η ψ
т
,
где η
m-1 – количество порывов на 1 т проката; Si –
содержание кремния, %; ψ – относительное суже-
ние, %��
На рис�� 7 показана зависимость количества поры-
вов на 100 т проката от содержания кремния (а) и ве-
личины относительного сужения (б)�� По приведенным
результатам можно сделать вывод о том, что сни-
жение содержания кремния повышает вероятность
возникновения порывов�� Кремний вводили в сталь в
качестве раскислителя и снижение его содержания
может привести к недостаточно полному удалению
газов из металла, что, в свою очередь, способству-
ет образованию пузырей�� Пузыри, согласно анали-
зу исходного массива данных, яв-
ляются основным сопутствующим
дефектом при порывах (в част-
ности их наблюдали в 100 партиях
из 281 при 276 порывах) и, возмож-
но, инициируют их возникновение��
Таким образом, на основании ре-
зультатов статистического ана-
лиза (рис�� 7, а) и вышеприведен-
ных (рис�� 5, 6; табл�� 2) данных по
составу выделений на поверхно-
сти хрупкого излома («черных
участков» и «серых пленок») мож-
но утверждать, что повышение
содержания кремния до верхнего
предела (0,20-0,22 %) действу-
ющих ТУ и ТИ позволяет снизить ве-
роятность возникновения порывов��
Возникновению порывов спо-
собствует пониженная пластич-
ность (рис�� 7, б), что указывает на
целесообразность повышения тре-
бований к пластическим свойствам
металла – показатели относитель-
ного сужения должны быть на
уровне ≥25 %�� Это коррелирует с
вышеприведенными (рис�� 3) дан-
ными по увеличению микротвер-
дости и, соответственно, возмож-
ному снижению пластичности (в
частности ψ) в зоне порыва�� При
сниженных показателях относи-
тельного сужения, но при условии
содержания кремния на верхнем
уровне, разрывов практически не
наблюдали�� Даже при высоких ха-
рактеристиках пластичности (но
при сниженном содержании крем-
ния) порывы проявлялись, хотя их
количество было заметно меньше,
чем при одновременном снижении
обоих факторов�� Таким образом,
из двух указанных значимых ха-
рактеристик превалирующим является содержание
кремния, а относительное сужение – дополнитель-
ный сдерживающий фактор��
В ходе статистического исследования дополни-
тельно рассмотрели три выборки, содержащие опре-
деленные типы дефектов, сопутствующие порывам
(так называемый «черный излом», раскатанные га-
зовые пузыри, внутренние надрывы на фоне поду-
садочной ликвации)�� Результаты исследования по-
казали, что возникновение порывов на фоне «чер-
ного излома» и при наличии пузырей имеет одну и
ту же причину – пониженное содержания кремния��
Оказалось, что у темных пленочных выделений на
поверхности изломов («черный излом»), представ-
ляющих собой смесь сложных оксидов с карбидами,
отмечена общая с газовыми пузырями природа обра-
зования, связанная с повышенной газонасыщенно-
стью металла, что и подтвердили результаты микро-
рентгеноспектрального анализа (рис�� 5, 6; табл�� 2)��
Рис. 6. Типичные Оже-спектры с выделений на поверхности разрушения катанки: спектр
с «черного участка» (а); спектр с «серой пленки» (б)
E(eV)
dN
(E
)/d
E
а
E(eV)
dN
(E
)/d
E
б
12 1�МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 9 (244) ’2013 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 9 (244) ’201312 1�МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 9 (244) ’2013 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 9 (244) ’2013
Для порывов, образующихся на фоне внутренних
разрывов и подусадочной ликвации установлено,
что значимыми факторами являются содержание
кремния и меди�� По данным приведенных графиков
(рис�� 8) видно, что повышенное содержание крем-
ния, как и в предыдущих случаях, дает возможность
снизить частоту возникновения порывов (рис�� 8, а)��
Кроме того, в данном случае наблюдали отрицатель-
ное влияние меди – с повышением ее содержания
число порывов значительно возрастало (рис�� 8, б)��
Внесенные по результатам исследований изме-
нения в технологическую документацию позволили
значительно (в 1,8 раз) снизить количество порывов
катанки из высокоуглеродистой стали марки 85��
Выводы
1�� На поверхности хрупкого разрушения (поры-
вов), визуально определяемого как «черный излом»,
наблюдаются два типа образований: серые полупро-
зрачные пленки и «черные участки», содержащие
значительное количество кислорода и углерода, а
также алюминия, кремния, фосфора, серы, кальция
и цветных металлов�� При этом содержание кислоро-
да (до 55-65 %) является основным в обоих случаях,
что позволяет идентифицировать их как смесь слож-
ных оксидов с карбидами�� Кроме того, в металле
вблизи порывов выявлено повышенное содержание
примесей легкоплавких цветных элементов – олова,
сурьмы, цинка, свинца��
2�� Возникновение порывов коррелирует с нали-
чием в металле раскатанных газовых пузырей и их
групп, что указывает на повышенную газонасыщен-
ность метала, связанную с его недостаточной рас-
кисленностью (о чем косвенно свидетельствует на-
блюдаемый характер влияния кремния и высокое
содержание кислорода в пленочных выделениях на
поверхности разрушения)��
3�� Увеличение содержания в стали кремния и
уменьшение содержания меди обеспечивает сниже-
ние частоты возникновения порывов; при этом вли-
яние меди отмечено только для плавок, в которых
наблюдаются внутренние разрывы и подусадочная
ликвация��
4�� Вблизи порывов происходит заметное (до
30-50 %) возрастание микротвердости, что указыва-
ет на локальное изменение структуры, приводящее
к снижению пластических свойств, в частности отно-
сительного сужения�� В стали с повышенным уровнем
значений ψ (≥ 25 %) отмечено снижение частоты воз-
никновения порывов��
5�� Для уменьшения частоты возникновения поры-
вов рекомендуется: снизить содержание меди в ста-
ли до значений ≤0,03 %; поддерживать содержание
кремния в стали на верхнем уровне действующих ТУ
и ТИ: 0,20-0,24 %; снизить содержание примесей лег-
коплавких цветных металлов (цинка, свинца, сурьмы,
олова) до предельно допустимых значений, в част-
ности общее их содержание не должно превышать
0,0045 %; величина относительного сужения метал-
ла должна быть на уровне ψ ≥ 25 %��
Рис. 8. Изменение количества порывов катанки при наличии
внутренних разрывов и подусадочной ликвации от содержания
кремния (а) и меди (б)
б
а
[Cu], %
Ко
ли
че
ст
во
п
ор
ы
во
в
на
1
00
т
0,02 0,03 0,04 0,05 0,06
R2 = 0,9542
1,6
1,4
1,2
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
0
[Si], %
0,15 0,17 0,19 0,21 0,23
R2 = 0,7527
Ко
ли
че
ст
во
п
ор
ы
во
в
на
1
00
т
1,4
1,2
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
0
Рис. 7. Изменение количества порывов катанки от содержания
кремния (а) и относительного сужения (б)
б
Относительное сужение, %
Ко
ли
че
ст
во
п
ор
ы
во
в
на
1
00
т
7
6
5
4
3
2
1
0
18 20 22 24 26 28 30
R2 = 0,9293
а
[Si], %
4
3
2
1
0
0,15 0,16 0,17 0,18 0,19 0,20 0,21 0,22
Ко
ли
че
ст
во
п
ор
ы
во
в
на
1
00
т
R2 = 0,9751
12 1�МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 9 (244) ’2013 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 9 (244) ’201312 1�МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 9 (244) ’2013 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 9 (244) ’2013
Поступила 17��10��13
катанка, високовуглецева сталь, розриви, крихке руйнування, металографія, раст-
рова електронна мікроскопія, мікрорентгеноспектральний аналіз, статистичний
аналіз
Ключові слова
Троцан А. І., Бродецький І. Л., Каверинський В. В.,
Коваленко О. Г., Коцур С. Д., Оробцев А. Ю.
Про причини крихкого руйнування високовуглецевої катанки
Показано, що виникнення розривів (крихкого руйнування) катанки зі сталі 85 обумовлено наявністю на поверхні
зламів двох типів виділень: сірих напівпрозорих плівок і «чорних ділянок», що містять значну кількість кисню, вуг-
лецю, а також алюмінію, кремнію, фосфору, сірки, кальцію та домішок кольорових елементів, причому вміст кисню
(до 55-65 %) є основним в обох випадках. Запропоновано технологічні рекомендації щодо зниження частоти утво-
рення розривів в умовах виробництва ПАТ «ЄМЗ».
Анотація
rolled wire, high-carbon steel, breaks, brittle fracture, microscopic metallography, scan-
ning electron microscopy, X-ray microanalysis, statistical analysisKeywords
Trotsan A. I., Brodetsky I. L., Kaverinsky V. V.,
Kovalenko A. G., Kotsur S. D., Orobtsev A. Yu.
About the parents of brittle fracture in high-carbon rolled wire
It is shown, that occurrence of breaks (brittle fracture) of rolled wire from steel 85 is caused by presence on a surface of
failure 2 types of nonmetallics: grey semitransparent films and «black parts», containing significant amounts O, C, as well
as Al, Si, P, S, Ca and impurities of non-ferrous metals, at that the oxygen contents (to 55-65 %) is basic in both cases.
Technological recommendations for decrease in frequency of breaks in the conditions of production PJSC «Yenakiieve
Iron and Steel Works» are offered.
Summary
ЛИТЕРАТУРА
1�� Казаков С. В., Бизюков П. В., Чайрев П. В. Десульфурация кордового металла при внепечной обработке // Чер��
металлургия�� – 2003�� – № 7�� – С�� 1-3��
2�� Опыт производства кордовой стали без вакуумирования / В�� Ю�� Гуненков, В�� В�� Пивцаев, В�� В�� Эндере, М�� П�� Гуляев
и др�� // Металлург�� – 2003�� – № 10��– С�� 42-44��
3�� Включения и газы в сталях / В�� И�� Явойский, С�� А�� Близнюков, А�� Ф�� Вишкарев и др�� – М��: Металлургия, 1979�� –
272 с��
4�� Технология прокатного производства / А�� М�� Беняковский, К�� М�� Богоявленский, А�� И�� Виткин и др�� – М��: Металлургия,
1991�� – 423 с��
5�� Гаврилин Е. Ф., Шулаев И. П. Контроль дефектов проката�� – М��: Металлургия, 1991�� – 112 с��
6�� Гудремон Э. Специальные стали�� Т�� 1�� – М��: Металлургия, 1966�� – 736 с��
7�� Дефекты стальных слитков и проката: Справ�� / В�� В�� Правосудович, В�� П�� Сокуренко, В�� Н�� Данченко и др�� –
М��: Интермет Инжиниринг, 2006�� – 384 с��
8�� Гуляев А. П. Металловедение�� – М��: Металлургия, 1986�� – 544 с��
9�� Определение максимально допустимого содержания цветных металлов в непрерывнолитой стали / И�� Л�� Бродецкий,
А�� И�� Троцан, В�� П�� Харчевников и др�� – Металлург�� – 2001�� – № 7�� – С�� 42-45��
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-143765 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 2077-1304 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T17:03:21Z |
| publishDate | 2013 |
| publisher | Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Троцан, А.И. Бродецкий, И.Л. Каверинский, В.В. Коваленко, А.Г. Коцур, С.Д. Оробцев, А.Ю. 2018-11-10T21:14:06Z 2018-11-10T21:14:06Z 2013 О причинах хрупкого разрушения высокоуглеродистой катанки / А.И. Троцан, И.Л. Бродецкий, В.В. Каверинский, А.Г. Коваленко, С.Д. Коцур, А.Ю. Оробцев // Металл и литье Украины. — 2013. — № 9. — С. 8-13. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. 2077-1304 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/143765 621.778.08:621.771.01 Показано, что возникновение разрывов (хрупкого разрушения) катанки из стали марки 85 обусловлено наличием на поверхности изломов двух типов выделений: серых полупрозрачных пленок и «черных участков», содержащих значительное количество кислорода, углерода, а также алюминия, кремния, фосфора, серы, кальция и примесей цветных элементов, причем содержание кислорода (до 55-65 %) является основным в обоих случаях. Предложены технологические рекомендации для снижения частоты образования разрывов в условиях производства ПАО «ЕМЗ». Показано, що виникнення розривів (крихкого руйнування) катанки зі сталі 85 обумовлено наявністю на поверхні зламів двох типів виділень: сірих напівпрозорих плівок і «чорних ділянок», що містять значну кількість кисню, вуглецю, а також алюмінію, кремнію, фосфору, сірки, кальцію та домішок кольорових елементів, причому вміст кисню (до 55-65 %) є основним в обох випадках. Запропоновано технологічні рекомендації щодо зниження частоти утворення розривів в умовах виробництва ПАТ «ЄМЗ». It is shown, that occurrence of breaks (brittle fracture) of rolled wire from steel 85 is caused by presence on a surface of failure 2 types of nonmetallics: grey semitransparent films and «black parts», containing significant amounts O, C, as well as Al, Si, P, S, Ca and impurities of non-ferrous metals, at that the oxygen contents (to 55-65 %) is basic in both cases. Technological recommendations for decrease in frequency of breaks in the conditions of production PJSC «Yenakiieve Iron and Steel Works» are offered. ru Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України Металл и литье Украины О причинах хрупкого разрушения высокоуглеродистой катанки Про причини крихкого руйнування високовуглецевої катанки About the parents of brittle fracture in high-carbon rolled wire Article published earlier |
| spellingShingle | О причинах хрупкого разрушения высокоуглеродистой катанки Троцан, А.И. Бродецкий, И.Л. Каверинский, В.В. Коваленко, А.Г. Коцур, С.Д. Оробцев, А.Ю. |
| title | О причинах хрупкого разрушения высокоуглеродистой катанки |
| title_alt | Про причини крихкого руйнування високовуглецевої катанки About the parents of brittle fracture in high-carbon rolled wire |
| title_full | О причинах хрупкого разрушения высокоуглеродистой катанки |
| title_fullStr | О причинах хрупкого разрушения высокоуглеродистой катанки |
| title_full_unstemmed | О причинах хрупкого разрушения высокоуглеродистой катанки |
| title_short | О причинах хрупкого разрушения высокоуглеродистой катанки |
| title_sort | о причинах хрупкого разрушения высокоуглеродистой катанки |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/143765 |
| work_keys_str_mv | AT trocanai opričinahhrupkogorazrušeniâvysokouglerodistoikatanki AT brodeckiiil opričinahhrupkogorazrušeniâvysokouglerodistoikatanki AT kaverinskiivv opričinahhrupkogorazrušeniâvysokouglerodistoikatanki AT kovalenkoag opričinahhrupkogorazrušeniâvysokouglerodistoikatanki AT kocursd opričinahhrupkogorazrušeniâvysokouglerodistoikatanki AT orobcevaû opričinahhrupkogorazrušeniâvysokouglerodistoikatanki AT trocanai propričinikrihkogoruinuvannâvisokovuglecevoíkatanki AT brodeckiiil propričinikrihkogoruinuvannâvisokovuglecevoíkatanki AT kaverinskiivv propričinikrihkogoruinuvannâvisokovuglecevoíkatanki AT kovalenkoag propričinikrihkogoruinuvannâvisokovuglecevoíkatanki AT kocursd propričinikrihkogoruinuvannâvisokovuglecevoíkatanki AT orobcevaû propričinikrihkogoruinuvannâvisokovuglecevoíkatanki AT trocanai abouttheparentsofbrittlefractureinhighcarbonrolledwire AT brodeckiiil abouttheparentsofbrittlefractureinhighcarbonrolledwire AT kaverinskiivv abouttheparentsofbrittlefractureinhighcarbonrolledwire AT kovalenkoag abouttheparentsofbrittlefractureinhighcarbonrolledwire AT kocursd abouttheparentsofbrittlefractureinhighcarbonrolledwire AT orobcevaû abouttheparentsofbrittlefractureinhighcarbonrolledwire |