Легирование поверхностного слоя медных плит кристаллизаторов способом плазменно-дугового переплава
В работе предложена и опробована схема легирования поверхностного слоя медной плиты кристаллизатора с введением лигатуры, состав которой меняется в зависимости от зоны плиты, что позволяет в нижней части и у краев рабочей поверхности кристаллизатора увеличивать концентрацию легирующих элементов для...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Современная электрометаллургия |
|---|---|
| Дата: | 2017 |
| Автори: | , , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
2017
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/160331 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Легирование поверхностного слоя медных плит кристаллизаторов способом плазменно-дугового переплава / В.Г. Кожемякин, В.Р. Бурнашев, В.А. Шаповалов, Т.И. Грищенко, Д.А. Калашник, А.В. Веретильник // Современная электрометаллургия. — 2017. — № 2 (127). — С. 29-34. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859777387201298432 |
|---|---|
| author | Кожемякин, В.Г. Бурнашев, В.Р. Шаповалов, В.А. Грищенко, Т.И. Калашник, Д.А. Веретильник, А.В. |
| author_facet | Кожемякин, В.Г. Бурнашев, В.Р. Шаповалов, В.А. Грищенко, Т.И. Калашник, Д.А. Веретильник, А.В. |
| citation_txt | Легирование поверхностного слоя медных плит кристаллизаторов способом плазменно-дугового переплава / В.Г. Кожемякин, В.Р. Бурнашев, В.А. Шаповалов, Т.И. Грищенко, Д.А. Калашник, А.В. Веретильник // Современная электрометаллургия. — 2017. — № 2 (127). — С. 29-34. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Современная электрометаллургия |
| description | В работе предложена и опробована схема легирования поверхностного слоя медной плиты кристаллизатора с введением лигатуры, состав которой меняется в зависимости от зоны плиты, что позволяет в нижней части и у краев рабочей поверхности кристаллизатора увеличивать концентрацию легирующих элементов для повышения износостойкости. Приведены результаты физико-химических исследований по взаимодействию легирующих элементов Cr и Zr с медью в условиях плазменно-дугового легирования. Даны технологические режимы легирования медных плит на плазменно-дуговой установке ОБ-1957. Определен химический состав и степень усвоения элементов в поверхностном слое. Установлены зависимости влияния содержания легирующих элементов в поверхностном слое на физико-механические свойства медной плиты. Впервые методом плазменно-дугового переплава легирован поверхностный слой опытно-промышленных медных плит кристаллизатора МНЛЗ размером 460x135x70 и 360x135x70 мм элементами Cr и Zr.
In the work the scheme of alloying the surface layer of mould copper plate is suggested and tested with applying a master alloy, the composition of which is changed depending on plate zone, which allows increasing the concentration of alloying elements for the wear resistance increase in the bottom part and near the edges of the mould working surface. Results of physical and chemical investigations on interaction of alloying elements Cr and Zr with copper under conditions of plasma-arc alloying are given. Technological conditions of alloying of copper plates in the plasmaarc installation OB-1957 are presented. Chemical composition and degree of elements assimilation in a surface layer is determined. Dependencies of content of alloying elements in a surface layer on physical and the copper plate mechanical properties were established. For the first time the surface layer of experimental-industrial copper plates of 460x135x70 and 360?135?70 sizes for moulds of machines of continuous casting of billets (MCCB) was alloyed with Cr and Zr elements by using the plasma-arc remelting method.
У роботі запропонована і випробувана схема легування поверхневого шару мідної плити кристалізатора з введенням лігатури, склад якої змінюється в залежності від зони плити, що дозволяє в нижній частині і біля країв робочої поверхні кристалізатора збільшувати концентрацію легуючих елементів для підвищення зносостійкості. Наведені результати фізико-хімічних досліджень по взаємодії легуючих елементів Cr і Zr з міддю в умовах плазмово-дугового легування. Дано технологічні режими легування мідних плит на плазмово-дуговій установці ОБ-1957. Визначено хімічний склад і ступінь засвоєння елементів в поверхневому шарі. Встановлено залежності впливу змісту легуючих елементів в поверхневому шарі на фізико-механічні властивості мідної плити. Вперше способом плазмово-дугового переплаву леговано поверхневий шар дослідно-промислової мідної плити кристалізатора МБЛЗ розміром 460x135x70 мм елементами Cr і Zr.
|
| first_indexed | 2025-12-02T08:45:32Z |
| format | Article |
| fulltext |
29ISSN 2415-8445 СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОМЕТАЛЛУРГИЯ, № 2 (127), 2017
ПЛАЗМЕННО-ДУГОВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ
УДк 669.187.2:533.9:62-41.002 https://doi.org/10.15407/sem2017.02.05
ЛЕГИРОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОя
МЕДНыХ ПЛИТ КРИСТАЛЛИЗАТОРОВ
СПОСОБОМ ПЛАЗМЕННО-ДУГОВОГО ПЕРЕПЛАВА
В. Г. Кожемякин, В. Р. Бурнашев, В. А. Шаповалов,
Т. И. Грищенко, Д. А. Калашник, А. В. Веретильник
институт электросварки им. Е. о. Патона НаН Украины.
03680, г. киев-150, ул. казимира Малевича, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
В работе предложена и опробована схема легирования поверхностного слоя медной плиты кристаллизатора с
введением лигатуры, состав которой меняется в зависимости от зоны плиты, что позволяет в нижней части и у
краев рабочей поверхности кристаллизатора увеличивать концентрацию легирующих элементов для повыше-
ния износостойкости. Приведены результаты физико-химических исследований по взаимодействию легирую-
щих элементов Cr и Zr с медью в условиях плазменно-дугового легирования. Даны технологические режимы
легирования медных плит на плазменно-дуговой установке об-1957. определен химический состав и степень
усвоения элементов в поверхностном слое. Установлены зависимости влияния содержания легирующих эле-
ментов в поверхностном слое на физико-механические свойства медной плиты. Впервые методом плазмен-
но-дугового переплава легирован поверхностный слой опытно-промышленных медных плит кристаллизатора
МНЛз размером 460×135×70 и 360×135×70 мм элементами Cr и Zr. библиогр. 6, табл. 1, ил. 6.
К л ю ч е в ы е с л о в а : медная плита; кристаллизатор МНЛЗ; легирование; поверхностный слой; медные
сплавы; плазменно-дуговой переплав; дисперсионное упрочнение
При непрерывной разливке стали формирование
слитков происходит в кристаллизаторах МНЛз,
изготовленных из медных панелей (плит), кото-
рые эксплуатируются в напряженных темпера-
турных условиях и подвергаются механическому
износу. Плазменная дуга с учетом накопленного
опыта по плазменно-дуговому переплаву (ПДП)
поверхностного слоя, по нашему мнению, являет-
ся наиболее приемлемой для повышения износо-
стойкости медных плит с незначительным сниже-
нием теплопроводности [1].
Совмещение ПДП с легированием поверхност-
ного слоя позволит не только удалять поверхност-
ные дефекты медных панелей кристаллизаторов,
но и повышать их износостойкость при незначи-
тельном снижении теплопроводности [2].
Переплав поверхностного слоя медных плит
проводили на плазменно-дуговой установке
об-1957 в контролируемой инертной атмосфе-
ре. Внутри камеры установки, в горизонтальной
плоскости перемещается медная плита под од-
ним вертикально расположенным плазмотроном.
Плазмотрону сообщалось колебательное движе-
ние в плоскости, перпендикулярной направлению
перемещения медной плиты. В результате этих
двух перемещений формируется синусоидальная
траектория движения поверхностного источника
теплоты. В отличие от наплавки, где стараются из-
бежать проплавления основы и перемешивания на-
плавляемого металла, данный металлургический
процесс сопровождается значительным проплав-
лением основы металла для его модернизации. В
процессе ПДП медной плиты на ее поверхности
наводится жидкая металлическая ванна путем
расплавления поверхностного слоя основы с до-
бавлением лигатуры. Данный процесс заключает-
ся в переплаве и насыщении поверхностного слоя
компонентами лигатуры, сопровождающийся сме-
шиванием обоих материалов, которые после кри-
сталлизации образуют слой с новой структурой,
свойствами и химическим составом [3].
Технологическая последовательность легиро-
вания медных плит кристаллизаторов состояла из
следующих этапов: выплавка лигатур с заданным
процентным содержанием легирующих элементов
с учетом потерь элементов на испарение (угар);
распределение лигатуры заданной концентрации
в каждой зоне плиты; проведение процесса пере-
плава и легирования поверхностного слоя.
Для обеспечения равномерного износа плиты
кристаллизатора авторами была разработана схе-
ма введения модифицирующих добавок с изме-
няющейся концентрацией по площади плиты при
ПДП поверхностного слоя [4]. Схема легирования
разрабатывалась, исходя из условий работы кри-
сталлизатора МНЛз, где максимальная тепловая
© В. Г. коЖЕМЯкиН, В. Р. бУРНаШЕВ, В. а. ШаПоВаЛоВ, Т. и. ГРиЩЕНко, Д. а. каЛаШНик, а. В. ВЕРЕТиЛЬНик, 2017
30 ISSN 2415-8445 СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОМЕТАЛЛУРГИЯ, № 2 (127), 2017
ПЛАЗМЕННО-ДУГОВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ
нагрузка находится в зоне зеркала жидкого ме-
талла, а максимальное истирающее воздействие в
нижней ее части и у краев плиты кристаллизатора
[4]. Для обеспечения равномерного износа плиты
кристаллизатора предполагается вводить большее
количество добавок в те места, где наблюдает-
ся повышенный износ. Для повышения износо-
стойкости внизу и незначительном снижении те-
плопроводности вверху на поверхность медной
плиты, в частности, в нижней ее части и у краев,
следует вводить лигатуру с повышенным содер-
жанием легирующих добавок (рис. 1).
Для надежного воспроизведения заданного
состава сплава в поверхностном слое при леги-
ровании медной плиты кристаллизатора МНЛз,
к которой предъявляются строгие требования к
ее физическим и механическим свойствам, таким
как теплопроводность и износостойкость, были
изготовлены медные лигатуры [4].
Медные лигатуры определенного химическо-
го состава выплавляли в плазменно-дуговой печи
УПП-3 в графитовом тигле, с последующей меха-
нической обработкой под различные участки пли-
ты. Для получения лигатур использовались леги-
рующие элементы Cr и Zr [4–6].
В данной работе были проведены серии экспе-
риментов по легированию поверхностного слоя
лигатурами CuCrZr с использованием плазмен-
но-дуговой технологии. В процессе легирования
медных плит методом ПДП на их поверхности
наводится жидкая металлическая ванна путем
расплавления на заданную глубину. используя
технологию ПДП, возможно легировать металл и
изменять содержание легирующих элементов на
различных участках поверхностного слоя и как
следствие изменять износостойкость в необходи-
мых местах рабочей поверхности медной плиты
кристаллизатора.
Эксперименты проводили на лабораторной
установке об-1957 на изготовленных опытно-про-
мышленных плитах кристаллизатора МНЛз раз-
мером 360×135×70 и 460×135×70 из меди марки
М1 по режимам, приведенным ниже.
основные технологические характеристики
процесса ПДП поверхностного слоя медной пли-
ты с применением медной лигатуры:
Ток плазменной дуги, а . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 500
Напряжение на плазмотронах, В . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Скорость перемещения заготовки, мм/мин . . . . . . . . . . 5…10
Частота колебаний плазмотронов, 1/мин . . . . . . . . . . . . . . 2...3
амплитуда колебаний плазмотронов, мм . . . . . . . . . . . . . . . 65
Длина плазменных дуг, мм . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10…20
Мощность дуги, кВт . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18…22
Расход плазмообразующего газа (контролировали
по ротаметрам РС-3 и РС-3а), л/мин . . . . . . . . . . . . . . . . 5…7
Давление газа в рабочей камере, Па . . . . . . . . . . . 1,2…1,4·105
На рис. 2 показан внешний вид медной плиты
кристаллизатора после легирования поверхност-
ного слоя.
Для определения качества легированного по-
верхностного слоя необходимо дать оценку его
химическому составу, механическим и физиче-
ским свойствам.
из легированной плиты кристаллизатора были
вырезаны продольные и поперечные темплеты.
Глубина проплавления основного металла в обоих
случаях составила от 10 до 15 мм (рис. 3).
Макроструктура легированного слоя плотная,
поры, раковины, трещины не обнаружены. от по-
верхности легированного слоя на глубину распо-
ложена зона столбчатых кристаллов, что связано
с характером теплоотвода от жидкой ванны при
ПДП поверхностного слоя.
Рис. 1. Схема легирования поверхностного слоя медной плиты с использованием плазменно-дуговой технологии: а — процесс
легирования: 1 — плазмотрон, 2 — плазменная дуга, 3 — медная плита, 4 — лигатура, 5 — ванна жидкого металла, 6 — путь
плазменной дуги; б — схема расположения лигатуры: I–III — зоны легирования медной плиты кристаллизатора
31ISSN 2415-8445 СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОМЕТАЛЛУРГИЯ, № 2 (127), 2017
ПЛАЗМЕННО-ДУГОВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ
Химический состав легированного поверх-
ностного слоя определяли спектральным методом
на предварительно механически обработанной
поверхности образца с шероховатостью не более
Ra 2,5 (ГоСТ 2789–73). Результаты химического
анализа приведены в таблице. Степень усвоения
учитывает вводимое количество легирующих эле-
ментов в лигатуру и конечное содержание элемен-
тов в легированном поверхностном слое, рассчи-
тывается по формуле:
100 %,ô
ó
ð
C
C C=
где Сф — фактический состав; Ср — расчетный.
Для повышения прочности и твердости полу-
ченного легированного слоя проводили термиче-
скую обработку (То). образцы были подвергнуты
закалке при температуре 900 оС в воду с последу-
ющим старением при температуре 550 оС и време-
ни выдержки 4 ч.
Металлографические исследования проводили
на световом микроскопе «Неофот-32», анализ ми-
кроструктуры — на оже-микрозонде JAMP 9500F
фирмы «JEOL» (Япония) в лаборатории метал-
лографических исследований. анализ структуры
легированного слоя показал, что после старения
обнаружены частицы сферической и эллипсоид-
ной формы со средним размером 140 нм (рис. 4).
Химический анализ показывает, что выделивши-
еся в процессе старения дисперсоиды являются
частицами хрома. исследование влияния цирко-
ния на фазовый состав показало, что введение от
0,05…0,15 % Zr не приводит к выделению новых
упрочняющих фаз при старении.
Высокая дисперсность частиц упрочняющей
фазы и наличие циркония в твердом растворе благо-
приятно влияет на прочностные свойства. Резуль-
таты исследований механических свойств поверх-
ностного слоя плиты, легированного элементами
Cr и Zr, показали, что предел прочности на разрыв
повысился в 1,3...1,5 раза (σв = 220...250 МПа),
твердость повысилась в 1,3...1,4 раза (НВ 65...70)
относительно основы. То позволила существенно
повысить механические свойства легированного
поверхностного слоя. После проведения То (за-
калка + старение) предел прочности повысился в
2,0...2,2 раза (σв = 340...370 МПа), твердость повы-
силась в 2,0...2,2 раза (НВ 100...110) относительно
основного материала плиты. Согласно схеме леги-
Химический состав переплавленного поверхностного слоя медной плиты
Зона
Вводимое количество леги-
рующих элементов, %
Содержание в лигатуре, %
Содержание в поверхност-
ном слое, %
Степень усвоения, %
Cr Zr Cr Zr Cr Zr Cr Zr
І 1,41 0,33 1,4 0,31 0,6 0,05 98 37
ІІ 2,18 0,54 2,09 0,5 0,9 0,08 87 32
ІІІ 4,32 1,43 3,97 1,32 1,35 0,15 74 25
Рис. 2. Внешний вид медной плиты кристаллизатора после
легирования поверхностного слоя
Рис. 3. Продольный макрошлиф медной плиты кристаллиза-
тора после легирования поверхностного слоя
Рис. 4. Микроструктура легированного поверхностного слоя
медной плиты (CuCrZr)
32 ISSN 2415-8445 СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОМЕТАЛЛУРГИЯ, № 2 (127), 2017
ПЛАЗМЕННО-ДУГОВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ
рования была выявлена зависимость прочности и
твердости от содержания легирующих элементов
в поверхностном слое в зависимости от рабочих
зон (рис. 5).
оценку изменения теплопроводности проводи-
ли согласно закону Видемана–Франца–Лоренца с
учетом того факта, что отношение коэффициента
теплопроводности к коэффициенту электропрово-
дности для всех металлов приблизительно одина-
ково и изменяется пропорционально абсолютной
температуре. Поэтому теплопроводность оценива-
ли путем измерения электропроводности медных
образцов, вырезанных из поверхностного леги-
рованного слоя. измерения электропроводности
проводили четырехконтактным потенциальным
методом, основанном на законе ома, с помощью
микроомметра Ф4104-М1.
На рис. 6 показана электропроводность ле-
гированного поверхностного слоя в различных
зонах медной плиты. Установлена зависимость
электропроводности от содержания легирующих
элементов в поверхностном слое. С повышением
содержания легирующих элементов в поверхнос-
тном слое от зоны I (0,6 % Cr; 0,05 % Zr) к зоне III
(1,35 % Cr; 0,15 % Zr) электропроводность снижа-
ется от 62 до 60 % электропроводности основы.
как видно из графика, электропроводность
термообработанных образцов выше, чем образ-
цов, которые не были подвержены То. Находясь
в твердом растворе, хром значительно снижает
электропроводность меди. Это связано с тем, что
в матрицу меди попадают элементы другого ме-
талла и эти элементы препятствуют движению
свободных электронов, которые являются основ-
ным источником для переноса тепла в металлах и
сплавах, действуя как рассеяние пространства и
уменьшая длину свободного пробега электронов.
однако после проведения То (закалка + старение)
и выделения дисперсных частиц хрома электро-
проводность повышается, матрица сплава пред-
ставлена практически чистой медью с высокой
электропроводностью и второй фазой с меньшей
электропроводностью. Электропроводность в I
зоне составила 89, во второй — 86 и в III — 83 %
электропроводности основы.
Таким образом, совмещение ПДП с легирова-
нием поверхностного слоя позволило получить в I
зоне повышение предела прочности σв = 340 МПа
и снижение электропроводности всего на 11 %, во
II зоне σв = 360 МПа и снижение электропрово-
дности 14 %, в III зоне σв = 370 МПа и снижение
электропроводности 17 % относительно основы.
Выводы
1. На основе разработанных технологических ре-
жимов плазменно-дугового переплава был впер-
вые легирован поверхностный слой опытно-про-
мышленных медных плит кристаллизатора МНЛз
размером 460×135×70 и 360×135×70 мм с сохра-
нением их исходной геометрии. После механиче-
ской обработки поверхности легированного слоя
медной плиты глубина упрочненного слоя соста-
вила 8…10 мм.
Рис. 5. зависимость прочности (а) и твердости (б) от содержания легирующих элементов в рабочих зонах поверхностного
слоя: I — зона с химическим составом 0,6 % Cr; 0,05 % Zr; II — зона с 0,9 % Cr; 0,08 % Zr; III — зона с 1,35 % Cr; 0,15 % Zr
для а: 1 — σв, 2 — σв (То); для б: 1 — HB, 2 — HB (То). Механические свойства основы σв = 170 МПа и твердость HB 50
Рис. 6. Электропроводность легированного поверхностного
слоя в зонах I, II, III без и с То. Электропроводность основы
52 МСм/м: 1 — без То; 2 — То (описание зон I– III см. рис. 5)
33ISSN 2415-8445 СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОМЕТАЛЛУРГИЯ, № 2 (127), 2017
ПЛАЗМЕННО-ДУГОВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ
2. анализ структуры легированного слоя по-
зволил определить, что после старения обнаруже-
ны частицы хрома сферической и эллипсоидной
формы со средним размером 140 нм. Показано,
что введение от 0,05…0,15 % Zr не приводит к вы-
делению новых упрочняющих фаз при старении.
3. определено, что введение в поверхност-
ный слой медной плиты элементов с содер-
жанием 0,6…1,35 % Cr и 0,05…0,15 % Zr по-
вышает прочностные характеристики. Предел
прочности на разрыв повысился в 1,3...1,5 раза
(σв = 220...250 МПа), твердость повысилась в
1,3…1,4 раза (НВ 65...70) относительно основы.
4. Установлено, что после проведения То (за-
калки + старения) предел прочности легирован-
ного поверхностного слоя повысился в 2,0...2,2
раза (σв = 340...370 МПа), твердость повысилась в
2,0...2,2 раза (НВ 100...110) относительно основы:
в I зоне σв = 340 МПа, твердость НВ 100, во II зоне
σв = 360 МПа, твердость НВ 105, в III зоне σв =
= 370 МПа, твердость НВ 110, что поспособствует
в дальнейшем более равномерному износу медной
плиты во время непрерывной разливки.
5. Показано, что с введением легирующих
элементов (от 0,6 % Cr; 0,05 % Zr до 1,35 % Cr;
0,15 % Zr) в поверхностный слой медной плиты
электропроводность составит 62…60 % электро-
проводности чистой меди (основы). однако после
проведения То электропроводность повышается
и составит 89…83 % электропроводности чистой
меди. Установлено, что с повышением содержа-
ния легирующих элементов в поверхностном слое
от зоны I к зоне III электропроводность снижает-
ся: в I зоне составила 89 %, во II — 86 и в III —
83 % электропроводности основы.
Список литературы
1. кожемякин В. Г., Шаповалов В. а., бурнашев В. Р. и др.
(2015) исследование качества восстановленного и леги-
рованного поверхностных слоев медных плит при ПДРП.
Современная электрометаллургия, 4, 25–30.
2. Латаш Ю. В., Торхов Г. Ф., костенко Ю. и., колычев В. П.
(1988) Плазменно-дуговой переплав поверхностного слоя
заготовок меди и никеля. Специальная электрометаллур-
гия, 57, 60–65.
3. Dudek A., Nitkiewicz Z. (2007) The influence of alloying
method on the surface microstructure of the 40Cr4 steel.
Metal, Hradec nad Moravicí, 5, 22–24.
4. кожемякин В. Г., Шаповалов В. а., бурнашев В. Р. и др.
(2016) Выплавка медных лигатур с высокореакционными
металлами в условиях плазменно-дуговой гарнисажной
плавки. Современная электрометаллургия, 4, 45–50.
5. осинцев о. Е., Федоров В. Н. (2004) Медь и медные спла-
вы. Отечественные и зарубежные марки: справочник.
Москва, Машиностроение.
6. Николаев а. к., костин С. а. (2012) Медь и жаропрочные
медные сплавы: энцикл. терминолог. слов.: фундамен-
тальный справ. Москва, ДПк Пресс.
References
1. Kozhemyakin V. G., Shapovalov V. A., Burnashev V. R. et
al. (2015) Investigation of quality of restored and alloyed
surface layers of copper plates in PARS. Sovremennaya
elektrometallurgiya, 4, 25–30. [in Russian].
2. Latash Yu. V., Torkhov G. F., Kostenko Yu. I., Kolychev V. P.
(1988) Plazmenno-dugovoy pereplav poverkhnostnogo sloya
zagotovok medi i nikelya. Spetsialnaya elektrometallurgiya,
57, 60–65. [in Russian].
3. Dudek A., Nitkiewicz Z. (2007) The influence of alloying
method on the surface microstructure of the 40Cr4 steel.
Metal, Hradec nad Moravicí, 5, 22–24.
4. Kozhemyakin V. G., Shapovalov V. A., Burnashev V. R. et
al. (2016) Melting of copper master alloys with highly-
reactive metals under conditions of plasma-arc skull melting.
Sovremennaya elektrometallurgiya, 4, 45–50. [in Russian].
5. Osintsev O. Ye., Fedorov V. N. (2004) Med i mednye splavy.
Otechestvennye i zarubezhnye marki: spravochnik. Moskva,
Mashinostroyeniye. [in Russian].
6. Nikolayev A. K., Kostin S. A. (2012) Med i zharoprochnye
mednye splavy: entsikl. terminolog. slov.: fundamentalny
sprav. Moskva, DPK Press. [in Russian].
ЛЕГУВАННя ПОВЕРХНЕВОГО ШАРУ МІДНИХ ПЛИТ КРИСТАЛІЗАТОРІВ
СПОСОБОМ ПЛАЗМОВО-ДУГОВОГО ПЕРЕПЛАВУ
В. Г. Кожемякін, В. Р. Бурнашев, В. О. Шаповалов, Т. І. Грищенко, Д. О. Калашник, О. В. Веретільник
Інститут електрозварювання ім. Є. о. Патона НаН України.
03680, м. київ-150, вул. казимира Малевича, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
У роботі запропонована і випробувана схема легування поверхневого шару мідної плити кристалізатора з
введенням лігатури, склад якої змінюється в залежності від зони плити, що дозволяє в нижній частині і біля
країв робочої поверхні кристалізатора збільшувати концентрацію легуючих елементів для підвищення зносо-
стійкості. Наведені результати фізико-хімічних досліджень по взаємодії легуючих елементів Cr і Zr з міддю в
умовах плазмово-дугового легування. Дано технологічні режими легування мідних плит на плазмово-дуговій
установці об-1957. Визначено хімічний склад і ступінь засвоєння елементів в поверхневому шарі. Встановле-
но залежності впливу змісту легуючих елементів в поверхневому шарі на фізико-механічні властивості мідної
плити. Вперше способом плазмово-дугового переплаву леговано поверхневий шар дослідно-промислової мід-
ної плити кристалізатора МбЛз розміром 460×135×70 мм елементами Cr і Zr. бібліогр. 6, табл. 1, іл. 6.
К л ю ч о в і с л о в а : мідна плита; кристалізатор МБЛЗ; легування; поверхневий шар; мідні сплави; плазмо-
во-дуговий переплав; дисперсійне зміцнення
34 ISSN 2415-8445 СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОМЕТАЛЛУРГИЯ, № 2 (127), 2017
ПЛАЗМЕННО-ДУГОВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ
ALLOYING OF SURFACE LAYER OF MOULD COPPER PLATES
BY THE METHOD OF PLASMA-ARC REMELTING
V.G. Kozhemyakin, V.R. Burnashev, V.A. Shapovalov, T.I. Grishchenko, D.A. Kalashnik, A.V. Veretilnik
E.O. Paton Electric Welding Institute, NASU.
11 Kazimir Malevich Str., 03680, Kiev, Ukraine. E-mail: office@paton.kiev.ua
In the work the scheme of alloying the surface layer of mould copper plate is suggested and tested with applying a
master alloy, the composition of which is changed depending on plate zone, which allows increasing the concentration
of alloying elements for the wear resistance increase in the bottom part and near the edges of the mould working
surface. Results of physical and chemical investigations on interaction of alloying elements Cr and Zr with copper
under conditions of plasma-arc alloying are given. Technological conditions of alloying of copper plates in the plasma-
arc installation OB-1957 are presented. Chemical composition and degree of elements assimilation in a surface layer is
determined. Dependencies of content of alloying elements in a surface layer on physical and the copper plate mechanical
properties were established. For the first time the surface layer of experimental-industrial copper plates of 460×135×70
and 360×135×70 sizes for moulds of machines of continuous casting of billets (MCCB) was alloyed with Cr and Zr
elements by using the plasma-arc remelting method. Ref. 6, Table 1, Figures 6.
K e y w o r d s : copper plate; mould of MCCB; alloying; surface layer; copper alloys; plasma-arc remelting;
dispersion strengthening
Поступила 23.05.2017
ПОЗДРАВЛяЕМ
лауреатов премии им. Е. О. Патона НАН Украины
Президиум Национальной академии наук Украины на заседании 8 февраля 2017 года присудил премию
имени Е. о. Патона академику НаН Украины Григоренко Георгию Михайловичу, доктору технических
наук Шейко ивану Васильевичу и доктору технических наук Шаповалову Виктору александровичу за
цикл работ «Плазменные технологии и оборудование в металлургии».
Сердечно поздравляем лауреатов с заслуженной наградой!
Слева направо:
В. а. Шаповалов, Г. М. Григоренко, и. В. Шейко
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-160331 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0233-7681 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-02T08:45:32Z |
| publishDate | 2017 |
| publisher | Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Кожемякин, В.Г. Бурнашев, В.Р. Шаповалов, В.А. Грищенко, Т.И. Калашник, Д.А. Веретильник, А.В. 2019-11-01T19:17:20Z 2019-11-01T19:17:20Z 2017 Легирование поверхностного слоя медных плит кристаллизаторов способом плазменно-дугового переплава / В.Г. Кожемякин, В.Р. Бурнашев, В.А. Шаповалов, Т.И. Грищенко, Д.А. Калашник, А.В. Веретильник // Современная электрометаллургия. — 2017. — № 2 (127). — С. 29-34. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. 0233-7681 DOI: doi.org/10.15407/sem2017.02.05 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/160331 669.187.2:533.9:62-41.002 В работе предложена и опробована схема легирования поверхностного слоя медной плиты кристаллизатора с введением лигатуры, состав которой меняется в зависимости от зоны плиты, что позволяет в нижней части и у краев рабочей поверхности кристаллизатора увеличивать концентрацию легирующих элементов для повышения износостойкости. Приведены результаты физико-химических исследований по взаимодействию легирующих элементов Cr и Zr с медью в условиях плазменно-дугового легирования. Даны технологические режимы легирования медных плит на плазменно-дуговой установке ОБ-1957. Определен химический состав и степень усвоения элементов в поверхностном слое. Установлены зависимости влияния содержания легирующих элементов в поверхностном слое на физико-механические свойства медной плиты. Впервые методом плазменно-дугового переплава легирован поверхностный слой опытно-промышленных медных плит кристаллизатора МНЛЗ размером 460x135x70 и 360x135x70 мм элементами Cr и Zr. In the work the scheme of alloying the surface layer of mould copper plate is suggested and tested with applying a master alloy, the composition of which is changed depending on plate zone, which allows increasing the concentration of alloying elements for the wear resistance increase in the bottom part and near the edges of the mould working surface. Results of physical and chemical investigations on interaction of alloying elements Cr and Zr with copper under conditions of plasma-arc alloying are given. Technological conditions of alloying of copper plates in the plasmaarc installation OB-1957 are presented. Chemical composition and degree of elements assimilation in a surface layer is determined. Dependencies of content of alloying elements in a surface layer on physical and the copper plate mechanical properties were established. For the first time the surface layer of experimental-industrial copper plates of 460x135x70 and 360?135?70 sizes for moulds of machines of continuous casting of billets (MCCB) was alloyed with Cr and Zr elements by using the plasma-arc remelting method. У роботі запропонована і випробувана схема легування поверхневого шару мідної плити кристалізатора з введенням лігатури, склад якої змінюється в залежності від зони плити, що дозволяє в нижній частині і біля країв робочої поверхні кристалізатора збільшувати концентрацію легуючих елементів для підвищення зносостійкості. Наведені результати фізико-хімічних досліджень по взаємодії легуючих елементів Cr і Zr з міддю в умовах плазмово-дугового легування. Дано технологічні режими легування мідних плит на плазмово-дуговій установці ОБ-1957. Визначено хімічний склад і ступінь засвоєння елементів в поверхневому шарі. Встановлено залежності впливу змісту легуючих елементів в поверхневому шарі на фізико-механічні властивості мідної плити. Вперше способом плазмово-дугового переплаву леговано поверхневий шар дослідно-промислової мідної плити кристалізатора МБЛЗ розміром 460x135x70 мм елементами Cr і Zr. ru Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України Современная электрометаллургия Плазменно-дуговая технология Легирование поверхностного слоя медных плит кристаллизаторов способом плазменно-дугового переплава Легування поверхневого шару мідних плит кристалізаторів способом плазмово-дугового переплаву Alloying of surface layer of mould copper plates by the method of plasma-arc remelting Article published earlier |
| spellingShingle | Легирование поверхностного слоя медных плит кристаллизаторов способом плазменно-дугового переплава Кожемякин, В.Г. Бурнашев, В.Р. Шаповалов, В.А. Грищенко, Т.И. Калашник, Д.А. Веретильник, А.В. Плазменно-дуговая технология |
| title | Легирование поверхностного слоя медных плит кристаллизаторов способом плазменно-дугового переплава |
| title_alt | Легування поверхневого шару мідних плит кристалізаторів способом плазмово-дугового переплаву Alloying of surface layer of mould copper plates by the method of plasma-arc remelting |
| title_full | Легирование поверхностного слоя медных плит кристаллизаторов способом плазменно-дугового переплава |
| title_fullStr | Легирование поверхностного слоя медных плит кристаллизаторов способом плазменно-дугового переплава |
| title_full_unstemmed | Легирование поверхностного слоя медных плит кристаллизаторов способом плазменно-дугового переплава |
| title_short | Легирование поверхностного слоя медных плит кристаллизаторов способом плазменно-дугового переплава |
| title_sort | легирование поверхностного слоя медных плит кристаллизаторов способом плазменно-дугового переплава |
| topic | Плазменно-дуговая технология |
| topic_facet | Плазменно-дуговая технология |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/160331 |
| work_keys_str_mv | AT kožemâkinvg legirovaniepoverhnostnogosloâmednyhplitkristallizatorovsposobomplazmennodugovogopereplava AT burnaševvr legirovaniepoverhnostnogosloâmednyhplitkristallizatorovsposobomplazmennodugovogopereplava AT šapovalovva legirovaniepoverhnostnogosloâmednyhplitkristallizatorovsposobomplazmennodugovogopereplava AT griŝenkoti legirovaniepoverhnostnogosloâmednyhplitkristallizatorovsposobomplazmennodugovogopereplava AT kalašnikda legirovaniepoverhnostnogosloâmednyhplitkristallizatorovsposobomplazmennodugovogopereplava AT veretilʹnikav legirovaniepoverhnostnogosloâmednyhplitkristallizatorovsposobomplazmennodugovogopereplava AT kožemâkinvg leguvannâpoverhnevogošarumídnihplitkristalízatorívsposobomplazmovodugovogopereplavu AT burnaševvr leguvannâpoverhnevogošarumídnihplitkristalízatorívsposobomplazmovodugovogopereplavu AT šapovalovva leguvannâpoverhnevogošarumídnihplitkristalízatorívsposobomplazmovodugovogopereplavu AT griŝenkoti leguvannâpoverhnevogošarumídnihplitkristalízatorívsposobomplazmovodugovogopereplavu AT kalašnikda leguvannâpoverhnevogošarumídnihplitkristalízatorívsposobomplazmovodugovogopereplavu AT veretilʹnikav leguvannâpoverhnevogošarumídnihplitkristalízatorívsposobomplazmovodugovogopereplavu AT kožemâkinvg alloyingofsurfacelayerofmouldcopperplatesbythemethodofplasmaarcremelting AT burnaševvr alloyingofsurfacelayerofmouldcopperplatesbythemethodofplasmaarcremelting AT šapovalovva alloyingofsurfacelayerofmouldcopperplatesbythemethodofplasmaarcremelting AT griŝenkoti alloyingofsurfacelayerofmouldcopperplatesbythemethodofplasmaarcremelting AT kalašnikda alloyingofsurfacelayerofmouldcopperplatesbythemethodofplasmaarcremelting AT veretilʹnikav alloyingofsurfacelayerofmouldcopperplatesbythemethodofplasmaarcremelting |