ПІДВИЩЕННЯ ФІЗИКО-МЕХАНІЧНИХ ТА ЕКСПЛУАТАЦІЙНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ВИСОКОМАРГАНЦЕВИХ СТАЛЕЙ УДОСКОНАЛЕННЯМ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСІВ ЇХ ПЛАВЛЕННЯ, МІКРОЛЕГУВАННЯ ТА МОДИФІКУВАННЯ: Procesi littâ, 2024, Vol 1 (155), 14-28
The regularities of the influence of the pouring temperature and nitrogen modification of high manganese steel on the formation of the primary dendritic structure and the quality of castings are shown, the influence of chemical-structural heterogeneity and metal density on the physical and mechanica...
Saved in:
| Date: | 2024 |
|---|---|
| Main Authors: | , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
National Academy of Sciences of Ukraine, Physical-Technological Institute of Metals and Alloys of NAS of Ukraine
2024
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://plit-periodical.org.ua/index.php/plit/article/view/229 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Casting Processes |
Institution
Casting Processes| id |
oai:ojs2.localhost:article-229 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Casting Processes |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2024-02-27T09:09:01Z |
| collection |
OJS |
| language |
Ukrainian |
| topic |
високомарганцеві сталі процес охолодження модифікування азотом неметалеві вкраплини механічне оброблення |
| spellingShingle |
високомарганцеві сталі процес охолодження модифікування азотом неметалеві вкраплини механічне оброблення Шипицин, С.Я. Федоров, Г.Є. Кірчу, І.Ф. Лиховей, Д.І. Степанова, Т.В. ПІДВИЩЕННЯ ФІЗИКО-МЕХАНІЧНИХ ТА ЕКСПЛУАТАЦІЙНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ВИСОКОМАРГАНЦЕВИХ СТАЛЕЙ УДОСКОНАЛЕННЯМ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСІВ ЇХ ПЛАВЛЕННЯ, МІКРОЛЕГУВАННЯ ТА МОДИФІКУВАННЯ: Procesi littâ, 2024, Vol 1 (155), 14-28 |
| topic_facet |
високомарганцеві сталі процес охолодження модифікування азотом неметалеві вкраплини механічне оброблення high-manganese steels cooling process nitrogen modification non-metallic inclusions mechanical processing |
| format |
Article |
| author |
Шипицин, С.Я. Федоров, Г.Є. Кірчу, І.Ф. Лиховей, Д.І. Степанова, Т.В. |
| author_facet |
Шипицин, С.Я. Федоров, Г.Є. Кірчу, І.Ф. Лиховей, Д.І. Степанова, Т.В. |
| author_sort |
Шипицин, С.Я. |
| title |
ПІДВИЩЕННЯ ФІЗИКО-МЕХАНІЧНИХ ТА ЕКСПЛУАТАЦІЙНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ВИСОКОМАРГАНЦЕВИХ СТАЛЕЙ УДОСКОНАЛЕННЯМ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСІВ ЇХ ПЛАВЛЕННЯ, МІКРОЛЕГУВАННЯ ТА МОДИФІКУВАННЯ: Procesi littâ, 2024, Vol 1 (155), 14-28 |
| title_short |
ПІДВИЩЕННЯ ФІЗИКО-МЕХАНІЧНИХ ТА ЕКСПЛУАТАЦІЙНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ВИСОКОМАРГАНЦЕВИХ СТАЛЕЙ УДОСКОНАЛЕННЯМ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСІВ ЇХ ПЛАВЛЕННЯ, МІКРОЛЕГУВАННЯ ТА МОДИФІКУВАННЯ: Procesi littâ, 2024, Vol 1 (155), 14-28 |
| title_full |
ПІДВИЩЕННЯ ФІЗИКО-МЕХАНІЧНИХ ТА ЕКСПЛУАТАЦІЙНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ВИСОКОМАРГАНЦЕВИХ СТАЛЕЙ УДОСКОНАЛЕННЯМ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСІВ ЇХ ПЛАВЛЕННЯ, МІКРОЛЕГУВАННЯ ТА МОДИФІКУВАННЯ: Procesi littâ, 2024, Vol 1 (155), 14-28 |
| title_fullStr |
ПІДВИЩЕННЯ ФІЗИКО-МЕХАНІЧНИХ ТА ЕКСПЛУАТАЦІЙНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ВИСОКОМАРГАНЦЕВИХ СТАЛЕЙ УДОСКОНАЛЕННЯМ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСІВ ЇХ ПЛАВЛЕННЯ, МІКРОЛЕГУВАННЯ ТА МОДИФІКУВАННЯ: Procesi littâ, 2024, Vol 1 (155), 14-28 |
| title_full_unstemmed |
ПІДВИЩЕННЯ ФІЗИКО-МЕХАНІЧНИХ ТА ЕКСПЛУАТАЦІЙНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ВИСОКОМАРГАНЦЕВИХ СТАЛЕЙ УДОСКОНАЛЕННЯМ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСІВ ЇХ ПЛАВЛЕННЯ, МІКРОЛЕГУВАННЯ ТА МОДИФІКУВАННЯ: Procesi littâ, 2024, Vol 1 (155), 14-28 |
| title_sort |
підвищення фізико-механічних та експлуатаційних властивостей високомарганцевих сталей удосконаленням технологічних процесів їх плавлення, мікролегування та модифікування: procesi littâ, 2024, vol 1 (155), 14-28 |
| title_alt |
INCREASING THE PHYSICAL-MECHANICAL AND OPERATIONAL PROPERTIES OF HIGH MANGANESE STEELS BY IMPROVING THE TECHNOLOGICAL PROCESSES OF THEIR MELTING, MICRO-ALLOYING AND MODIFICATION: Procesi littâ, 2024, Vol 1 (155), 14-28 |
| description |
The regularities of the influence of the pouring temperature and nitrogen modification of high manganese steel on the formation of the primary dendritic structure and the quality of castings are shown, the influence of chemical-structural heterogeneity and metal density on the physical and mechanical properties of steels, and the regularities of the influence of the initial structural state on the wear resistance of steel under shockabrasive wear conditions are determined. The influence of the cooling process of castings on the physical and mechanical properties of highmanganese steels is shown, taking into account their features and temperature regimes of casting. It is noted that in order to obtain highquality castings, the optimal temperature of the melt before pouring it into molds should be in the range from 1430 ºС to 1480 ºС depending on the wall thickness of the cast part and its overall dimensions. This temperature ensures high physical and mechanical properties and quality of castings with a wall thickness of up to 20 mm. Nitrogen modification significantly reduces the negative impact of the increase in the temperature of the melt before pouring into molds on the mechanical properties of steels. After heat treatment to austenite, modification with nitrogen provides a simultaneous increase in the strength and plasticity of the metal by 15...20% due to grain boundary strengthening and strengthening of austenite with solid nitrogen. It is shown that the degree of influence of nonmetallic inclusions on the properties of steel depends on their number, shape and distribution in the micro- and macro-volumes of the casting and does not depend on the reasons for their appearance in the metal. The sizes of nitrides in these steels do not exceed 2...8 μm, and silicate, oxide and sulfide inclusions in all steels – 12 μm, which does not significantly affect the properties of the metal in castings. Nitrogen modification, dispersive vanadium nitride hardening after nitrogen modification and vanadium microalloying provides a 1.5–3.0 times reduction in the index of contamination of steel with nonmetallic inclusions of various morphologies. The grain score of 4 standard steel increases to 6 after its modification with nitrogen and microalloying with vanadium, which contributes to an increase in strength by 15...17% and plasticity by 40...60% while maintain-ing a high level of steel viscosity. It is shown that tempering products made of high-manganese steels from the cast state in order to reduce their hardness and, as a result, improve the mechanical processing of the products, is impractical. |
| publisher |
National Academy of Sciences of Ukraine, Physical-Technological Institute of Metals and Alloys of NAS of Ukraine |
| publishDate |
2024 |
| url |
https://plit-periodical.org.ua/index.php/plit/article/view/229 |
| work_keys_str_mv |
AT šipicinsâ increasingthephysicalmechanicalandoperationalpropertiesofhighmanganesesteelsbyimprovingthetechnologicalprocessesoftheirmeltingmicroalloyingandmodificationprocesilitta2024vol11551428 AT fedorovgê increasingthephysicalmechanicalandoperationalpropertiesofhighmanganesesteelsbyimprovingthetechnologicalprocessesoftheirmeltingmicroalloyingandmodificationprocesilitta2024vol11551428 AT kírčuíf increasingthephysicalmechanicalandoperationalpropertiesofhighmanganesesteelsbyimprovingthetechnologicalprocessesoftheirmeltingmicroalloyingandmodificationprocesilitta2024vol11551428 AT lihovejdí increasingthephysicalmechanicalandoperationalpropertiesofhighmanganesesteelsbyimprovingthetechnologicalprocessesoftheirmeltingmicroalloyingandmodificationprocesilitta2024vol11551428 AT stepanovatv increasingthephysicalmechanicalandoperationalpropertiesofhighmanganesesteelsbyimprovingthetechnologicalprocessesoftheirmeltingmicroalloyingandmodificationprocesilitta2024vol11551428 AT šipicinsâ pídviŝennâfízikomehaníčnihtaekspluatacíjnihvlastivostejvisokomargancevihstalejudoskonalennâmtehnologíčnihprocesívíhplavlennâmíkroleguvannâtamodifíkuvannâprocesilitta2024vol11551428 AT fedorovgê pídviŝennâfízikomehaníčnihtaekspluatacíjnihvlastivostejvisokomargancevihstalejudoskonalennâmtehnologíčnihprocesívíhplavlennâmíkroleguvannâtamodifíkuvannâprocesilitta2024vol11551428 AT kírčuíf pídviŝennâfízikomehaníčnihtaekspluatacíjnihvlastivostejvisokomargancevihstalejudoskonalennâmtehnologíčnihprocesívíhplavlennâmíkroleguvannâtamodifíkuvannâprocesilitta2024vol11551428 AT lihovejdí pídviŝennâfízikomehaníčnihtaekspluatacíjnihvlastivostejvisokomargancevihstalejudoskonalennâmtehnologíčnihprocesívíhplavlennâmíkroleguvannâtamodifíkuvannâprocesilitta2024vol11551428 AT stepanovatv pídviŝennâfízikomehaníčnihtaekspluatacíjnihvlastivostejvisokomargancevihstalejudoskonalennâmtehnologíčnihprocesívíhplavlennâmíkroleguvannâtamodifíkuvannâprocesilitta2024vol11551428 |
| first_indexed |
2025-09-24T17:41:07Z |
| last_indexed |
2025-12-17T12:07:38Z |
| _version_ |
1851757175144185856 |
| spelling |
oai:ojs2.localhost:article-2292024-02-27T09:09:01Z INCREASING THE PHYSICAL-MECHANICAL AND OPERATIONAL PROPERTIES OF HIGH MANGANESE STEELS BY IMPROVING THE TECHNOLOGICAL PROCESSES OF THEIR MELTING, MICRO-ALLOYING AND MODIFICATION: Procesi littâ, 2024, Vol 1 (155), 14-28 ПІДВИЩЕННЯ ФІЗИКО-МЕХАНІЧНИХ ТА ЕКСПЛУАТАЦІЙНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ВИСОКОМАРГАНЦЕВИХ СТАЛЕЙ УДОСКОНАЛЕННЯМ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСІВ ЇХ ПЛАВЛЕННЯ, МІКРОЛЕГУВАННЯ ТА МОДИФІКУВАННЯ: Procesi littâ, 2024, Vol 1 (155), 14-28 Шипицин, С.Я. Федоров, Г.Є. Кірчу, І.Ф. Лиховей, Д.І. Степанова, Т.В. високомарганцеві сталі процес охолодження модифікування азотом неметалеві вкраплини механічне оброблення high-manganese steels cooling process nitrogen modification non-metallic inclusions mechanical processing The regularities of the influence of the pouring temperature and nitrogen modification of high manganese steel on the formation of the primary dendritic structure and the quality of castings are shown, the influence of chemical-structural heterogeneity and metal density on the physical and mechanical properties of steels, and the regularities of the influence of the initial structural state on the wear resistance of steel under shockabrasive wear conditions are determined. The influence of the cooling process of castings on the physical and mechanical properties of highmanganese steels is shown, taking into account their features and temperature regimes of casting. It is noted that in order to obtain highquality castings, the optimal temperature of the melt before pouring it into molds should be in the range from 1430 ºС to 1480 ºС depending on the wall thickness of the cast part and its overall dimensions. This temperature ensures high physical and mechanical properties and quality of castings with a wall thickness of up to 20 mm. Nitrogen modification significantly reduces the negative impact of the increase in the temperature of the melt before pouring into molds on the mechanical properties of steels. After heat treatment to austenite, modification with nitrogen provides a simultaneous increase in the strength and plasticity of the metal by 15...20% due to grain boundary strengthening and strengthening of austenite with solid nitrogen. It is shown that the degree of influence of nonmetallic inclusions on the properties of steel depends on their number, shape and distribution in the micro- and macro-volumes of the casting and does not depend on the reasons for their appearance in the metal. The sizes of nitrides in these steels do not exceed 2...8 μm, and silicate, oxide and sulfide inclusions in all steels – 12 μm, which does not significantly affect the properties of the metal in castings. Nitrogen modification, dispersive vanadium nitride hardening after nitrogen modification and vanadium microalloying provides a 1.5–3.0 times reduction in the index of contamination of steel with nonmetallic inclusions of various morphologies. The grain score of 4 standard steel increases to 6 after its modification with nitrogen and microalloying with vanadium, which contributes to an increase in strength by 15...17% and plasticity by 40...60% while maintain-ing a high level of steel viscosity. It is shown that tempering products made of high-manganese steels from the cast state in order to reduce their hardness and, as a result, improve the mechanical processing of the products, is impractical. Показано закономірності впливу температури розливання та модифікування азотом високомарганцевої сталі на формування первинної дендритної структури та якості виливків, визначено вплив хіміко-структурної неоднорідності та щільності металу на фізико-механічні властивості сталей й закономірності впливу вихідного структурного стану на зносостійкість сталі в умовах ударно-абразивного зношування. Показано вплив процесу охолодження виливків на фізико-механічні властивості високомарганцевих сталей з урахуванням їх особливостей та температурних режимів лиття. Відзначено, що для одержання якісних виливків оптимальна температура розплаву перед розливанням його у форми має бути в межах від 1430ºС до 1480оС залежно від товщини стінок литої деталі та її габаритних розмірів. Така температура забезпечує високі фізико-механічні властивості та якість виливків з товщиною стінок до 20 мм. Модифікування азотом суттєво нівелює негативний вплив підвищення температури розплаву перед розливанням у форми на механічні властивості сталей. Після термічного оброблення на аустеніт модифікування азотом забезпечує одночасне підвищення на 15...20 % міцності й пластичності металу внаслідок зернограничного зміцнення та зміцнення аустеніту твердорозчинним азотом. Показано, що ступінь впливу неметалевих вкраплень на властивості сталі залежить від їх кількості, форми й розподілу в мікро- та макрооб’ємах виливка й не залежить від причин появи їх у металі. Розміри нітридів у цих сталях не перевищують 2…8 мкм, а силікатних, оксидних і сульфідних вкраплин у всіх сталях – 12 мкм, що суттєво не впливає на властивості металу у виливках. Модифікування азотом, дисперсійне нітридванадієве зміцнення після модифікування азотом і мікролегування ванадієм забезпечує зниження в 1,5…3,0 рази індекс забрудненості сталі неметалевими вкраплинами різної морфології. Бал зерна 4 стандартної сталі підвищується до 6 після модифікування її азотом і мікролегування ванадієм, що сприяє підвищенню на 15…17 % міцності та на 40…60% пла стичності за збереження високого рівня в’язкості сталей. Показано, що здійснення відпуску виробів із високомарганцевих сталей з литого стану з метою зниження їх твердості, та, як наслідок, покращання механічного оброблювання виробів, є недоцільним. National Academy of Sciences of Ukraine, Physical-Technological Institute of Metals and Alloys of NAS of Ukraine 2024-02-26 Article Article application/pdf https://plit-periodical.org.ua/index.php/plit/article/view/229 10.15407/plit2024.01.014 Casting processes; Casting processes №1 (155) 2024; 14-28 Процеси лиття; Процеси лиття №1 (155) 2024; 14-28 2707-1626 0235-5884 uk https://plit-periodical.org.ua/index.php/plit/article/view/229/234 Авторське право (c) 2024 С.Я. Шипицин, Г.Є. Федоров, І.Ф. Кірчу, Д.І. Лиховей, Т.В. Степанова https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 |