Ідентифікація робочої зони параметрів сталі 40

Abstract

UK: Постановка проблеми. Визначення впливу параметрів технології виробництва сталі та чавуну на їх властивості складне завдання. Ця складність пов’язана з багатопараметричністю та багатокритерійністю такої технології, де на критерії якості металу впливає багато факторів. Незначна зміна параметрів технології може викликати значні зміни якості металу. Тому дослідження впливу технологічних факторів на критерії якості металу в робочій області її параметрів являє собою актуальне завдання матеріалознавства. Матеріали та методика. Як матеріал для дослідження обрано сталь 40. Досліджувався вплив хімічного складу сталі та фрактальної розмірності елементів структури на її механічні властивості. Зразки вивчали з використанням оптичної мікроскопії для визначення фрактальної розмірності елементів структури. Фрактальну розмірність структури визначали за допомогою розробленої та запатентованої методики. Результати експерименту. Встановлено ступінь впливу кожного елемента хімічного складу на механічні властивості сталі 40 в межах робочої області параметрів: С®Mn®Si®Р®Cr®S®Ni. Вплив структури на механічні властивості сталі 40 підтверджується їх чутливістю до фрактальної розмірності структурних елементів. Висновки. Установлено вплив елементів хімічного складу та структури сталі 40 на її механічні властивості в робочій області параметрів технології. Такий підхід дозволяє оцінювати характеристики якості сталей даного класу з мінімальними витратами на натурні випробування.

RU: Постанова проблемы. Определение влияния параметров технологии производства стали и чугуна на их свойства представляет собой сложную задачу. Эта сложность связана с многопараметричностью и многокритериальностью такой технологии, где на критерии качества металла влияет много факторов. Незначительное изменение параметров технологии может привести к значительному изменению качества металла. Поэтому исследование влияния технологических факторов на критерии качества металла в рабочей области ее параметров представляет собой актуальную задачу материаловедения. Материалы и методика. В качестве материала для исследования выбрана сталь 40. Исследовалось влияние химического состава стали и фрактальной размерности элементов структуры на ее механические свойства. Образцы стали исследовались c использованием оптической микроскопии для определения фрактальной размерности элементов структуры. Фрактальная размерность структуры определялась с помощью разработанной и запатентованной методики. Результаты эксперимента. Установлена степень влияния каждого элемента химического состава на механические свойства стали 40 в пределах рабочей области параметров: С®Mn®Si®Р®Cr®S®Ni. Влияние структуры на механические свойства стали 40 подтверждается их чувствительностью к фрактальной размерности структурных элементов. Выводы. Установлено влияние элементов химического состава и структуры стали 40 на ее механические свойства в рабочей области параметров технологии. Такой подход позволяет оценивать характеристики качества сталей данного класса с минимальными затратами на натурные испытания.

EN: Introduction. Determining the influence of the parameters of the technology of steel and iron production on their properties is a complex task. Its complexity is related to the multi-parameterity and multicriteria of such technology, where many factors influence the quality of the metal. A slight change in the parameters of the technology can lead to a significant change in the quality of the metal. Therefore, the study of the influence of technological factors on the quality of the metal in the working area of its parameters is an actual problem of material science. Materials and methods. Steel 40 was chosen as the material for the study. The influence of the chemical composition of the steel and the fractal dimension of the structural elements on its mechanical properties was investigated. Steel samples were investigated using optical microscopy to determine the fractal dimension of the structural elements. The fractal dimension of the structure was determined by the developed and patented methodology. Results of the experiment. As a result of experiments and calculations, the degree of influence of each element of the chemical composition on the mechanical properties of steel 40 within the working area of parameters: С®Mn®Si®Р®Cr®S®Ni was determined. The influence of the structure on the mechanical properties of steel 40 is confirmed by their sensitivity to the fractal dimension of structural elements. Conclusions. The influence of the chemical composition and steel structure 40 on its mechanical properties in the working area of the technology parameters is determined in the work. This approach allows us to assess the characteristics of the quality of steel grades of this class with a minimum cost of physical exam.