Влияние химических компонентов на механические свойства стали 110Г13Л

Abstract

RU: Цель. Для выявления закономерностей, определяющих и формирующих качество готовых металлоизделий из стали 110Г13Л, необходимо выполнить количественную оценку связи между компонентами химического состава и механическими свойствами, основанную на корреляционных методах выявления зависимостей между признаками. Выполнить расчёт коэффициентов множественной корреляции компонентов химического состава и механических свойств высокомарганцевой аустенитной стали. Получить корреляционную матрицу показателей качества стали 110Г13Л. Проанализировать и сравнить уровни взаимосвязи между ними. Методика. В работе использованы представления сталей в многомерном пространстве компонентов химического состава и механических свойств в виде точек, информационно наделённых всеми характеристиками металлоизделия , а также представления о корреляции, как величине события наличия связи между рассматриваемыми признаками. Получена матрица коэффициентов множественной корреляции химических компонентов и механических свойств стали 110Г13Л и выполнено их графическое сравнение при постоянных технологических параметрах существующего производства. Результаты. Сравнительный анализ коэффициентов корреляции показал, что позитивный вклад в повышение механических свойств оказывают: наибольший - марганец и наименьший - фосфор. Однозначное отрицательное влияние на механические свойства оказывает кремний. Сера оказывает незначительное позитивное влияние только на предел текучести. Углерод повышает пределы прочности и текучести, но отрицательно влияет на относительное сужение и ударную вязкость. Установлено, что на рост предела прочности и относительного удлинения положительно влияет увеличение в составе стали марганца, углерода, фосфора в пределах, допустимых нормативными документами. Снижение этих механических характеристик может быть вызвано увеличением количества кремния и серы в плавочном составе. Научная новизна. Установлено, что на снижение предела текучести стали Гатфильда влияет только увеличение содержания кремния в плавочном составе стали. Остальные химические компоненты повышают значения этого показателя. Установлено, что ударная вязкость повышается только при росте количества марганца или фосфора в стали. Увеличение содержания углерода, кремния и серы снижают эти показатели качества. Практическая значимость. Корреляционный анализ влияния химических элементов на механические свойства показал, что в составе стали 110Г13Л количество углерода, кремния и серы должно быть минимизировано.

UK: Мета. Для виявлення закономірностей, що визначають і формують якість готових металовиробів зі сталі 110М13Л, необхідно виконати кількісну оцінку зв'язку між компонентами хімічного складу і механічними властивостями, засновану на кореляційних методах виявлення залежностей між ознаками. Виконати розрахунок коефіцієнтів множинної кореляції компонентів хімічного складу і механічних властивостей високомарганцевой аустенітної сталі. Отримати кореляційний матрицю показників якості стали 110М13Л. Проаналізувати і порівняти рівні взаємозв'язку між ними. Методика. У роботі використані уявлення сталей в багатовимірному просторі компонентів хімічного складу і механічних властивостей у вигляді точок, інформаційно наділених усіма характеристиками металовироби, а також уявлення про кореляції, як величиною події наявності зв'язку між розглянутими ознаками. Отримана матриця коефіцієнтів множинної кореляції хімічних компонентів і механічних властивостей стали 110М13Л і виконано їх графічне порівняння при постійних технологічних параметрах існуючого виробництва. Результати. Порівняльний аналіз коефіцієнтів кореляції показав, що позитивний внесок у підвищення механічних властивостей надають: найбільший - марганець і найменший - фосфор. Однозначне негативний вплив на механічні властивості надає кремній. Сірка має незначний позитивний вплив тільки на межу текучості. Вуглець підвищує межі міцності і текучості, але негативно впливає на відносне звуження і ударну в'язкість. Встановлено, що на зростання межі міцності і відносного подовження позитивно впливає збільшення у складі стали марганцю, вуглецю, фосфору в межах, допустимих нормативними документами. Зниження цих механічних характеристик може бути викликане збільшенням кількості кремнію і сірки в плавковим складі. Наукова новизна. Встановлено, що на зниження межі текучості стали Гатфільд впливає тільки збільшення вмісту кремнію в плавковим складі сталі. Решта хімічні компоненти підвищують значення цього показника. Встановлено, що ударна в'язкість підвищується тільки при зростанні кількості марганцю або фосфору в сталі. Збільшення вмісту вуглецю, кремнію і сірки знижують ці показники якості. Практична значимість. Кореляційний аналіз впливу хімічних елементів на механічні властивості показав, що у складі стали 110М13Л кількість вуглецю, кремнію і сірки повинно бути мінімізовано.

EN: Purpose. For detection of the regularities defining and forming quality of ready hardware of steel 110G13L it is necessary to execute the quantitative assessment of communication between components of a chemical composition and mechanical properties based on correlation methods of detection of dependences between signs. To execute calculation of coefficients of multiple correlation of components of a chemical composition and mechanical properties of high-manganese austenitic steel. To receive a correlation matrix of indicators of quality of steel 110G13L. To analyse and compare interrelation levels between them. Methodology. In work representations staly in multidimensional space of components of a chemical composition and mechanical properties in the form of points are used, is information the allocated all characteristics of a hardware, and also idea of correlation, as to the size of an event of existence of communication between the considered signs. The matrix of coefficients of multiple correlation of chemical components and mechanical properties of steel 110G13L is received and their graphic comparison at constant technological parameters of the existing production is executed. Findings. The comparative analysis of coefficients of correlation showed that a positive contribution to increase of mechanical properties render: the greatest - manganese and the smallest - phosphorus. Silicon has unambiguous negative impact on mechanical properties. Sulfur has insignificant positive impact only on a fluidity limit. Carbon increases strength and fluidity, but negatively influences relative narrowing and impact strength. It is established that growth of strength and relative lengthening is influenced positively by increase as a part of steel of manganese, carbon, phosphorus in limits, admissible normative documents. Decrease in these mechanical characteristics can be caused by increase in amount of silicon and sulfur in plavochny structure. Originality. It is established that influences decrease in a limit of fluidity of steel of Gatfild only increase in the content of silicon in plavochny composition of steel. Other chemical components increase values of this indicator. It is established that impact strength increases only with a growth of amount of manganese or phosphorus in steel. The increase in the content of carbon, silicon and sulfur is reduced by these indicators of quality. Practical value. The correlation analysis of influence of chemical elements on mechanical properties showed that as a part of steel 110G13L the amount of carbon, silicon and sulfur has to be minimized.