Аналіз особливостей формування структурної неоднорідності вуглевої сталі (огляд)

Abstract

UK: Мета. Розглянути можливі фактори впливу на формування структурно-зернистої нерівномірності вуглецевої сталі. Методологія. На основі аналізу наявної літератури проаналізовано вплив різних факторів на структурну неоднорідність вуглецевих сталей. Результати. З аналізу літератури було виявлено ряд причин, що впливають на формування неоднорідності структури вуглецевих сталей. До таких факторів належать: хімічний склад, дендритна ліквація та ліквація обробки, неметалічні включення, механізми утворення зерен аустеніту, початковий розмір зерна та забруднення сталі газами. Наукова новизна.З боку хімічного складу на формування ліквації впливають такі хімічні елементи, як вуглець, мідь, алюміній, кремній, азот, сірка і фосфор. На формування рівня мікроліквації також істотний вплив має тип утвореної структури. Показано, що рівень сегрегації при спрямованій кристалізації значно вищий, ніж при рівноважній. Також формування кінцевої структури пов’язане зі спадковим впливом у виробництві металевих виробів на особливості будови основного металу, які залежать від різних технологічних факторів. Внесок певних металогенетичних ознак технологічної спадковості відбувається на всіх стадіях плавлення, кристалізації, структуроутворення, твердофазних перетворень; різні види термічних, деформаційно-теплових, деформаційна обробка та ін. У більшості випадків саме технологічні фактори відповідають за особливості будови та прояви металургійної та структурної спадковості металів і сплавів. Істотний вплив на розвиток дендритної сегрегації в злитку має дисперсність дендритної структури, яка зростає зі збільшенням швидкості кристалізації. Зі збільшенням дисперсності дендритної структури загальна поверхня кристалізації зростає, а значна частина рідкого металу застигає при більш високих температурах. який зростає зі збільшенням швидкості кристалізації, суттєво впливає на розвиток дендритної сегрегації в злитку. Зі збільшенням дисперсності дендритної структури загальна поверхня кристалізації зростає, а значна частина рідкого металу застигає при більш високих температурах. який зростає зі збільшенням швидкості кристалізації, суттєво впливає на розвиток дендритної сегрегації в злитку. Зі збільшенням дисперсності дендритної структури загальна поверхня кристалізації зростає, а значна частина рідкого металу застигає при більш високих температурах.Практичне значення . У результаті проведеного огляду літератури визначено основні фактори, що впливають на формування кінцевої структурної та зернистої нерівномірності відповідно до сучасних точок зору. Визначення основних принципів і найбільш ефективних факторів дозволить впевнено припустити можливу мікроструктуру сталі як у литому стані, так і після термічної обробки.

EN: Abstract. Purpose. To consider possible factors of influence on the formation of structural and grain unevenness of carbon steel. Methodology. Based on the analysis of the existing literature, the influence of various factors on the structural heterogeneity in carbon steels is analyzed. Results. From the analysis of the literature, a number of reasons were identified that affect the formation of heterogeneity in the structure of carbon steels. These factors include: chemical composition, dendritic liquation and processing liquation, non-metallic inclusions, mechanisms of austenite grain formation, initial grain size, and steel contamination with gases. Scientific novelty. On the part of the chemical composition, chemical elements such as carbon, copper, aluminum, silicon, nitrogen, sulfur and phosphorus affect the liquation formation. The formation of the microliquation level is also significantly influenced by the type of the formed structure. It has been shown that the level of segregation with directional crystallization is much higher than with equilibrium crystallization. Also, the formation of the final structure is associated with a hereditary influence in the production of metal products of the structural features of the parent metal, which depend on various technological factors. The contribution of certain metallogenetic signs of technological heredity occurs at all stages of melting, crystallization, structure formation, solid-phase transformations; different types of thermal, deformation-thermal, deformation processing, etc. In most cases, it is technological factors that are responsible for the structural features and manifestations of the metallurgical and structural heredity of metals and alloys. The dispersion of the dendritic structure, which grows with an increase in the crystallization rate, has a significant effect on the development of dendritic segregation in the ingot. With an increase in the dispersion of the dendritic structure, the total crystallization surface grows and a significant part of the liquid metal solidifies at higher temperatures. Practical significance. As a result of the performed review of the literature, the main factors influencing the formation of the final structural and grain unevenness were determined in accordance with modern points of view. Determination of the basic principles and the most effective factors will make it possible to confidently assume the possible microstructure of steel both in the cast state and after heat treatment.