Научные и технологические принципы повышения качества и расширения сортамента коррозионностойких двухслойных сталей, получаемых методом электрошлаковой наплавки

• Автор: Амежнов, Андрей Владимирович
• Шифр специальности: 05.16.02, 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 158 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ И

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА МЕТОДА ЭШН
1.1 Основные направления повышения качества коррозионностойких 11 биметаллов для химического, нефтехимического, коксохимического, нефтеперерабатывающего, сельскохозяйственного машиностроения и судостроения
1.2 Анализ существующих способов производства двухслойных сталей 17 и их сравнительная оценка применительно к возможностям изготовления листового проката
1.3 Особенности современного этапа развития металлургических тех- 25 нологий с точки зрения возможностей влияния на качество основного
и плакирующего слоев и биметалла в целом
1.3.1 Возможности современных технологий по управлению ти- 25 пами и количеством неметаллических включений, определяющих уровень механических свойств и коррозионной стойкости сталей
1.3.2. Примеси в современных сталях, источники их поступления 30 в сталь и влияние на свойства
1.3.3 Возможные аспекты влияния неметаллических включений и 33 примесей в современных сталях на качество основного и плакирующего слоев, а также биметалла в целом
1.4 Анализ перспективных областей использования коррозионностой- 36 кого биметалла и возможностей освоения технологий его производства с учетом особенностей современного этапа развития металлургии
1.5 Исследование влияния способа изготовления двухслойных сталей 39 на эксплуатационные характеристики оборудования нефтеперерабатывающей и химической отраслей
1.6 Постановка целей и задач работы

2 МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
2Л Материал для исследования
2.2 Методики исследования
3 ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИРОДЫ ДЕФЕКТОВ БИМЕТАЛЛА, ПОЛУЧАЕ- 6 8 МОГО МЕТОДОМ ЭШН, ВОЗНИКАЮЩИХ НА СОВРЕМЕННОМ
УРОВНЕ РАЗВИТИЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ. УСТАНОВЛЕНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ВЛИЯНИЯ ФРАКЦИОННОГО СОСТАВА ВОДОРОДА НА ФОРМИРОВАНИЕ РАЗНЫХ ТИПОВ ДЕФЕКТОВ
3.1 Исследование влияния способа выплавки стали основного слоя на 68 качество биметаллической заготовки и проката
3.2 Исследование характеристик микроструктуры двухслойных ли- 70 стов и основных дефектов, выявленных УЗК в листах 09Г2С+08Х
3.3 Исследование возможности участия водорода в процессах образо- 75 вания дефектов двухслойных листов
4 УСТАНОВЛЕНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ВЛИЯНИЯ ХИМИЧЕСКО- 83 ГО СОСТАВА, НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ВКЛЮЧЕНИЙ, МИКРОСТРУКТУРЫ БИМЕТАЛЛА НА ОБРАЗОВАНИЕ РАЗНЫХ ТИПОВ ДЕФЕКТОВ. РАЗРАБОТКА ЭФФЕКТИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРИЕМОВ, ПРЕДУПРЕЖДАЮЩИХ ИХ ФОРМИРОВАНИИ
4.1 Исследование факторов, определяющих возможность образования 83 дефектов УЗК в двухслойных листах марки 09Г2С+08Х13. Разработка технологических приемов, предупреждающих их образование
4.2 Исследование факторов, определяющих возможность образования 94 дефектов типа «рыбья чешуя» на поверхности плакирующего слоя из стали 12Х18Н10Б и разработка технологии, обеспечивающей предупреждение образования указанных дефектов
5 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА СТАЛИ 103 ОСНОВНОГО СЛОЯ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРОКАТНОГО ПЕРЕДЕЛА НА КОМПЛЕКС СВОЙСТВ ДВУХСЛОЙНОГО ПРОКАТА МАРКИ 09Г2С+08Х13. РАЗРАБОТКА И ОСВОЕНИЕ ТЕХ-

НОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА, ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕЙ ПРЕДЕЛЬНО ВЫСОКИЕ КАЧЕСТВЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВУХСЛОЙНЫХ ЗАГОТОВОК, ЛИСТОВ И ПОЛНОЕ ОТСУТСТВИЕ ОТСОРТИРОВКИ ПО РАЗНЫМ ТИПАМ ДЕФЕКТОВ
5.1 Зависимость свойств от параметров химического состава 108 6 РАЗРАБОТКА НОВЫХ ВИДОВ ЭКОНОМИЧНЫХ КОРРОЗИОННО- 119 СТОЙКИХ БИМЕТАЛЛОВ И ТЕХНОЛОГИЙ ИХ ПРОИЗВОДСТВА
6.1 Технологические предпосылки освоения нового экономичного 118 коррозионностойкого биметалла для сельскохозяйственного машиностроения
6.2 Результаты выпуска опытной партии биметаллического проката 120 марки Ст3сп+08Х13, полученного с использованием метода электро-шлаковой наплавки. Исследование структуры и свойств
6.3 Оценка коррозионной стойкости биметаллического материала 124 Ст3сп+08Х13 в различных средах
6.3.1 Оценка коррозионной стойкости стали основного слоя
6.3.2 Коррозионные испытания стали плакирующего слоя марки 125 08X13 на питтинговую коррозию
6.3.3 Ускоренные коррозионные испытания биметаллического 128 материала Ст3сп+08Х13, имитирующие условия эксплуатации сельскохозяйственного оборудования
ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 13
ПРИЛОЖЕНИЕ

промежуточной продувкой, оптимизации их фракционного состава.
Указанные технологические приемы внедрены [60-62] на большей части отечественных металлургических заводов, но до недавнего времени использовались только при производстве сталей для нефтепромысловых трубопроводов. Очевидно, что и для производства основного слоя коррозионно-стойкого биметалла использование таких приемов является важным резервом повышения эксплуатационной надежности.
Как указывалось выше и описано в работе [1], особое негативное воздействие на качество соединения слоев, образование несплошностей в плакирующем слое двухслойного листа, может оказывать присутствующий в стали основного слоя мышьяк, а возможно и другие неконтролируемые примеси цветных металлов такие, как 7п, РЬ, Эп и др. Этот вопрос требует экспериментальной проверки. При подтверждении возможности отрицательного влияния указанных элементов на качество соединения, возможны два пути решения данной проблемы: экстенсивный - ограничение содержания примесей в стали, и интенсивный - управление формами присутствия примесей, обеспечение формирования выделений оптимальной морфологии с участием примесей или удаление выделений из стали. Второй вариант, возможно, позволит не только предупредить снижение комплекса свойства, но и обеспечить его существенное повышение при снижении затрат на производство. Последнее преимущество связано с отсутствием необходимости обеспечения низкого содержания примесей в исходных составляющих биметалла.
Интенсивный способ предупреждения отрицательного влияния примесей на свойства широко используется в настоящее время для высокоштампу-емых низкоуглеродистых автолистовых сталей [49, 63-66]. Он позволяет обеспечить высокий уровень свойств путем подбора оптимальных режимов термической обработки в зависимости от содержания примесей.
Присутствие в стали неконтролируемых примесей зависит от технологического процесса выплавки, в первую очередь, от используемых для плавки шихтовых материалов. Выплавка стали основного слоя, предназначенной