Повышение эффективности металлургического производства азотсодержащих сталей с целью стабилизации их служебных характеристик

• Автор: Шитов, Егор Викторович
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 148 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава 1 Современное состояние производства нержавеющих азотсодержащих сталей аустенитного класса

1.1 Теоретические предпосылки производства азотсодержащих сталей.

1.2 Эффективность современных способов производства азотсодержащих сталей

1.3 Цели и задачи исследования.

Глава 2 Методы контроля и исследования качества заготовок из высокоазотистых сталей.
2.1 Технологическая схема производства бандажных колец из азотсодержащей стали ХАГIII

2.2 Показатели качества заготовок бандажных колец и методы контроля.

Глава 3 Результаты исследования влияния технологических параметров выплавки и электрошлакового переплава на качество азотсодержащих
сталей.
3.1 Исследование причин трещинообразования при ковке.
3.2 Причины низкой ударной вязкости металла заготовок бандажных колец
3.3 Природа магнитных включений и причины их образования
3.4 Выбор необходимых технологических параметров выплавки и электрошлакового переплава.
Глава 4 Возможности снижения себестоимости производства азотсодержащих сталей
4.1 Определение минимальных содержаний хрома и марганца, обеспечивающих необходимую растворимость азота для стабилизации аустенитной структуры
4.2 Возможности легирования стали азотом из газовой фазы
4.3 Исследование качества поковки из кузнечного слитка стали ХАГШ
Заключение
Выводы
Литература


Большинство зарубежных производителей нержавеющих сталей специализируются на производстве листового и сортового проката, гнутого профиля и других материалах [7-] в условиях дефицита продукции для машиностроительных предприятий []. Складывается ситуация, когда внедрению в серийное производство азотсодержащих марок сталей препятствует неосвоенность экономичных технологий, отсутствие гарантий качества исполнения заказов, а также значительная конкуренция со стороны зарубежных производителей. Следовательно, актуальной задачей является скорейшее освоение и внедрение технологий производства азотсодержащих сталей, обеспечивающих самые высокие запросы потребителя по качеству. Дополнительным стимулом к внедрению в производство азотсодержащих сталей является тот факт, что необходимое оборудование имеется на российских предприятиях, материалы, используемые в данной области, успешно производятся в России и по своим характеристикам в ряде случаев превосходят зарубежные аналоги. Сообщается [], что первые работы по применению азота в качестве легирующего элемента опубликованы в г в СССР Самариным. Марка аустенитной стали с равновесным содержанием азота, содержащая % хрома и % марганца была запатентована в Австрии в г. Производимые слитки имели массу в пределах от 0 кг до 1 т, которая ограничивалась сравнительно небольшой вместимостью индукционных печей[]. Применение нержавеющих сталей, позволяет существенно увеличить срок службы изделий, а легирование азотом позволяет обеспечить высокий уровень механических свойств, благодаря чему может быть сокращена металлоемкость изделий. В частности, авторы работы [] полагают, что применение для криогенного оборудования листового проката из аустенитных азотсодержащих сталей позволило бы не менее чем на % сократить металлоемкость продукции, на сегодняшний день изготавливаемой из стали ХНТ. В работе [] проведен анализ возможности замены легких алюминиевых и титановых сплавов, применяемых в авиастроении, на азотсодержащие стали. В сравнении с применяемыми в данной области материалами показаны преимущества нержавеющих сталей, к числу которых относятся: высокая прочность, свариваемость, полируемость и возможность противостоять агрессивным средам. Изначально применение азота в качестве легирующего элемента было обусловлено его положительным влиянием на механические свойства аустенитных нержавеющих сталей [, ]. В силу того, что азот является сильным аустенитообразующим элементом, его применение позволят частично заменить никель. По данным работы [], сталь, содержащая ,3% хрома и 6,2% никеля без азота имеет аустенито-маргенсито-ферритную структуру. Добавка 0,% азота в эту сталь позволяет получить полностью аустенитную структуру. При этом, предел текучести увеличивается в два раза, а пластические характеристики не изменяются. В работе [] отмечается, что, по данным различных исследований, один килограмм азота способен заменить от 6 до кг никеля. До Великой отечественной войны бандажные кольца закупались в Германии. Первая поковка была изготовлена в середине Великой Отечественной Войны на Уралмашзаводе. В - г. Уралмащзавода выпускал до 0 шт бандажных колец в год. В -е годы производство бандажных колец снизилось до шт []. На конец г цена на бандажные кольца по подсчетам специалистов составляет - евро за килограмм. Электросила», в конце г. ООО «ОМЗ», цены на заготовки немецкого производства резко возросли. До начала -х годов бандажные кольца изготавливались из среднеуглеродистых сталей аустенитного класса, содержащих 5% хрома и % марганца (самая распространенная в мире сталь, марка Х5Г) или 3% хрома, 8% марганца и 8% никеля (сталь, применяемая только в России, марка ХЗГ8Н8В). Эти стали имеют существенный недостаток - склонность к коррозионному растрескиванию под действием напряжений в ходе эксплуатации. В году фирмой VSG (на тот момент фирма входила в концерн «Крупп») были изготовлены первые бандажные кольца из коррозионно - стойкой низкоуглеродистой стали (фирменное обозначение марки Р-0). Позднее бандажные кольца из аналогичных по химическому составу сталей начали изготавливать в Японии (марка Мп-Сг) и во Франции (марка MNF ).