Дослідження впливу співвідношення вмісту Si/Mn на дендритну структуру сталей для залізничних осей

Abstract

UK: Мета роботи. Дослідження впливу різної загальної концентрації та співвідношення вмісту Si і Mn на дендритну структуру і лікваційну неоднорідність литої вуглецевої сталі, та її трансформацію після гарячої пластичної деформації. Методи дослідження. Для визначення впливу вмісту Si і Mn були виготовлені дослідні зливки зі змінюваним хімічним складом в межах марочного для трьох марок сталі, які використовуються для виготовлення залізничних осей – марка ОС за ДСТУ 31334, F за AAR M 101 і EA1N за EN 13261. Для визначення дендритної структури використовувався мікроструктурний аналіз після травлення у пікраті натрію. Отримані результати. Виконано порівняльний аналіз мікроструктури дослідних плавок сталей зі змінюваним хімічним складом. Встановлено співвідношення вмісту в сталі Si і Mn в литому стані. Показано істотний вплив загальної розкисненості в сталі на формування неоднорідності мікротвердості за перерізом зливка вуглецевої сталі і мікронеоднорідність структури окремих ділянок. Було виявлено, що після деформації найбільш пророблюваними виявилися центральні зони (особливо в сталі з хімічним складом в межах марки EA1N, яка характеризується підвищеним вмістом Mn). Наукова новизна. Вивчення впливу коливань вмісту базових елементів вуглецевої сталі призводить для розвитку уявлень про формування дендритної структури і лікваційної неоднорідності в сталях для залізничних осей. Практична цінність. Знання принципів утворення ліквації необхідне для визначення подальших режимів деформаційної і термічної обробки не тільки безперервно литих заготовок або зливків, а й кінцевої продукції. EN: Purpose. Investigation of the effect of different total concentration and ratio of Si and Mn content on the dendritic structure and segregation inhomogeneity of cast carbon steel and its transformation after hot plastic deformation. Methods of research. To determine the effect of the content of Si and Mn, experimental ingots with a variable chemical composition within the grade were made for three steel grades used for the manufacture of railway axles – grade OS according to DSTU 31334, F according to AAR M 101 and EA1N according to EN 13261. To determine the dendritic structure microstructural analysis was used after etching in sodium picrate. Results. A comparative analysis of the microstructure of the experimental heats of steels with a variable chemical composition has been carried out. The ratio of content in steel Si and Mn in the cast state and after deformation is established. A significant effect of the total deoxidation in steel on the formation of microhardness inhomogeneity over the cross section of a carbon steel ingot and microinhomogeneity of the structure of individual sections is shown. It was found that after deformation, the central zones turned out to be the most worked out (especially for steel with a chemical composition within the EA1N grade, characterized by an increased content of Mn). Scientific novelty. The study of the influence of fluctuations in the content of the basic elements of carbon steel leads to the development of ideas about the formation of a dendritic structure and segregation heterogeneity in railway axle steels. Рractical value. Knowledge of the principles of segregation formation is necessary to determine further modes of deformation and heat treatment not only for continuously cast billets or ingots, but also for final products.