ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого», Высшая школы физики и технологий материалов, Санкт-Петербург, Россия:
В. В. Десницкий, докт. техн. наук, профессор
Л. В. Десницкая, канд. техн. наук, доцент
И. А. Матвеев, канд. техн. наук, доцент
П. В. Ковалев, канд. техн. наук, доцент, эл. почта: kovalev_pv@spbstu.ru

В работе принимала участие магистрант О. О. Ерохина.

Литая арматура из аустенитной хромоникелевой стали нашла широкое применение в промышленности, что обусловлено высокой коррозионной стойкостью данных изделий, устойчивостью при повышенных температуре и давлении. Однако их использование ограничивает вероятность возникновения нарушения герметичности в период эксплуатации. Причиной этого чаще всего являются плены (при условии, что пористость не получает чрезмерного развития), а также конструкционные особенности деталей данного типа. Так, обычно место течи обнаруживается в области перехода стенки отливки к фланцу на расстоянии 5–50 мм от фланца. Существуют разнообразные методики повышения герметичности литой арматуры. В качестве меры борьбы с пленами используют легирование различными элементами. Авторами дан анализ составов стали с различным содержанием никеля, хрома, углерода, титана и ниобия, а также представлены варианты условий заливки. По условиям эксперимента с циклической термической нагрузкой определено, что наиболее эффективным методом борьбы с пленами является замена титана ниобием, также была реализована заливка в сухие песчаные формы. В повышении герметичности большую роль играет конструкция арматуры. В целях обеспечения направленного затвердевания отливок широко применяют технологические напуски. Это наиболее эффективно для отливок малой и средней толщины. Для массивных отливок при наличии напусков значительно увеличивается продолжительность затвердевания, и они оказываются менее действенными. Для определения оптимальной направленности затвердевания использовали прямой термический анализ затвердевания сложной отливки. Термопары устанавливали в термические центры, на основании полученных данных определяли продолжительность затвердевания каждого из них. Было определено, что наилучшая направленность затвердевания обеспечивается при подводе металла во фланец, а оптимальным температурным интервалом заливки является 1530–1560 °C. Результаты исследования положены в основу при составлении нормалей для стальной литой арматуры. Реализация этой схемы на производстве зафиксировала улучшение герметичности отливки.

1. Козлов Г. И., Райков Ю. Н. Металлический фонд черных металлов России (методика и результаты расчетов) // Экономика в промышленности. 2013. № 2. С. 13–17.
2. Айзенколб Ю., Фандрих Р., Юнг Х. П. Современное состояние литья слитков и переплавки // Черные металлы. 2011. № 1. С. 33–42.
3. Болендер Г., Фандрих Р., Юнгблют Х.-А. и др. Современное состояние технологии непрерывного литья // Черные металлы. 2009. № 12. С. 36–44.
4. Dryzhevskij M. A., Desnitskij V. V., Shandyba G. A., Matveev I. A. Prediction of mechanical properties in a steel casting during technical process design // Литейное производство. 1996. № 4. С. 31–32.
5. Ольховик Е. О., Десницкая Л. В. Прогнозирование структуры в отливках // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 2004. № 11. C. 49–53.
6. Демин А. В. Современное состояние технологий при разливке стали в области повышения качества // Литье и металлургия. 2010. № 3. С. 99–102.
7. Kumar A., Gupta A., Khatirkar R. K. et al. Strain Rate Sensitivity Behaviour of a Chrome-Nickel Austentic-Ferritic Stainless Steel and its Constitutive Modelling // ISIJ International. 2018. Vol. 58, Iss. 10. P. 1840–1849.
8. ГОСТ 32569–2013. Трубопроводы технологические стальные. Требования к устройству и эксплуатации на взрывопожароопасных и химически опасных производствах (с Поправкой). — Введ. 01.01.2015.
9. ГОСТ 9698–86. Задвижки. Основные параметры. — Введ. 01.01.1988.
10. Kalandyk B., Zapala R., Sobula S. et al. Characteristics of low nickel ferritic-austenitic corrosion resistant cast steel // Metalurgija. 2014. Vol. 53, Iss. 4. P. 613–616.
11. Isakaev E. K., Tyuftyaev A. S., Mordynskii V. B. et al. Influence of steel temperature in continuous casting on its structure and properties // Steel in Translation. 2014. Vol. 44, Iss. 9. P. 665–668.
12. Raikov S. V., Kappalov E. V., Ivanov Yu. F. et al. Structure gradient in wear-resistant coatings on steel // Steel in Translation. 2015. Vol. 45, Iss. 2. P. 120–124.
13. Chakraborty S., Mazumdar D. Heat Flow and Solidifi cation Modeling of Industrial Scale, Ingot Casting Operation // Transactions of the Indian Institute of Metals. 2017. Vol. 70, Iss. 7. P. 1721–1733.
14. Dub V. S., Tolstykh D. S., Ivanov I. A., Malginov A. N. Large ingot. Main achievements, most important scientifi c and technical problems, perspective development directions // CIS Iron and Steel Review. 2017. Vol. 14. P. 18–22.
15. Mirzadeh H., Alibeyki M., Najafi M. Unraveling the initial microstructure effects on mechanical properties and work-hardening capacity of dual-phase steel // Metallurgical and Materials Transactions A. 2017. Vol. 48, Iss. 10. С. 4565–4573.
16. Ol’khovik E. O., Desnitskii V. V., Molchanyuk R. A. Interaction between casting and mold during solidifi cation // Steel in Translation. 2007. Vol. 37, Iss. 5. P. 422–424.