Брянский государственный технический университет, Брянск, Россия

Р. А. Богданов, доцент кафедры турбиностроения, электро- и теплоэнергетики, канд. техн. наук, эл. почта: lpim-bra@yandex.ru

Выполнен аналитический обзор статистических данных за период 2020–2022 гг. между вариативными значениями ударной вязкости и химическим составом литейной стали 20ГЛ, выплавляемой в электродуговых печах для грузовых вагонных отливок «рама боковая» и «балка надрессорная». Результаты анализа показали высокий процент брака (18 %) по ударной вязкости KCV^–60. Также допустили возможность оценки совместного влияния серы и фосфора и отдельно каждого химического элемента на различные показатели ударной вязкости KCV^–60. Металлографическое исследование неметаллических включений, на основании которого проведен статистический анализ, выполнено при помощи оптической металлографии с применением программы Vestra Image System согласно ГОСТ 1778–70 (метод Л) измерения средних диаметров сульфидов и оксидов точечных на образцах из низколегированной литейной стали 20ГЛ с различной ударной вязкостью KCV^–60. Для понимания разницы по количеству среднего диаметра сульфидов и оксидов точечных в исследуемых образцах с различной ударной вязкостью KCV^–60 детально рассмотрен паспорт выплавки жидкой стали 20ГЛ в основных электродуговых печах. На просвечивающем (растровом) электронном микроскопе Osiris, оборудованном высокоугловым кольцевым темнопольным детектором и рентгеновским энергодисперсионным спектрометром Super X, получены изображения микроструктуры с распределением различных элементов на образцах с вариативной ударной вязкостью KCV^–60. Приведен экономический ущерб только по браку, связанному с ударной вязкостью KCV^–60.

1. Солнцев Ю. П. Хладостойкие стали и сплавы: учебник для вузов. — СПб. : Химиздат, 2017. — 476 c.
2. Хлусова Е. И., Сыч О. В., Орлов В. В. Хладостойкие стали. Структура, свойства, технологии // Физика металлов и металловедение. 2021. Т. 122. № 6. С. 621–657.
3. Liu Y., Liu S., Fu L. et al. Achieving fine-grained microstructure and superior mechanical property in a plain low-carbon steel using heavy cold rolling combined with short-time heat treatment // Acta Metall. 2023. Vol. 36. P. 1719–1734.
4. Wang B., Zhang H. L., Xu B. et al. Sensitivity of the impact toughness and microstructure of 15CrNi3MoV steel under different quenching rates // Acta Metall. 2023. Vol. 36. P. 1735–1748.
5. Вьюхин В. В., Тягунов Г. В., Барышев Е. Е., Цепелев В. С. Улучшение качества низколегированных сталей путем формирования равновесного состояния расплава // Металлург. 2014. № 8. С. 60–63.
6. Смирнова Ю. А., Андреев А. К. Пути повышения хладостойкости стальных отливок // Современное машиностроение. Наука и образование. 2017. № 6. С. 666–678.
7. Коровин В. А., Леушин И. О., Палавин Р. Н., Киров А. С. Воздействие на расплав стали микролегирующих добавок // Литейное производство. 2011. № 7. С. 6–9.
8. Быков П. О., Тусупбекова М. Ж., Абсолямова Д. Р., Дейграф И. Э. Модифицирование стали барийсодержащими модификаторами // Наука и техника Казахстана. 2022. № 2. С. 73–80.
9. Duong Nam Nguyen, Duong-Nguyen Nguyen, Mai Khanh Pham. Influence of rare-earth on the microstructure and mechanical properties of high manganese steel under impact load // Acta Metallurgica Slovaca. 2019. Vol. 25. No. 3. P. 158–165.
10. Кривоносова Е. А., Ольшанская Т. В., Лодягина Т. В., Бурцева О. А. Влияние неметаллических включений и структурных составляющих на ударную вязкость низколегированной стали // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, материаловедение. 2014. Т. 16. № 1. С. 94–100.
11. Богданов Р. А. Комплексное влияние химического состава стали 20ГЛ и неметаллических включений на ударную вязкость вагонных отливок // Journal of Advanced Research in Technical Science. 2023. № 36. С. 95–101.
12. Богданов Р. А. Показатель размерности неметаллических включений в аспекте влияния на ударную вязкость вагонных отливок из стали 20ГЛ // Journal of Advanced Research in Technical Science. 2023. № 37. С. 85–91.

13. Богданов Р. А., Маркова Ю. М. Влияние компонентов и твердости микроструктуры стали 20ГЛ на ударную вязкость вагонных отливок // Черные металлы. 2021. № 5. С. 44–48.
14. Сыч О. В., Хлусова Е. И., Пазилова У. А., Яшина Е. А. Структура и свойства зоны термического влияния низколегированных хладостойких сталей для арктического применения // Вопросы материаловедения. 2018. № 2 (94). С. 30–51.
15. Мотовилина Г. Д., Орлов В. В., Хлусова Е. И. Влияние структуры на хладостойкость низколегированной стали // Вопросы материаловедения. 2005. № 3 (43). С. 5–12.
16. Meymanat Sadat Mohsenzadeh. The improvement of tensile properties of low-carbon steels via short-time intercritical annealing // Acta Metallurgica Slovaca. 2023. Vol. 29, No. 1. P. 17–21.
17. Цой Б., Лаврентьев В. В. Основы создания материалов со сверхвысокими физическими характеристиками / Под ред. Э. М. Карташова, В. В. Шевелева. — М. : Энергоатомиздат, 2004. — 400 с.
18. ГОСТ 32400–2013. Рама боковая и балка надрессорная литые тележек железнодорожных грузовых вагонов. — Введ. 01.07.2014.
19. ГОСТ 9454–78. Метод испытания на ударный изгиб при пониженных, комнатной и повышенных температурах. — Введ. 01.01.1979.
20. Богданов Р. А. Неметаллические включения как показатель ударной вязкости вагонных отливок из стали 20ГЛ // Черные металлы. 2022. № 2. С. 29–35.
21. ГОСТ 1778–70. Металлографические методы определения неметаллических включений. — Введ. 01.01.1972.
22. Култыгин В. А., Бородин Д. И. Совершенствование схемы раскисления и легирования стали // Известия вузов. Черная металлургия. 2008. № 5. С. 62–63.
23. Ахметов А. Б., Юдакова В. А. О физико-химических основах процессов раскисления и модифицирования стали комплексными сплавами // Труды университета. 2015. № 1 (58). С. 53–56.