Нижегородский государственный технический университет им. Р. Е. Алексеева, Нижний Новгород, Россия

А. А. Хлыбов, профессор кафедры материаловедения, технологий материалов и термической обработки металлов, докт. техн. наук, эл. почта: hlybov_52@mail.ru

АО «Выксунский металлургический завод», Выкса, Россия
Е. Л. Ворожева, главный специалист, канд. техн. наук, эл. почта: vorozheva_el@vsw.ru
К. С. Сметанин, главный специалист, эл. почта: smetanin_ks@vsw.ru
О. С. Хлыбов, эксперт, канд. техн. наук, эл. почта: hlybov_os@vsw.ru

Комплексное применение методов количественной металлографии и математического моделирования позволяет изучить закономерности структурообразования при варьировании технологических параметров производства проката. На примере микролегированной ниобием стали показано применение результатов количественной металлографии в математическом моделировании формирования микросегрегаций при затвердевании и охлаждении слябов в линии непрерывной разливки. На основе фактических и расчетных данных показано влияние микросегрегаций на формирование микроструктуры проката в объединенном процессе разливки и горячей прокатки, особенностью которого является отсутствие этапов охлаждения и нагрева слябов. Установлено, что при превращении δ→γ в низкоуглеродистой микролегированной стали формируется микрохимическая неоднородность ниобия в литой структуре. Определено, что одним из факторов, влияющих на образование неоднородного исходного аустенитного зерна в раскатах являются микросегрегации. Расчетами и экспериментами подтверждено, что повышение температуры непрерывнолитого сляба позволяет снизить долю выделившихся в слябе карбонитридов ниобия. Результаты исследования, внедренные в технологию, обеспечили в прокате толщиной 7–8 мм из низкоуглеродистой микролегированной ниобием стали показатели ударной вязкости более 250 Дж/см2 до температуры испытания –60 °C на продольных образцах. Доля вязкой составляющей в изломе также находится на стабильном и предельно высоком уровне 100 %.

1. Эфрон Л. И. Металловедение в «большой» металлургии. Трубные стали. — М. : Металлургиздат, 2012. — 696 с.
2. Мунтин А. В. Передовые технологии совмещенного процесса непрерывного литья тонких слябов и горячей прокатки // Металлург. 2018. № 9. С. 43–51.
3. Настич С. Ю. Разработка технологии термомеханической обработки рулонного проката класса прочности К56-К60 в условиях станов 2000 // Проблемы черной металлургии и материаловедения. 2012. № 1. С. 40–53.
4. Irvine K. J., Pickering F. B., Gladman J. J. Controlled rolling of structural steel // JISI. 1970. Vol. 208. № 8. P. 717–726.

5. Tanaka T. et al. Three stages of controlled rolling process // Microalloying’75. Proc. Intern. Symp. Union Carbide Corp. — N.Y., 1977. P. 88–99.
6. Kozasu I., Shimidzu T. Recrystallization of austenite of Si-Mn steels with minor alloying elements after hot rolling // Transactions of the Iron and Steel Institute of Japan. 1971. Vol. 11, Iss. 16. P. 367–376.
7. Анастасиади Г. П., Кондратьев С. Ю., Сильников М. В. Роль термокинетических диаграмм распада переохлажденного аустенита при разработке конструкционных сталей // Научно-технические ведомости Cанкт-Петербургского государственного политехнического университета. 2016. № 2 (243). С. 99–113. DOI: 10.5862/JEST.243.11
8. Хлыбов А. А., Ворожева Е. Л. Влияние исходной литой структуры на качество горячекатаного проката доэвтектоидной стали // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г. И. Носова. 2021. Т. 19. № 1. С. 48–59. DOI: 10.18503/1995-2732-2021-19-1-48-59
9. Ворожева Е. Л., Кудашов Д. В., Хлыбов А. А., Сметанин К. С. Методы изучения структурного состояния непрерывнолитых слябов и горячекатаного металла, произведенного на литейно-прокатном комплексе // Металлы. 2022. № 3 С. 40–48.
10. ГОСТ 9454–78. Металлы. Метод испытания на ударный изгиб при пониженных, комнатной и повышенных температурах. — Введ. 01.01.1979.
11. Chunlian Yan, Xinhua Ju, Yang Meng, Xuexing Shi. Quantifcation of manganese dendritic segregation in 380CL steel billet by electron probe microanalysis // Discover Applied Sciences. 2019. Vol. 1. 623. DOI: 10.1007/s42452-019-0612-3
12. Бабаченко O. I., Дьомiна К. Г., Кононенко Г. А., Сафронов О. Л., Клинова О. П. Вплив швидкостi охоложденя при затвердiннi безперервнолитоi заготовки на характеристики дендритноi структури сталi марки ОС // Metaloznavstvo ta Obrobka Metalìv. 2021. Vol. 27(97). P. 9–19.
13. Won Y. M., Thomas B. Simple model of microsegregation during solidification of steels // Metallurgical and Materials Transactions A. 2001. Vol. 32A, Iss. 7. P. 1755–1767.
14. Microsegregation during solidification. Thermo-Calc Software. — URL: https://thermocalc.com/content/uploads/Application_Examples/Microsegregation_Solidification/analysis-of-microsegregation-duringsolidification.pdf (дата обращения : 13.01.2023).
15. Голосиенко С. А., Ильин А. В., Лаврентьев А. А. и др. Сопротивление хрупкому разрушению высокопрочной среднелегированной стали и его связь с параметрами структурного состояния // Вопросы материаловедения. 2019. № 3 (99). С. 128–147. DOI: 10.22349/1994-6716-2019-99-3-128-147
16. Ильин А. В., Лаврентьев А. А., Мизецкий А. В. О формулировке локального критерия хрупкого разрушения для прогнозирования трещиностойкости высокопрочной стали // Вопросы материаловедения. 2020. № 3 (103). С. 114–134. DOI: 10.22349/1994-6716-2020-103-3-114-134