Структуры стальных слитков и дефекты деформированного металла в заготовках


В. Е. Рощин, А. В. Рощин













                СТРУКТУРЫ СТАЛЬНЫХ СЛИТКОВ И ДЕФЕКТЫ ДЕФОРМИРОВАННОГО МЕТАЛЛА В ЗАГОТОВКАХ





2-е издание, переработанное и дополненное




Допущено Федеральным учебно-методическим объединением по укрупненной группе специальностей и направлений 22.00.00 «Технологии материалов» в качестве учебного пособия при подготовке бакалавров и магистров, обучающихся по направлениям 22.03.02 и 22.04.02 «Металлургия» соответственно, а также при подготовке аспирантов, обучающихся по направлению 22.06.01 «Технологииматериалов»












Москва Вологда «Инфра-Инженерия» 2021

УДК 669.18+621.74:669.14
ББК 34.22
     Р81





Одобрено учебно-методической комиссией факультета металлургических технологий и физической химии материалов Южно-Уральского государственногоуниверситета (национального исследовательскогоуниверситета)

Рецензенты:
доктор технических наук, профессор Ю. Д. Корягин; кафедра металлургии и химических технологий ФГБОУ ВО «МГТУ им. Г. И. Носова»



     Рощин, В. Е.

Р81 Структуры стальных слитков и дефекты деформированного металла в заготовках : учебное пособие / В. Е. Рощин, А. В. Рощин. - 2-е изд., пере-раб. и доп. - Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2021. - 340 с. : ил., табл.
           ISBN 978-5-9729-0739-7

     Дано краткое описание структуры, дефектов макро- и микроструктуры слитков спокойной стали, отлитых в изложницы, непрерывнолитых слитков и заготовок, а также неметаллических включений в литом и деформированном металле. Приведено большое количество фотографий дефектов стальных слитков. Рассмотрены причины и условия образования дефектов при деформации металла, меры по их предотвращению и возможные пути исправления дефектов.
     Для студентов металлургических специальностей. Может быть полезно аспирантам, научным и инженерно-техническим работникам в области металлургии и машиностроения.


                                                УДК 669.18+621.74:669.14
                                                ББК 34.22









ISBN 978-5-9729-0739-7

© Рощин В. Е., Рощин А. В., 2021
   © Издательство «Инфра-Инженерия», 2021
                         © Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2021

        ОГЛАВЛЕНИЕ



       ПРЕДИСЛОВИЕ................................................... 4
     1. СТРУКТУРА И ДЕФЕКТЫ ЛИТОГО МЕТАЛЛА
       1.1. Строение и структура слитка спокойной стали.............. 5
       1.2. Формирование структурных зон слитка...................... 5
       1.3. Сегрегация примесей...................................... 8
       1.4. Макроструктуры и дефекты макроструктуры слитков.......... 9
       1.5. Иллюстрации структур и дефектов структуры слитков....... 13
     2. НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ВКЛЮЧЕНИЯ В СТАЛИ........................... 72
       2.1. Влияние включений на свойства металла................... 72
       2.2. Происхождение включений в металле....................... 72
       2.3. Состав эндогенных включений в металле................... 73
     3. ДЕФЕКТЫ НЕПРЕРЫВНОЛИТЫХ ЗАГОТОВОК.......................... 110
       3.1. Дефекты профиля........................................ 111
       3.2. Дефекты поверхности.................................... 112
       3.3. Дефекты внутренней структуры........................... 114
       3.4. Иллюстрации дефектов непрерывнолитых заготовок......... 118
     4. ДЕФЕКТЫ ДЕФОРМИРОВАННЫХ СТАЛЬНЫХ ЗАГОТОВОК................    127
       4.1. Дефекты кристаллизации................................. 127
       4.1.1. Усадочные дефекты.................................... 127
       4.1.2. Горячие трещины...................................... 128
       4.1.3. Дефекты сегрегации................................... 129
             4.1.3.1. Подусадочная ликвация........................ 129
             4.1.3.2. Точечная неоднородность...................... 129
             4.1.3.3. Пятнистая ликвация........................... 130
             4.1.3.4. Ликвационный квадрат......................... 131
       4.2. Дефекты разливки....................................... 133
       4.2.1. Подкорковые пузыри................................... 133
       4.2.2. Свищи (внутренние газовые пузыри).................... 134
       4.2.3. Экзогенные включения................................. 134
             4.2.3.1. Корочки...................................... 134
             4.2.3.2. Неоднородность микроструктуры................ 135
             4.2.3.3. Металлические включения...................... 136
             4.2.3.4. Белые пятна.................................. 136
       4.3. Послекристаллизационные трещины........................ 136
             4.3.1. Скворечники.................................... 137
             4.3.2. Ковочные трещины............................... 137
             4.3.3. Флокены........................................ 138
       4.4. Дефекты нагрева и термомеханической обработки.......... 139
             4.4.1. Дефекты пережога............................... 139
             4.4.2. Крупнозернистость и разнозернистость........... 139
             4.4.3. Дефекты изломов................................ 140
             4.4.4. Дефекты подготовки образцов.................... 141
       4.5. Иллюстрации структур и дефектов структуры заготовок.... 142
       Библиография                                                   336

3

        ПРЕДИСЛОВИЕ


    Переход основного сталеплавильного производства на металлургических заводах от разливки металла на слитки в чугунные изложницы к разливке на машинах непрерывного литья заготовок позволил существенно изменить условия кристаллизации металла, увеличить выход годной продукции, а также исключить или в значительной степени ослабить проявление многих дефектов кристаллизации, свойственных отливаемым в изложницы слиткам, а также образующихся на последующих стадиях нагрева и деформации слитков. Вместе с тем, разливка в изложницы вряд ли когда-нибудь исчезнет полностью. Она будет использоваться для получения крупных слитков на машиностроительных заводах, а также на металлургических заводах и комбинатах в производстве сложнолегированных сталей и сплавов специального назначения. Поэтому проблемы получения качественного стального слитка, отливаемого в изложницы, несомненно, остаются. Но и при разливке металла на машинах непрерывного литья заготовок сохраняется опасность появления тех или иных дефектов кристаллизации, которые более ярко проявляются при кристаллизации металла в чугунных изложницах. В связи с этим изучение структуры и дефектов отлитых в изложницы слитков полезно и при исследовании металла непрерывнолитых заготовок. Кроме того, в непрерывнолитых заготовках появляются и свои специфические дефекты, образование которых заслуживает дополнительного анализа.
    Превращение государственных металлургических предприятий в акционерные общества, т.е. по-существу, в частные предприятия, и естественное в этих условиях стремление акционеров сократить до минимума непроизводственные расходы привели к свёртыванию на заводах трудоёмких и весьма затратных исследований металла в слитках и заготовках. Исчезли мощные заводские исследовательские лаборатории, укомплектованные высококвалифицированными специалистами и опытными производственниками. Практически перестала существовать и так называемая отраслевая наука в виде сети научно-исследовательских металлургических институтов. Теряется ценный опыт, добытый трудом ряда поколений исследователей.
    Поэтому целью данного учебного пособия является сохранение хотя бы малой части ценнейшего материала по исследованию структуры стальных слитков и причин образования различных дефектов в слитках и заготовках для использования, в первую очередь, в учебных целях при подготовке специалистов в области металлургии и материаловедения. Авторы хотели дать возможность студентам увидеть на фактическом материале последствия тех или иных технологических операций и отклонений от оптимальных режимов их проведения. В пособие включены обработанные авторами фотоматериалы очень трудоёмких, материало- и энергозатратных, а потому несомненно уникальных исследований макро- и микроструктуры преимущественно стальных слитков и деформированных заготовок, которые были получены специалистами ряда металлургических заводов и научно-исследовательских институтов на протяжении нескольких десятилетий. Фактический материал в виде приведённых в пособии многочисленных фотографий собран студентами кафедры пирометаллургических процессов Южно-Уральского государственного университета во время производственных практик на заводах и в научно-исследовательских институтах. Получить такой объём информации о структуре слитков и крупных заготовок во время прохождения студентами производственных практик в настоящее время и в ближайшем будущем вследствие изложенных выше причин практически невозможно.

4

    1. СТРУКТУРА И ДЕФЕКТЫ ЛИТОГО МЕТАЛЛА

    1.1. Строение и структура слитка

    Строение, структуру, физическую и химическую неоднородность слитков изучают на вырезанных из слитка продольных и поперечных тем-плетах - пластинах с тщательно прошлифованной, иногда полированной, а затем протравленой поверхностью. В результате полировки и травления выявляются структурные составляющие и химическая неоднородность. Схема строения слитка спокойной стали, разлитой в изложницы, приведено на рис. 1.



Рис. 1. Схема строения слитка спокойной стали: 1 - мост металла над усадочной раковиной, 2 - усадочная раковина, 3 - усадочные пустоты, 4 - усадочная рыхлость, 5 - зона мелких равноосных кристаллов, 6 - зона крупных неориентированных кристаллов, 7, 8 - зоны столбчатых кристаллов, 9 - столбчатые кристаллы, ориентированные к тепловому центру, 10 - конус осаждения

    Прибыльная часть слитка, внутри которой формируется усадочная раковина, для экономии металла выполнена в форме усеченного конуса у слитков круглого сечения или пирамиды - у слитков квадратного или прямоугольного сечения. Прибыльная часть с усадочной раковиной и другими дефектами отрезается при прокатке или ковке слитка.


    Непосредственно у поверхности слитка выявляется корковая зона мелких равноосных кристаллов. За ней следует зона столбчатых кристаллов (транскристаллов), протяжённость которых изменяется в широких пределах и определяется, главным образом, составом стали. В отдельных случаях столбчатые кристаллы могут доходить до оси слитка. Ближе к оси могут находиться кристаллы переходной зоны, также вытянутые к оси, но более короткие и толстые по сравнению с кристаллами предыдущей зоны.
    В центре по оси слитка расположена зона крупных равноосных кристаллов. В донной части слитка находится «конус осаждения» с равноосными кристаллами меньшего диаметра и более светлыми, чем в осевой зоне слитка. В зависимости от массы, геометрии слитка зона приобретает различные формы. Чаще всего имеет, однако, форму конуса (у круглых слитков) или усеченной пирамиды (у слитков прямоугольного или квадратного сечения).

    1.2.    Формирование структурных зон слитка

    Усадка и усадочные дефекты. Охлаждение жидкой стали, кристаллизация и последующее понижение температуры слитка сопровождаются увеличением рентгеновской плотности металла, т.е. сокращением его линейных размеров и объёма - усадкой. Усадочные явления вызывают появление пороков стального слитка: первичной и вторичной усадочных раковин, общей и осевой пористости (рыхлости), горячих и холодных трещин.
    Исключить протекание усадочных явлений при отливке слитков спокойной и полуспокойной стали в изложницы невозможно. Для уменьшения объёма, занятого усадочной раковиной, и глубины проникновения усадочных дефектов в тело слитка к кристаллизующемуся слитку надо присоединить ёмкость с жидким металлом, из которого расплав перемещался бы в тело слитка, компенсируя уменьшение его объёма. Роль такого резервуара играет располагающаяся над телом слитка прибыльная часть. Объем прибыльной части устанавливается опытом и обычно составляет 12...18 % от массы слитка, доходя в некоторых случаях до 30 % и более.
    Образование вторичных усадочных дефектов (вторичных раковин, осевой и общей рыхлости) обусловлено недостатком жидкого металла в затвердевающих последними макро- и микрообъемах металла. Проникновение вторичных усадочных дефектов вглубь слитка зависит от интенсивности охлаждения, геометрии слитка,

5

Рощин В.Е., Рощин А.В. Структуры стальныхслитков и дефекты деформированного металла в заготовках

наклона боковых стен изложницы (конусности), отношения высоты слитка H к его диаметру D.
    Уширенные кверху слитки спокойной стали с большой прибыльной частью отличаются более плотной осевой зоной. Поэтому сталь и сплавы, склонные к образованию усадочных дефектов, отливают в изложницы с большой конусностью.
    Критерием направленности затвердевания служит соотношение скорости затвердевания от дна и боковых граней, которое зависит от соотношения высоты (Н) и приведённого диаметра (D) слитка. При смыкании фронтов кристаллизации от граней доступ жидкого металла к нижележащим затвердевающим объемам затруднен.
    При малых отношениях H/D скорость затвердевания от дна велика, при этом созданы условия для беспрепятственной подпитки кристаллизующихся объёмов, в том числе и осевых. В случае больших значений отношения H/D фронты горизонтальной кристаллизации смыкаются прежде, чем произойдет затвердевание нижележащих объемов. Оптимальными для слитков рядовой стали являются значения H/D я 2,8...3,0. Для слитков качественных сталей и сплавов это отношение может быть меньше, снижаясь до 2,0.1,5.
    Поверхностная (корковая) зона.  Непосредственно у поверхности слитка расположена корковая зона или зона мелких равноосных кристаллов. Ввиду малой протяжённости этой зоны и малых размеров кристаллов выявить структуру этой зоны на макротемплете слитка относительно сложно. При некоторых условиях, например при разливке значительно перегретого расплава, корковую зону слитка невооруженным глазом обнаружить вообще практически невозможно.
    Непосредственно у поверхности слитка расположена зона плотного металла толщиной до 1мм с плохо выявляемой структурой и последующей зоной мелких кристаллов с неупорядоченной ориентацией шириной до 4 мм. Оси дендритов первого порядка здесь очень тонкие и часто располагаются пучками с ориентировкой 45.90° относительно стенок изложницы.
    При контакте жидкой стали со стенками холодной изложницы слои расплава, прилегающие к стенкам, мгновенно охлаждаются до температуры, близкой к температуре изложницы (Тизл). У стенок возникает зона с большим переохлаждением А Т = Тs - Гизл (Гs - температура солидус стали). В дальнейшем Тизл растет, а переохлаждение АТ по мере удаления фронта кристаллизации от стенок изложницы и с течением времени уменьшается.
    Кристаллизация начинается с образования зародышей кристаллов, возникающих на готовой поверхности раздела - на внутренней поверхности изложницы, причём на образование центров

кристаллизации влияет микрошероховатость поверхности. На подходящих неровностях поверхности образуются скопления (пучки) зародышей.
    Рост новой фазы происходит с максимальной скоростью в объёме с максимальным переохлаждением. Переохлаждение максимально у стенок изложницы, поэтому с наибольшей скоростью кристаллы разрастаются параллельно стенкам. Возникающие первыми зародыши ориентированы хаотически, но наиболее выгодно ориентированные кристаллы разрастаются быстрее и «вытесняют» менее благоприятно ориентированные. Поэтому следующая часть корковой зоны толщиной около 3 мм характеризуется более четкой ориентировкой осей дендритов, переходящих в зону, предваряющую транскристаллы. Но пучкообразное расположение осей кристаллитов может сохраняться на участке протяжённостью до 10.15 мм.
    Слабо выраженные оси второго порядка появляются на расстоянии около 8 мм от поверхности. Эти зоны прерываются светлыми полосами шириной 0,2.0,6 мм с мелкими беспорядочно ориентированными кристаллами и оплавленными концами осей дендритов первого порядка. Первая такая полоса выявляется на расстоянии 1.4 мм от поверхности. Затем они повторяются с интервалом примерно 0,3 мм. Эти полосы выявляются на глубину 15.20 мм от поверхности. С увеличением количества полос расстояние между ними сокращается. Эти полосы свидетельствуют о периодичности процесса кристаллизации.
    Периодичность обусловлена выделением теплоты кристаллизации (плавления) и снижением температуры ликвидус сплава вследствие накопления примесей у фронта кристаллизации, то есть физической и химической депрессией переохлаждения. Депрессия переохлаждения обуславливает периодическую остановку кристаллизации. След остановки - полоса с более плотной структурой и более слабой травимо-стью. После временной остановки кристаллизации общее направление осей первого порядка ориентированных дендритов сохраняется.
    Крупные ориентированные оси первого порядка наблюдаются, начиная с расстояния 15.20 мм от поверхности. Одновременно развиваются оси второго порядка. Толщина осей постепенно увеличивается, формируется зона столбчатых кристаллов. Ориентировка кристаллов этой зоны противоположна направлению теплоотвода, то есть кристаллы ориентированы почти перпендикулярно стенкам изложницы. Размер кристаллов в поверхностной зоне колеблется от 0,5 до 3 мм.
    По мере продвижения процесса кристаллизации от поверхности вглубь слитка переохла

6

Структура и дефекты литого металла

ждение перед растущими кристаллами постепенно уменьшается. Тепло отводится практически в одном направлении - к стенкам изложницы. Уменьшается и градиент температуры. Последнее обусловлено тем, что растущая корка и, особенно, появляющийся в результате усадки металла воздушный зазор между слитком и изложницей обладают значительными тепловыми сопротивлениями. Отвод теплоты перегрева и кристаллизации к изложнице замедляется, градиент температуры уменьшается. Переохлаждение перед фронтом кристаллизации вследствие химической и физической депрессии становится небольшим.
    Зона траскристаллизации. Такие температурные условия неблагоприятны для зарождения кристаллов - величина переохлаждения недостаточна для образования новых центров кристаллизации, но достаточна для роста уже существующих. В результате разрастания плоскостей развивающихся кристаллов вдоль максимального градиента температуры, т.е. параллельно стенкам изложницы и перпендикулярно тепловому потоку, и последовательного нарастания плоскостей вдоль теплового потока кристаллы растут в про

ходной зоны, называемые вторичными столбчатыми кристаллами. При ещё меньшем переохлаждении на фронте кристаллизации и менее крутом изменении температурного градиента появляются изометричные (равноосные) кристаллы осевой зоны. Появление равноосных кристаллов обусловлено смещением максимума переохлаждения расплава от фронта транскристаллов в объём расплава вследствие выделения на фронте теплоты кристаллизации и снижения температуры начала кристаллизации, обусловленного накоплением примесей.
    Такое переохлаждение создает возможность зарождения новых кристаллов и их роста с отводом тепла кристаллизации в окружающий расплав, то есть по объемному механизму. Рост транскристаллов и равноосных кристаллов осевой зоны некоторое время происходит одновременно.
    Существенную роль в формировании центральной зоны равноосных кристаллов приобретают факторы, связанные с перемещением остывающего расплава вдоль фронта кристаллизации вниз и обусловленных этим деформацией, утонением и фрагментацией транскристаллов (рис. 2).

Рис. 2. Утонение осей прорастающих в расплав дендритов и их фрагментация потоками охлаждённого расплава: а - г - последовательные стадии процесса

тивоположную тепловому потоку сторону. Формирующиеся в этих условиях кристаллы почти перпендикулярны стенкам изложницы, но имеют небольшой наклон вверх, что обусловлено тепловым влиянием прибыльной части слитка.
    В процессе роста вытянутых вдоль направления теплоотвода (столбчатых) кристаллов температурный градиент уменьшается вследствие увеличения воздушного зазора между слитком и стенками изложницы, толщины корки, прогрева стенок изложницы, снятия перегрева стали осевых объемов слитка, а также вследствие выделения теплоты кристаллизации и концентрационной депрессии переохлаждения. Максимум переохлаждения смещается вглубь расплава.
    Появляется возможность зарождения кристаллов перед растущими столбчатыми дендритами.
    Зона равноосных кристаллов. В зависимости от градиента температуры следующими за транскристаллами могут быть кристаллы пере
    Конус осаждения. При повороте потока в нижней части слитка вверх вследствие смены направления движения и изменения его скорости в точке поворота до нуля наиболее крупные взвешенные в нём кристаллы оседают на дно (рис. 3).


Рис. 3. Схема образования конуса осаждения

7

Рощин В.Е., Рощин А.В. Структуры стальных слитков и дефекты деформированного металла в заготовках

    По мере роста транскристаллов поток холодного металла и место его поворота вместе с фронтом кристаллизации перемещаются от поверхности к оси слитка. Место поворота конвективных потоков является одновременно и местом оседания взвешенных в них кристаллов. Поэтому оно постепенно перемещается к оси слитка, формируя конус осаждения. В крупных слитках с большим поперечным сечением и большим температурным градиентом наблюдаются достаточно высокие значения скорости гравитационных потоков. Соответственно в большом слитке процесс фрагментации дендритных кристаллов и образования равноосных выражен более заметно.
    По причине неразрывности потока в замкнутом объёме изложницы нисходящий вдоль фронта транскристаллов поток обязательно компенсируется восходящим потоком в осевой части слитка. Восходящий поток увлекает часть кристаллов нисходящего потока и переносит их в осевые объёмы слитка.
    Взвешенные в нисходящем потоке расплава обломки дендритов образуют суспензию и являются центрами роста новых кристаллов. Поскольку кристаллы имеют более высокую плотность, они опускаются в расплаве и, тем самым, ускоряют движение потоков расплава. Восходящий поток увлекает часть кристаллов нисходящего потока и переносит их в осевые объемы слитка.
    Форма конуса зависит от формы и размеров слитка. В круглых, квадратных и близким к ним по форме слиткам эта зона действительно выглядит как конус или усеченная пирамида. В массивных слитках, особенно плоских, площадь охлаждения (боковая поверхность) и площадь поперечного сечения слитка имеют большие значения. Поэтому в таких слитках существует большой температурный градиент и наблюдается большая скорость нисходящих конвективных потоков. В то же время большое поперечное сечение слитка в соответствии с законом неразрывности струи определяет малую скорость восходящих потоков.
    В таких слитках оседающие на дне кристаллы накапливаются ещё в периферийной части слитка. К моменту затвердевания осевых объёмов конвективные потоки циркулируют в узком зазоре между сближающимися фронтами кристаллизации от широких граней слитка, что увеличивает скорость восходящих потоков и уменьшает вероятность оседания кристаллов при повороте потока. Поэтому в конце затвердевания таких слитков количество оседающих на дне кристаллов уменьшается, что обуславливает торообразную форму конуса осаждения.


    1.3. Сегрегация примесей


    При кристаллизации жидкой стали вследствие упорядочения расположения частиц в кристаллической решетке происходит уменьшение растворимости примесей. Поэтому объёмы металла, затвердевшие в начале и в конце кристаллизации, отличаются содержанием примесей.
    Неравномерное распределение примесей в закристаллизовавшейся стали, то есть химическая неоднородность, понижает механические свойства стали и изделий из неё, а иногда даже делает их непригодными для использования. Выявляют химическую неоднородность травлением макро- и микротемплетов, химическим или локальным рентгеноспектральным анализом.
    Различают два вида сегрегации примесей:
    1)     микроскопическая сегрегация в пределах одного кристалла дендрита называется дендритной сегрегацией. Она проявляется в повышении содержания примесей по мере удаления от оси дендрита к его поверхности и особенно в междендритных пространствах по сравнению с их содержанием в осях дендритов;
    2)     макроскопическая (зональная) сегрегация. Проявляется в виде больших участков - зон с повышенным или пониженным содержанием примесей. Выявляются следующие виды зональной химической неоднородности (рис. 4):


Рис. 4. Зональная химическая неоднородность: 1 - подусадочная, 2 — А-образная, 3 -V-образная, 4 — конус осаждения («+» — повышенная, «—» — пониженная концентрация)

  1)   зона подусадочной сегрегации, которая расположена непосредственно под усадочной раковиной;


8

Структура и дефекты литого металла

  2)   шнуры внецентренной или Л-образной сегрегации, которые называют «усами». Они расположены в периферийной части слитка;
  3)   V-образная сегрегация, расположенная в осевой части слитка в форме воронкообразных полос;
  4)   Зона отрицательной сегрегации в нижней трети слитка («конус осаждения»). Концентрация примесей в конусе осаждения меньше, чем в среднем по слитку.
    Кроме выраженных локальных скоплений наблюдают также постепенное увеличение концентрации примесей от поверхности слитка к его оси и от донной части к прибыльной.
    Для более глубокого изучения условий формирования различных структурных зон слитков и отливок, в том числе формирующихся в водоохлаждаемых кристаллизаторах переплавных процессов (вакумно-дуговой, электрошлаковый, плазменный и электронно-лучевой переплавы расходуемых заготовок), а также причин образования дефектов кристаллизации рекомендуется ознакомиться с литературой [1-3].


    1.4. Макроструктуры и дефекты макроструктуры слитков

    На рис. 5-89 приведены макроструктуры слитков стали и сплавок разных марок, отличающихся химическим составом и, соответственно, свойствами - теплопроводностью, величиной усадки, прочностными и пластическими характеристиками, а в ряде случаев также и способами получения: отливкой в чугунные изложницы или переплавом расходуемых заготовок в водоохлаждаемые кристаллизаторы в процессах вакуумно-дугового, электрошлакового переплавов или электрошлаковой отливки.
    Марка стали и параметры слитков приведены в табл. 1., а в табл. 2 приведён стандартный химический состав рассматриваемых марок стали. Для некоторых марок приведены макроструктуры нескольких слитков, отличающихся массой, размерами, конусностью, объёмом прибыльной части, иногда способом получения, что позволяет оценить влияние этих параметров на качество макроструктуры и развитие тех или иных дефектов.

9

Рощин В.Е., Рощин А.В. Структуры стальных слитков и дефекты деформированного металла в заготовках

Таблица 1

Параметры слитков, макроструктура которых приведена на рис. 5 - 89

№    Марка       Масса          Размер         Высота до  Конусность,   Отно-  Объём     
рис. стали       слитка,     сечения, мм       прибыли,   %             шение  прибыли,% 
     (сплава)    т       верхнего нижнего      мм                          H/D           
1         2      3          4          5       6          7                  8 9         
5    10          6,2     724x724  600x600      1835       3,6           2,8    18,5      
6    Осевая      6.0     714x714  590x590      1790       3.8           2,8    18,5      
7    У8А         5,0     686      566          1700       4,0           2,7    19,0      
8    20Х         6,2     724x724  600x600      1835       3,6           2,8    18,5      
9    45Х,        4,6     650x650  540x540      1160       3,93          2,27   18,2      
10   45Г2        4,6     650x650  540x540      1160       3,93          2,27   18,2      
11   18ХГТ       6,2     724x724  600x600      1835       3,6           2,8    18,5      
12   18ХГТ       4,6     650x650  540x540      1160       3,93          2,27   18,2      
13   18ХГТ       4,6     640x640  530x530      1600       3,93          2,35   18,6      
14   18ХГТ       6,0     714x714  590x590      1790       3,8           2,8    19,0      
15   12Х2Н4А     2,7     550x550  452x452      1160       3,92          2,68   18,5      
16   12Х2Н4А     3,6     590x590  480x480      1370       4,0           2,5    18,4      
17   18Х2Н4ВА    3,6     550x550  480x480      1600       3,93          2,7    18,0      
18   18Х2Н4ВА    1,2     405x405  330x330      1090       3,9           2,8    22,6      
19   18Х2Н4ВА    1,2     405x405  330x330      1090       3,9           2,8    22,6      
20   18Х2Н4ВА    1,115   405x405  330x330      985        4,35          2,7    22,6      
21   18Х2Н4ВА    1,115   405x405  330x330      985        4,35          2,7    22,6      
22   18Х2Н4ВА    0,5     0 345    0 260        860        5,7           2,9    22,2      
23   18Х2Н4ВА-Ш  1,1     Электр ошлаковый переплав, кристаллизатор диаметром 420 мм       
24   18Х2Н4ВА-Ш  1,0     Электр ошлаковый переплав, кристаллизатор диаметром 420 мм       
25   18Х2Н4ВА-ВД 0,4     Вакуумно-дуговой пе   реплав, кристаллизатор диаметром 380 мм    
26   12Х5МА      2,6     550x550  450x450      1375       4,28          2,52   20,0      
27   30ХГТ       6,2     714x714  590x590      1790       3,8           2,8    19,0      
28   30ХГСА      2,7     550x550  450x450      1375       4.28          2,52   20,0      
29   35ХГСА      3,6     590x590  480x480      1370       4,0           2,5    18,4      
30   35ХГСА      4,6     640x640  530x530      1600       3,93          2,8    18.6      
31   38ХМЮА      2,65    550x550  440x440      1325       4,70          2,7    18,5      
32   38ХМЮА      2,65    550x550  440x440      1325       4,70          2,7    18,5      
33   38ХМЮА      1,115   405x405  330x330      985        4,35          2,7    22,6      
34   60Х2М,      3,6     590x590  480x480      1370       4,0           2,5    18,4      
35   60ХНМ       2,6     550x550  450x550      1325       4,28          2,52   20,0      
36   Х9С2        2,7     550x550  450x450      1375       4,28          2,52   20,0      
37   1Х13        2,7     550x550  450x450      1375       4,28          2,52   20,0      
38   Х17         0,5     0 345    0 260        860        5,7           2,9    22,2      
39   1Х18Н9Т     0,5     0 345    0 260        860        5,7           2,9    22,2      
40   1Х18Н9Т     0,5     0 345    0 260        860        5,7           2,9    22,2      
41   1Х18Н9Т     4,5     650x650  540x540      1600       3,9           2,7    18,0      
42   1Х18Н9Т     2,6     550x550  450x450      1375       4,28          2,52   20,0      
43   1Х18Н9Т     2,8     550x550  450x450      1375       4,28          2,52   20,0      
44   1Х18Н9Т-ВД  0,3     Вакуумно-дуговой пе   реплав, кристаллизатор диаметром 380 мм    
48   ШХ15        4,5     650x650  540x540      1600       3,9           2,7    18,0      
49   ШХ15        2,65    550x550  440x440      1325       4,17          2,7    18,5      
50   ШХ15        1,45    405x405  360x360      1260       2,0           3,3    20.0      
45   ШХ15        1,40    425x425  331x331      1210       4,3           3,2    20,0      
46   Э3А         6,2     724x724  600x600      1835       3,6           2,8    18,5      
47   Р18         2,7     550x550  450x450      1375       4.28          2,52   20,0      
48   Р18         2,0     1640x300 580x254      1325       2,0; 2,5      2,5    15,9      
49   ШХ15-ВД     1,1     Вакуумно-дуговой переплав, кристаллизатор диаметром 380 мм       
50   ШХ15-ВД     0,256   Вакуумно-дуговой переплав, кристаллизатор диаметром 300 мм       
51   ШХ15-ВД     0,256   Вакуумно-дуговой переплав, кристаллизатор диаметром 300 мм       

10

Структура и дефекты литого металла

Окончание таблицы 1

1  2           3     4        5              6        7            8        9       
52 Э3А         6,2   724x724  600x600        1835     3,6          2,8      18,5    
53 Р18         2,7   550x550  450x450        1375     4.28         2,52     20,0    
54 Р18         2,0   1640x300 580x254        1325     2,0; 2,5     2,5      15,9    
55 Р18         0,5   0 345    0 260          860      5,7          2,9      22,2    
56 Р18         0.2   220      160            640      5!7          3,3      21,9    
57 ДИ1         1,115 405x405  330x330        985      4,35         2,7      22,6    
2  Х25Н70      0,5   345      260            860      5,7          2,9      22,2    
58 ЭИ448       2,7   590x590  450x450        1220     7.85         1,94     21,7    
59 ЭИ961       0,84  405      310            950      6,0          2,7      -       
60 Х18Н12М2Т   2,7   550x550  450x450        1375     4,28         2,52     20,0    
61 1Х18Н12М3Т  2,7   590x590  470x470        1220     7,85         1,94     21,7    
62 1Х12В2МФ    2,8   550x550  450x450        1375     4,25         2,77     -       
63 1Х12Н2ВМФ   2,7   550x550  450x450        1375     4,28         2,52     20,0    
64 1Х12Н2ВМФ   2,7   590x590  470x470        1220     7,85         1,94     21,7    
65 1Х12Н2ВМФ   2,7   550x550  450x450        1375     4,28         2,52     20,0    
66 1Х12Н2ВМФ-Ш 1,0   Электр ошлаковый переплав, кристаллизатор диаметром 425 мм      
67 Х15Н60      0,5   0 345    0 260          860      5,7          2,9      22,2    
68 Х15Н60      0,5   0 345    0 260          860      5,7          2,9      22,2    
69 Х15Н60      0,5   0 345    0 260          860      5,7          2,9      22,2    
70 ЭИ481       2,1   615x615  400x400        805      10,0         1,5      26,6    
71 ЭИ481       2,0   540x540  410x410        930      10,0         1,68     29,6    
72 ЭИ481       1,117 500x500  350x350        990      9,2          2,42     24,8    
73 ЭИ481       0,7   0 430    0 313          600      10,7         1,64     31,0    
4  ЭИ481-Ш     1,0   Электр ошлаковый переплав, кристаллизатор диаметром 420 мм      
75 ЭИ481-Ш     0,7   Электр ошлаковый переплав, кристаллизатор диаметром 430 мм      
76 ХН38ВТ,     1,0   430x430  330x330        100      5,0          2,59     25,5    
77 Х25Н70      0,5   0 345    0 260          860      5,7          2,9      22,2    
78 ЭИ437Б      0,7   0 430    0 318          630      10,8         1,7      24,0    
79 ЭИ437Б      0,7   0 430    0 318          630      10,8         1,7      24,0    
80 ЭИ437Б      0,7   0 430    0 318          630      10,8         1,7      24,0    
81 ЭИ437Б-ВИ   0,5   0 345    0 260          860      5,7          2,9      22,2    
82 ЭИ437Б-ВД   0,8   Вакуумно-дуговой переплав, кристаллизатор диаметром 380 мм      
83 ЭИ437Б-ВД   0,5   Вакуумно-дуговой переплав, кристаллизатор диаметром 380 мм      
84 ЭИ437Б-ВД   0,5   Вакуумно-дуговой переплав, кристаллизатор диаметром 380 мм      
85 ЭИ437Б-ЭШО  1,2   Электр ошлаковал отливка, кристаллизатор диаметром 420 мм       
86 ЭИ617-ВИ    0,5   0 345    0 260          860      5,7          2,9      22,2    
87 ЭИ617-ВИ    0,2   0 230    0 170          670      5,13         3,3      20,0    
88 ЭИ826-ВД    0,5   Вакуумно-дуговой переплав, кристаллизатор диаметром 380 мм      
89 ЭИ829-ВИ    0,5   0 345    0 260          860      5,7          2,9      22,2    

11