Obrabotka Metallov 2013 No. 2

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 2 (59) 2013 55 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ соответствуют требованиям традиционных тех- нологий формообразования протяженных ме- таллоизделий, что является сдерживающим фак- тором в их широком применении. Поиск способов формирования металлоиз- делий методами пластического деформирования таких сплавов и повышение эффективности су- ществующих в мировой практике ведется по не- скольким направлениям, среди которых можно выделить формирование изделий из материалов в твердожидком состоянии (SSM-технологии). Однако данная технология имеет ограничения, обусловленные принадлежностью к изготовлению металлоизделий ограниченных размеров [1, 2]. В Институте машиноведения и металлургии ДВО РАН проводятся работы по разработке но- вых технологий получения конструкционных материалов и способов формирования металло- изделий из этих материалов. Сущность новой технологии получения конструкционных спла- вов заключается в высокотемпературном алюмо- термическом восстановлении железа из окалины с добавлением компонентов, лигатур и добавок с последующим кавитационным перемешива- нием расплава для усреднения его химического состава [3]. Для формирования протяженных металлоизделий в твердожидком состоянии раз- работана технология, позволяющая совместить в одном устройстве непрерывную разливку и деформирование металла в профиль заданного поперечного сечения [4]. Для оценки качества металлоизделий и устойчивости процессов их формообразования актуальными становятся задачи исследования структуры и свойств полученных изделий, а так- же разработка неразрушающих методов диагно- стики их состояния. Целью данной работы являлось исследова- ние структуры и физико-механических свойств полосы из стали 30ГСЮ6, изготовленной по со- вмещенной технологии непрерывного литья и деформации металла, восстановленного из ока- лины методом алюмотермии. 1. Методика проведения исследований Заливку расплавленного металла, полученно- го алюмотермитным восстановлением из окали- ны и имеющего температуру 1800 ºС, произво- дили из раздаточного стопорного ковша-дозатора емкостью 0,005 м 3 в водоохлаждаемый подвиж- ный кристаллизатор, изготовленный из стали 45. На рабочие поверхности кристаллизатора нано- сили специальное противопригарное покрытие (паста «Политерм 1400») толщиной 0,8…1 мм. Расплавленный металл, химический состав кото- рого соответствует стали 30ГСЮ6 и приведен в табл. 1, затвердевает и одновременно деформиру- ется в кристаллизаторе устройства вертикального литья и деформации металла (УВЛДМ), форми- руя заготовку (металлоизделие) в виде стальной полосы поперечного сечения 60×5 мм. При этом степень обжатия заготовки в калибрующей части кристаллизатора составляла 0,6. В процессе раз- ливки стали в кристаллизатор температура вбли- зи его рабочей поверхности (на расстоянии 4 мм от рабочей поверхности) не превышала 120 ºС. Согласно расчетам температура деформирования стали в кристаллизаторе УВЛДМ была близка к температуре солидуса данного сплава. Охлаждение металлоизделия до комнатной температуры происходило на воздухе без при- нудительного охлаждения. Полученная стальная полоса длиной 470 мм дополнительной терми- ческой обработке не подвергалась. Плоские раз- рывные образцы с головками для исследований были вырезаны из противоположных концов за- готовки, соответствующих начальной (образец № 1) и заключительной (образец № 2) стадиям технологического процесса. Различие в струк- туре и уровне физико-механических свойств образцов двух этих групп может быть обуслов- лено только различной величиной температуры деформации металла из-за прогрева рабочих по- верхностей кристаллизатора при литье и прокат- ке. По нашим оценкам, эта разница температур не превышала 70…100 ºС. Т а б л и ц а 1 Химический состав исследованной стали С, % Si, % Mn, % P, % S, % Сr, % Ni, % Mo, % Al, % Cu, % Co, % 0,28 0,59 0,74 0,02 0,009 0,06 0,10 0,20 >2,5 0,3 0,01