ФГБОУ ВО «Волгоградский государственный технический университет», Волгоград, Россия:
Н. А. Зюбан, докт. техн. наук, профессор, зав. кафедрой «Технология материалов» (ТМ)

Д. В. Руцкий, канд. техн. наук, доцент кафедры ТМ
Эл. почта (общий): tecmat@vstu.ru

Получение цельнокованых роторов турбогенераторов является важным направлением современного энергетического машиностроения. В качестве материала для их получения, как правило, используется сталь перлитного класса 38ХН3МФА (35ХН3МФА). Исходной заготовкой для ротора турбогенератора является крупный кузнечный слиток, отливаемый в вакууме, что обеспечивает относительно высокое металлургическое качество получаемого металла. В работе подробно рассмотрено влияние продувки инертным газом струи металлического расплава через полый стопор на качество металла сплошных поковок, полученных из слитков стали 38ХН3МФА. Исследования показали, что интенсификация процесса дегазации при отливке слитков в вакууме приводит к уменьшению размера неметаллических включений, размер которых не превышает 20 мкм. Общая загрязненность неметаллическими включениями по длине и сечению поковок из опытного и сравнительного слитков идентичная и не отличается от классической схемы расположения включений в слитке. Максимальное количество включений наблюдается в осевой части поковок. Уменьшение размеров неметаллических включений в металле за счет продувки струи металла аргоном оказывает положительное влияние на механические свойства получаемых поковок энергетического машиностроения. Несмотря на небольшое снижение прочностных свойств, пластические характеристики опытных поковок возрастают на 10–20 % (особенно по ударной вязкости). Также снижается и критическая (переходная) температура хрупкости, что способствует стабилизации микротрещин, подавляет их трансформацию в макротрещины, обеспечивая тем самым повышение надежности изделий.

Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научных проектов № 15-08-08098 А.

1. Цуканов В. В. Современные стали и технологии в энергомашиностроении : монография. — Санкт-Петербург : АНО ЛА : Профессионал, 2014. — 464 с.
2. Жульев С. И., Зюбан Н. А., Руцкий Д. В. Стальные слитки: проблемы качества и новые технологии : монография, — Волгоград : ВолгГТУ, 2016. — 176 с.
3. Руцкий Д. В., Жульев С. И., Титов К. Е. Ликвация в крупных кованых изделиях // Проблемы черной металлургии и материаловедения. 2008. № 2. С. 21–27.
4. Ромашкин А. Н., Мальгинов А. Н., Толстых Д. С. и др. Влияние геометрии слитка на объем осевой рыхлости в нем // Электрометаллургия. 2013. № 7. С. 36–39.
5. Rutskiy D. V., Zyuban N. A. Development of defect zones and cast metal structure in elongared two-piece Cr-Ni-Mo steel ingots // CIS Iron and Steel Review, 2015. Vol. 10. P. 14–18.
6. Ефимов В. А., Эльдарханов А. С. Современные технологии разливки и кристаллизации сплавов. — М. : Машиностроение, 2004. — 359 с.
7. Ubukata T., Suzuki T., Ueda S., Shibata T. Dehydrogenation in Large Ingot Casting Process // Proceedings ICS 2008: The 4th International Congress on the Science and Technology of Steelmaking. P. 227–230.
8. Зюбан Н. А. Создание технологии производства крупных кузнечных слитков с улучшенными свойствами на основе управления параметрами слитка и процессами разливки стали в вакууме / Автореф. дис. ... докт. техн. наук. — Волгоград : РПК «Политехник», 2005.
9. ГОСТ 1778-70. Металлографические методы определения неметаллических включений. — М. : Государственный комитет стандартов Совета министров СССР, 1970. — 32 с.
10. Явойский В. И., Близнюков С. А., Вишкарев А. Ф. и др. Включения и газы в сталях. — М. : Металлургия, 1973. — 272 с.
11. Короткова Е. Е., Альтзицер М. Я., Максимов М. А. Влияние термической обработки на сопротивление хрупкому разрушению стали 17ГС, рафинированой синтетическим шлаком // Тр. ВЗПИ (Сер. «Об актуальных проблемах современной металлургии»). — Москва : ВЗПИ, 1976. Вып. 98. С. 62–71.
12. Георгиев М. Н. Вязкость малоуглеродистых сталей. — М. : Металлургия, 1973. — 224 с.
13. Смирнова А. В., Баранцева З. В., Громова Г. П. Применение в металловедении просвечивающей и растровой электронной микроскопии. — М. : МДНТП, 1976. С. 94–96.
14. Крюссар Ш., Плато Ж., Тамхонкар Р. и др. Сравнение вязкого и усталостного разрушений // Атомный механизм разрушения. — М. : Металлургиздат, 1963. С. 535–574.
15. Ежов А. А., Петрова Г. Л. Дефекты в металлах // Справочник-атлас. — М. : Русский университет, 2002. — 360 с.
16. Григоренко В. Б., Морозова Л. В., Орлов М. Р. Исследование причин появления участков с различной морфологией излома в кованых заготовках из стали 38ХН3МФА // Труды ВИАМ, 2014. № 8. С. 11–14.
17. Mintz B. The Influence to the Problem of Composition of Transverse on the Hot Cracking // ISIJ Iternational. 1999. Vol. 39, No. 9. P. 833–855.
18. Krewerth D., Lippmann T., Weidner A., Biermann H. Influence of nonmetallic inclusions on fatigue life in the very high cycle fatigue regime // International Journal of Fatigue. 2016. Vol. 84. P. 40–52.
19. Passoja D. E., Hill D. C. On the diistribution of energy in the ductile fracture of high strength steels // Metallurgical Transaction. 1974. Vol. 5, No. 8. Р. 1851–1854.
20. Иванов В. П., Мордухович А. М., Финель В. М. Степень опасности неметаллических включений в стали // Проблемы разрушения металлов. — М. : МДНТП, 1975. С. 172–181.