DOI: 10.52150/2522-9117-2024-38-431-454
Парусов Едуард Володимирович, д.т.н., с.н.с., Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, 49107, Україна. ORCID: 0000-0002-4560-2043. E-mail: tometal@ukr.net
Чуйко Ігор Миколайович, к.т.н., ст. досл., Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, 49107, Україна. ORCID: 0000-0002-4753-614X. Email: ferrosplav@ukr.net
Олійник Едуард Вадимович, аспірант, Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, 49107, Україна. ORCID: 0000-0002-3366-3746. Email: ediknsk@gmail.com
Парусов Олег Володимирович, к.т.н., с.н.с., Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, 49107, Україна. ORCID: 0000-0002-9879-6179. Email: termet@ukr.net
АНАЛІЗ ТЕНДЕНЦІЙ ТА ПРОБЛЕМ ВИРОБНИЦТВА ПРОКАТУ І ДРОТУ З НИЗЬКОВУГЛЕЦЕВИХ Cr-Mo-V СТАЛЕЙ ЗВАРЮВАЛЬНОГО ПРИЗНАЧЕННЯ
Анотація. Теплостійкі та жароміцні конструкційні Cr-Mo і Cr-Mo-V сталі існують вже більше століття й з великим успіхом знайшли застосування в енергетичній і хімічній промисловості. Типовою продукцією для цих галузей є котли, нагрівачі, теплообмінники, реактори, газові турбіни, установки гідрокрекінгу, сосуди високого тиску тощо. Для зварювання таких сталей в середовищі захисних газів та під флюсом традиційно використовується зварювальний дріт діам. 1,2–3,0 мм з низьковуглецевих Cr-Mo-V сталей, до типових представників яких можна віднести марки CrMoV1Si або Св-08ХГСМФА та їх аналоги і модифікації. Окремим напрямом використання такого дроту є відновлення та ремонт деталей, що працюють в умовах абразивного зношування, методом наплавлювання. До того ж цей дріт має перспективи для успішного застосування в технологіях дротяно-дугового адитивного виробництва (3D-друці). Для виготовлення такого дроту у якості металургійної заготовки застосовується бунтовий прокат діам. 5,5 мм, який повинен поряд з іншими споживчими властивостями мати високу технологічність при глибокому холодному деформуванні методом волочіння на сучасному високопродуктивному обладнанні. За результатами аналізу науково-технічних джерел у роботі узагальнено сучасні тенденції та проблеми виробництва прокату і дроту з низьковуглецевих Cr-Mo-V сталей зварювального призначення, розглянуто низку питань щодо актуальних вимог нормативної документації та специфікацій кращих світових і вітчизняних виробників бунтового прокату з легованих сталей та визначені основні цільові показники якості відповідної металопродукції з урахуванням характеристик самих зварювальних матеріалів. Для успішного розв’язання актуальної проблеми підвищення деформованості виробів з низьковуглецевих Cr-Mo-V сталей зварювального призначення визначено комплекс науково-практичних завдань, вирішення яких дозволить суттєво доповнити базу даних раніше отриманих результатів новими знаннями щодо впливу системи легування на перебіг фазово-структурних перетворень і комплекс механічних властивостей прокату. Результати відповідних досліджень складуть підґрунтя для створення нових технологічних рішень щодо контрольованого керування процесами структуроутворення досліджуваних сталей та забезпечать отримання зварювальних матеріалів за зменшених матеріальних витрат, виробництво яких наразі в Україні відсутнє.
Ключові слова: прокат, зварювальний дріт, легована сталь, структура, механічні властивості
DOI: https://doi.org/10.52150/2522-9117-2024-38-431-454
Посилання для цитування: Парусов Е. В., Чуйко І. М., Олійник Е. В., Парусов О. В. Аналіз тенденцій та проблем виробництва прокату і дроту з низьковуглецевих Cr-Mo-V сталей зварювального призначення. Фундаментальні та прикладні проблеми чорної металургії. 2024. Вип. 38. С. 431-454. https://doi.org/10.52150/2522-9117-2024-38-431-454
Перелік посилань
1. Anokhov A. E. On some features of repair welding without heat treatment of power-generating equipment made of pearlite steels. Power Technol Eng. 2021. Vol. 55. P. 613–619. http://doi.org/10.1007/s10749-021-01406-z
2. Hilkes J., Gross V. Welding CrMo steels for power generation and petrochemical applications – Past, present and future. Biuletyn Instytutu Spawalnictwa. 2013. No. 2. P. 11–22. URL: https://www.scribd.com/document/218810353/02-Hilkes-Gross-Welding-of-CrMo-Steels-for-Power-Generation-and-Petrochemical-Applications
3. Venkata Rao R., Kalyankar V. D. Experimental investigation on submerged arc welding of Cr–Mo–V steel. Int Jour Adv Manuf Tech. 2013. Vol. 69(1–4). http://doi.org/10.1007/s00170-013-5007-9
4. KOBE STEEL LTD. Arc welding of specific steels and cast irons. Tokyo, Japan, 2015. 170 p.
5. Abe F. Precipitate design for creep strengthening of 9% Cr tempered martensitic steel for ultra-supercritical power plants. Sci. Technol. Adv. Mater. 2008. Vol. 9. 013002. http://doi.org/10.1088/1468-6996/9/1/013002
6. Hayashi T., Sarosi P. M., Schneibel J. H., Mills M. J. Creep response and deformation processes in nanocluster-strengthened ferritic steels. Acta Mater. 2008. Vol. 56. P. 1407–1416. http://doi.org/10.1016/j.actamat.2007.11.038
7. Martin J. W. Micromechanisms in particle-hardened alloys. Cambridge University Press : Cambridge, UK, 1980. 193 p.
8. Efimenko N. G., Artyomova S. V. Welding of defects in cast cases of turbines with pearlite electrodes without heating and thermal processing. PASТ. 2020. No. 4(128). P. 84–88. URL: https://vant.kipt.kharkov.ua/ARTICLE/VANT_2020_4/article_2020_4_84.pdf
9. Vujnovic L., Perunicic V., Sijacki Zeravcic V. M., Bakic G. M. Welding flaws of pipeline heat resistant steels. Trends in the Development of Machinery and Associated Technology (TMT 2009) : Materials of 13th International Research / Expert Conference, Hammamet, Tunisia, 16-21 October 2009. P. 917–920. URL: https://www.tmt.unze.ba/zbornik/TMT2009/230-TMT09-263.pdf
10. Dmitrik V. V., Grinchenko E. D., Syrenko T. O. The structure of the superheated region of the heat-affected zone of the welded joint in heat-resisting pearlitic steels. Welding International. 2011. Vol. 25. Iss. 11. P. 868–871. http://doi.org/10.1080/09507116.2011.581425
11. Shang C., Wang Q., Wang X., Jia Y., Wu J., Yang S., Guo J., Zheng L. Practice of JCO welding process for Cr-Mo series heat-resistant pearlite steel pipe. Steel Pipe. 2016. Vol. 45(4). P. 18–22.
12. ДСТУ EN ISO 21952:2015. Зварювальні матеріали. Дроти електродні, дроти, прутки та наплавлений метал для дугового зварювання жароміцних сталей у захисних газах. Класифікація (EN ISO 21952:2012, IDT; ISO 21952:2012, IDT). Київ : ДП «УкрНДНЦ», 2015.
13. ДСТУ EN ISO 3580:2019. Зварювальні матеріали. Електроди з покриттям для ручного дугового зварювання жароміцних сталей. Класифікація (EN ISO 3580:2017, IDT; ISO 3580:2017, IDT). Київ : ДП «УкрНДНЦ», 2019.
14. ГОСТ 2246-70. Проволока стальная сварочная. Технические условия (переизд. июнь 1993 г.). Москва : Издательство стандартов, 1993.
15. Prikhod’ko E. V. Methodology for determining the parameters of directed interatomic interaction in molecules and crystals. Metallophysics and New Technologies. 1995. No. 11. P. 54–60.
16. Prikhod’ko E. V., Tohobitskaia D. N. The properties of metallurgical melts are a consequence of their composition and structure. Modern Problems of Physical Materials Science. 2017. Vol. 26. P. 124–138.
17. Turyk E. V. Manufacturing defects in welding consumables influencing the quality of welded joints. The Paton Welding Journal. 2014. No. 6–7. P. 103–106. http://doi.org/10.15407/tpwj2014.06.22
18. Олійник Е. В., Парусов Е. В., Чуйко І. М. Теоретичні та технологічні засади знеміцнюючого термомеханічного оброблення сталевого прокату зварювального призначення. Інформаційні технології в металургії та машинобудуванні – ІТММ’2024 : матер. міжнар. наук.-техн. конф., м. Дніпро, 10-11 квітня 2024 р. Дніпро : УДУНТ, 2024. С. 57–64. http://doi.org/10.34185/1991-7848.itmm.2024.01.010
19. Парусов В. В., Сычков А. Б., Парусов Э. В. Теоретические и технологические основы производства высокоэффективных видов катанки. Днепропетровск : АРТ-ПРЕСС, 2012. 376 с.
20. Парусов Э. В., Сычков А. Б., Губенко С. И., Чуйко И. Н. Анализ технологических особенностей охлаждения бунтового проката на линии Стелмор ОАО «ММЗ». Наукові праці ВНТУ. 2016. № 3. C. 1–8.
21. Laber K. B. Analysis of the uniformity of mechanical properties along the length of wire rod designed for further cold plastic working processes for selected parameters of thermoplastic processing. Materials. 2024. Vol. 17(4). 905. http://doi.org/10.3390/ma17040905
22. Парусов Е. В., Сичков О. Б., Губенко С. І., Малашкін С. О., Сагура Л. В. Про ефективні шляхи вдосконалення режимів регульованого повітряного охолодження бунтового прокату в промислових умовах. Наукові праці ВНТУ. 2017. № 3. C. 1–9.
23. Структура и свойства катанки для изготовления электродов и сварочной проволоки : монография / А. Б. Сычков и др. Бендеры : Полиграфист, 2009. 608 с.
24. Das S., Talukdar S., Kumar A., Mukhopadhyay G. Metallurgical investigation of welding wire rod grade during processing. Engineering Failure Analysis. 2020. Vol. 118. 104884. http://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2020.104884
25. Asati B., Shajan N., Arora K. S. Development of high strength welding consumable for arc welding carbon steels. Materials Today: Proceedings. 2023. http://doi.org/10.1016/j.matpr.2023.07.007
26. Zhao H., Wang S., Gao J., Qi J., Su R., Zhang H., Chen H., Tian Z., Bai L. Cause analysis of V-shaped crack pairs on drawn welding wire surface of ER70S-6 steel. Metall. Res. Technol. 2022. Vol. 119(5). 510. http://doi.org/10.1051/metal/2022070
27. Парусов В. В., Сычков А. Б., Чуйко И. Н., Парусов О. В., Жукова С. Ю., Жигарев М. А., Перчаткин А. В. Влияние химического состава на структуру, свойства и технологическую пластичность катанки сварочного назначения из стали Св-08ГНМ. Теория и практика металлургии. 2009. № 1–2. С. 98–102.
28. Парусов В. В., Чуйко И. Н., Сычков А. Б., Парусов О. В., Парусов Э. В. Влияние режимов термомеханической обработки на качественные характеристики катанки из стали марки 30ХГСА и ее технологичность. Строительство, материаловедение, машиностроение : сб. научн. труд. Днепропетровск : ПГАСА, 2013. Вып. 67. С. 25–27.
29. Парусов В. В., Чуйко И. Н., Парусов О. В., Сычков А. Б., Жигарев М. А., Перчаткин А. В., Жукова С. Ю. Оценка технологичности переработки катанки из легированных сталей сварочного назначения на метизном переделе. Строительство, материаловедение, машиностроение : сб. научн. тр. Днепропетровск : ПГАСА, 2009. Вып. 48. Ч. 2. С. 8–11.
30. Туленков К. И., Злотников М. И., Бобылева С. Ф. Механические свойства стальной наклепанной проволоки. Сталь. 1956. № 9. С. 821–825.
31. Губенко С. И., Парусов В. В. Деформация металлических материалов. Днепропетровск : АРТ-ПРЕСС, 2006. 316 с.
32. Gubenko S. Physical nature of plasticity and strengthening of metals during deformation. Germany-Mauritius : Beau Bassin. LAP LAMBERT Academic publishing, 2020. 341 p.
