Єрмоленко Д. Ю. Модифікування дендритної структури металу зварних швів високоміцних низьколегованих сталей дисперсними інокуляторами

Дисертаційне дослідження спрямоване на вивчення впливу інокулювання тугоплавких неметалевих включень (інокуляторів) в зварювальну ванну на кінетику утворення дендритної структури металу зварних швів високоміцних низьколегованих (ВМНЛ) сталей, а також на подальші твердофазні перетворення в металі шва та їх вплив на кінцеві механічні властивості металу шва. Дослідження проведені на основі розробленої математичної моделі та авторського програмного забезпечення, що здатне моделювати в реальному часі процес кристалізації зварювальної ванни з урахуванням впливу дисперсних тугоплавких інокуляторів при зварюванні ВМНЛ сталей. Результати досліджень показали, що за допомогою введення тугоплавких інокуляторів до зварювальної ванни можливо керувати параметрами первинної структури, а отже, як наслідок, і кінцевою мікроструктурою металу шва та його механічними властивостями. Для дослідження було обрано ряд дисперсних тугоплавких сполук (TiC, TiN, SiC, TiO2, Al2O3, ZrO2, MgO) з різними поверхневими властивостями при взаємодії з розплавом заліза. Числові розрахунки та експериментальні дослідження показали, що зі зменшенням кута змочування розплавом металу зварювальної ванни частинок дисперсного інокулятора, розмір стовбчастих дендритів збільшується, що, в свою чергу, призводить до збільшення у кінцевій мікроструктурі металу шва долі структурних складових, які призводять до підвищення ударної в'язкості металу шва при незначному зменшенні його міцності. Запропоновано технологічний регламент формування металу шва з введенням дисперсних тугоплавких інокуляторів та проведено дослідно-промислову перевірку на ПАТ "НКМЗ" (Новокраматорськ).