Щудро А. Є. Особливості формування структури і властивостей зони термічного впливу зварних з’єднань із мікролегованих будівельних сталей

Об'єкт дослідження - процеси структуроутворення при гарячій деформації сталей 09Г2С і 10ХСНД та подальшому зварюванні на механічні властивості товстолистового металопрокату та виробів для будівельних та мостобудівельних конструкцій. Мета дисертаційної роботи полягає у розробці раціонального режиму контрольованої прокатки високоміцних сталей будівельного та мостобудівельного призначення 09Г2С та 10ХСНД та формування структур у зоні термічного впливу зварних з'єднань цих сталей, що забезпечують рівень механічних властивостей вище властивостей основного металу. Методи дослідження: світлова мікроскопія, растрова електронна мікроскопія, статичні механічні випробування, математичне моделювання. Теоретичні і практичні результати: практичне значення роботи полягає у зниженні відсотку браку за механічними властивостями та зниження ризику розшарування стінки зварних двотаврових балок для продукції відповідального призначення будівельного і мостобудівельного напрямку та спрямовано на розширення областей застосування прокату з низьковуглецевих мікролегованих сталей вітчизняного виробництва на основі встановлення взаємозалежності між структурою та властивостями основного металу і зони термічного впливу. Для сталей 10ХСНД та 09Г2С було запропоновано контрольовану прокатку за раціональним режимом (в основу режиму взято збереження дислокаційної структури аустеніту та фериту у міжкритичному інтервалі температур та подальшого регламентованого охолодження). Наукова новизна: отримала подальший розвиток реалізація деформації в чистовій кліті для сталі 09Г2С та 10ХСНД, яка розкриває додаткові резервні можливості для підвищення та стабілізації механічних властивостей товстолистового прокату після зварювання за допомогою кореляційного, однофакторного, багатофакторного дисперсійного та регресійного аналізів; вперше для сталі 10ХСНД та 09Г2С запропоновано раціональний режим контрольованої прокатки, який направлений на збереження дислокаційної субструктури аустеніту та фериту в діапазоні температур між 850…715°С. Це здійснюється за рахунок насичення дислокаційними субграницями в аустеніті та фериті, блокуванням рекристалізації не тільки у міжкритичному інтервалі температур, а й при подальшому прискореному охолодженні; удосконалено режим зварювання сталі 09Г2С та 10ХСНД, завдяки чому в зоні термічного впливу замість ферито-мартенситної структури, отримано ділянку з дуальною ферито-бейнітною структурою, яка має високу міцність в порівнянні з основним металом, та знижує ризик крихкого руйнування в цій ділянці; вперше для зварних виробів зі сталі 10ХСНД було отримано механічні властивості на рівні границі плинності 680…690 МПа, що реалізовано за рахунок збереження стійкої дислокаційної субструктури аустеніту та фериту під час виготовлення та зварювання (це реалізується за рахунок формування наддрібної ферито-перлітної структури, підвищення механічних властивостей в зоні зі сфероідезованим перлітом та зниженням ризику крихкого руйнування в зоні формування дуальної ферито-бейнітної структури). Ступінь упровадження: Результати дисертаційної роботи впроваджено у навчальний процес кафедри матеріалознавства та обробки матеріалів ДВНЗ ПДАБА при викладанні наступних дисциплін: "Теорія процесів формування структури та властивостей конструкційних матеріалів" та "Сучасні методи досліджень матеріалів" та у діяльність Дніпропетровського науково-дослідного експертно-криміналістичного центру Міністерства внутрішніх справ України в ході дослідження знищених рельєфних знаків та замаскованих зварних швів, а також для присвоєння та підтвердження кваліфікації судового експерта працівників Дніпропетровського НДЕКЦ МВС за експертними спеціальностями 8.9 "Дослідження металів і сплавів" та 8.17 "Дослідження причини руйнування виробів з металів та сплавів". Сфера використання: виготовлення товстолистового проката з низьковуглецевих мікролегованих сталей для будівельного та мостобудівельного призначення.