СПОСІБ ОТРИМАННЯ КОНСТРУКЦІЙНОЇ СТАЛІ

Спосіб отримання конструкційної сталі, що містить вуглець, кремній, марганець та залізо як основу, який включає легування сталі в процесі виплавки нанорозмірним порошком карбіду кремнію в кількості 2-3 мас. %.

Корисна модель належить до галузей металургії та машинобудування, а саме стосується способів отримання конструкційних сталей. Відомий спосіб отримання сталі 35ГС (ДСТУ 9130:2021), яку виплавляють в кисневому конвертері з чавуну при продувці його киснем з наступним рафінуванням, розкисленням та легуванням сталі, які проводять у ковшах або ковші-печі (Технології одержання металів та сплавів для ливарного виробництва: Навч. посібник / A.M. Верховлюк, А.В. Нарівський, В.Г. Могилатенко / За ред. академіка НАН України В.Л. Найдека. - К.: Видавничий дім "Вініченко", 2016. - 224 с.). Сталь 35ГС використовують для виготовлення арматури класу А400, що має наступний склад (% мас.): С - 0,30…0,37; Мn - 0,80.-1,20; Si-0,60…0,90; Сr - не більше 0,30; Ni - 0,30; S - 0,045; р - 0,040; Сu - 0,30. Недоліком цього способу є те, що сталі, отримані таким способом, мають низькі механічні характеристики Нт=400 МПа, =в=500 МПа, =заг=14 % (ДСТУ 9130:2021). Відомий інший спосіб отримання сталі Ст3сп (ДСТУ 2651:2005 (ГОСТ 380-2005)), яку виплавляють в кисневому конвертері з чавуну при продувці його киснем (Чернега Д.Ф., Богушевський B.C., Готвянський Ю.Я., Грищенко С.Г., Шифрін В.М., Шурхал В.Я. Основи металургійного виробництва металів і сплавів: Підручник. - К.: Вища школа, 2006. - 503 с). Сталь Ст3сп використовують для виготовлення арматури класу А240, що має наступний склад (% мас.): С - 0,14…0,22; Мn - 0,40…0,65; Si - 0,15…0,30. Недоліком цього способу є те, що сталі, отримані таким способом мають низькі механічні характеристики Нт=240 МПа, 2в=370 МПа, =заг=25 % (ДСТУ 9130:2021). Задачею корисної моделі є підвищення механічних характеристик конструкційної сталі для виготовлення арматури для залізобетонних конструкцій. Поставлена задача вирішується тим, що спосіб отримання конструкційної сталі, що містить вуглець, кремній, марганець та залізо як основу, який включає легування сталі в процесі виплавки нанорозмірним порошком карбіду кремнію в кількості 2-3 мас. %. Суть корисної моделі полягає в способі отримання конструкційної сталі, в якому для підвищення механічних характеристик сталі, в процесі виплавки, легування сталі здійснюють введенням нанорозмірного порошку карбіду кремнію в кількості 2-3 мас. %. Оскільки при введенні менше 2 мас. % SiC не відбувається ефективного підвищення механічних характеристик сталі, а при введенні більше 3 мас. % SiC він погано засвоюється, і значна кількість SiC відводиться зі шлаком, тому для підвищення механічних характеристик доцільно вводити 2-3 мас. % нанорозмірного порошку карбіду кремнію. Приклад виготовлення конструкційної сталі: Виплавку сталі проводили електрошлаковим переплавом сталі Ст3сп з введенням 3 мас. %. нанорозмірного порошку SiC, отримували зливки масою 8 кг, розмірами: 075-85 мм, довжиною 180 мм. Проводили відпал зливку за температури 860±20 °C та його механічну обробку з наступною деформаційною обробкою куванням при температурі 950 ° С, і отримували заготовку квадратного перерізу 14 мм. Хімічний склад сталі визначали за допомогою стаціонарного спектрометра для аналізу металу SPECTROMAXxLMA10 і він становив: основа - Fe, легуючих елементів 0,42 % С; 0,41 % Мn; 1,03 % Si; 0,18 % Сr та домішок 0,06 % N; 0,012 % S; 0,012 % Р; 0,035 % Сu. Механічні характеристики отриманої гарячедеформованої сталі становлять т=725,5 МПа, 5в=1024,5 МПа, =заг=14 %, що значно переважають механічні характеристики арматури класів А240, А400 та А600. Використання запропонованого способу отримання конструкційної сталі дозволяє отримати сталь з підвищеними механічними характеристиками.