О значении математических вычислений в исследовании характеристик структуры и физико-механических свойств стали 30ХГСА, выплавленной на различной шихте

В статье рассмотрено влияние качества исходной шихты на структуру и физико-механические свойства конструкционной среднелегированной стали 30ХГСА. Выявлено, что сталь 30ХГСА (плавки № $3$–$4$), отлитая в чугунные изложницы (вес слитка $2,6$ т), обладает значительной химической неоднородностью и ликвацией по углероду и основным легирующим элементам (Cr и Mn), причем в плавке на полупродукте кипящего шлакового слоя ликвация выражена сильнее. Начиная с температуры отпуска $500~^\circ$C, структура обеих плавок (кипящего шлакового слоя и обычной металлизованной шихты) становится более однородной и механические свойства выравниваются. Микроструктурными исследованиями, установлено, что с повышением температуры отжига при одной выдержке химическая неоднородность уменьшается, но несильно. Начиная с $1000~^\circ$C, при увеличении температуры отжига проявляется разнозернистость стали и рост аустенитных зерен, особенно в плавке на полупродукте кипящего шлакового слоя. Разнозернистость неблагоприятно влияет на механические свойства стали: укрупнение зерна понижает сопротивление стали хрупкому разрушению, ухудшает служебные характеристики металла. Устранения химической и структурной неоднородности можно добиться за счет проведения гомогенизирующего отжига (отжиг при $950~^\circ$C в течение $8$ часов). Повышение температуры отжига приводит к интенсивному росту зерна, особенно в стали, выплавленной на первородной шихте. Показано, что сталь 30ХГСА, выплавленная на полупродукте кипящего шлакового слоя, в улучшенном состоянии при равных твердости и прочностных характеристиках имеет повышенные пластические свойства и особенно ударную вязкость по сравнению со сталью на обычной металлизованной шихте. По-видимому, это должно определять и более высокие эксплуатационные характеристики стали, полученные с применением чистой первородной шихты.