Заблоцкий В. К., Фельдман В.Е.

Донбасская государственная машиностроительная академия

ОПТИМИЗАЦИЯ КОЛИЧЕСТВА МОДИФИКАТОРОВ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ГАРАНТИРОВАННОГО УРОВНЯ СВОЙСТВ МАЛОУГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ М27 ДЛЯ ГРЕБНЫХ ВАЛОВ

Для установления необходимого количества того или иного модификатора, которое обеспечивает получение требуемого уровня механических свойств стали, наиболее эффективным методом является применение регрессионного анализа для обработки результатов экспериментальных данных 4…8 исследований.

В качестве уравнения регрессии использовали следующее уравнение:

где А – исследуемый параметр механических свойств,

Е, С, D – переменные,

β₁, β₂, β₃, β₄ – коэффициенты корреляции.

В качестве переменных использовали содержание углерода (С), марганца (Mn) во всех исследованных составах сталей и содержание одного из исследуемых модификаторов: V, Zr, Mo, Ca, Cu, N+Al совместно.

Обработку результатов исследований проводили с помощью многофункционального интегрированного пакета Math CAD.

Стали выплавляли в индукционной печи, заливали в слитки, затем ковали, подвергали термической обработке и определяли механические свойства.

В качестве примера приводятся результаты исследований для стали с кальцием (Ca).

Химический состав исследованных сталей приведен в таблице 1, а механические свойства в таблице 2.

Таблица 1

Химический состав сталей исследованных лабораторных плавок с кальцием

(сталь плавки № 1 является контрольной и кальция не содержала)

Услов. номер плавки	Содержание элементов, в %
	C	Si	Ni	Cr	Mn	S	P	Ca	Mo	V
1	0,28	0,59	0,28	0,10	0,98	0,025	0,015	-	0,01	0,03
2	0,28	0,58	0,29	0,10	0,96	0,022	0,014	0,001	0,02	0,02
3	0,29	0,89	0,28	0,09	0,98	0,018	0,015	0,009	0,01	0,03
4	0,29	0,59	0,30	0,09	0,97	0,013	0,016	0,082	0,01	0,03

Таблица 2

Механические свойства* сталей исследованных лабораторных плавок

с кальцием (химический состав приведен в табл. 1)

Содержание Са, %	Н/мм^2				%			МДж м^2
						y	К1С	KCU
‑	698	534	210	135	23,4	64,0	89,0	1,64
0,001	704	540	210	140	26,3	65,8	92,0	1,72
0,009	684	526	205	145	28,5	66,2	93,0	1,78
0,082	702	540	210	165	29,1	69,8	98,0	1,98

* – Термообработка: закалка в воде с последующим отпуском при 640-650°C.

Результаты исследований были введены в программу в виде составляющих, входящих в уравнение регрессии:

Ввод данных:

n-количество опытов;

z-количество параметров

После обработки результатов, были построены графики зависимостей:

Построение графиков A=f(E), A=f(C), A=f(D), А=f(E):

А=f(C):

А=f(D):

Полученные графики после обработки экспериментальных данных позволяют четко устанавливать предельные значения количеств вводимых модификаторов, в зависимости от требуемого уровня механических свойств.