ОЦІНКА РОЗПОДІЛУ НЕМЕТАЛЕВИХ ВКЛЮЧЕНЬ У СТАЛЕВІЙ ПРОДУКЦІЇ З ВИКОРИСТАННЯМ МЕТОДУ СТЕРЕОЛОГІЧНОЇ РЕКОНСТРУКЦІЇ

Анотація

У роботі показано, що неметалічні включення, які утворюються в процесі виробництва сталі, значно впливають на властивості сталі та металопродукції і їх видалення в процесах виробництва сталі, що відіграє головну роль при отриманні продукції високої якості. Доведено, що для отримання кількісної інформації про розмір та кількість неметалевих включень можна використовувати стереологічний аналіз. Висвітлено, що «чиста сталь» включає управління вмістом усіх включень, що містяться в сталі, з урахуванням включень, більших, ніж критичний розмір, який відбивається на якості готової продукції. Показано, що неметалеві сталі в готовому продукті представлені оксидами, при цьому на сьогоднішній день оцінка забрудненості сталі є недостатньою і в окремих випадках має умовний характер. Установлено, що жодна з чинних шкал, а саме ASTM E45, ISO 4967:1979, SKF та інші, не відображають цілком реального ступеня забрудненості сталі. При цьому дані хімічного аналізу досліджуваних зразків свідчать, що вміст неметалевих включень перевищує на 20–30 % дані, отримані за допомогою використання стандартних металографічних методик. Висвітлено, що нині велике поширення серед кількісних методів аналізу набули статистичні методи оцінки розмірів та розподілу включень. Показано, що для всебічної оцінки забрудненості сталі неметалевими включеннями необхідно проводити комплексний аналіз, що містить оцінку їх складу, морфології, розмірів та розподілу. Показано, що для статистичної оцінки розподілу неметалевих включень за розмірами в роботі розроблено методику, що дає змогу виявляти розподіл великих неметалевих включень у стальній продукції. З’ясовано, що для виявлення крупних неметалевих включень можна застосовувати логарифмічно нормальний (логнормальний) розподіл еквівалентних діаметрів неметалевих включень, в основі якого лежить мультиплікативний процес формування випадкових величин. Показано, що для отримання кривої розподілу вся виявлена сукупність неметалевих включень (окремо для сульфідів та оксидів) ділилася за розмірами інтервали, при цьому результати аналізу значно залежали від кількості інтервалів, тобто розмірних груп. Показано, що з використанням розробленої методики проведено кількісну оцінку забрудненості безперервнолитих заготовок неметалевими включеннями. Показано, що в результаті проведених досліджень розроблено методику стереологічної реконструкції розподілу неметалевих включень, що визначає невраховані неметалеві включення розміру, що перевищує критичний. З’ясовано з проведенням кількісної оцінки забруднення безперервнолитих заготовок неметалевими включеннями з використанням методики стереологічної реконструкції логнормального розподілу включень за розмірами дає змогу прогнозувати кількість великих неметалевих включень у металевій продукції.