№78-18
Матеріалознавчі основи застосування високоміцних, високов’язких сталей для конструкцій спеціального призначення
Д.В. Лаухін1, К.А. Зіборов1, І.Ю. Соловйов1, В.В. Філатов1
1Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Дніпро, Україна
Coll.res.pap.nat.min.univ. 2024, 78:211–216
Full text (PDF)
https://doi.org/10.33271/crpnmu/78.211
АНОТАЦІЯ
Мета. Сформувати у товстолистовому металопрокаті з економічної мікролегованої сталі структурний і субструктурний стан, який забезпечить необхідний високий комплекс властивостей для сучасних зварних металевих конструкцій відповідального призначення.
Методика. Для досягнення мети використано методи металографічного аналізу структури матеріалів, аналіз хімічного складу та механічних властивостей у тому числі схильність до крихкого руйнування при зниженні температури випробування.
Результати. Проведено аналіз виробництва низьковуглецевих сталей для сучасних споруд спеціального призначення. Сучасні сталі, які використовуються, не повністю відповідають вимогам для каркасів споруд відповідального призначення. Товстолистовий металопрокат вітчизняного виробництва демонструє значні коливання міцнісних і пластичних властивостей у різних напрямках об’єму матеріалу. Зокрема, характеристики міцності вздовж напряму прокатки можуть бути в 1,5–2,85 рази вищими, ніж у Z-напрямку. Причиною цієї анізотропії є виражена феритно-перлітна смугастість, характерна для структури товстого гарячекатаного листа. Такі структурні неоднорідності, у поєднанні з утворенням зон осьової ліквації, підвищують ризик розшарування та зменшують надійність конструкцій. Крім того, сталі з розвинутою феритно-перлітною смугастістю обмежено придатні для будівництва через зниження ударної в’язкості із збільшенням товщини прокату.
Наукова новизна. Отримані результати надають подальшого розвитку використання сталей з карбонітрідним зміцнюванням з урахуванням коефіцієнту охрупчення. В комплексі з твердорозчинним, дислокаційним та субзерновим зміцненнями забезпечує в сучасних зварних металевих конструкціях відповідального призначення високий комплекс властивостей вздовж, поперек та в Z-напрямах.
Практична значимість. Застосування високоміцних високов’язких низьковуглецевих мікролегованих сталей,відкриває можливість будувати споруди більш високої поверховості та великопрольотні мостові конструкції.
Ключові слова: низьколеговані сталі, контрольована прокатка, субструктурний стан.
Перелік посилань
1. Мущанов, В. (2022). До аналізу основних положень нормативних документів з попередження лавиноподiбного обвалення конструкцій будівель (Частина 1). Металеві конструкції, 28(2), 63–78.
2. EN 1990:2002+A1. (2005). Eurocode. Basis of structural design. Supersedes ENV 19911:1994. This European Standard was approved by CEN on 29 November 2001. Brussels. CEN.
3. Orzhekhovskii, A. (2017). Features of the stressstrain state and reliability of designed and operated frame cantilever coatings over the stands of stadiums. (Thesis of Ph. D. in Engineering) DNACE. Makeevka.
4. DBN V.2.2242009. Design of highrise residential and public buildings. Buildings and structures: Appendix E. Methodology for calculating a high rise building for resistance to progressive collapse. Kyiv.
5. Babachenko, O., Kononenko, G., & Podolskyi1, R. (2022). Analysis of Structure of Samples of Rail Steels of the New Generation with Improved Operational Properties. МФтаНТ, 44(12), 137–156
6. Hulka, К., Bordignon, P., & Malcolm, G. (2023). Experience with low carbon HSLA steel containing 0.06 to 0.10 percent niobium. Niobium techn. Report/Summary of intern. Araxa, P. 27–49.
7. Kojima, S., Sampaio, M., & Bott, I. (2003). The development of API 5L X80 steel for pipe production by TMCR process, T&B, 1–5.
8. Verlinden, B., & Driver, J. (2007) Thermo-Mechanical Processing of Metallic Materials (1st Edition). https://shop.elsevier.com/books/thermo-mechanical-processing-of-metallic-materials/verlinden/978-0-08-044497-0
9. Abe T., Tsukada K., Kozasu I. et al. (1986). HSLA Steels: Metallurgy and Application. Metals Park: ASM-International, 103–111.
10. Anderson, Р., Hirth, J., & Lothe, J. (2017). Theory of Dislocations. https://www.cambridge.org/ua/universitypress/subjects/engineering/materials-science/theory-dislocations-3rd-edition?format=HB&isbn=9780521864367
11. Лаухін, Д., Бекетов, О., & Зіборов, К. (2024). Матеріалознавчі основи полігонізації аустеніту при контрольованій прокатці. Дніпро : НТУ «ДП».
12. Гезенцвей, Ю., Зіборов, К., & Лаухін, Д. (2024). Технологічність застосування дрібнозернистих термозміцнених сталей в конструкціях кожухів доменних печей. Дніпро. НТУ«ДП».
