limЛитье и металлургияLitiyo i Metallurgiya (FOUNDRY PRODUCTION AND METALLURGY)1683-60652414-0406BNTU10.21122/1683-6065-2022-4-24-28lim-3505Research ArticleЛитейное производствоFoundryО раскислении и модифицировании углеродистой сталиOn deoxidation and modification of carbon steelМаруковичЕ. И.MarukovichE. I.

г. Минск, ул. Я. Коласа, 24

СтеценкоВ. Ю.StetsenkoV. Yu.

г. Минск, ул. Я. Коласа, 24

stetsenko.52@bk.ruСтеценкоА. В.StetsenkoA. V.

г.Могилев, пр. Мира, 43

Ассоциация литейщиков и металлурговБеларусьAssociation of Foundrymen and Metallurgists of BelarusBelarusБелорусско‑Российский университетБеларусьBelarusian‑Russian UniversityBelarus202219012023042428Copyright © Марукович Е.И., Стеценко В.Ю., Стеценко А.В., 20232023Марукович Е.И., Стеценко В.Ю., Стеценко А.В.Marukovich E.I., Stetsenko V.Y., Stetsenko A.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://lim.bntu.by/jour/article/view/3505

Показано, что элементарные кристаллические ячейки основных продуктов раскисления и модифицирования углеродистой стали, δ‑феррита и аустенита не соответствуют принципу структурного и размерного соответствия Данкова – Конобеевского. Модифицирующие элементы Ba, Ca, Mg, Ce, Al повышают поверхностную энергию железоуглеродистого расплава, связывая поверхностно‑активный кислород. Раскислители соединяют в оксиды растворенный (свободный) кислород, а модификаторы – адсорбированный кислород. Модифицирование стали является наноструктурным процессом, в котором модифицирующие элементы рафинируют элементарные нанокристаллы железа от адсорбированных атомов кислорода и водорода. Модифицирующие элементы снижают концентрацию растворенного водорода, что способствует модифицирующему эффекту. Самым сильным раскислителем и модификатором углеродистой стали является магний.

It has been shown that the elementary crystal cells of the basic products of deoxidation and modification of carbon steel, δ ferrite and austenite do not correspond to the principle of structural and dimensional correspondence of Dankov – Konobeevsky. Modifying elements Ba, Ca, Mg, Ce, Al increase the surface energy of the iron‑carbonaceous melt by binding surface active oxygen. Deoxidizers combine dissolved (free) oxygen into oxides, and modifiers – adsorbed oxygen. Steel modification is a nanostructural process in which modifying elements refine elemental iron nanocrystals from adsorbed oxygen and hydrogen atoms. Modifying elements reduce the concentration of dissolved hydrogen, which contributes to the modifying effect. The strongest deoxidizer and modifier of carbon steel is magnesium.

раскислениемодифицированиестальнанокристаллы железакислородводородадсорбциямодифицирующие элементыdeoxidationmodificationsteeliron nanocrystalsoxygenhydrogenadsorptionmodifying elementsReferencesСолнцев Ю. П., Андреев А. К., Гречин Р. И. Литейные хладостойкие стали. М.: Металлургия, 1991. 175 с.Solncev Yu. P., Andreev A. K., Grechin R. I. Litejnye hladostojkie stali [Cold‑resistant casting steels]. Moscow, Metallurgiya Publ., 1991, 175 p.Шульте Г. Ю., Снежной Р. Л., Жуков А. А. и др. Активность, дезактивация и реактивация неметаллических включений как центров кристаллизации // Литейное производство. 1992. № 11. С. 3–6.Shul’te G. Yu., Snezhnoj R. L., Zhukov A.A. Aktivnost’, dezaktivaciya i reaktivaciya nemetallicheskih vklyuchenij kak centrov kristallizacii [Activity, decontamination and reactivation of non‑metallic inclusions as nuclei of crystallization]. Litejnoe proizvodstvo = Foundry, 1992, no. 11, pp. 3–6.Гольдштейн Я. Е., Мизин В. Г. Инокулирование железоуглеродистых сплавов. М.: Металлургия, 1993. 416 с.Gol’dshtejn Ya. E., Mizin V. G. Inokulirovanie zhelezouglerodistyh splavov [Inoculation of iron‑carbon alloys]. Moscow, Metallurgiya Publ., 1993, 416 p.Кульбовский И. К., Богданов Р. А. Факторы, влияющие на структуру графита в отливках из чугуна // Металлургия машиностроения. 2006. № 5. С. 19–21.Kul’bovskij I. K., Bogdanov R.A. Faktory, vliyayushchie na strukturu grafita v otlivkah iz chuguna [Factors affecting the structure of graphite in cast iron castings]. Metallurgiya mashinostroeniya= Metallurgy of Machinery Building, 2006, no. 5, pp. 19–21.Марукович Е. И., Стеценко В. Ю. Модифицирование сплавов. Минск: Беларуская навука, 2009. 192 с.Marukovich E. I., Stetsenko V. Yu. Modificirovanie splavov [Modification of alloys]. Minsk, Belaruskaya navuka Publ., 2009, 192 p.Стеценко В. Ю. Теоретические и технологические основы получения заготовок повышенной износостойкости из силуминов с высокодисперсной инвертированной структурой: автореф. дис. ... д‑р техн. наук. Минск, 2021. 60 с.Stetsenko V. Yu. Teoreticheskie i tekhnologicheskie osnovy polucheniya zagotovok povyshennoj iznosostojkosti iz siluminov s vysokodispersnoj invertirovannoj strukturoj. Avtoref. diss. dokt. tekhn. nauk [Theoretical and technological bases for production of blanks of increased wear resistance from silumins with highly dispersed inverted structure. Autorefit. diss. Dr. tech. sci.]. Minsk, 2021, 60 p.Свойства элементов: справ. / Под ред. М. Е. Дрица. М.: Металлургия, 1985. 672 с.Dric M. E. Svojstva elementov [Item Properties]. Moscow, Metallurgiya Publ., 1985, 672 p.Физико‑химические свойства окислов: справ. / Под ред. Г. В. Самсонова. М.: Металлургия, 1978. 472 с.Samsonov G. V. Fiziko‑himicheskie svojstva okislov [Physicochemical properties of oxides]. Moscow, Metallurgiya Publ., 1978, 472 p.Самсонов Г. В., Винницкий И. М. Тугоплавкие соединения: справ. М.: Металлургия, 1976. 560 с.Samsonov G. V., Vinnickij I. M. Tugoplavkie soedineniya [Refractory compounds]. Moscow, Metallurgiya Publ., 1976, 560 p.Свойства, получение и применение тугоплавких соединений: справ. / Под ред. Т. Я. Косолаповой. М.: Металлургия, 1985. 928 с.Kosolapova T. Ya. Svojstva, poluchenie i primenenie tugoplavkih soedinenij [Properties, Production and Application of Refractory Compounds]. Moscow, Metallurgiya Publ., 1985, 928 p.Свойства элементов. Ч. 1. Физические свойства: справ. / Под ред. Г. В. Самсонова. М.: Металлургия, 1976. 600 с.Samsonov G. V. Svojstva elementov. Fizicheskie svojstva [Properties of elements. Part 1. Physical Properties]. Moscow, Metallurgiya Publ., 1976, 600 p.Марукович Е. И., Стеценко В. Ю. Наноструктурная теория металлических расплавов // Литье и металлургия. 2020. № 3. С. 7–9.Marukovich E. I., Stetsenko V. Yu. Nanostrukturnaya teoriya metallicheskih rasplavov [Nanostructured metal melt theory]. Lit’e i metallurgiya = Foundry Production and metallurgy, 2020, no. 3, pp. 7–9.Константы взаимодействия металлов с газами: справ. / Под ред. Б. А. Колачева и Ю. В. Левинского. М.: Металлургия, 1987. 368 с.Kolacheva B.A., Levinskogo Yu. V. Konstanty vzaimodejstviya metallov s gazami [Metal‑Gas Interaction Constants]. Moscow, Metallurgiya Publ., 1987, 368 p.Марукович Е. И., Стеценко В. Ю., Стеценко А. В. К теории кристаллизации металлических расплавов // Металлургия машиностроения. 2022. № 1. С. 31–33.Marukovich E. I., Stetsenko V. Yu., Stetsenko A. V. K teorii kristallizacii metallicheskih rasplavov [To the theory of crystallization of metal melts]. Metallurgiya mashinostroeniya = Metallurgy of Machinery Building, 2022, no. 1, pp. 31–33.Диаграммы состояния двойных и многокомпонентных систем на основе железа: справ. / Под ред. О. А. Банных и М. Е. Дрица. М.: Металлургия, 1986. 440 с.Bannyh O.A., Dric M. E. Diagrammy sostoyaniya dvojnyh i mnogokomponentnyh sistem na osnove zheleza [Hardware‑based Dual and Multicomponent State Diagrams]. Moscow, Metallurgiya Publ., 1986, 440 p.Голубцов В. А., Лунев В. В. Модифицирование стали для отливок и слитков. Челябинск – Запорожье: ЗНТУ, 2009. 356 с.Golubcov V.A., Lunev V. V. Modificirovanie stali dlya otlivok i slitkov [Steel modification for castings and ingots]. Chelyabinsk = Zaporozhye, ZNTU Publ., 2009, 356 p.Жуховицкий А. А., Шварцман Л. А. Физическая химия. М.: Металлургия, 2001. 688 с.Zhuhovickij A.A., Shvarcman L.A. Fizicheskaya himiya [Physical chemistry]. Moscow, Metallurgiya Publ., 2001, 688 p.Линчевский Б. В. Вакуумная металлургия стали и сплавов. М.: Металлургия, 1970. 258 с.Linchevskij B. V. Vakuumnaya metallurgiya stali i splavov [Vacuum metallurgy of steel and alloys]. Moscow, Metallurgiya Publ., 1970, 258 p.Антонова М. М. Свойства гидридов металлов: справ. Киев: Наукова думка, 1975. 128 с.Antonova M. M. Svojstva gidridov metallov [Properties of metal hydrides]. Kyiv, Naukova dumka Publ., 1975, 128 p.Неймарк В. Е. Модифицированный стальной слиток. М.: Металлургия, 1977. 200 с.Nejmark V. E. Modificirovannyj stal’noj slitok [Modified steel ingot]. Moscow, Metallurgiya Publ., 1977, 200 p.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.