Воздействие водорода на структурно-фазовые превращения в сталях и чугунах тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.16.01, доктор технических наук Полторацкий, Леонид Михайлович

• Полторацкий, Леонид Михайлович
• доктор технических наук
• 2005

Оглавление диссертации доктор технических наук Полторацкий, Леонид Михайлович

Глава 1. Введение и постановка задачи исследования

Глава 2. Методика исследования

2.1. Методы исследования систем железо-водород, железо-углерод-водород

2.2. Материалы для исследования

Глава 3. Система железо-водород

3.1. Растворимость водорода в железе

3.2. Влияние всестороннего сжатия и давления водорода на его растворимость в железе

3.3. Влияние высоких давлений на диаграмму состояния железо-водород

Глава 4. Система железо-углерод-водород

4.1. Влияние водорода на структурные превращения в стали, сфероидизацию и коалисценцию цементита

4.2. Особенности структурообразования в пересыщенных водородом железоуглеродистых сплавах

Глава 5. Структурообразование чугунов при воздействии водорода

Глава 6. Изменение структуры и свойств стали Х18Н10Т в метановодородной среде при высоких давлениях и температурах

Глава 7. Термодиффузия углерода под воздействием температурного градиента

Глава 8. Водород в стальных изделиях и пути повышения качества проката

8.1. Технологические особенности изготовления железнодорожных колес

8.2. Технологические особенности изготовления проволоки различного назначения

Глава 9. Разработка и внедрение технологии производства низкоуглеродистой проволоки без использования кислот при удалении окалины в условиях ОАО «ЗСМК»

9.1. Подготовка поверхности проката к волочению 145 9.1.1. Технико-экономический анализ

9.2. Механическое удаление окалины

9.2.1. Роликовые окалиноломатели

9.2.2. Дробеметные установки

9.2.3. Другие бескислотные способы

9.2.4. Линии механического удаления окалины

9.2.5. Технологические смазки для холодного волочения

9.3. Производство холоднотянутого проката в ОАО «ЗСМК»

9.3.1. Структура и сортамент цеха производства проволоки

9.3.2. Проектная технология подготовки проката к волочению

9.3.3. Утилизация отработанных технологических растворов

9.3.4. Проблемы кислотной технологии

9.4. Разработка технологии и оборудования для механического удаления прокатной окалины

9.4.1. Постановка задачи

9.4.2. Разработка требований к катанке

9.4.3. Микроструктура и механические свойства катанки

9.4.4. Характеристика внедряемых комплексов механического удаления окалины

9.4.5. Технологичность процесса волочения

9.5. Опыт производства холоднотянутого проката по бескислотной технологии в ОАО «ЗСМК»

9.5.1. Технологические особенности производственного процесса

9.5.2. Комплектация основного и вспомогательного оборудования

9.5.3. Перспективы развития бескислотной технологии

Выводы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Воздействие водорода на структурно-фазовые превращения в сталях и чугунах»

Актуальность вопроса послужила причиной многочисленных исследований в этом направлении у нас и за рубежом. В исследовательских организациях СССР и стран СНГ, работавших в областях технологии машиностроения, цветной и черной металлургии, сложились коллективы, исследующие проблемы взаимодействия водорода с металлами и сплавами. Эти коллективы возглавляли и возглавляют известные в нашей стране и за рубежом ученые П.В. Гельд, В.И. Явойский, А.Н. Морозов, Ю.И. Арчаков, Д.Ф. Чернега, В.А. Гольцов, JI.JI. Кунин, Ю.В.Грдина, В.К.Афанасьев, В.И.Шаповалов.

Значительный объем материалов по анализу взаимодействия водорода : металлами и сплавами представлен в работах [151-154]. Несмотря на то, что большинство этих работ рассматривает взаимодействие водорода с редкоземельными и благородными металлами и находится вне рамок дискуссии по предлагаемой работе, постановка задач в этих работах и общее представление о взаимодействии примесных атомов с дефектами кристаллической решетки и несплошностями материала помогли автору:

- сформулировать задачу о необходимости фракционного разделения водорода по формам его существования при газовом анализе;

- методологически решить эту задачу при создании газоанализаторов;

- найти эффективное технологическое решение по снижению вредного влияния водорода при горячей прокатке железнодорожных колес.

Повышенный интерес к этим исследованиям объясняется возникновением таких отраслей, как атомно-водородная и водородная энергетика. Последняя наиболее выгодна в экологическом плане и требует совершенно новых способов получения, транспортировки и хранения водорода. Кроме того, значительно возросли требования к качеству материалов, которые используются в нефтеперерабатывающем, химическом, энергетическом и транспортном машиностроении.

Новые аспекты применения водорода расширили круг нерешенных задач по взаимодействию водорода с железоуглеродистыми сплавами. В настоящее время общепризнанно, что для разработки эффективных методов улучшения технологических и служебных свойств сплавов необходимо располагать надежной качественной и количественной информацией о растворимости водорода в широком интервале температур и давлений, о влиянии водорода на положение критических точек железа и железоуглеродистых сплавов, а также о процессах структурообразования в системах Fe-H и Fe-C-H. Также представляют практический интерес теплофизические условия образования дефектов водородного происхождения при термической обработке.

В предлагаемой работе обобщены литературные данные по системам Fe-H и Fe-C-H и проведены собственные исследования этих систем. Определены основные термодинамические характеристики - растворимость, температуры плавления и полиморфных превращений. Определено влияние водорода на положение некоторых точек и линий диаграммы равновесия железо-углерод. Изучено влияние водорода на структурные превращения в железоуглеродистых сплавах при кристаллизации и в твердом состоянии. Показана возможность взаимодействия атомов водорода и углерода в растворах на базе железа и влияние этого взаимодействия на формирование структуры сплавов. Полученные данные послужили материалом для построения диаграмм равновесия железо-водород и железо-углерод-водород.

Перспективной технологией, основанной на управлении температурным полем охлаждаемого изделия с целью получения заданных микроструктуры и свойств, является прерываемое охлаждение. Прерываемое охлаждение обеспечивает заданную однотипную микроструктуру термически тонких изделий и естественное композитное макростроение термически массивных стальных изделий, расширяет диапазон механических, эксплуатационных и технологических свойств по сравнению с традиционным непрерывным охлаждением.

В данной работе рассмотрено влияние водорода на фазовые и структурные превращения в системах Fe-H, Fe-C-H, показана возможность взаимодействия атомов водорода и углерода в растворах на базе железа и влияние этого взаимодействия на формирование структуры сплавов. Рассмотрены технологические процессы термической обработки стального проката в линиях прокатных станов, основанные на прерываемом интенсивном охлаждении, а также условия образования дефектов водородного происхождения.

В работу включены результаты собственных исследований автора, а также отражены отечественные и зарубежные достижения.

Глава 2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Заключение диссертации по теме «Металловедение и термическая обработка металлов», Полторацкий, Леонид Михайлович

ВЫВОДЫ

На основании выполненного исследования в работе сделаны следующие выводы.

1 .Разработана и реализована методика исследования систем металл (сплав) - водород до температур 1600°С и давлении газовой фазы до 1000 атм, включающая высокотемпературное насыщение и количественный газовый анализ. Методика защищена авторскими свидетельствами.

2. В указанных диапазонах температур и давлений определены растворимость водорода в различных модификациях железа и воздействие водорода на температурные характеристики точек полиморфизма железа.

3. Установлено, что при температурах выше 800 С и давлениях выше 350 атм закон Сивертса не соблюдается.

4. Представлен построенный изобарный разрез диаграммы железо - водород, который в силу невыполнимости закона Сивертса можно, начиная с давления 350 атм, считать «предельным».

5. Методами закалки, световой микроскопии и термического анализа показано воздействие водорода на процессы формирования структур железоуглеродистых сплавов при кристаллизации и в твердом состоянии, а также на положение линий и точек равновесия в системе Fe-C.

6. Показано, что водород является сильным отбеливающим элементом, влияющим на кристаллизацию цементита путем адсорбционной блокировки графитных зародышей. Водород препятствует абнормальному эвтектоидному распаду в чистых железоуглеродистых сплавах, стимулируя нормальное перлитное превращение. Водород замедляет скорость сфероидизации цементита, а также подавляет мартенситное превращение в железоуглеродистых сплавах, стабилизируя у- раствор. Впервые показано, что при кристаллизации железоуглеродистых сплавов в водороде при давлениях выше 400 атм высокоуглеродистая фаза выделяется в ферритной матрице в виде оптически прозрачных кристаллов высокой твердости, которые можно идентифицировать как алмазы. При охлаждении железоуглеродистых сплавов водород преимущественно выделяется по границам первичного зерна, подчиняясь закономерностям выделения избыточной фазы из твердого раствора.

Установлено, что водород понижает температуры эвтектоидного и эвтектического равновесий, сужает концентрационный интервал существования аустенита.

Обнаружен новый тип высокотемпературной коррозии сплавов на основе железа, которая определена как метано-водородная коррозия под напряжением.

7. На основании полученных экспериментальных данных построен участок тройной диаграммы железо-углерод-водород, показано, что в стабильной системе существует квазибинарное сечение, в котором полностью отсутствует растворимость графита во всех модификациях железа.

8. Водород в железоуглеродистых сплавах можно оценивать как легирующий элемент, растворенный по типу внедрения, следовательно его воздействие можно усилить или ослабить, используя технологически осуществимые приемы обработки металлопродукции - деформацию, термическую и химическую обработку.

9. На основе полученных новых знаний о воздействии водорода на структурно-фазовые превращения в сталях и чугунах разработаны и реализованы в промышленных условиях следующие технологии:

• технология противофлокенной обработки колес, включающая схему горячей пластической деформации и термической обработки в процессе формирования изделия;

• унифицированный отжиг с фазовой перекристаллизацией низкоуглеродистой проволоки различного назначения;

• технология подготовки катанки к волочению проволоки без использования кислотного удаления окалины.

Все разработанные и реализованные технологии обладают патентной защитой.

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Полторацкий, Леонид Михайлович, 2005 год

1. Диклис Д.С. Техника физико-химических исследований при высоких и сверхвысоких давлениях. - Химия, 1976. - 431с.

2. Прибор для определения газов в металлах и сплавах: А.С. 53-2719 Япония / Харада Итака .- № 113321; Заявл. 12.05.76; Опубл. 31.01.1978. Бюл. №8. - Зс.

3. Верещагин А.Ф., Калашников Л.А. К вопросу о создании высоких температур при высоких давлениях //ЖТФ. 1955.- т. 25.- С. 1508-1517.

4. Кантарович З.В. Основы расчета химических машин и аппаратов.- П.: «Машгиз», 1960.-743с.

5. Buchter Н.Н. Apparate and Armaturen der chemischen Hocndrucklechnik. Berlin: Springer - Vertad, 1967. - 672s.

6. Бондаренко М.Д. Мембранный разделитель для сжатия газов до 2 кбар. // Приборы и техника эксперимента. 1973. - №4. - С.223-225.

7. Баталин Г.И. Прибор для определения водорода в стали // Тр. ин-таУ ИЧМ АН УССР. 1953. - Т.6. - С.67-76.

8. Устройство для определения количества газов в металлах и сплавах : А.с. 862051 СССР/ В.И. Шаповалов, Л.М. Полторацкий. № 2809097/25-26; Заявл. 14.08.79; 0публ.7.09.91. -Бюл.№ 33 .- 5с.

9. Устройство для определения содержания газов в металлах и сплавах :

10. A.с. 972321 СССР/ Л.М.Полторацкий, В.Н.Кучеренко, Ф.К.Клименко, И.Л.Левченко. №3287740/25-26; 3аявл.13.05.81; 0публ.07.11.82. - Бюл.№41. -2с.

11. Способ и устройство для определения количества газов в металлах и сплавах: А.с. 1141333 СССР /Л.М. Полторацкий, В.П.Колпак, А.Е.Осипов,

12. B.В.Анисимкин, В.В.Литвиновский, В.Н.Шадрин. -№3546488/25-26; За-явл.05.02.83; Опубл. 32.02.85. Бюл.№7. - 2с.

13. Устройство для определения количества газов в металлах и сплавах: А.с. 1431483 СССР/ Полторацкий Л.М., Коллерова Т.Н. -№3998496/23-26; За-явл.08.10.85; Опубл. 15.07.88. Бюл.№7. - 2с.

14. Трофименко В.В. Исследование системы Fe-H : Автореф. Дис. кандид. техн. наук. М., 1977.- 33с.

15. Гельд П.В., Рябов Р.А. Водород в металлах и сплавах. М.: Металлургия, 1974. - 273с. с ил.

16. Бунин К.П., Шаповалов В.И., Трофименко В.В. О диаграмме состояния железо-водород // ЭКФ. 1977. - №8. -Т.51. -С. 1967-1970.

17. Silva J.R.G. Mac Zellan Ref В. The solubility of hydrogen in super-pure-iron sengl crystals. // J.Less Cammon Metals. 1976. - v. 50.- №1. - P. 1-5.

18. Silverts A., Zapt G., Morits H. Die lostechkeit von Wasserstoff Deuterium and Jtickstoff in Eisen // Z. Phis. Chem. 1938-1939. - Bd. A 183. - P. 19.

19. Бунин К.П., Шаповалов В.И., Трофименко В.В. Исследование системы Fe-H в области высоких давлений и температур // Физика и техника высоких давлений:Тез. докл. Междунар. науч. конф. 1976г. Москва, 1976. - С. 163.

20. Jievents A. Die loslechkeit von Wasserstoff in Kopter, Eisen und Nickel // Z.Phis. Chem. 1911.- Bd. A 11.- S. 501.

21. Hofmann W., Vibran G. Contribution a la conndissance du campartement de I' hydrogene dans V acier // Met. Jcient. Rev. metallurgic. 1960. - №2. - P.88-90.

22. Large G., Hotmann W. Zusammennand zwischen Wasserstoff autnahme und Ponigkeit von Eisen // Arch. Eisenhut. 1966.- Bd. 37. -S. 391.

23. Арчаков Ю.И. Водородная коррозия сталей, применяемых в химической и нефтехимической промышленности при высоких температурах и давлениях : Автореф. дис. д-ра тех. наук / Нефтехим. институт им. Губкина. М., 1970.-30с.

24. Корчагин А.П., Юрайдо Б.Ф. Действие водорода высокого давления на сталь при нормальной температуре // ФХММ. 1976. - №4. - С. 113-115.

25. Проблемы дегазации металлов / Кунин JI.JL, Головин A.M., Суровой Ю.Н., Хохорин В.М. М.: Наука,1972. - 327с.

26. Шаповалов В.И. Отклонения от закона Сивертса в области высоких давлений // Изв. вузов. Черная металлургия. 1976. - №12. - С.92-96.

27. Bunin K.R., Trofimenko V. V., ShapovaloV.Y. Investigation of the Fe-H system at high temperatures and pressures // High Tempr. High Press. - 1976. -№6. - P.639-640.

28. Kato E., Fukuda S.H., Nishiy Y. The solubility of Hydrogen in Liguid Jron alloys and the Adsorption on Graphite // J.Jron and steel Jnst. Japan. 1965. -v. 51.- P.1830.

29. Гречный Jl.B., Шаповалов В.И., Ксаверчук Л.П. Растворимость водорода в твердых железо-углеродистых сплавах //Изв. вузов. Черная металлургия. 1974.-№4.-С.1962-1965.

30. Oriani R.A. Transactions of the Metalurgical Society of AIME// J.Jron and steel Jnst. 1966.-P.64.

31. Шаповалов В.И., Трофименко В.В. Влияние водорода на мартенсит-ное превращение в железе // Изв. АН СССР. Металлы. 1977. - №3. - С. 125128.

32. Шаповалов В.И., Трофименко В.В. О железоводородистом мартенсите // ДАН УССР 1977. - №1. - С. 72-74.

33. Бунин К.П., Шаповалов В.И., Трофименко В.В. О диаграмме железо-водород // ДАН УССР 1976. - №3. - С. 265-267.

34. Martines R. Occlusion of hydrogen by pure iron.// Appl. Rhys 1975. -v.7.-P. 107-112.

35. Арчаков Ю.И., Теодорович В.П. Водородная коррозия в ста-лях.//ЖПХ 1959. - Т.32. - №12. - С.2667-2673.

36. К вопросу об образовании твердого раствора водорода в железе / Воробьев Г.М., Руфанов Ю.Г., Шаповалов В.И., Гречный Я.В. // Изв. вузов. Черная металлургия. 1973. - №5. - С. 137-140.

37. Geller W., Так Но San. Einflub von Legierun-zusatren auf Wasserstaffdiffdiffusion in Eisen und Beituag zum System Eistn Wasserstoff. // Arch. Eis-enhutt.- 1950 -Bd 21 - S.423.

38. Габидуллин P.M., Калачев Б.А., Журавлев Jl.H. О взаимосвязи изобары растворимости водорода в металлах с диаграммой состояния.// Изв. вузов. Цветная металлургия. 1975. - №3. - С. 112-117.

39. Шаповалов В.И., Полторацкий Л.М., Трофименко В.В. Влияние высоких давлений на диаграмму состояния железо-водород // Изв. вузов. Черная металлургия. 1977. -№10. - С. 100-102.

40. Феломешкина Л.И. Влияние водорода на структуру доэвтектического чугуна / Литейное производство. 1975. - №10. - С.5-6.

41. Гречный Я.В., Шаповалов В.И. Особенности графитизации белого чугуна в атмосфере водорода // Изв. вузов. Черная металлургия. 1971. - №12.- С.124-126.

42. Бунин К.П., Шаповалов В.И., Трофименко В.В. Особенности обезуглероживания белого и ковкого чугуна в атмосфере водорода под большим давлением. // Физико-химическая механика материалов. 1977. - №3. - С.115-116.

43. Гудремон Э. Специальные стали: В 2 т. М.: Металлургия, 1966. -1274с. сил.-Т.2.

44. Abdelhadi Aziz. The solubility of Hydrogen in Liguid Jron alloys. // C.r. Arad. Jce. 1973. - №3. - P. 149-150.

45. Шаповалов В.И., Гречный Я.В., Ксаверчук Л.П. Растворимость водорода в твердых железоуглеродистых сплавах // Изв. вузов. Черная металлургия.- 1973. -№9.-С. 162-165.

46. Гречный Я.В., Шаповалов В.И., Перков О.Н. Влияние водорода на диффузию углерода в феррите // Изв. вузов. Черная металлургия. 1972. - №2. -С.10-113.

47. Шаповалов В.И. О растворимости графита в у железе // Изв вузов. Черная металлургия. - 1974. - №4. - С. 105-110.

48. Шаповалов В.И., Полторацкий Л.М. О диаграмме железо-углерод-водород // Изв. вузов. Черная металлургия. 1978. - №6. - С. 117-120.

49. Гречный Я.В., Шаповалов В.И., Рыскаев В.Т. Образование трещин в стали и в белом чугуне при изотермическом отжиге в атмосфере водорода. // ДАН СССР 1971. - Т.200. - №4. - С.832-834.

50. Шаповалов В.И. Влияние водорода на диффузию углерода в аусте-ните // Изв. вузов. Черная металлургия. 1977. - №6. - С. 103-105.

51. Kumar R., Quarrell A.G. Fe-H system at high temperatures and pressures II J. Jron and Steel Jnst. 1957. - v. 187. - №3. - P. 195-204.

52. Thompson A.W. Back O. Hydrogen effects on martensite formation// Met. Transact. 1976. - №2. - P.329-331.

53. Шаповалов В.И. Об абнормальном эвтектоидном распаде аустенита // Изв. вузов. Черная металлургия. 1975. - №12. - С. 106-110.

54. Устройство за очистване на газове от механични замърсители :А.С. 61555 В1 Република България / Багрянцев В.И., Полторацкий Л.М., Айзатулов Р.С., Иванов И.М., Драгиев С.С. №99126 ; Заявл. 19.10.04; Опубл. 30.04.96. -Бюл. №4.- 4с.

55. Юм Розери В. Введение в физическое металловедение - М.: Металлургия, 1965. - 203с. с ил.

56. Deep G., Williams W.M. The solubility of hydrogen in iron// Canadian Metallurgical guarterly. 1976. - v. 15. - №1. - P.9-19.

57. Влияние водорода на структурные превращения в стали, сфероиди-зацию и коалисцентию цемента / Шаповалов В.И., Полторацкий Л.М., Трофи-менко В.В., Сердюк Н.П. // Изв.вузов. Черная металлургия.-1979.-№2.-С.98-102.

58. Gustafson P. The hydrogen in iron and alloys. // Scandinavian J. of Metallurgy. 1975. - №4. - P.259-267.

59. Соболев B.B., Таран Ю.Н., Губенко С.И. Синтез алмаза в чугуне // МиТОМ. 1993. - №1. - С.2-6.

60. Кимстач Г.М. О механизме образования кристаллов алмаза в сплавах железо-углерод // МиТОМ. 1991. - №8. - С.6-7.

61. Способ наращивания граней алмаза: А.С. 339134 СССР / Спицын Б.В., Дерегин Б.В. № 3867534/23-02; Заявл.05.07.79// Открытия. Изобретения.

62. Промышленные образцы. Товарные знаки. 1980. - №17. - С.323.

63. Frankliash М., Spear R. The diffusion of hydrogen in decarburised Mild Steel/ // Mater. Res. 1988. - v.3. - №1. - P. 115-117.

64. Kitabatake M., Wasa K. The thermodynamics of the hydrogen iron system// J. Vac. Sci. Technol. - 1988. - № A 6(3). - P. 1793-1797.

65. Синтез алмазов в системах графит гидриды металлов / Куликова Л.Ф., Шалимов М.Д., Слесарев В.Н., Яковлев Е.Н. // Сверхтвердые материалы. - 1988. - №1. - С.3-4.

66. Шаповалов В.И. Влияние водорода на структуру и свойства железоуглеродистых сплавов. М.: Металлургия, 1982. - 232с.

67. Diamond growth process: Pat. 3371996 US/ Hibsman H.J. № 56784; Pub. 06.09.85. -B. №36.-3p.

68. Газосодержание чугуна выплавленного в газовых вагранках / Соснов-ский Е.Д., Черный А.А., Мариентах А.М, Грачев В.А. // Литейное производство. 1968. - №7. - С.29.

69. Чернобровкин В.П., Ананьин А.А., Беляков Р.У. Влияние газов на свойства валкового чугуна // Литейное производство. 1973. - №4. - С.42-43.

70. Чернобровкин В.П., Ананьин А.А. Влияние теллура и водорода на температуру кристаллизации и структуру чугунов. // Изв. вузов. Черная металлургия. 1977. - №19. - С. 144-146.

71. Гиршович Н.Г., Егоров Е.И. Влияние водорода на структуру и свойства чугуна // Сб. «Новое в теории и практике литейного производства». М.-Л.: Машгиз, 1956. - С.286-298.

72. Гиршович Н.Г., Штейнберг Л.Р. Влияние продувки газами на структуру и свойства чугуна // Литейное производство. 1966. - №4. - С.22-23.

73. Kuhn V., Volianik N. Z. hudrogene dans lesfontes nypereutetigues. // «38 Congr. Fonderu: 1965 Paris Paris,1965 . - 1965. -P.105-118.

74. Форма графитных включений в сплавах Fe-C, Fe-Li-C / Хасен Р.И., Додонов А.А., Литвиненко А.Н., Постовой Н.М., Иванова Л.С., Ярославцев Ю.В. // МиТОМ 1972. - №7. - С.45-46.

75. Чернобровкин В.П., Белякова P.M., Ананьин А.А. Выделение водорода из жидкого чугуна при его охлаждении // Труды XII совещания по теории литейных процессов. М.: Наука, 1974. - С.96-97.

76. Экира Г'Кава К. Влияние атмосферы при плавке на структуру чугуна // РЖ Металлургия. 1961. - ЗИЭ.

77. Ананьин А.А., Чернобровкин В.П., Белякова P.M. Влияние продувки газами на сруктуру и свойства валкового чугуна // Литейное производство. -1971. №5. - С.26.

78. Кузьмин И.В., Чернобровкин В.П., Ананьин А.А. Раздельное влияние газов на структуру чугуна // Изв. вузов. ЧМ. 63.- 6t.- С.161-167.

79. Чернобровкин В.П., Белякова P.M., Ананьин А.А. Продувка природным газом валкового чугуна // Литейное производство. 1972.- №10. - С. 25-26.

80. Левин Л.И., Александрова А.Н. Влияние условий вагроночной плавки на содержание водорода в чугуне // Литейное производство. 1971. - №3. -С.36-39.

81. Сисаури С.Ш., Лачава М.Д., Самкурашвили Д.В. Влияние водорода на структуру и свойства чугуна // Сб. «Материалы XI Республиканской научно-технической конференции молодых ученых». ЧМ АН Гр.ССР. Тбилиси, 1975.- С.59-61.

82. Smith L., Bach В., Dawson J. Estimation and influence of the gaseous elements in cast iron // Foundry Trade.- 1954.- J.- P. 96.

83. Бунин К.П., Баранов А.А. Металлография.-M.: Металлургия, 1970. -С.174.

84. Новиков И.И. Теория термической обработки металлов М.: Металлургия, 1974.-С.347.

85. Карпенко Г.В., Крипякевич Р.И. Влияние водорода на свойства стали- М.: Металлургиздат,1962. С. 155.

86. Криштал М.А. Механизм диффузии в железных сплавах.- М.: Металлургия, 1972.-С.207.

87. Шаповалов В.И., Полторацкий Л.М. Изменение структуры и свойствстали XI8H10T в метановодородной среде // Защита металлов. 1978. - №1. -С.65-66.

88. Водород в процессах электрошлакового переплава сталей / Новохат-ский И.А., Кожухарь В.Я., Романов О.Н., Брем В.В. Одесса: Астропринт, 1997.-212с.

89. Способ изготовления цельнокатанных железнодорожных колес:

90. A.С.1211313 СССР/ Узлов И.Г., Козловский А.И., Башнин Ю.А., Полторацкий Л.М. 3495145/22-02; Заявл.29.09.82; Опубл. 15.02.86. - Бюл. №6.- Зс.

91. Повышение качества ступицы железнодорожных колес / Крашевич

92. B.Н., Старосельский М.И., Мирошниченко Н.Г., Валетов М.С., Полторацкий Л.М. // Сталь. 1983. - №12. - С.56-57.

93. Склюев П.В. Водород и флокены в крупных поковках // М.: Машгиз. 1964.- 118с.

94. Устройство для охлаждения калиброванных валков прокатных станов: А.С. 1250338 СССР/ Полторацкий Л.М. и др. №3659537\22-02; Заявл. 09.11.83; Опубл. 15.08.86. Бюл.№30. - 2с.

95. Способ изготовления проволоки: А.С. 1222689 СССР / Колпак В.П., Клюшник Ю.А., Полторацкий Л.М. и др. №3342485/22-02; Заявл. 20.10.81; Опубл. 07.04.86. - Бюл№13. -2с.

96. Унифицированный режим отжига проволоки из низкоуглеродистой стали. / Колпак В.П., Чинокалов В.Я., Полторацкий Л.М., Козий Ф.И., Метер-ский В.Я. // Сталь. 1989. - №6. - С.68.

97. Новая холоднодеформированная арматурная сталь класса А500 / Полторацкий Л.М., Чинокалов В.Я. Соболевский С.И., Шадрин В.Н., Короткий А.С. // Сталь. 1994. - №6. - С.65.

98. Влияние исходного состояния аустенита стали 20Г2Р на особенностиего распада при охлаждении / Колпак В.П., Лещенко А.Н., Клименко А.П., Полторацкий Л.М., Коллерова Т.Н. // Сталь. 1994. - №6. - С.74-76.

99. Влияние скорости охлаждения на структуру и свойства стали 20Г2Р / Колпак В.П., Лещенко А.Н., Полторацкий Л.М. и др. // Изв. вузов. Черная металлургия. 1995. - №2. - С.54-56.

100. Технология производства проволоки из малоуглеродистой стали // Чинокалов В.Я., Полторацкий Л.М., Колпак В.П., Смакотина В.З. // Сталь. -1991. №12. - С.56-57.

101. Калачаев Б.А. Водородная хрупкость металлов. М.: Металлургия, 1985.-217с.

102. Электростимулированное волочение проволоки из сталей марок Ст2кп и 08Г2С / Громов В.Е., Кузнецов В.А., Ерилова Т.В., Перетятько В.Н. // Изв. вузов. Черная металлургия. 1988. - №10. - С.63-67.

103. Пермин И.А., Ерманок М.З. Теория волочения. М.: Металлургия, 1971.-133с.

104. Мс Nabb A.A., Foster Р.К. Influence of the gaseous elements in cast iron // Trans. Met. Soc. AIME. -1963. v.227. - №3. - P.618-625.

105. Гельд П.В., Рябов P.А., Кодес E.C. Водород и несовершенство структуры металла. М.: Металлургия, 1980. - 221с.

106. Шаповалов В.И., Трофименко В.В. Флокены и контроль водорода в стали .- М.: Металлургия, 1987. 116с.

107. Влияние водорода на пластичность проволоки при холодной осадке / Полторацкий Л.М., Громов В.Е., Чинокалов В.Я. Целлермаер В.Я. // Изв. вузов. Черная металлургия. 1991. - №4. - С.56-58.

108. Моделирование напряжений при волочении проволоки с токовой стимуляцией / Базайкин В.И., Громов В.Е., Полторацкий Л.М., Перетятько В.Н. // Изв. вузов. Черная металлургия. 1993. - №2. - С.33-36.

109. Полторацкий Л.М., Громов В.Е., Базайкин В.И. Влияние остаточных напряжений на пластичность проволоки, полученной из травленой катанки // Изв. вузов. Черная металлургия. 1994. - №2. - С.84-85.

110. Роль поверхностной обработки в формировании дефектной структуры холоднодеформированной стали 20Г2Р / Полторацкий Л.М., Иванов Ю.Ф., Громов В.Е., Козлов Э.В. // Физика и химия обработки металлов. 1995.- №6.-С. 102-106.

111. Иванов Ю.Ф. Природа прочности машиностроительных среднеле-гированных сталей // Тр. Ин-та / Томский гос. Университет. 1988. - С.63-70.

112. Водородное охрупчивание феррито-перлитных сталей при волочении / Целлермаер В.Я., Громов В.Е., Закиров Д.М., Полторацкий Л.М. Соколов А.С. и др. // Изв. вузов. Физика. 1996. - №3. - С.97-108.

113. Минаев А.А., Устименко С.В., Бердочевский Ю.Е. Контролируемая прокатка сортовой стали.- М.: Металлургия, 1990. 176с.

114. Гринберг Е.М., Агеева Н.Р. О дефектно-примесном взаимодействии бора в железе // Изв. вузов. Черная металлургия. 1993. - №2. -С.47-50.

115. Водород в металлах. Под ред. Амфельда Г., Фелькля И- М.: Мир, 1981.-т.1.-475с.

116. Гельд П.В., Рябов Р.А., Мокрачева Л.П. Водород и физические свойства металлов и сплавов.- М.: Наука, 1985. 232с.

117. Охрупчивание конструкционных сталей и сплавов. Под ред. Брай-ента К.Л., Бенерфки С.К. М.: Металлургия, 1988. - 552с.

118. Спивак Л.В., Скрябина Н.Е., Кац М.Я. Водород и механическое последействие в металлах и сплавах.- Пермь: Изд-во Перм. ун-та, 1993. 344с.

119. Саменков В.А., Шильштейн С.Ш. Фазовые превращения водорода в металлах. М.: Наука, 1978. - 80с.

120. Hirth J.P. The low temperature diffusion of hydrogen in Steel // Met. Trans. - 1980.-v. 11 A.-P.861-890.

121. Арчаков Ю.И. Водородная коррозия стали. М.: Металлургия, 1985.- 192с.

122. Ажогин Ф.Ф. Коррозионное растрескивание и защита высокопрочных сталей. М.: Металлургия, 1974. - 256с.

123. Namura S., Hasegawa М. The Solubility of Hydrogen in liguid alloyws //

124. Jron and Steel Jnst. Jap. 1975. - v.61. - №11. - P.2579-2588.

125. Максимчук В.П. Влияние водорода на свойства стали // Физ. хим. мех. материалов. - 1976.-т. 12. - №3. - С. 16-20.

126. Клевин О.В. Растворимость водорода в углеродистых сталях // ФТТ,- 1993.-Т.35.-С.513-541.

127. Формирование и эволюция структурно-фазовых состояний и свойств сталей в современных технологиях обработки давлением / Юрьев А.Б., Громов В.Е., Лебошкин Б.М. и др. Новосибирск: Наука, 2003. - 347с.

128. Удаление окалины иглофрезерованием в потоке с волочением / Гулько В.И., Туктамышев И.Ш., Киселев B.C. и др. // Сталь. 1985. - №1. -С.45-47.

129. Терехов В.П., Прохорова Л.И. Выявление поверхностных дефектов на металле вакуумным дуговым разрядом // БНТИ. Черная металлургия. 1976. -вып. 17.-С.56.

130. Освоение технологии волочения проволоки с бескислотной подготовкой поверхности / Чинокалов В.Я., Метерский В.Я., Глушков М.П., Тумбина В.П. // Сталь. 1997. - №8. - С.50-51.

131. Сухая смазка для холодного волочения проволоки из низкоуглеродистых марок сталей / Чинокалов В.Я., Голубев В.М., Темникова Т.В., Лебошкин Б.М. // Сталь. 1999. - №6. - С.37.

132. Производство холоднотянутой арматурной проволоки из термоуп-рочненной катанки / Полторацкий Л.М., Вакуленко И.А., Михайлиц Л.А., Колпак В.П. // Металлургия и горнорудная промышленность. 1991. - №1.8.-С.21.

133. Полторацкий Л.М., Громов В.Е., Базайкин В.И. Влияние остаточных напряжений на пластичность проволоки, полученной из травленой катанки

134. Изв. вузов. Черная металлургия. 1994. - №2. - С.84-85.

135. Роль поверхностной обработки в формировании дефектной структуры холоднодеформированной стали 20Г2Р / Полторацкий JI.M., Иванов Ю.Ф., Громов В.Е., Козлов Э.В. // Физика и химия обработки металлов. 1995.- №6.-С. 102-107.

136. Машина за центробежно механично почистоване и полиране: А.с. № 52049 BG/ Крюкчиев Б.П., Петков Г.К., Полторацкий Л.М., Петров П.А. и др.- Заявл. 08.01.91; Опубл. 29.12.95. Бюл. №12.-Зс.

137. Машина за почистоване на тел с непрекъсната дължина: А.с. № 61937 BG/A.C. Костова Р.Г., Кустов Б.А., Полторацкий Л.М., Дачев Л.П. и др.- №99735; Заявл. 21.06.95; Опубл. 30.10.98. Бюл. №10.

138. Метод за механично почистоване на прокат с цилиндрична или многостенна повърхност и машина за неговото бсъществяване: А.С. 61334 BG/ Костова Р.Г., Кустов Б.А., Полторацкий Л.М., Стародубов П.М и др. №98466; Заявл. 14.12.94; Опубл. 30.06.97. - Бюл. №6.

139. Устройство для волочения изделий с гидродинамической подачей смазки: А.С. 1160637 СССР / Покачко Н.В., Соколовский М.В., Плахотин B.C. и др. № 76552; Заяв. 21.04.83; Опубл. 08.02.85. - Бюл. №11.

140. Покачко Н.В., Трунина Т.А. Изучение свойств проволоки при освоении процесса ее волочения из катанки механической очистки взамен травленной // Производство проката. 1998. - №11-12. - С.26-29.

141. Технология производства проволоки из малоуглеродистой стали / Полторацкий Л.М., Чинокалов В.Я., Колпак В.П., Смакотина В.З. // Сталь. -1991. №12. - С.56-57.

142. Влияние технологии производства проволоки СВ08Г2С на ее сварочные свойства / Полторацкий Л.М., Чинокалов В.Я., Свецинский В.Г., Шевчук Р.Н. // Изв. вузов. Черная металлургия. 1991. - №4.- С.36-37.

143. Метод и устройство за мокро прахоулавяне: А.С. 61755 / Костова Р.Г., Нестеров В.А., Иванов С.И. и др. № 475544; Заявл.21.06.95; Опубл. 31.12.96.-Бюл. №12.

144. Чугун и его свойства/ Афанасьев В.К., Кустов Б.А., Гладышев С.А., Сочнев А.В., Полторацкий JI.M., Граммов Г.Е.- Кемерово: КузбассВуз изд., 2004, -344с.

145. Криштал М.А., Жуков А.А., Кокора А.А. Структура и свойства сплавов, обработанных излучением лазера. М: Металлургия, 1973.- С.68-69.

146. Зайцев Н.А., Смолин М.Д. Диффузия и термодиффузия углерода в стали 85ХФ//ФММ.- 1964.-Т. 17.-С. 607.

147. Shewmen Н. Fe-H system at high temperatures fnd pressures // Acta.1. Met.- 1966.- №8,-P. 606.

148. Shaw I.G., Oates W.A. The hydrogen in iron-cabon alloys // Met. Trans.1971. № 8. - P.2127.

149. Шьюмон П. Диффузия в твёрдых телах. М.: Металлургия, 1973.Гл. VII.

150. Могутнов Б.М., Томилин И.А., Шварцман JI.A. Термодинамика железоуглеродистых сплавов. М.: Металлургия, 1972. - С.140.

151. Способ изготовления цельнокатаных железнодорожных колес: А.С. 724583 СССР/ Узлов И.Г., Гринев А.Ф., Паршин В.А., Антипов Б.Ф., Валетов М.С. и др.- № 3944026/22-02; Заявл. 17.06.85; Опубл. 23.06.88.- Бюл. №2.- Зс.

152. Способ изготовления увязочной проволоки из малоуглеродистой стали: А.С. 360382 СССР / Гриднев В.Н., Рафаловский В.А., Черненко Н.Ф. -№4295917/23-02; Заявл. 14.08.70; Опубл. 06.10.73. Бюл.№ 7. - Зс.

153. Устройство за почистване и обработване на повърхности: А.С. 142Y1 BG / Костова Р.Г., Кустов Б.А., Стародубов П.М., Полторацкий JI.M., Иванов И.М.- №98760; Заявл. 31.01.96; Опубл. 31.07.97. Бюл.№7.-3с.

154. Полторацкий J1.M. О структурообразовании в системе Fe-C-H. //Научные труды СибГИУ «Перспективные промышленные технологии и материалы». Новосибирск: Наука, 2004.- С.329-334.

155. Беляев С.А. Износостойкость композиционных материалов на медной основе с железосодержащими наполнителями//Физика прочности и пластичности материалов: Тез. докл. XY Международной конференции 30 сент.-Зокт. 2003г.- Тольятти, 2003. С.3-40.

156. ЗахаровА.И. Электронная природа прочности стали//Сб. научных трудов. М: Металлургиздат. 2003. - С. 147-15 8.

157. Нечаев Ю.С., Филиппов Г.А. О микромеханизмах влияния малых добавок водорода на механические свойства металлов и сплавов //Материаловедение. 2001. - №11. - С.40-45.

158. Образование высокотемпературного сверхпроводящего композита Bi2Sr2CaCu208+x / MgO из сложных оксидов /Третьяков Ю.Д., Ленников В.В.,

159. Митина И.И., Казин П.Е.//Журнал неорганической химии. 2000.- Т.45. - №1 -С.36-37.

160. Ш ПРАВИТЕЛЬСТВО РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ www.government.ru1. Ш'ШШШм1www.government.ru / Правительство Российской Федерации / Правительство Российской Федерации / Решения Правительства1. Опубликовано: 05.03.201. СООБЩЕНИЕ ДЛЯ ПЕЧАТИ

161. ПОСТАНОВЛЕНИЕ от 2 марта 2005 г. № 109 О присуждении премий Правительства Российской Федерации 2004 года в области науки и техники

162. Рассмотрев предложения Межведомственного совета по присуждению премий Правительства Российской Федерации в области науки и техники, Правительство Российской Федерации постановляет:

163. Присудить премии Правительства Российской Федерации 2004 года в области науки и гехник1 и присвоить звание "Лауреат премил Правительства Российской Федерации в области науки и техники":

164. Председатель Правительства Российской Федерации М.Фрадков Москва, 5 марта 2005 г., N 0366

165. Й инженер ОАО «Западно-ккш металлургический комбинат», ■аз технических паук1. А. Ь. Юрьев / 2005 г.1. АКТисполь'ювания результатов диссертационной работы 11олторацког о Л.М. «Воздействие водорода на структурно-фазовые превращения в сталях и чугунах»

166. Общая эффективность от внедренных мероприятий составила 120 млн.руб.

167. Укачанные технологии защищены авторским свидетельством СССР № 1141333 и патентами Республики Болгария № BG 61334 В1№ ВС 61555 В1№ ВО 61937 В1.11ачальник научно-технологической лаборатории металловедения и | ермоупрочнения проката,к. I м.

168. Зам.начальника технического управления.1. КМ II

169. Начальник экономического управления1. Н.В.Шапошникова

170. Расчет экономического эффекта от модернизации оборудования в сталепрокатном производстве при бескислотной подготовке катанки кволочению.

171. Бескислотная подготовка катанки к волочению с использованием нового оборудования производилась в следующем режиме: 1992 г. 11%; 1994 г. - 17%;1998 (по настоящее время) 30%.

172. Калькуляция цеховой себестоимости, использованная при расчете экономической модели представлена в табл. 1.

173. Табл. 1. Калькуляция цеховой себестоимости цеха проволоки и метизов.

174. Виды затрат ЕИ Всего затрат На ед. изм

175. Кол-во Цена Сумма Кол-во Сумма

176. Конструкц.сталь Кач.КП Т 265,958 8305,02 2208786,5 0,01381 114,68

177. Конструкц.сталь мс250-2 Кач КП Т 132,979 7916,49 1052726,9 0,0069 54,66

178. Конструки.стапь мс250-2 Кач СП Т 874,647 8525,46 7456768 0,04541 387,16

179. Конструкц.сталь мс250-2 Легир Т 332,526 9404,97 3127397,1 0,01727 162,38

180. Катанка РядКП КРИСТ Т 7349,508 7691,19 56526459 0,38159 2934,91

181. Катанка Ряд ПС КРИСТ Т 7552,712 7642,06 57718278 0,39214 2996,8

182. Катанка Ряд СП Т 463,654 8388,91 3889547.5 0,02407 201,95

183. Катанка Кач КП Т 2363,609 7878,1 18620744 0,12272 966,81

184. Катанка Легир Т 303,45 9362,84 2841153,8 0,01576 147,52

185. Конструкц.сталь пс250-1 Кач КП т 5,168 7881,98 40730,13 0,00027 2,11

186. Конструкц.сталь пс250-1 Кач СП т 62,01 6854,98 425077,31 0.00322 22.07

187. Конструкц.сталь пс250-1 ЛЕГИР ИЗЛ.СС1 т 7,05 14124,82 99579.98 0.00037 5,17

188. Полуфабрикаты,готов.прод.,комплект.из т 19713,269 7812,36 154007248 1,02353 7996,22

189. КИСЛОТА СЕРНАЯ РЕГЕНИРИР >=91,0 2184- т 0,304 1312,89 399,12 0,00002 0,02

190. Сырье и основные материалы т 0,304 1312,89 399,12 0,00002 0.02••• ЗАДАННОЕ т 19713,573 7812,26 154007647 1.02355 7996.24

191. Угар т 251,942- 0,01308-

192. Окалина т 110,500- 200 22100,00- 0.005 74- 1,15

193. М/Л СОБСТВ 12А Лом для макетирования т 170,907- 1510 258069,59- 0.00887- 13,40

194. Окись железа Ту 14-15-132-84) т 182,665- 610 111425,67- 0,00948- 5,79•••отходы т 533,349- 734,22 391595,26- 0,02769- 20,331. РАСХОДЫ ПО ПЕРЕДЕЛУ

195. Газ природный (ГЦ) тмз 568 1255 712842,24 0,02949 37,01

196. ТОПЛИВО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ тмз 689,714 1033,53 712842,24 0,03581 37.01

197. Сжатый воздух (сеть комбината) тмз 3220 82,27 264904,27 0,16719 13,75

198. Пар на технологию ГК 3836 83,16 318987,02 0,19917 16,56

199. Вода техническая ЦВС тмз 101,32 685,9 69496,03 0,00526 3,61

200. Электроэнергия цехам комбината ткв 4022,38 599,96 2413255,9 0,20885 125,3•• ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ЗАТРАТЫ 3066643,2 159,22

201. ФОНД ОПЛАТЫ ТРУДА 4623680 240,07

202. ОТЧИСЛЕНИЯ НА СОЦСТРАХ 1266890 65,78

203. РЕМОНТНЫЙ ФОНД 3952842,6 205,24

204. СОДЕРЖАНИЕ ОСНОВНЫХ СРЕДСТВ 12509118 649,49

205. АМОРТИЗАЦИЯ 495400 25,72•• ТРАНСПОРТНЫЕ РАСХОДЫ 909660,55 47,23• Упаковка 128611,05 6,68••ПРОЧИЕ РАСХОДЫ 2754483,6 143.02•*ЗАТРАТЫ 555802,5 28,86••• РАСХОДЫ ПО ПЕРЕДЕЛУ 30975973 1608.31

206. ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ СЕБЕСТОИМОСТЬ 184 592025 9584,22

207. Расчет экономической модели реализации проекта был произведен методом обратного счета в действующих ценах на основе значений, представленных в таблице 2.

208. Табл. 2. Значения показателей, использованных при расчете экономической модели.

209. Наименование показателя Ед. изм. Принятое значение

210. Объем производства тн./год 250 ООО

211. Стоимость нового оборудования долл. 819 000в т.ч.: на участке грубого волочения долл. 636 000на участке калибровки долл. 183 000

212. Валютный курс руб./долл. 28,0

213. Стоимость СМР руб. 300 000

214. Количество текущих ремонтов в год шт. 1

215. Продолжительность межремонтного периода для капитальных ремонтов лет. 5

216. Затраты на проведение текущего ремонта руб. 100 000

217. Затраты на проведение капитального ремонта руб. 500 ООО

218. Годовая ставка дисконтирования % 15,00

219. Срок эксплуатации оборудования лет. 20

220. Ставка налога на имущество % 2.00

221. Ставка налога на прибыль % 24,001. Ставка НДС % 18,001. Период расчета лет. 201. Шаг расчета кв. 1 1

222. Расчет экономической модели реализации проекта по использованию бескислотной подготовки катанки к волочению позволил оценить суммарный экономический эффект, который составил 120 952,2 тыс. руб.1. Выводы:

223. Начальник отдела экономического анализа1. В. Густайтис1. ОЦЕНКА

224. ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ реализации I этапа технологии очистки катанки от окалины механическим способом в потоке волочения в условиях ОАО «Запсибметкомбинат»

225. Предложенный и реализованный способ механического удаления окалины исключает необходимость использования кислот.

226. Таким образом, внедренная технология позволила сократить количество соляно кислых отходов почти в 5 раз, а выброс в атмосферу паров соляной кислоты в 1,5 раза.

227. Заместитель руководителе^ управления по Технолог^й^ому,, и экологическому надзор^/1. С.М. Червяк Воронич1. Ире чнойрас1. МОьИЧ1. Г,