- PII
- S30345715S0235010625050069-1
- DOI
- 10.7868/S3034571525050069
- Publication type
- Article
- Status
- Published
- Authors
- Volume/ Edition
- Volume / Issue number 5
- Pages
- 476-491
- Abstract
- The microheterogeneity of liquid steel of 12Cr18Ni9Ti grade, as a complex alloy, was understood as a local inhomogeneity in the elemental composition. Anomalous behavior in the temperature dependence of the kinematic viscosity and electrical resistivity of the melt was attributed to the presence of these microheterogeneity. Temperature dependences of the kinematic viscosities and electrical resistivities of 12Cr18Ni9Ti steel samples, in the liquid state, were measured at various stages of the technological cycle. Measurements were conducted in both heating and subsequent cooling modes, over a temperature range of 1400–1730°C. It was observed that the temperature dependencies of the kinematic viscosity obtained in heating and cooling modes coincided over the entire temperature range. However, a difference in the volume per structural unit of viscous flow was noted for all the studied samples. The minimum volume value of the viscous flow structural unit (υ) was obtained for a sample taken after the addition of ferromanganese and titanium. There was a discrepancy in the temperature dependence of the electrical resistivity of the melt, obtained in the heating and cooling mode, which was accompanied by a decrease in the thermal coefficient of electrical resistivity for all samples studied. The largest decrease in the temperature coefficient of electrical resistivity was observed for the sample containing ferromanganese and titanium, indicating a maximum increase in free volume of the melt and, consequently, an increase in the distance between adjacent atoms. It is worth noting that this sample had the highest degree of supercooling during crystallization. The results obtained suggest that the introduction of a new technological step, which involves reloading the furnace and adding titanium after the first discharge, can lead to an improvement in the homogeneity of the molten metal and a potential decrease in the quality of the finished products. Based on these findings, recommendations have been made regarding the preparation of the molten steel for casting and solidification. In order to ensure the highest possible quality of cast products made from 12Cr18Ni9Ti steel, it is recommended to limit the casting process to the first melt, without reloading the furnace or adding titanium.
- Keywords
- коррозионностойкая сталь расплав кинематическая вязкость удельное электросопротивление микронеоднородности
- Date of publication
- 01.05.2025
- Year of publication
- 2025
- Number of purchasers
- 0
- Views
- 11
References
- 1. Ульянин Е.А. Коррозионностойкие стали и сплавы: справ. изд. М.: Металлургия. 1991. 256 с.
- 2. Рамазанов А.К., Ганеев А.А. Особенности литья корпусных деталей трубопроводной арматуры из коррозионностойкой стали марки 12Х18Н9ТЛ // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2020. Т.18. № 2. С. 22–29. https://doi.org/10.18503/1995-2732-2020-18-2-22-29
- 3. Макаров А.В., Скорынина П.А., Осинцев А.Л. и др. Повышение трибологических свойств аустенитной стали 12Х18Н10Т наноструктурирующей фрикционной обработкой // Обработка металлов. 2015. Т. 69. № 4. С. 80–92.
- 4. Вороненко, Б.И. Современные коррозионно-стойкие аустенитно-ферритные стали (Обзор) // МиТОМ. 1997. № 10. С. 20–28.
- 5. Цуканов В.В., Цыганко Л.К., Шандыба Г.А. и др. Влияние легирования и термической обработки на характеристики литейной коррозионно-стойкой азотсодержащей стали аустенитного класса // Вопросы материаловедения. 2015. Т. 81 № 1. С. 7–11.
- 6. Vasconcellos da Costa e Silva A.L. The effects of non-metallic inclusions on properties relevant to the performance of steel in structural and mechanical applications // Journal of Materials Research and Technology. 2019. V. 8. № 2. P. 2408–2422. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2019.01.009
- 7. Фельдгандлер, Э.Г. Влияние легирования Si и Cu на коррозионно-электрохимические и механические свойства аустенитной стали // Металловедение и термическая обработка металлов. 2003. № 10. С. 12–21.
- 8. Проскуряков В.И., Родионов И.В., Формирование состава и характеристик поверхности хромоникелевой стали 12Х18Н10Т при лазерном модифицировании в слое экспериментальной легирующей обмазки // ЖТФ. 2022. Т. 92. № 1. С. 84–91.
- 9. Токовой О.К., Шабуров Д.В. Исследование неметаллической фазы в аустенитной нержавеющей стали // Известия высших учебных заведений. Черная Металлургия. 2014. T. 57. № 12. С. 20–24. https://doi.org/10.17073/0368-0797-2014-12-20-24
- 10. Полонский Я.Я., Бондарева О.П., Гоник И.Л. Фрактографические исследования металла опытных плавок феррито-аустенитной стали 08Х18Г8Н2Т // Известия Волгоградского государственного технического университета. 2011. № 5(78). С. 142–144.
- 11. Чикова О.А., Цепелев В.С., Московских О.П. Оценка параметров микрогетерогенной структуры металлических расплавов из результатов вискозиметрического эксперимента на основе представлений теории абсолютных скоростей реакций // Журнал физической химии. 2017. Т. 91. № 6. С. 925–930. https://doi.org/10.7868/S0044453717060073
- 12. Li Q., Zu F., Li X., Xi Y. The electrical resistivity of liquid Pb-Bi alloy // Modern Physics Letters B. 2006. V. 20. № 04. P. 151–158. https://doi.org/10.1142/S0217984906009037
- 13. Синицин Н.И., Чикова О.А., Потапов, М.Г., Цепелев, В.С., Вьюхин, В.В. Исследование кинематической вязкости и удельного электросопротивления износостойких чугунов ИЧХ28Н2 И ИЧ300Х25Ф4 в жидком состоянии // Расплавы. 2024. № 6. С. 633–642. https://doi.org/10.31857/S0235010624060051
- 14. Чикова О.А., Синицин Н.И., Чезганов Д.С. Влияние условий кристаллизации сплава Fe-Mn-C на микроструктуру, кристаллическое строение и механические свойства в микрообъемах // Физика металлов и металловедение. 2022. Т. 123. № 1. С. 93–100. https://doi.org/10.31857/S0015323022010028
- 15. Швидковский Е.Г. Некоторые вопросы вязкости расплавленных металлов. Москва: Гос. из-во. технико-теоретической лит-ры. 1955. 206 с.
- 16. Арсентьев П.П., Яковлев В.В., Крашенинников М.Г. [и др.]. Физико-химические методы исследования металлургических процессов. Москва: Металлургия. 1988. 511 с.
- 17. Регель А.Р. Измерение электропроводности металлов во вращающемся магнитном поле// ЖФХ. 1948. Т. 18. № 6. С. 1511–1520.
- 18. Воронков В.В., Иванова И.И., Туровский Б.М. О применении метода вращающегося магнитного поля для измерения электропроводности расплавов // Магнитная гидродинамика. 1973. № 2. С.147–149.
- 19. Рябина A.B., Кононенко В.И., Ражабов A.A. Безэлектродный метод измерения электросопротивления металлов в твердом и жидком состояниях и установка для его реализации. Расплавы. 2009. № 1. С. 34–42.
- 20. Тягунов Г.В. [и др.]. Измерение удельного электрического сопротивления методом вращающегося магнитного поля // Заводская лаборатория. 2003. № 2. Т. 69. С. 36–38.
- 21. Hou, J.X., Zhan C.W., Tian X.L. et al. Structure of Cu-Sn melt at high temperature // Metallurg. and Mater. TransactionsA: Phys. Metall. Mater. Sci. 2012. V. 43. Pp. 4023–4027.
- 22. Faber T.E. An Introduction to the Theory of Liquid Metals. London: Cambridge University Press. 1972. 602 p.
- 23. Nagel S.R., Tauc J. Nearly-Free-Electron Approach to the Theory of Metallic Glass Alloys. Physical Review Letters. 1975. V. 35. № 6. Pp. 380–383.
- 24. Faber T.E.; Ziman J.M. A theory of the electrical properties of liquid metals : III. the resistivity of binary alloys // The Philosophical Magazine: A Journal of Theoretical Experimental and Applied Physics. 1965. V. 11. I. 109. P. 153–173. https://doi.org/10.1080/14786436508211931
- 25. Busch G., Güntherodt H.-J. Electronic Properties of Liquid Metals and Alloys. Solid State Physics. 1974. V. 29. P. 235–313. https://doi.org/10.1016/S0081-1947 (08)60426-9
