Московский политехнический университет (Московский Политех), Москва, Россия:
Р. Л. Шаталов, докт. техн. наук, профессор кафедры «Обработка материалов давлением и аддитивные технологии» (ОМДиАД), эл. почта: mmomd@mail.ru
В. А. Медведев, аспирант кафедры ОМДиАД, эл. почта: 10-bmt@mail.ru

При управлении механическими свойствами и структурой сосудов из углеродистых конструкционных сталей, изготовленных горячим деформированием на прокатно-прессовых линиях (ППЛ) машиностроительных предприятий России, используют такие охлаждающие среды, как вода, индустриальное минеральное масло И20, воздух. Применяемые охлаждающие среды способны обеспечить заготовкам заданную структуру с широким диапазоном механических свойств. Однако охладители имеют ряд технологических ограничений и условий применения, несоблюдение которых приводит к браку. При охлаждении в масле высока вероятность возгорания; при охлаждении в воде возможно образование закалочных трещин, а воздух не всегда способен обеспечить необходимую скорость и однородность теплопередачи окружающей среде. Исследована эффективность управления физико-механическими свойствами и структурой деформированных сосудов из стали 50 охлаждением в водных растворах различной концентрации полимера ТЕРМАТ на ППЛ завода АО «НПО «Прибор». Исследовали влияние изменения концентрации от 2 до 9 % полимера ТЕРМАТ на формирование структуры металла, а также физических и механических свойств горячедеформированных сосудов. Приведены результаты испытания прочностных и пластических характеристик сосудов разрушаемыми и неразрушаемым методами контроля. По результатам физико-механических свойств получены с достоверностью R2 не менее 95 % регрессионные уравнения, устанавливающие связи управляемых пластических и прочностных показателей свойств металла сосудов. Проведенные исследования позволили соотнести показатели основных физико-механических свойств стальных сосудов на выходе с ППЛ и предложить методы контроля неоднородности, снижающие время и материальные издержки на 5–10 % при проведении испытаний.

1. Выдрин А. В. Развитие технологий горячей прокатки бесшовных труб // Черные металлы. 2012. № 9. С. 16–20.
2. Köhnen P., Haase Ch., Bültmann J., Ziegler S., Schleifenbaum J. et al. Mechanical properties and deformation behavior of additively manufactured lattice structures of stainless steel // Mater. Des. 2018. Vol. 145. P. 205–217.
3. Шаталов Р. Л., Медведев В. А. Влияние неравномерности температуры деформируемой заготовки на механические свойства тонкостенных стальных сосудов при обработке на прокатнопрессовой линии // Металлург. 2019. № 2. С. 53–58.
4. Fomin A. V., Aleshchenko A. S., Maslenniko I. M., Galkin S. P., Nikulin A. N. Structural and analytical evaluation of the strain intensity and its components during cross-roll piercing at different feed angles // Metallurgist. 2019. Vol. 63. No. 5-6. P. 477–486.
5. Терещенко А. А., Фартушный Н. И., Гончарук А. В., Давыдова Е. А., Романцев Б. А. Совершенствование методики расчета геометрических параметров очага деформации при прокатке бесшовных труб в непрерывных станах // Производство проката. 2007. № 9. С. 20–23.
6. Guo F., Wang X., Wang J., Misra R. D. K., Shang C. The significance of central segregation of continuously cast billet on banded microstructure and mechanical properties of section steel // Metals. 2020. Vol. 10, Iss. 1. P. 288. DOI: 10.3390/met10010076
7. Wang X.-J., Sun X.-J., Song C. et al. Grain Size-Dependent Mechanical Properties of a High-Manganese Austenitic Steel // Acta MetallurgicaSinica (English Letters). 2019. Vol. 32. No. 6. P. 746–754.
8. Masoumi M., Mohtadi-Bonab M. A., de Abreu H. F. G. Effect of Microstructure and Texture on Anisotropy and Mechanical Properties of SAE 970X Steel Under Hot Rolling // J. Mater. Eng. Perform. 2016. Vol. 25. P. 2847–2854.
9. Самусев С. В., Алещенко А. С., Фадеев А. А. Моделирование процесса непрерывной формовки сварных прямошовных труб на базе «Тренажера ТЭСА 10-50» // Известия вузов. Черная металлургия. 2018. Т. 61. № 5. С. 378–384.
10. Горюшин В. В., Шевченко С. Ю. О применении полимерных закаленных сред в промышленности // Металловедение и термическая обработка металлов. 2010. № 6. С. 26–30.
11. Bayati Н., Rimmer A. L., Elliott R. The austempering kinetics and processing window in an austempered, low-manganese compactedgraphite cast iron // Cast Metals. 1994. Vol. 7, Iss. 1. P. 11–24.
12. Satalov R. L., Shelest A. E., Medvedev V. A. Electromagnetic Device for Nondestructive Control of the Mechanical Properties of Thin-Walled Steel Vessels // Russian Metallurgy. 2020. Vol. 2020, Iss. 3. P. 259–264.
13. ТУ 2219-003-30014146–2011. Концентрированный водный раствор закалочной среды ТЕРМАТ.
14. Астащенко В. И. Особенности охлаждающей способности водных растворов полимеров // Социально-экономические и технические системы. 2007. № 1. С. 73–78.
15. ГОСТ 9012–59. Металлы. Метод измерения твердости по Бринеллю (с Изм. № 1, 2, 3, 4, 5). — Введ 01.01.1960.

16. ГОСТ 1487–84. Металлы. Методы испытаний на растяжение (с Изм. № 1, 2, 3). — Введ. 01.01.1986.
17. ГОСТ 9454–78. Металлы. Метод испытаний на ударный изгиб при пониженных, комнатной и повышенных температурах (с Изм. № 1, 2). — Введ. 01.01.1979.
18. ГОСТ 5640–68. Металлографический метод оценки микроструктуры листов и ленты. — Введ. 01.01.1970.
19. Jia N. N., Guo K., He Y. M., Wang Y. H., Peng J. G. et al. A Thermomechanical Process to Achieve Mechanical Properties Comparable to Those of Quenched-Tempered Medium-C Steel // Mater. Sci. Eng. A. 2017. Vol. 700. P. 175–182.
20. Кобзарь А. И. Прикладная математическая статистика. Для инженеров и научных работников. — М. : Физматлит, 2012. — 816 с.