Лекція 3. Основи легування ливарних сталей.

Основні питання:

• Класифікація легувальних елементів.
• Техніко-економічне обґрунтування вибору легувальних елементів.
• Принципи розроблення легованих ливарних сталей.
• Загальна мета легування сплавів на основі заліза.
• Способи підвищення властивостей сталей: тверді розчини, дисперсійні фази, модифікування, мікролегування.

Лабораторні роботи:

• Лабораторна робота №1. Визначення хімічного складу, режимів термічно-го оброблення, механічних властивостей високолегованих сталей і галузей їх використання на підставі аналізу нормативних документів.

Лекція 4. Вплив легувальних елементів на структуру і властивості ливарних сталей

Основні питання:

• Діаграма стану залізо-вуглець.
• Загальна характеристика легувальних елементів.
• Вплив легувальних елементів на критичні точки діаграми стану залізо-вуглець.

Лекція №4. Вплив легувальних елементів на структуру і властивості ливарних сталей (продовження)

Основні питання:

• Вплив легувальних елементів на структуру і властивості сталей: вуглець, хром, нікель, марганець, кремній, алюміній, титан, ванадій, ніобій, мідь, вольфрам, молібден, бор, РЗМ, азот, сірка, фосфор.

Тема 1.2. Високолеговані ливарні сталі із спеціальними властивостями.

Лекція 5. Спеціальні властивості сталей і сталевих виливків.

Основні питання:

• Фізичні властивості сталевих виливків: поверхневі та об’ємні.
• Твердість і зносостійкість.
• Електричні та магнетні властивості.
• Хімічні властивості сталевих виливків: корозійна стійкість, електрохімічна і хімічна корозії.
• Ерозія і кавітація.

Лабораторні роботи:

• Лабораторна робота №2. Розроблення технологічного процесу виготов-лення виливка із високолегованої сталі (4 год).

Лекція №5. Спеціальні властивості сталей і сталевих виливків (продовження).

Основні питання:

• Жароміцність і жаростійкість.
• Холодостійкість сталей.
• Вплив різних факторів на спеціальні властивості сталей і сталевих виливків.

Лекція 6. Жаростійкі сталі і сплави. Хромисті сталі для виливків.

Основні питання:

• Загальна характеристика жаростійких сплавів і сталей.
• Хромисті сталі: корозійна стійкість у різних газових середовищах та інших умовах експлуатації.
• Класифікація хромистих сталей залежно від вмісту хрому та вуглецю і галузі їх використання.

Лекція 6. Жаростійкі сталі і сплави. Хромисті сталі для виливків (продовження).

Основні питання:

• Структурні класи хромистих сталей: феритні, ферито-карбідні та ледебуритні хромисті сталі.
• Вплив хімічних елементів на властивості хромистих сталей.
• Технології плавлення та розливання сталей.
• Особливості виготовлення виливків із хромистих сталей.

Лабораторні роботи:

• Лабораторна робота №2. Розроблення технологічного процесу виготов-лення виливка із високолегованої сталі (4 год).

Лекція 7. Хромоалюмінієві сталі для виливків. Жаростійкі сплави.

Основні питання:

• Теорії жаростійкого легування заліза.
• Хімічний склад жаростійкого сплаву.
• Фактори, що впливають на тривалість експлуатації жаростійких деталей.
• Вимоги до сталей, головні експлуатаційні властивості: окалиностійкість, термостійкість та ростостійкість.

Лекція 7. Хромоалюмінієві сталі для виливків. Жаростійкі сплави (продовження).

Основні питання:

• Визначення оптимального співвідношення хрому та алюмінію  залежно від умов експлуатації.
• Середньовуглецеві хромоалюмінієві сталі та галузі їх використання.
• Особливості виплавлення хромоалюмінієвих сталей.
• Шихтові матеріали.
• Ливарні та експлуатаційні характеристики хромоалюмінієвих сталей.
• Жаростійкі сплави на нікелевій і кобальтовій основах.

Лекція 8. Жароміцні і корозійностійкі сталі. Хромонікелеві сталі для виливків.

Основні питання:

• Загальна характеристика жароміцних сталей.
• Хромонікелеві жароміцні сталі.
• Місце хромонікелевих сталей у виробництві виливків спеціального призначення.
• Класифікація нікелевих та хромонікелевих сталей.
• Вплив легувальних елементів на властивості жароміцних сплавів.

Лабораторні роботи:

• Лабораторна робота №3. Розрахунок шихти для виплавляння високолегованої сталі в дуговій печі з основною футеровкою.

Лекція 8. Жароміцні і корозійностійкі сталі. Хромонікелеві сталі для виливків (продовження).

Основні питання:

• Особливості плавлення хромонікелевих сталей та виготовлення із них виливків.
• Термічне оброблення литих деталей.
• Галузі використання хромонікелевих сталей.
• Висококремнисті сталі: класифікація, особливості виплавляння.
• Технологія форми та розливання.
• Особливості фінішних операцій.

Лекція 9. Високомарганцеві сталі для виливків.

Основні питання:

• Загальна характеристика та класифікація високомарганцевих сталей.
• Місце високомарганцевих сталей у виробництві виливків спеціального призначення.
• Теоретичні основи легування та хімічний склад високомарганцевих сталей.
• Структури сталей і визначення співвідношення вуглецю та марганцю в сталі.
• Характеристика і властивості сталі 110Г13Л – як представника зносостійких сталей.

Лекція 10. Інструментальні та штампові ливарні сталі для виготовлення литого інструменту.

Основні питання:

• Класифікація  інструментальних сталей, їх властивості і галузі використання сталей.
• Хімічний склад і структура. Швидкорізальні сталі.
• Штампові сталі, їх властивості, призначення, особливості виготовлення заготовок штампів, прес-форм тощо.
• Особливості виготовлення литого інструменту.

Лабораторні роботи:

• Лабораторна робота №4. Дослідження впливу титану на ливарні власти-вості хромоалюмінієвих сталей (4 год).

Лекція 11. Холодостійкі сталі для виливків.

Основні питання:

• Вибір ливарних холодостійких сталей.
• Перехід металу із в’язкого у крихкий стан – графік Давиденкова-Іоффе.
• Вплив різних факторів на холодностійкість сталей.
• Покращання властивостей холодостійких сталей.
• Вплив металургійних факторів на холодостійкість сталей.
• Модифікування сталей.
• Особливості плавлення холодостійких сталей та виготовлення із них виливків. Аналіз ГОСТ 21357-87.

Завдання на СРС до 1 Розділу:

• Вивчити класифікацію легованих сталей за хімічним складом, структурою та спеціальними властивостями.
• Вивчити структурні складові легованих сталей.
• Вивчити характеристику заліза.
• Вивчити діаграму стану залізо-вуглець.
• Вивчити зв’язок зносостійкості з твердістю сталей. В
• ивчити особливості виготовлення виливків із хромистих сталей з високим вмістом хрому.
• Вивчити особливості виготовлення виливків із хромоалюмінієвої сталі.
• Вивчити особливості плавлення та технологічні заходи щодо покращання структури хромонікелевої сталі.
• Вивчити методи виплавляння високомарганцевих сталей.
• Вивчити технологію виготовлення литого інструменту та інших заготовок литтям.
• Вивчити особливості виплавляння холодостійких сталей відповідно до вимог ГОСТ 21357-87.

Виконання МКР 1.

Розділ 2. Виробництво виливків із високолегованих сталей

Тема 2.1. Особливості виплавляння високолегованих сталей із спеціальними властивостями

Лекція 12. Шихтові матеріали для виплавлення високолегованих сталей із спеціальними властивостями.

Основні питання:

• Шихтові матеріали для виплавлення сталей зі спеціальними властивостями.
• Характеристика феросплавів.
• Угар елементів під час виплавляння сталей.

Лекція 12. Шихтові матеріали для виплавлення високолегованих сталей із спеціальними властивостями (продовження).

Основні питання:

• Особливості технологічного процесу виплавляння високолегованих сталей у різних плавильних агрегатах.
• Методи зниження витрат дефіцитних легувальних матеріалів та феросплавів.

Лабораторні роботи:

• Лабораторна робота №4. Дослідження впливу титану на ливарні власти-вості хромоалюмінієвих сталей (4 год).

Лекція 13. Фізико-хімічні основи виплавляння високолегованих сталей зі спеціальними властивостями.

Основні питання:

• Характеристика процесу плавлення сталі.
• Розплавлення легкоплавких феросплавів у рідкій сталі.
• Розчинення тугоплавких феросплавів у розплаві.
• Вплив пічного шлаку на легування сталі.

Лекція 13. Фізико-хімічні основи виплавляння високолегованих сталей зі спеціальними властивостями (продовження).

Основні питання:

• Очищення розплаву від продуктів окиснення, розкислення, дефосфорації та десульфурації.
• Макролегування, мікролегування та модифікування сталей.
• Особливості та послідовність введення феросплавів у рідку сталь.
• Вплив легувальних елементів на розчинність у сталі газів, сірки, фосфору.
• Механізм і кінетика процесів плавлення феросплавів. Тепловий ефект легування сталі.

Тема 2.2. Позапічне оброблення високолегованих сталей

Лекція 14. Позапічне оброблення високолегованих сталей. Спеціальна електрометалургія у виробництві виливків із легованих сталей.

Основні питання:

• Позапічне оброблення сталей та його результати.
• Оброблення сталей білими та синтетичними шлаками, твердими сумішами порошків, нейтральними газами.
• Інжекційна металургія.

Лабораторні роботи:

• Лабораторна робота №5. Дослідження впливу титану на механічні власти-вості хромоалюмінієвих сталей (4 год).

Лекція 14. Позапічне оброблення високолегованих сталей. Спеціальна електрометалургія у виробництві виливків із легованих сталей (продовження).

Основні питання:

• Позапічне вакуумування сталі, вакуумування сталі у відкритому ковші.
• Вакуумна металургія складнолегованих сталей.
• Вакуумування сталі у відкритому ковші.
• Вакуумне зневуглецювання сталей.
• Позапічне навуглецювання сталі.
• Спеціальна електрометалургія у виробництві виливків із спеціальних сталей.

Лекція 15. Особливості розливання високолегованих сталей. Суспензійне розливання сталей.

Основні питання:

• Температурний режим процесів випускання та розливання різних марок високолегованих сталей.
• Особливості заливання ливарних форм під час виробництва виливків із різних марок сталей.

Лекція 15. Особливості розливання високолегованих сталей. Суспензійне розливання сталей (продовження).

Основні питання:

• Температурні режими заливання форм та нагляд за надливами.
• Суспензійне розливання сталі.
• Види суспензійного розливання, вимоги до інокулярорів, технології суспензійного розливання  легованої сталі.

Лабораторні роботи:

• Лабораторна робота №5. Дослідження впливу титану на механічні власти-вості хромоалюмінієвих сталей (4 год).

Тема 2.3. Особливості технологічного процесу виготовлення виливків із спеціальних сталей.

Лекція 16. Основні операції технологічного процесу виробництва сталевих виливків.

Основні питання:

• Технологічний процес виробництва виливків із високолегованих сталей.
• Особливості ливарної форми.
• Формувальні та стрижневі суміші, протипригарні покриття.

Лекція 16. Основні операції технологічного процесу виробництва сталевих  виливків (продовження).

Основні питання:

• Основні правила технології ливарної форми.
• Ливникові системи і методи підведення металу в ливарну форму.
• Особливості заливання форм.
• Особливості охолодження виливків та фінішні операції.

Лекція 17. Перспективи розвитку технологій виготовлення литва із спеціальних сталей.

Основні питання:

• Термічне оброблення виливків, виготовлених з різних марок високолегованих сталей.
• Перспективи розвитку технологій виготовлення литва із спеціальних сталей.

Завдання на СРС до 2 Розділу:

• Вивчити методи зниження витрат дефіцитних легувальних матеріалів та феросплавів.
• Засвоїти послідовність введення легувальних елементів під час плавлення високолегованих сталей залежно від їх спорідненості до кисню.
• Вивчити вакуумну металургію складнолегованих сталей, плавку сталей методами спеціальної електрометалургії.
• Вивчити технології суспензійного розливання високолегованих сталей.
• Вивчити режими термічного оброблення виливків із спеціальних сталей.

Виконання МКР 2.

Лабораторні роботи:

• Лабораторна робота №6. Дослідження впливу титану на процеси структуроутворення в хромоалюмінієвих сталях.

Перелік питань, що виносяться на МКР:

1. Переваги сталі перед іншими матеріалами.
2. Оригінальні сталі та галузі їх використання.
3. Класифікація легованих сталей.
4. Загальна та економічна мета легування сталі.
5. Механізм легування сплавів на основі заліза.
6. Шляхи підвищення властивостей сталі.
7. Структурні складові легованих сталей та їх характеристика.
8. Вплив легувальних елементів на співвідношення фаз у сталі.
9. Комплексне легування сталей.
10. Вплив марганцю на властивості сталі.
11. Вплив нікелю на властивості сталі.
12. Вплив хрому на властивості сталі.
13. Вплив кремнію та алюмінію на властивості сталі.
14. Вплив титану, ванадію та бору на властивості сталі.
15. Вплив міді, вольфраму та молібдену на властивості сталі.
16. Фізичні властивості сталей.
17. Електричні та магнітні властивості сталі.
18. Хімічні властивості сталі, ерозія та кавітація.
19. Зносостійкість сталі та її зв’язок з твердістю.
20. Жароміцність та жаростійкість сталей.
21. Хромисті сталі для виливків: класифікація, хімічний склад, галузі використання.
22. Особливості виготовлення виливків із хромистих сталей.
23. Феритно-карбідні та ледебуритні хромисті сталі.
24. Хромонікелеві сталі для виливків: класифікація сталей та галузі використання.
25. Особливості плавлення хромонікелевих сталей та виготовлення із них виливків.
26. Хромоалюмінієві сталі для виливків: вимоги до сталей, хімічний склад, галузі використання.
27. Головні експлуатаційні характеристики хромоалюмінієвих сталей.
28. Середньовуглецеві хромоалюмінієві сталі: переваги та недоліки.
29. Особливості плавлення хромоалюмінієвих сталей у дугових та індукційних електропечах.
30. Ливарні та експлуатаційні характеристики хромоалюмінієвих сталей.
31. Високомарганцеві зносостійкі сталі: хімічний склад, властивості та галузі використання.
32. Особливості плавлення високомарганцевих сталей. Шихтові матеріали для сталі.
33. Боротьба з фосфором при виробництві виливків із високомарганцевих сталей.
34. Висококремнисті сталі: хімічний склад, властивості, особливості виготовлення виливків, галузі використання.
35. Холодостійкі сталі, хімічний склад, властивості, галузі використання.
36. Перехід металу із в’язкого стану у крихкий – графік Давиденкова-Іоффе.
37. Вплив різних факторів на холодностійкість сталей.
38. Особливості плавлення холодостійких сталей та виготовлення із них виливків.
39. Інструментальні сталі: класифікація сталей за теплостійкістю та призначенням.
40. Загальна характеристика інструментальних сталей, хімічний склад та структура.
41. Особливості виготовлення виробів із інструментальних сталей.
42. Шихтові матеріали для виплавлення сталей зі спеціальними властивостями.
43. Особливості плавлення високолегованих сталей у різних плавильних агрегатах.
44. Вимоги до ливарних форм та стержнів при виготовленні виливків із легованих сталей.
45. Використання надливів та холодильників при виробництві виливків із легованих сталей.
46. Методи зниження витрат легувальних елементів та феросплавів під час виробництві виливків із легованих сталей.
47. Особливості та послідовність введення феросплавів у рідку сталь.
48. Вплив легувальних елементів на розчинність у сталі газів, сірки, фосфору.
49. Механізм і кінетика процесів плавлення і розчинення феросплавів у рідкій сталі.
50. Роль пічного шлаку під час легування сталі.
51. Методи очищення сталі від продуктів окиснення.
52. Макролегування, мікролегування та модифікування сталей.
53. Особливості процесу розкислення легованих сталей.
54. Особливості процесів позапічного легування сталі.
55. Окиснювальні процеси та взаємодія елементів сталі з азотом у ковші.
56. Спеціальна електрометалургія у виробництві виливків зі спеціальними властивостями.
57. Позапічне оброблення високолегованих сталей та його результати.
58. Оброблення легованих сталей білими та синтетичними шлаками.
59. Позапічне навуглецювання сталі.
60. Позапічне вакуумування легованих сталей.

Іспит

• Рейтингова оцінка рівня підготовки студентів визначається відповідно до «Положення про рейтингову систему оцінювання успішності студентів з дисципліни «Сталеве литво»
• Письмовий.