Статья
| Наименование | Влияние химического состава на механические свойства коррозионностойких сталей аустенитного класса типа 08–12Х18Н10Т | ||||
| Авторы |
|
||||
| Раздел | Металлургия | ||||
| Год | 2026 | Выпуск | 86 | Страницы | 107 - 116 |
| УДК | 669.14.018.8:620.17 | EDN | IPNFCO | ||
| Аннотация | В работе выполнен статистический анализ влияния содержания основных легирующих элементов (C, Si, Mn, S, P, Cr, Ni, Cu, W, Mo, Al, Ti, V, N, Nb, Co) на механические свойства (предел текучести, предел прочности, относительное удлинение, относительное сужение) коррозионностойких сталей аустенитного класса марок 08-12Х18Н10Т. Показано, что линейные регрессионные модели обладают ограниченной прогностической способностью (R2 = 0,17-0,46). Для повышения точности прогнозирования построены полиномиальные модели второго порядка, учитывающие квадратичные эффекты и парные взаимодействия элементов. Полученные модели характеризуются высокими значениями коэффициента детерминации (R2 = 0,62-0,81), что позволяет использовать их для инженерных расчетов при оптимизации химического состава. | ||||
| Реферат | Цель. Установление количественных зависимостей между содержанием легирующих элементов (C, Si, Mn, S, P, Cr, Ni, Cu, W, Mo, Al, Ti, V, N, Nb, Co) и механическими свойствами (предел текучести, предел прочности, относительное удлинение, относительное сужение) сталей аустенитного класса марок 08Х18Н10Т и 12Х18Н10Т.
Методика. Исследование выполнено на выборке из 942 испытаний (153 плавки). Применялись корреляционный анализ, множественная линейная регрессия и полиномиальная регрессия второго порядка. Расчеты выполнены в среде R с использованием пакетов readxl, ggplot2, gridExtra, corrplot и dplyr. Результаты. Линейные модели объясняют 17–46 % изменчивости свойств. Полиномиальные модели, учитывающие квадраты элементов и все парные взаимодействия, демонстрируют значительно более высокую точность (R2 = 0,62–0,81). Наибольший прирост достигнут для относительного удлинения (с 0,17 до 0,81). Установлена доминирующая роль углерода, который повышает прочность (r = 0,416) и резко снижает сужение (r = –0,538). Научная новизна. Впервые на представительной выборке промышленных плавок получены полиномиальные регрессионные уравнения второго порядка, количественно описывающие влияние химического состава на комплекс механических свойств сталей 08–12Х18Н10Т. Выявлены статистически значимые эффекты парных взаимодействий легирующих элементов. Практическая значимость. Полученные модели могут использоваться для прогнозирования механических свойств по химическому составу и оптимизации составов при производстве сталей. |
||||
| Ключевые слова | стали 08Х18Н10Т, 12Х18Н10Т, механические свойства, химический состав, корреляционный анализ, линейная регрессия, полиномиальные модели. | ||||
| Финансирование | |||||
| Благодарности | |||||
| Список источников |
1. ГОСТ 5632-2014. Легированные нержавеющие стали и сплавы коррозионно-стойкие, жаростойкие и жаропрочные. Марки. М.: Стандартинформ, 2015. 58 с.
2. Марочник сталей и сплавов / В. Г. Сорокин [и др.]; под ред. В. Г. Сорокина. М.: Машиностроение, 1989. 640 с.
3. Исследование прочности, релаксационных свойств и коррозионной стойкости ультрамелкозернистой аустенитной стали 08Х18Н10Т, полученной РКУ-прессованием. I. Исследование микроструктуры и прочности / В. И. Копылов [и др.]. // Металлы. 2023. № 4. С. 60–75. EDN HKVVCC
4. Гольдштейн М. И., Грачев С. В., Векслер Ю. Г. Специальные стали. М.: МИСИС, 1999. 408 с.
5. Лахтин Ю. М., Леонтьева В. П. Материаловедение: учебник для высших технических учебных заведений. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1990. 528 с.
6. ГОСТ Р 54153-2010. Сталь. Метод атомно-эмиссионного спектрального анализа. М.: Стандартинформ, 2012. 20 с.
7. Дрейпер Н. Р., Смит Г. Прикладной регрессионный анализ / пер. с англ. 3-е изд. М.: Диалектика: Вильямс, 2007. 911 с. EDN QJSGWD
8. Статистическая обработка экспериментальных данных. Регрессионный анализ в языке R / В. Ю. Потапова, А. С. Тарасов, Е. С. Геращенко, М. Б. Никифоров. Рязань: Bookjet, 2018. 52 с.
9. Магнус Я. Р., Катышев П. К., Пересецкий А. А. Эконометрика. Начальный курс: учеб. 6-е изд., перераб. и доп. М.: Дело, 2004. 576 с. EDN QQCVBX
10. Strength and Relaxation and Corrosion Resistance of Ultrafine-Grained Austenitic 08Kh18N10T Steel Produced by ECAP: I. Microstructure and Strength / V. I. Kopylov [et al.] // Russian Metallurgy (Metally). 2023. Vol. 2023. No. 7. P. 914–927. DOI: 10.1134/s0036029523070066 EDN DKUSFO
11. Strength and Relaxation and Corrosion Resistance of Ultrafine-Grained Austenitic 08Kh18N10T Steel Produced by ECAP: II. Relaxation Properties and Intergranular Corrosion Resistance / V. I. Kopylov [et al.] // Russian Metallurgy (Metally). 2023. Vol. 2023. No. 9. P. 1253–1266. DOI: 10.1134/s0036029523090069 EDN IUWHPB
12. Куберский С. В., Эссельбах В. С., Новохатский А. М. Особенности непрерывной отливки сортовых заготовок хромоникелевой титансодержащей коррозионностойкой стали // Электрометаллургия. 2011. № 8. С. 24–29. EDN OCREXT
13. Формирование структуры стали 08Х18Н10Т в условиях пилигримовой прокатки и последующего отжига / В. Н. Еремин [и др.] // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Металлургия. 2021. Т. 21. № 2. С. 78–86. DOI: 10.14529/met210208 EDN CXYNWU
14. Источники возникновения в стали коррозионно-активных неметаллических включений и пути предотвращения их образования / А. И. Зайцев [и др.] // Металлы. 2005. № 2. С. 1–12. EDN HZGFVF
|
||||
| Полный текст |
|
||||