DOI: https://doi.org/10.30838/J.BPSACEA.2312.250918.36.194

Ranking of elements of chemical composition of metal

V. M. Volchuk, O. R. Zhivitsa

Abstract


Introduction.The relationship between the composition of materials, their structure and properties is one of the main issues of materials science. The choice of methods for identifying properties is determined by specific tasks and tools. To study the influence of the chemical composition of materials on the mechanical properties, a method of ranking the elements of the chemical composition of the metal was proposed.Materials and methods.The ranking of the elements of the chemical composition of the metal according to their influence on the criteria of its quality was carried out on the basis of an assessment of the magnitude of the coefficients of the regression equation describing their dependence.Results of the experiment.It has been established that carbon (9,250), manganese (5,000) and chromium (5,000) have the greatest influence on the strength of St6ps steel. To reduce the error in the ranking of the elements of chemical composition, their physico-chemical effect on strength indicators (sТ) was taken into account. The resulting mathematical model is adequate according to the criteria of Fisher (F = 1,580) and Kochren (F = 0,380).Conclusions.The ranking of the elements of the chemical composition of St6ps steel in relation to their effect on strength indicators was carried out. This approach allows you to adjust the strength of the metal during its production by adjusting the content of elements of chemical composition.


Keywords


ranking; metal; chemical composition; mathematical model; hardness

References


Bol'shakov V.I. Substrukturnoye uprochneniye konstruktsionnykh staley [Substructural strengthening of structural steels]. Ed. 2, Kanada, Toronto: Bazilian Press, 1998, 316 p. (in Russian).

Bol'shakov V.I., Lauhin D.V. and Ivantsov S.V. Vliyaniye struktury austenita i produktov ego raspada na kvazikhrupkoye razrusheniye vysokoprochnogo tolstolistovogo prokata dlya stroitel'stva [Influence of austenite structure and its decay products on the quasi-brittle fracture of high strength plate for building construction]. Stroitel'stvo, materialovedenie, mashynostroenie [Building, materials science, mechanical engineering]. Pridnepr. gos. akad. stroitel’stva i arhetektury [Pridneprovs’ka State Academy of Civil Engineering and Architecture]. Dnipropetrovsk, 2016, no. 89, pp. 30–36. (in Russian).

Mishutn А., Kroviakov S., Pishev O. and Soldo B. Modified expanded clay lightweight concretes for thin-walled reinforced concrete floating structures. Technical Journal. 2017, vol. 11, no. 3, pp. 121124. Available at: https://hrcak.srce.hr/186657

Volchuk V., Klymenko I., Kroviakov S., and Orešković M. Method of material quality estimation with usage of multifractal formalism. Tehnički glasnik - Technical Journal. 2018, vol. 12, no. 2, рр. 9397.

Zhuravel I.M. and Svirska L.M. Vymiriuvannia userdnenogo rozmiru zeren metaly z vykorystanniam fraktaloi rozmirnosti [Measurement of the mean grain size in a metal by using fractal dimensions]. Fizyko – khimichna mekhchanika materialiv [Materials Science]. 2010, vol. 46, no 3, рp. 418420. (in Ukrainian).

Uzlov O., and Bolchakov V. Investigation of Acicular Ferrite Structure in HSLA Steel. Proceedings of the „Material Week 2002“. Werkstoffwoche-Partnerschaft GbR, Publisher: Werkstoff-Informationsgesellschaft, Frankfurt, 2002.

Volchuk V.M. K primeneniyu fraktal'nogo formalizma pri ranzhirovanii kriteriyev kachestva mnogoparametricheskikh tekhnologiy [Concerning the application of fractal formalism for ranging criteria of quality of multiparametric technologies]. Metallofizika i noveyshiye tekhnologii [Metal hysics and advanced technologies]. 2017, vol. 39, no 3, рp. 949957. Available at: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v39/i07/0949.html. (in Russian).

Bolshakov V.I., Volchuk V.M. and Dubrov Yu.I. Osnovy organizatsii fraktal'nogo modelirovaniya [Fundamentals of fractal modeling]. Kiev: Akademperiodika, 2017, 170 p. (in Russian).

Dubrov Yu., Bolshakov V. and Volchuk V. Puti identifikatsii periodicheskikh mnogokriterial'nykh tekhnologiy [Ways of periodic identification of multi-criteria technology]. Saarbrucken: Palmarium Academic Publishing. 2015, 236 p. Available at: https://www.palmarium-publishing.ru/extern/listprojects. (in Russian).

Bolshakov V.I., Volchuk V.N. and Dubrov Yu.I. Identifikatsiya mnogoparametricheskikh, mnogokriterial'nykh tekhnologiy i puti ikh prakticheskoy realizatsii [Multiparameter identification, multicriteria techniques and ways of their implementation]. Metaloznavstvo ta termichna obrobka metaliv [Metall Science and Heat Treatment of Metals]. 2013, no. 4. pp. 511. (in Russian).

Volchuk V.N. Issledovaniya vliyaniya khimicheskogo sostava chugunnykh prokatnykh valkov na ikh mekhanicheskiye svoystva [Studies of the influence of the chemical composition of cast iron rolls on their mechanical properties]. Visnyk Prydniprovsʹkoyi derzhavnoyi akademiyi budivnytstva ta arkhitektury [Bulletin of Prydniprovs’ka State Academy of Civil Engineering and Architecture]. 2014, no. 5, pp. 12–18. (in Russian).

Bolshakov V.I. and Fortigin A.A. Sposob opredeleniya oblasti kompromissa kriteriyev kachestva mnogokriterial'nykh tekhnologi [The field determining method of the quality criteria compromise of multicriteria technology]. Metaloznavstvo ta termichna obrobka metaliv [Metall Science and Heat Treatment of Metals]. 2016, no. 2, pp. 4046. (in Russian).


GOST Style Citations


Большаков В. И. Субструктурное упрочнение конструкционных сталей / В. И. Большаков. – Изд. 2 е, доп. и перераб. – Канада, Торонто : Базилиан Пресс, 1998. – 316 с.

Большаков В. И. Влияние структуры аустенита и продуктов его распада на квазихрупкое разрушение высокопрочного толстолистового проката для строительства / В. И. Большаков, Д. В. Лаухин, С. В. Иванцов // Строительство, материаловедение, машиностроение : сб. науч. тр. / Приднепр. гос. акад. стр-ва и архитектуры. – Днепропетровск, 2016. – Вып. 89 : Серия : Стародубовские чтения. – С. 30–36.

Modified expanded clay lightweight concretes for thin-walled reinforced concrete floating structures / А. Mishutn, S. Kroviakov, O. Pishev, B. Soldo // Tehnički glasnik.  2017.  Vol. 11, № 3.  P. 121124. – Режим доступу: https://hrcak.srce.hr/186657.  Перевірено 1.11.2017.

Method of material quality estimation with usage of multifractal formalism / V. Volchuk, I. Klymenko, S. Kroviakov, M. Orešković // Tehnički glasnikTechnical Journal.  2018.  Vol. 12.  № 2.  P. 9397. – Режим доступу: https://hrcak.srce.hr/202359.  Перевірено 1.11.2017.

Журавель І. М. Вимірювання усередненого розміру зерен металу з використанням фрактальної розмірності / І. М. Журавель, Л. М. Свірська // Фізико-хімічна механіка матеріалів. – 2010. – Т. 46.  № 3. – С. 126–12.  Режим доступу: http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/135345.  Перевірено 1.11.2017.

Uzlov О. Investigation of Acicular Ferrite Structure in HSLA Steel / O. Uzlov, V. Bolshakov // Proceedings of the "Materials Week 2002". Frankfurt, Germany : Werkstoff-Informationsgesellschaft, 2002.

Волчук В. Н. К применению фрактального формализма при ранжировании критериев качества многопараметрических технологий / В. Н. Волчук // Металлофизика и новейшие технологии.  2017.  Т. 39.  Вып 7.  С. 949957.  Режим доступу: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v39/i07/0949.html.  Проверено: 26.10.2018.

Большаков В. И. Основы организации фрактального моделирования : монография / В. И. Большаков, В. Н. Волчук, Ю. И. Дубров.  Киев : Академпериодика, 2017. – 170 с.

Дубров Ю. Пути индентификации периодических многокритериальных технологий : монография / Ю. Дубров, В. Большаков, В. Волчук. – Saarbrücken : Palmarium Academic Publishing, 2015.  236 с.  Режим доступу: https://www.palmarium-publishing.ru/extern/listprojects.  Перевірено 1.11.2017.

Большаков В. И. Идентификация многопараметрических, многокритериальных технологий и пути их практической реализации / В. И. Большаков, В. Н. Волчук, Ю. И. Дубров // Металознавство та термічна обробка металів. – 2013.  № 4. – С. 5–11.

Волчук В. Н. Исследования влияния химического состава чугунных прокатных валков на их механические свойства / В. Н. Волчук // Вісник Придніпровської державної академії будівництва та архітектури : зб. наук. пр. – Дніпропетровськ, 2014.  № 5. – С. 12–18.  Режим доступу: http://visnyk.pgasa.dp.ua/article/view/40698.  Перевірено 1.11.2017.

Большаков В. И. Способ определения области компромисса критериев качества многокритериальных технологий / В. И. Большаков, А. А. Фортыгин // Металознавство та термічна обробка металів. – 2016.  № 2. – С. 40–46.