Автореферат (Эволюция структуры и свойств конструкционных низколегированных сталей при кратковременных локальных термических воздействиях концентрированными источниками тепла), страница 3

Исследованияпроводились параллельно и методически по одной схеме. Показано,что структуры в ЗТВ после воздействия ЭЛ и ЛП зависят отпогонной энергии и по существу идентичны, являясь по составумартенситно - бейнитными (рис. 14), и ЗТВ при данных способахнагрева в части прочности не является самым слабым звеном, т.к.все поперечные образцы разрушались по основному металлу.абвгРис. 14. Микроструктура ЗТВ стали 10ХН3МД при воздействии лазера:а - участок перегрева; б - участок полной перекристаллизации в - участокчастичной перекристаллизации; г - участок отпуска.

(х500)При испытаниях образцов Шарпи с надрезом по участкукрупного зерна ЗТВ работа удара при отрицательных температурахзначительно превышала действующие нормативные требования.Установленные связи структурно-фазового состава металлаЗТВ исследуемых хладостойких сталей с физико-механическимисвойствами металла в области теплового воздействия ЭЛ и ЛПпоказали возможность обеспечения лучевыми способамистабильного качества в сочетании с высокой вязкостью металла вЗТВ при эксплуатационных (до − 60ºС) температурах,преимущества и перспективность лучевых технологий взамендуговых при производстве машиностроительных деталей.14В шестой главе диссертации экспериментально показано, чтоисследованные стали имеют соответствующие ограничения в частиремонтоспособности при применении технологий, основанных нанагревах электрической дугой. Результаты испытаний позволилипровести градацию сталей по их ремонтоспособности (поколичеству допускаемых повторных локальных нагревов материалапри ремонте детали) в зависимости от регламентируемогонормативной документацией минимально допускаемого уровняработы удара [KV] (табл.

2).Таблица 2Количество допускаемых локальных ремонтных нагревовМарка сталиКатегорияпрочностиЭЛ илилазерныйлучПределМалоПовышенной Ответствен- Все группытекучести ответствен- ответствен- ные деталиответстМПаные деталиостивенностиKV≥0,7[KV] KV≥0,8[KV] KV≥0,9[KV]10ХСНД≥ 390НеНеНеограничено ограничено ограниченоНе10ХН3МД≥ 490НеНе болееНе болееограничено 3 нагревов 5 нагревов ограниченодля всех≥ 590Не болееНе болееНе болеегрупп07Г2НДМФБТ2 нагревов3 нагревов5нагревов≥ 630Не болееНе болееНе более1 нагрева2 нагревов 3 нагревовЭлектрическая дугаПолученные данные показывают, что исследованные стали,кроме стали 10ХСНД, должны иметь соответствующие ограниченияпри применении технологий ремонта, основанных на нагревахэлектрической дугой.

В первую очередь, это касается стали07Г2НДМФБТ с пределом текучести σт ≥ 630 МПа.По результатам исследований ремонтоспособности сталейразработана Технологическая инструкция на ремонт деталей изсталей повышенной и высокой прочности (проект), представленнаяв приложениях к диссертации.В материалах главы приведена информация о внедрениирезультатов работы. Отмечается, что результаты использованы вНИЦ «Курчатовский институт» - ЦНИИ КМ «Прометей» привыполненииработпотехнологическомунаправлению15«Судостроительное производство» в рамках Федеральной целевойпрограммы «Развитие гражданской морской техники на 2009-2016годы», что позволило обосновать перспективность примененияэлектронно-лучевых технологий для производства изделий,использующихся в Арктике, и разработать руководящий документРД 5.УЕИА.3595-2016 - «Электронно-лучевая сварка изделиймашиностроения из различных материалов. Технологическаяинструкция».

Результаты исследований также внедрены на ОАО«Адмиралтейские верфи», на ООО «Завод технологическихисточников» и в Северо-западном региональном межотраслевоматтестационном центре НАКС (подтверждено актами внедрения).Завершаетсяглавапостроениемматематической(когнитивной) модели производства, позволяющей оценить влияниеосновных технологических и производственных факторов накачество изделий в процессе их изготовления.ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ1. Выполнены анализ и оценка влияния технологическихособенностейкратковременныхлокальныхтермическихвоздействий, определяющих характер структурных изменений истепень деградации свойств машиностроительных материалов.Определены и усовершенствованы методы исследования эволюцииструктуры и ее контроля в процессе технологических локальныхнагревов низколегированных хладостойких сталей повышенной ивысокой прочности с пределом текучести до 690 МПа,примененные в диссертационной работе с целью снижениядеградации свойств металла в ЗТВ, обеспечения высокого качестваизделий и их ремонтопригодности.2.

Выявлены взаимосвязи структурно-фазовых превращений вЗТВ исследованных сталей с основными характеристикамидействующих в ЗТВ термических циклов при кратковременныхлокальных технологических нагревах. Определены закономерностиизменений температурного интервала превращения аустенита стали07Г2НДМФБТ и установлены условия и закономерностиформирования хрупкой мартенситно-бейнитной окантовки границкрупного зерна на участке перегрева ЗТВ этой стали.3. Выполнены комплексные испытания исследуемых сталей,определены их физико-механические свойства (прочностныехарактеристики, ударная вязкость при эксплуатационных16температурах, твердость) химический и структурно-фазовый составметалла на модельных образцах, лабораторных пробах и штатныхизделиях.

На основе экспериментальных исследований сталейустановлены связи структурно-фазового состава различныхучастков ЗТВ с физико-механическими и эксплуатационнымисвойствами металла изучаемых участков.4. Разработаны и внедрены рекомендации по обеспечениюнормативного уровня эксплуатационных свойств с цельюобеспечения качества, надежности и ремонтоспособностиисследуемых сталей, закрепленные в нормативных документах (вРД 5.УЕИА 3595-2016 и проекте технологической инструкции наремонт деталей).ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИПубликации в изданиях, рекомендованных перечнем ВАК РФ:Сергеев Ю.Г., Шарапова Д.М.

Исследовaние химическогосостaвa, твердости и структуры метaллa свaрных соединений стaли15ХСНД применительно к пролетным конструкциям мостов. - //Вопросы материаловедения, 2009, № 4 (60). С.89-100.2.Иванов А.Ю., Сулягин Р.В., Орлов В.В., Круглова А.А.,Шарапова Д.М., Иванов С.Ю. Исследование структуры зонытермического влияния сварного соединения из стали классапрочности Х80 после имитационного моделирования термическихвоздействий.

- // Вопросы материаловедения, 2010, № 1(61).С.31-39.3.Круглова А.А., Орлов В.В., Шарапова Д.М. Моделированиетепловыхвоздействийназонутермическоговлияниявысокопрочной трубной стали К70 при двухпроходной сварке подфлюсом. - // Металлург. 2014. № 9.

С. 98-104.4.Гулаков КВ., Шарапова Д.М. Оценка влияния основныхпроизводственных факторов на качество продукции на основекогнитивной модели сварочного производства. - // Сварка идиагностика. 2014. № 4. С. 30-35.5.Пряхин Е.И., Шaрaповa Д.М. К вопросу о деградациисвойств низколегированных конструкционных сталей прикратковременных нагревах. - // «Научно-технические ведомостиСПбГПУ». 2014. - С.121-129.6.Пряхин Е.И., Шaрaповa Д.М. Имитационное моделированиеструктуры зоны термического влияния сварных соединений1.17низколегированных сталей - // Записки Горного института.

2014. Т.209. С. 239-243.7.ПряхинЕ.И.,ШaрaповaД.М.,ШараповМ.Г.Технологическая свариваемость низколегированных сталей присварке под флюсом на высоких погонных энергиях - // Сварочноепроизводство № 4, 2016. С. 3 – 15.8.Шaрaповa Д.М., Пряхин Е.И., Старцев В.Н. Структуризацияи моделирование процессов локальных кратковременных нагревовприменительно к дуговым технологиям сварки и ремонта сварныхсоединений.

- // Металлообработка. 2018. № 3 (105). С. 47-53.Публикации в других изданиях:9.Шарапова Д.М., Сергеев Ю.Г., Мартягин Ю.А..Исследование металла стыковых сварных соединений стали15ХСНД при односторонней сварке под флюсом. - // Петраньевскиечтения. «Сварочные материалы»,Доклады Международнойнаучно-технической конференции, Санкт-Петербург 18-22 мая2009г – СПб: Изд. Политех.

универ., 2009.- С.163-168.10.Иванов А.Ю., Иванов С.Ю., Круглова А.А., Орлов В.В.,Сулягин Р.В., Шарапова Д.М. Прогнозирование структуры зонытермического влияния трубной стали класса прочности Х80. - //Сборник докладов XV междунар. научно-техн. конф. «Проблемыресурса и безопасной эксплуатации материалов и конструкций»,Санкт-Петербург 27-29 октября 2009г. С. 243-248.11.Круглова А.А., Орлов В.В., Шарапова Д.М. Моделированиетермических воздействий в зоне термического влияния при сваркевысокопрочной трубной стали класса прочности К70. - // Сборникдокладов XV междунар. научно-техн.