Автореферат (1025446)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Работа выполнена на кафедре технологий сварки и диагностикиМГТУ имени. Н.Э. БауманаНаучный руководитель:кандидат технических наукКОБЕРНИК Николай ВладимировичМГТУ имени. Н.Э. Баумана, доцентОфициальные оппоненты:доктор технических наукШОЛОХОВ Михаил АлександровичООО «ШТОРМ», директоркандидат технических наук, доцентАНТОНОВ Алексей АлексеевичРГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М.Губкина,кафедра сварки и мониторинга нефтегазовыхсооружений, доцентВедущая организация:Санкт-Петербургский политехническийуниверситет Петра ВеликогоЗащита состоится «14» декабря 2017 г. в 16:00 часов на заседаниидиссертационного совета Д 212.141.01 при Московском государственномтехническом университете им. Н.Э.

Баумана по адресу: 105005, Москва, ул. 2-яБауманская, д. 5, стр. 1.Телефон для справок: +7 (499) 267-09-63.Ваш отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенный печатьюорганизации, просим направлять на имя ученого секретаря диссертационногосовета по указанному адресу.С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГТУ имени. Н.Э. Баумана ина сайте http://www.bmstu.ru.Автореферат разослан «____» _____________ 2017 г.УЧЁНЫЙ СЕКРЕТАРЬдиссертационного советад.т.н., доцентКоновалов А.В.Общая характеристика работыАктуальность работы. Растущие объемы строительства опасных иответственных сварных металлоконструкций в условиях низких температурнакладывают дополнительные требования на механические характеристикисварных соединений, в частности, ударную вязкость сварного шва истабильность ее значений.

Одним из способов сварки, широко применяемым натаких объектах, является автоматическая дуговая сварка под слоем флюса.Однако применение этого способа может вызвать интенсивный рост зерна в швеи околошовной зоне (ОШЗ) вследствие большого тепловложения, что ведет кпадению значений ударной вязкости.Одним из перспективных способов воздействия на механическиехарактеристики металла шва является его модифицирование. Модифицированиеметалла шва позволяет увеличить механические свойства, и, в частности,ударную вязкость.

При этом применение элементов-модификаторов может невызывать значительного удорожания сварочных материалов по сравнению страдиционными подходами (например, легированием никелем).Из четырех основных типов модификаторов наибольший интерес присварке представляют собой модификаторы, выступающие в качестве центровкристаллизации. Для этого размер частиц, вводимых в готовом виде, долженбыть достаточно мал (не более 500 нм). Традиционно для этого применялиподход, при котором в расплав сварочной ванны вводили химические элементы,которые реагировали в реакционной зоне сварочной ванны с образованиемтугоплавких соединений искомого размера и концентрации. Однако при такомподходе возникает сложность с контролем требуемого размера тугоплавкихчастиц и их состава.

Образование тугоплавких составляющих зависит оттемпературных и временных параметров их возникновения. Особый интереспредставляет введение таких соединений в готовом виде. Но это сталовозможным только за счёт развития нанотехнологий. Аналитический обзорпоказал, что в данном направлении существует заинтересованностьисследователей, однако работы, в основном, носят поисковый характер.Из вышеизложенного следует, что разработка технологии сварки сприменениемнаноразмерныхэлементов-модификаторовимеетисключительную актуальность.Актуальность выбранной темы диссертационного исследованияподтверждается его выполнением в рамках реализации федеральной целевойпрограммы «Исследования и разработки по приоритетным направлениямразвития научно-технического комплекса России на 2014 – 2020 годы» по теме«Разработка принципов модифицирования металла шва сварных соединенийнизкоуглеродистых низколегированных сталей за счет применения1наноразмерных частиц» (Соглашение № 14.548.21.0216 от 28.09.2016 г.,уникальный идентификатор ПНИЭР RFMEFI57816X0216).Целью работы является повышение ударной вязкости металла швасварных соединений из низкоуглеродистых низколегированных сталей за счетмодифицирования металла шва наноразмерными частицами.Задачи исследования.1.

На основе литературного анализа определить составы тугоплавкихнаноразмерных частиц, уже опробованных для модифицирования металлов исплавов в различных технологических процессах.2. Обосновать способ введения наноразмерных частиц в сварочную ваннуна основании термодинамического расчета и предварительных экспериментов.3.

Предложить присадочный материал для сварки под флюсом сприменением наноразмерных тугоплавких частиц.4. Провести экспериментальные исследования по выбранной схеме сваркии определить влияние тугоплавких наноразмерных частиц на ударную вязкостьметалла шва.5. На основании экспериментальных исследований определить влияниетугоплавких наноразмерных частиц на структуру металла шва.6. Определить состав тугоплавких наноразмерных частиц, оказывающихнаибольшее влияние на свойства металла шва при сварке низкоуглеродистыхнизколегированных сталей.7. Разработать технологические рекомендации по дуговой сварке подфлюсом низкоуглеродистых низколегированных сталей.Методы исследования.

Результаты работы получены путемтеоретических и экспериментальных исследований. Эксперименты по сваркепроводили с применением оборудования для автоматической двухдуговойсварки под слоем флюса. Металлографический анализ структуры сварного швапроводили с использованием оптических микроскопов Биомед-2 и Axiovert 200.Механические свойства металла шва определяли путём испытаний образцовтипа X на ударный изгиб (ГОСТ 6696) на копре маятниковом ИО 5003-0.3 притемпературе испытаний – 20 °С.

Исследования фрактограмм изломов проводилина электронных микроскопах Helios, ESCAN VEGA II с системойрентгеноспектрального микроанализа Oxford INCA Energy 350. Обработкуполученных данных проводили с использованием стандартных программMicrosoft Excel, MathCAD и AutoCAD.Ценность выполненных исследований: показана перспективностьприменения наноразмерных частиц карбида вольфрама для модифицированияметалла шва при автоматической сварке под флюсом с целью повышения2значений ударной вязкости.

Даны практические рекомендации по введениянаноразмерных частиц в расплав сварочной ванны.Научная новизна диссертационной работы состоит в следующем:1.Показано, что введение наноразмерных частиц в сварочную ваннучерез лигатуру, предварительно расположенную в разделке, обеспечиваетмодифицирование металла шва и рост значений ударной вязкости.2.Установлено, что частицы нитрида титана при их введении вголовную часть сварочной ванны диссоциируют с образованием титана и азота.При этом титан участвует в процессах раскисления и легирования металла шва,а азот формирует газовые полости (поры, каналы), что приводит к увеличениюразброса значений ударной вязкости.3.Установлено, что частицы карбида вольфрама при их введении вголовную часть сварочной ванны сохраняются в металле шва и выполняютфункцию модификатора, что приводит к снижению как размера зерна не менеечем в 2 раза, так и к снижению разброса этого показателя и, как следствие, кувеличению среднего значения ударной вязкости не менее чем на 35 % иснижению разбросу ее значений не менее чем на 40 %.Практическая значимость.

Предложен вариант введения наноразмерныхчастиц карбида вольфрама в расплав сварочной ванны при автоматическойсварке под флюсом. Показана нецелесообразность увеличения объема засыпкилигатуры т.к. избыток кислорода, содержащегося между гранулами, вызываетчастичное окисление карбида вольфрама, что приводит к увеличению разбросазначений ударной вязкости металла шва. Рекомендуется ограничивать введениена уровне 0,04 об.% композиционных гранул по отношению к металлу шва, что,в частности, соответствует площади засыпки 7 мм2 при выполнении сварногосоединения С-19 по ГОСТ 8713 пластин толщиной 10 мм.

Результаты работыбыли использованы при разработке электродной и присадочной порошковойпроволоки, содержащей наноразмерные частицы в шихте и приняты квнедрению при производстве присадочной и электродной проволоки, в шихтукоторых введены наноразмерные частицы, в ООО «НИИМонтаж»(г. Краснодар).Достоверность и точность результатов работы подтверждаетсяиспользованием научно-обоснованных и апробированных методик инженерногоанализа и обработки данных, результатами опытной верификации полученныхтеоретических результатов.На защиту выносятся:1.Влияние наноразмерных частиц карбида вольфрама на структуру исвойства металла шва.32.Механизм поведения наноразмерных частиц нитрида титана припопадании их в головную часть сварочной ванны при автоматической сварке подфлюсом и их влияние на структуру и свойства металла шва.Апробация работы.Основные результаты работы доложены на VI Международнойконференции молодых ученых «Будущее машиностроения России» (г.

Москва,2013 г.), VII Международной конференции молодых ученых «Будущеемашиностроения России» (г. Москва, 2014 г.), VII Всероссийской конференциимолодых ученых и специалистов «Будущее машиностроения России» (г. Москва,2015 г.), IX Всероссийской конференции молодых ученых и специалистов«Будущее машиностроения России» (г. Москва, 2016 г.), Международнойнаучно-практической конференции «Технические науки: научные приоритетыученых» (г. Пермь, 2016), III Международной научно-практическойконференции «Новые технологии и проблемы технических наук» (г.

Красноярск,2016 г.) и на научном семинаре кафедры «Технологии сварки и диагностики»МГТУ им. Н.Э. Баумана (г. Москва, 2016).Личный вклад соискателя заключается в непосредственном участии висследовательской работе по теме диссертации на всех этапах. Им личновыполнен литературный обзор по теме исследования, выполнены теоретическиеи экспериментальные исследования, выполнена обработка результатов и ихобобщение, подготовлены и сделаны доклады на конференциях и семинарах.Публикации: материалы диссертации отражены в 5 печатных работах, втом числе 3 в изданиях по перечню ВАК РФ (общий объем 1,23 п.л.)Структура и объем диссертации.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов диссертации