Автореферат (1143871)
Текст из файла
На правах рукописиШарапова Динаида МихайловнаЭВОЛЮЦИЯ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВКОНСТРУКЦИОННЫХ НИЗКОЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙПРИ КРАТКОВРЕМЕННЫХ ЛОКАЛЬНЫХТЕРМИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЯХКОНЦЕНТРИРОВАННЫМИ ИСТОЧНИКАМИ ТЕПЛАСпециальность: 05.16.09 - Материаловедение(машиностроение)АВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степеникандидата технических наукСанкт-Петербург - 20181Работа выполнена в федеральном государственном автономномобразовательном учреждении высшего образования "СанктПетербургский политехнический университет Петра Великого"Научный руководитель:Пряхин Евгений Иванович, д-р техн. наук, проф., зав.
кафедрой"Материаловедение и технологии художественных изделий",ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский горный университет»Официальные оппоненты:Вологжанина Светлана Антониновна, д-р техн. наук, доцентфакультета низкотемпературной энергетики,ФГАОУ ВО«Санкт-Петербургскийнациональныйисследовательскийуниверситет информационных технологий, механики и оптики»Костина Мария Владимировна, д-р техн. наук, доцент, ведущийнаучный сотрудник, и.о. зав. лабораторией физикохимии имеханики металлических материалов, ФГБУН Институтметаллургии и материаловедения им.А.А.
Байкова РАНВедущая организация:АО "Центральный научно-исследовательский институт материалов"Защита состоится 19.02.2019г. в 16:00 часов назаседаниидиссертационного совета Д 212.229.30 при ФГАОУ ВО «СанктПетербургский политехнический университет Петра Великого»по адресу 195251, Санкт-Петербург, Политехническая 29,лабораторно-аудиторный корпус, аудитория кафедры «ТКМ и М».С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГАОУ ВОСПбПУ Петра Великого и на сайте www.spbstu.ru.Телефон для справок 8(812) 552-95-30.Автореферат разослан «____»___________ 2018 г.Ученый секретарьдиссертационного советаканд. техн. наук, доцентКУНКИНСергейНиколаевич2ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальностьтемы.Современноемашиностроениепрактически невозможно без кратковременных воздействийвысоких температур на материал.
Это характерно не только дляпроцесса производства, но и при ремонтных работах, широкоприменяемых во всех областях машиностроения при устранениидефектов и восстановлении геометрических и служебныххарактеристик деталей. Такие воздействия проявляются в видеэволюции структуры металла. В результате происходит в той илииной степени снижение физико-механических характеристик(деградация) материала, что определяет его работоспособность,служебные и эксплуатационные свойства изделий и ихремонтопригодность.Интенсивное освоение арктических и других регионов страныс тяжелыми климатическими условиями при активномиспользовании различной техники определяет необходимостьприменения в таких условиях хладостойких низколегированныхсталей повышенной и высокой прочности типа 10ХСНД,10ХН3МД, 07Г2НДМФБТ и др.
Обеспечение эксплуатационнойнадѐжности машиностроительных деталей и изделий, как внормальных, так и в экстремальных условиях, требует обеспечениягарантированного уровня свойств материала при отрицательныхтемпературах. Созданные в последние годы хладостойкиенизколегированные высокопрочные стали требуют расширениязнаний об изменениях структуры после кратковременныхлокальных нагревов для понимания механизма их деградации притаких воздействиях. Это позволит обеспечить комплекс физикомеханических и эксплуатационных свойств, высокое качество иремонтопригодностьизделий,успешнопрогнозироватьработоспособность материалов, эксплуатируемых при низкихтемпературах, что имеет не только методологическое значение дляматериаловедения, но и актуально для практики в различныхотраслях машиностроения.Основной объем исследований был выполнен в рамкахФедеральной целевой программы "Развитие гражданской морскойтехники на 2009-2016 годы"Цель работы.
Обеспечение стабильности качествамашиностроительных изделий из низколегированных хладостойкихсталей на основе выявления особенностей процесса эволюции3структуры и свойств материала при кратковременных локальныхтермических воздействиях.Основные задачи исследования:1. Оценка влияния, анализ и моделирование технологическихособенностейкратковременныхлокальныхтермическихвоздействий, определяющих характер структурных изменений истепень деградации свойств машиностроительных материалов;2. Совершенствование методов исследования эволюцииструктуры и еѐ контроля в процессе технологическихкратковременных локальных нагревов с целью снижениядеградации свойств в зоне термического влияния (ЗТВ) дляобеспечения высокого качества изделий и их ремонтопригодности;3. Экспериментальное исследование связей структурнофазового состава сталей в ЗТВ с комплексом физико-механическихи эксплуатационных свойств металла в этой зоне;4.
Комплексные испытания и определение физикомеханических эксплуатационных свойств исследуемых сталей наобразцах и изделиях. Разработка рекомендаций по обеспечениюнормативного уровня их эксплуатационных свойств с цельюобеспечения высокого качества, надежности и ремонтоспособности.Объект исследований. Конструкционные хладостойкиенизколегированные стали с пределом текучести до 690 МПа.Методы исследования. Математическое моделирование,моделированиетермическихцикловипроцессовструктурообразования на дилатометре, микрорентгеноструктурныйанализ, неразрушающие методики контроля качества материалов,металлографическиеисследования,стандартныеметодикиизмерений твердости и механических испытаний образцов.Научная новизна полученных в работе результатов:1. Установлены закономерности и взаимосвязи междутехнологическими факторами (определяющими особенностикратковременных локальных термических воздействий наматериал), характером структурных изменений и степеньюдеградации свойств машиностроительных материалов2.
Установлено, что в процессе повторных кратковременныхтермических воздействий у стали 07Г2НДМФБТ в интервалетемператур 700…800оС в участках крупного зерна по периметрузерен происходит образование и рост новых выделений,обогащенных углеродом и легирующими элементами за счет4обеднения приграничных областей зерна. Особенностью такихвыделений является преобладание в них мартенситной структуры вотличие от тела зерна с преимущественно бейнитной структурой,причем росту этих выделений способствует каждый последующийнагрев в интервал температур в окрестности точки Ас1 (Ас1- 30оС <Тmax2 < Ас1), снижение скорости охлаждения на первом цикле и еѐувеличение при повторных нагревах.3. Установлено, что под воздействием термических циклов настали типа 07Г2НДМФБТ с увеличением скорости охлаждения ω 8/5(в исследованном диапазоне скоростей охлаждения от 5°С/с до100°С/с при условии Тmax = const) происходит понижение медианы средних значений Тmd=0,5(Ts–Tf), температурного интервала начала(Тs) и конца (Тf) превращения аустенита по линейному закону.4.
Установлено, что образующиеся при кратковременныхповторных нагревах новые выделения с мартенситно-бейнитнойструктурой, являются ответственными за снижение работы ударапри многократных (от 2 и более) нагревах металла, что доказываетнеобходимость в ограничении количества повторных нагревов, вчастности при ремонте изделий из стали 07Г2НДМФБТ.
Однако,применение высоко концентрированных источников тепла типаэлектронноголучапозволяетобеспечитьвысокуюремонтопригодность изделий.5. Установлено, что в исследуемых сталях при тепловойстрожке средние скорости охлаждения в 2-3 раза превосходятскорости охлаждения при наплавке, в то время как средниескорости нагрева у этих процессов сопоставимы.Основные научные положения, выносимые на защиту.1.Установленныезакономерноститехнологическихособенностейивлиянияпараметровкратковременноготермического воздействия на эволюцию структуры и степеньдеградации свойств исследованных низколегированных сталейприменительно к производству и ремонту изделий;2. Результаты исследований и установленные взаимосвязиморфологических особенностей строения и структурно-фазовогосостава сталей в ЗТВ с комплексом физико-механических иэксплуатационных свойств (прочностных свойств, вязкости,хладостойкости, ремонтоспособности) материалов;53.
Результаты комплексных испытаний с определениемфизико-механических эксплуатационных свойств исследованныхсталей на образцах и изделиях;4.Разработанныерекомендациипообеспечениюнормативного уровня эксплуатационных свойств исследованныхсталей с целью обеспечения надежности, высокого качества иремонтопригодности изделий из этих сталей.Личный вклад автора заключается в сборе исистематизации информации, выборе и разработке методик,проведении экспериментов, обработке, анализе результатов,формулировке выводов, подготовке программ испытаний, докладови публикаций, в апробации результатов и разработке рекомендаций.Автор участвовал в работе творческих коллективов ссотрудниками, которые представлены в качестве соавторовнаучных публикаций или отмечены ссылками по тексту работы.Апробация работы.
Результаты работы обсуждались на IXконференции молодых ученых и специалистовЦНИИ КМ «Прометей», 3-5 июня 2010г., Санкт-Петербург; на 12-й Международнойнаучно-технической конференции «Инженерия поверхности и реновация изделий»,4-8 июня 2012г, Ялта, Крым; на Научно-практическом семинаре «Металлургия сварки и сварочные материалы», 4-5июня 2013г.,Санкт-Петербург; на II Международной научнопрактической конференции «Инновационные системы планирования и управления на транспорте и в машиностроении», 16-17 апре-ля2014 г., Санкт-Петербург; на Международнойнаучно-техничес-койконференции «Сварка и родственные технологии в экстремаль-ных иособых условиях», 11-12 ноября 2014 г., Санкт-Петербург; наМеждународнойнаучно-техническойконференции «Инновации иперспективы развития горного машиностроения и электро-техники:IPDME-2017», 23-24 марта 2017г., Санкт-Петербург.Практическая значимость диссертационных исследованийсостоит в разработке предложений по методам обеспечениянормативного уровня эксплуатационных свойств, надежности иремонтоспособности сталей и изделий, которые закреплены:- в руководящем документе РД 5.УЕИА.3595-2016 «Электронно-лучевая сварка изделий машиностроения изразличных материалов.
Технологическая инструкция»;6втехнологическойинструкции«Ремонтмашиностроительных деталей из сталей повышенной и высокойпрочности» (проект).Публикации. По теме диссертации опубликовано 22печатных работы, из них 8 - в рецензируемых научных изданиях,включенных в перечень ВАК РФ.Объем и структура работы. Диссертация состоит извведения, 6 глав, заключения, перечня литературы и приложений.Основной текст на 140 стр., включает 59 рисунков, 19 таблиц,список литературы из 106 наименований и 5 приложений.ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫВо введении дано обоснование актуальности работы,сформулированы цель и задачи исследования, научная новизна,основные положения, выносимые на защиту, прикладное значение ипрактическая ценность полученных результатов, приведенысведения о публикациях по теме диссертации с указанием личноговклада автора, апробации, объеме и структуре диссертации.Первая глава содержит анализ состояния и развитияхладостойких низколегированных сталей, востребованных вмашиностроении в связи с активным промышленным освоениемшельфа северных морей и арктических регионов.
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.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
