Диссертация (1143872), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Разработкарекомендаций по обеспечению нормативного уровня их эксплуатационных свойств сцелью обеспечения высокого качества, надежности и ремонтоспособности.Объект исследований. Конструкционные хладостойкие низколегированныестали с пределом текучести до 690 МПа.Методы исследования. В работе использовалось математическое моделирование,моделирование термических циклов и процессов структурообразования на дилатометре,микрорентгеноструктурный анализ (МРСА), неразрушающие методики контроля6качества материалов, металлографические исследования, стандартные методикиизмерений твердости и механических испытаний образцов.Научная новизна полученных в работе результатов:1. Установлены закономерности и взаимосвязи между технологическимифакторами (определяющими особенности кратковременных локальных термическихвоздействий на материал) характером структурных изменений и степенью деградациисвойств машиностроительных материалов2.
Установлено, что в процессе повторных кратковременных термическихвоздействий у стали 07Г2НДМФБТ в интервале температур 700…800 оС в участкахкрупного зерна по периметру зерен происходит образование и рост новых выделений,обогащенных углеродом и легирующими элементами за счет обеднения приграничныхобластей зерна. Особенностью таких выделений является преобладание в нихмартенситной структуры в отличие от тела зерна с преимущественно бейнитнойструктурой, причем росту этих выделений на границах зерен способствует каждыйпоследующий нагрев в интервал температур в окрестности точки Ас1 (Ас1- 30оС < Тmax2 <Ас1).3. Установлено, что под воздействием термических циклов на стали типа07Г2НДМФБТ с увеличением скорости охлаждения ω8/5(в исследованном диапазонескоростей охлаждения от 5°С/с до 100°С/с при условии Т max = const) происходитпонижение медианы - средних значений Тmd = 0,5 (Тs - Тf) температурного интерваланачала (Тs) и конца (Тf) превращения аустенита по линейному закону.4.
Установлено, что образующиеся при кратковременных повторных нагревахновые выделения с мартенситно-бейнитной структурой, являются ответственными заснижение работы удара при многократных (от 2 и более) нагревах металла, чтодоказывает необходимость в ограничении количества повторных нагревов, в частностипри ремонте изделий из стали 07Г2НДМФБТ.Однако, применение высококонцентрированных источников тепла типа электронного луча позволяет обеспечитьвысокую ремонтопригодность изделий.5. Установлено, что в исследуемых сталях при тепловой строжке средние скоростиохлаждения в 2-3 раза превосходят скорости охлаждения при наплавке, в то время каксредние скорости нагрева у этих процессов сопоставимы.7Основные научные положения, выносимые на защиту.1. Установленные закономерности технологических особенностей и влиянияпараметров кратковременного термического воздействия на эволюцию структуры истепень деградации свойств исследованных низколегированных сталей применительно кпроизводству и ремонту изделий.2.
Результаты исследований и установленные взаимосвязи морфологическихособенностей строения и структурно-фазового состава сталей в ЗТВ с комплексомфизико-механических и эксплуатационных свойств (прочностных свойств, вязкости,хладостойкости, ремонтоспособности) материалов;3.
Результаты комплексных испытаний с определением физико-механическихэксплуатационных свойств исследованных сталей на образцах и изделиях.4.Разработанныерекомендацийпообеспечениюнормативногоуровняэксплуатационных свойств исследованных сталей с целью обеспечения надежности,высокого качества и ремонтопригодности изделий из этих сталей.Личный вклад автора заключается в сборе и систематизации информации,выборе и разработке методик, проведении экспериментов, обработке, анализерезультатов, формулировке выводов, подготовке программ испытаний, докладов ипубликаций, в апробации результатов и разработке рекомендаций. Автор участвовал вработе творческих коллективов с сотрудниками, которые поименно представлены вкачестве соавторов научных публикаций или отмечены ссылками по тексту работы.Апробация работы.
Основные результаты работы обсуждались на 6 конференцияхи семинарах, в частности: на IX конф. молодых ученых и спец. ФГУП ЦНИИ КМ«Прометей», 3-5 июня 2010г., Санкт-Петербург; на 12-й Международной научно-техн.конф. «Инженерия поверхности и реновация изделий», 4 - 8 июня 2012г, Ялта, Крым; наНаучно-практич. семинаре «Металлургия сварки и сварочные материалы», посв.
100летию со дня рожд. проф. Г.Л.Петрова, 4-5 июня 2013г.,Санкт-Петербург; на IIМеждународной научно-практич. конф. «Инновационные системы планирования иуправления на транспорте и в машиностроении», 16-17 апреля 2014 г., Санкт-Петербург;на Международной научно-техн. конф. «Сварка и родственные технологии вэкстремальных и особых условиях», 11-12 ноября 2014 г., Санкт-Петербург; наМеждународной научно-техн. конф.
«Инновации и перспективы развития горногомашиностроения и электротехники: IPDME-2017», 23-24 марта 2017г., Санкт-Петербург.8Практическая значимость диссертационных исследований состоит в разработкепредложений по методам обеспечения нормативного уровня эксплуатационных свойств,надежности, долговечности и ремонтоспособности сталей и изделий, определенныеучастки которых при изготовлении и ремонте подвергаются технологическимкратковременным локальным нагревам.Рекомендации, технологические приемы и предлагаемые мероприятия, в томчисле по ограничению вводимой в материал энергии, при производстве и ремонтеизделий из низколегированных сталей с пределом текучести до 690 МПа, закреплены:- в руководящем документе РД 5.УЕИА.3595-2016 - «Электронно-лучевая сваркаизделий машиностроения из различных материалов.
Технологическая инструкция »;- в технологической инструкции - «Ремонт машиностроительных деталей изсталей повышенной и высокой прочности» (проект).В итоге работа предоставляет технологу возможность определить влияниеосновных факторов на качество изделий и обеспечить нормативные требования иэксплуатационные свойства сталей путем соответствующего контроля и управлениятехнологическими параметрами в процессе производства и при ремонте, а проектантутехнологического оборудования практические рекомендации по разработке цифровогоуправления, применительно к оборудованию, где в качестве источника теплаиспользуется сварочная дуга.Публикации. По теме диссертации опубликовано 22 печатные работы, из них 8 в рецензируемых научных изданиях, включенных в перечень ВАК РФ.Объем и структура работы.
Диссертация состоит из введения, 6 глав,заключения, перечня использованной литературы и приложений. Основной текст на140 стр. включает 59 рисунков, 19 таблиц, список литературы из 106 наименований и 5приложений.Диссертационная работа соответствует области исследований по паспортуспециальности по пунктам:- Теоретические и экспериментальные исследования фундаментальных связейсостава и строения материалов с комплексом физико-механических эксплуатационныхсвойств с целью обеспечения надежности и долговечности материалов и изделий.9- Разработка и совершенствование методов исследования и контроля структуры,испытаниеиопределениефизико-механическихиэксплуатационныхсвойствматериалов на образцах и изделиях.Благодарности.Автор благодарит научного руководителя д.т.н., профессора Пряхина ЕвгенияИвановича за методическую помощь в работе, а также руководителей подразделений ивсех сотрудников ЦНИИ КМ "Прометей", Горного университета и Политехническогоуниверситета Петра Великого, которые в процессе выполнения диссертационной работыоказывали помощь в организации исследований, участвовали или помогали впроведенииэкспериментов.Отдельнаяблагодарностьколлегам,поименнопредставленным в качестве соавторов научных публикаций по теме диссертации илиотмеченным специальными ссылками по тексту работы, за ту большую помощь, котораяобеспечила высокое качество исследований при совместной работе в составе творческихколлективов.
Автор выражает большую признательность руководителям и сотрудникампредприятий, оказавшим содействие при внедрении результатов работ.10ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР1.1. Применяемые низколегированные хладостойкие конструкционные сталис пределом текучести до 690 МПаЛегирование стали используется для получения требуемых механическиххарактеристик,физическихихимическихсвойств,обеспеченияопределенныхтехнологических свойств. Основная информация о влиянии основных легирующих имикролегирующих элементом на свойства стали содержится в [1-6].В сталях для ответственных деталей высокие показатели прочности должнысочетаться с высокой вязкостью, пластичностью, стойкостью против хрупкихразрушений [7].
Такие стали должны обладать хорошей технологичностью иремонтоспособностью.В нашей стране техническая потребность в сталях повышенной и высокойпрочности с Т ≥ 360Н/мм2 возникла в 60-70-е годы ушедшего столетия. Поставляемыена тот момент стали не всегда обеспечивали работоспособность при эксплуатации инеобходимую технологичность в процессе изготовлении изделий, в частности, присварке, активно внедрявшейся в промышленности. Имелиместо многочисленныеслучаи холодных трещин и слоистых разрушений [3, 43].В связи необходимостью решения назревших проблем в работах [8-12 и др.] былиобоснованы и предложены новые более жесткие требования к полуфабрикатам из сталиответственного назначения: повышены требования по ударной вязкости и введены внормативную документацию испытания на образцах Шарпи с острым надрезом, дляповышения технологичности снижено содержание углерода и т.д.
Было показано, чтосклонность стали к возникновению и распространению трещин в изделиях можетпрогнозироваться на основе анализа вида и строения излома, и что энергияраспространение трещин прямо пропорционально количеству волокна, наблюдаемому визломе, рис. 1.1 [13, 14]. Поэтому при производстве, совершенствовании существующихи разработке новых сталей специальное внимание обращается на формированиеизотропной структуры и стабильное получение волокнистого излома по всему сечениюполуфабриката и в металле ЗТВ после локальных тепловых воздействий.В связи с освоением территорий с суровым климатом и арктического шельфасеверных морей в на стыке ХХ – ХХI веков возниклаострая необходимость вхладостойких сталях повышенной и высокой прочности, отвечающих разработанным11новым международным требованиям к полуфабрикатам, включавших требования поударной вязкости и свойствам в направлении толщины и др.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
