Диссертация (1143872), страница 20
Текст из файла (страница 20)
Анализполученных закономерностейпримоделированиитепловыхвоздействий в ЗТВ на образцах стали 07Г2НДМФБТ показывает, что для термическихциклов, укладывающихся в пределы 1350оС≥Tmax≥900оС, независимо от источникаэнергии при условии ω8/5=const устойчивость аустенита увеличивается по мереснижения Tmax и уменьшения прочности стали. Установлено, что в исследованныхпределах с увеличением скорости охлаждения ω1 (при Tmax=const) не зависимо от Tmaxпроисходит линейное понижение медианы - среднего значения Тmd = 0,5(Ts–Tf)температурного интервала начала (Ts) и конца (Tf) превращения аустенита, причем сростом прочности устойчивость аустенита падает.1.2.
Установлено, что в результате повторного нагрева в интервал температурнесколько ниже критической точки (Ас1- 30оС < Тmax2 < Ас1) на участке перегрева ЗТВпоявляются выделения по периметру крупных зерен с мартенсито-бейнитнойструктурой, обогащенной легирующими элементами и углеродом. Укрупнению этихвыделений способствуют понижение скорости охлаждения (ω1) на 1-ом термическомцикле, повышение скорости охлаждения (ω2) на 2-м цикле и количество повторныхнагревов в указанный интервал температур.
При повышении температуры повторногонагрева границы истончаются и полностью исчезают при 900 оС.1.3. Сопоставление результатов исследований металла реальных деталей из стали07Г2НДМФБТ после технологических нагревов в процессе производства с результатами115моделирования, доказывают наличие связи между низкими значениями работы удара инаблюдаемыми особенностями эволюции структуры в ЗТВ при воздействии высокойпогонной энергии в процессе двукратного термического цикла.1.4. Эволюция структуры и деградация свойств металла в ЗТВ высокопрочныххладостойких низколегированных сталей при неоднократных технологических нагревахдеталей требуют ограничений на энергетические параметры процесса и строгогоконтроля над ними.
В частности, установленная для стали 07Г2НДМФБТ взаимосвязьскорости охлаждения металла и количества нагревов с объемом выделений попериметру зерен указывают на ограниченную ремонтоспособность стали.1.5.ИсследованияструктурыисвойстввЗТВпослевоздействиявысококонцентрированных лучевых источников теплоты показали, что в связи свысокой скоростью охлажденияпри этих процессах (ω8/5 ≥100оС/с) на участкахкрупного зерна ЗТВ на стали 10ХН3МД наблюдается рост микротвердости с 370 HV до420 HV. Было установлено, что прочностные характеристики металла в ЗТВ прииспытаниях на статическое растяжение образцов на всех исследовавшихся сталях нениже, чем у основного металла.
При испытаниях на ударный изгиб образцов Шарпипосле однократных и двукратных нагревов с расположением надреза по участкукрупного зерна ЗТВ происходило вязкое разрушение образцов с работой ударасущественно выше нормативных требований.1.6. Результаты имитационного моделирования тепловых процессов в ЗТВ,верифицированные совокупностью металлографических исследований и практическихмеханических испытаний опытных проб и штатных деталей, подтверждающихзависимость характеристик работоспособности сталей от свойств формируемыхструктур,показали высокую их технологичность при гарантированном обеспечениисвойств в ЗТВ в производстве деталей и изделий машиностроения с применениемпрогрессивных лучевых технологий.1.7. Установлено, что в исследуемых сталях при тепловой строжке средниескорости охлаждения в 2-3 раза превосходят скорости охлаждения при наплавке, в товремя как средние скорости нагрева у этих процессов сопоставимы.1.8.
Предложены две математические модели:- теплофизическая модель, разработанная на основе уравнения нестационарнойтеплопроводности, позволяющая путем численных решений (с помощью программы116Flex-EDF)датьрасчетнуюоценкупараметровтермическихцикловприкратковременных локальных термических воздействиях на материал с учетом основныхтехнологических факторов применительно к изготовлению и ремонту изделий;- когнитивная модель промышленного производства, устанавливающая влияниена качество изделий основных технологических и производственных факторов с учетомих взаимосвязи, применительно к промышленным технологиям, при реализациикоторых имеют место кратковременные локальные термические воздействия наматериал.2.
Результаты математического моделирования и системных исследованийметалла модельных образцов, лабораторных проб и штатных изделий после локальныхтехнологических нагревов позволяют обосновать следующие рекомендации:2.1. Для снижения уровня деградации металла на участке перегрева (крупногозерна) при локальном тепловом воздействии следует в максимальной степени уменьшатьвеличину вводимой в детали тепловой энергии.2.2. Обеспечение требуемых значений механических свойств в ЗТВ возможно:- в случае применения традиционных источников нагрева, таких как дуга,посредством использованияадаптивныхтехнологийс цифровымуправлениемпроцессами нагрева и переноса металла, снижающими энергетическую нагрузку наметалл ЗТВ;- при радикальном изменении технологии производства изделий, т.е.
вперспективенужноориентироватьсянаприменениевысококонцентрированныхлучевых источников теплоты.3. Технологические особенности и мощность источников нагрева в процессеремонта определяются степенью ответственности изделий и уровнем прочностиприменяемых сталей. Результаты исследований ремонтоспособности сталей позволилиустановить для деталей разного уровня ответственности в зависимости от видатеплового источника при выявлении дефектов количество допускаемых ремонтныхнагревов.
Полученные результаты исследований в сочетании с данными испытанийобеспечилизавершениедиссертационнойработыследующимиосновныминормативно - техническими разработками, имеющими практическое значение:1173.1. Разработан и выпущен руководящий документ РД 5.УЕИА.3595-2016 "Электронно-лучевая сварка изделий машиностроения из различных материалов.Технологическая инструкция";3.2.
Технологическая инструкция на ремонт деталей из сталей повышенной ивысокой прочности (проект).4. Наиболее важные результаты работы использованы и внедрены:4.1.В ЦНИИ КМ «Прометей» при изготовлении и ремонте деталей иконструкций из низколегированных сталей в рамках хоздоговорных работ, а также привыполнении работ по текущей тематике института, в частности по технологическомунаправлению«Судостроительное производство» Федеральной целевой программы«Развитие гражданской морской техники на 2009-2016 годы».
В рамках ОКР «Отработкатехнологии электронно-лучевой сварки конструкций из хладостойких сталей большихтолщин» по заказу ОАО «ПО «Севмашпредприятие» в условиях опытного производствабыл выполнен комплекс исследований, направленных на разработку технологииэлектронно-лучевой сварки высокопрочных хладостойких сталей с учетом потребностейнефтегазовой отрасли и технологических возможностей производства.4.2. В ОАО «Адмиралтейские верфи» результаты исследований учитываютсятехнологами непосредственно при разработке технологической документации ипромышленныхтехнологийсваркисудостроительныхконструкцийизнизколегированных сталей повышенной прочности и принимаются во внимание приизготовлении и ремонте элементов и узловсудокорпусных конструкций, изделийсудового машиностроения, а так же деталей различных машин и механизмом,эксплуатируемых на предприятии;4.3. В ООО "Завод технологических источников" при разработке цифровогоуправления, применительно к оборудованию, где в качестве источника теплаиспользуется сварочная дуга.
Практические испытания доказали, что при эксплуатациитакого оборудования имеется возможность гибко управлять технологическим процессоми при его реализации контролировать степень деградации свойств материала в зонетеплового воздействия с целью обеспечения высокого качества выпускаемойпродукции;1184.4.
В СЗР МАЦ НАКС результаты работы используется специалистами вповседневной работе по контролю деталей и конструкций поднадзорных Ростехнадзору.Соответствующая информация о влиянии кратковременных локальных тепловыхвоздействий на деградацию свойств металла и необходимости ограничений количестваремонтов при исправлении брака или восстановлении деталей из низколегированныхсталей доводится до специалистов при подготовке их к аттестации на соответствующийуровень. Причемдля НАКСа результаты имеет особую ценность, т.к. научнообосновывает ведущую роль оценки соответствия и надзорных органов в системепроизводства, деятельность которых в промышленности обеспечивает гарантированныйуровень качества деталей и конструкций;Такимобразом,экспериментальныхвыполненныйработпокомплексизбранномунаучно-исследовательскихнаправлениюобеспечилиирешениепоставленных задач и достижение основной цели диссертационного исследования.1191.ЛИТЕРАТУРАМороз Л.С.
Механика и физика деформаций и разрушения материалов. –Ленинград: «Машиностроение», 1984. - 224с.2. Василенко И.И., Мелехов Р.К. Коррозионное растрескивание сталей. – Киев:Наукова думка, 1977. - 263с.3.ОрыщенкоА.С.,ХлусоваЕ.И.,ШараповМ.Г.Металловедениеконструкционных свариваемых сталей. – СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2012. - 66с.4. Винокур Б.Б., Пилющенко В.Л., Касаткин О.Г. Структура конструкционноймикролегированной стали., Москва, Металлургия, 1983. – 216с.5. Хулка К., Хайстеркампф Ф.
Улучшенная система легирования и технологияобработки высокопрочных конструкционных сталей. Ниобиум Продактс. Германия.С.162-171.6.Гольдштейн М.И., Грачев С.В., Векслер Ю.Г. Специальные стали. М.:Металлургия, 1985. - 408с.7. Бусыгин В.В., Легостаев Ю.Л., Маслеников А.В. и др. Современное состояниеи перспективы применения стали повышенной прочности в зарубежном судостроении.Обзорно-аналитическая информация. Изд-во: ЦНИИ «Румб», 1983. - 92с.8.
Крошкин А.А. Судостроительные корпусные стали.–Л.:Судпромгиз,1957.-342с9. Канфор С.С. Корпусная сталь. Л. Судпромгиз, 1960. - 376 с.10. Разов И.А. Хрупкие разрушения сварных конструкций и их связь снапряженным состоянием и склонностью стали к хрупкости. В сб. Хладостойкостьстали и стальных конструкций. Новосибирск: «Наука». Сибирское отделен,1971.С.71-86.11. Шевандин Е.М. Методика оценки склонности стали к хрупкому разрушениюпо виду излома. Заводская лаборатория,1959, №12.
- С.1497-1512.12. Шевандин Е.М., Разов И.А. Хладноломкость и предельная пластичностьметаллов. - Л.: Судостроение, 1965. - 336с.13. Ларионов В.П. Сварка и проблемы вязко-хрупкого перехода.- Новосибирск:Изд-во СО РАН, 1998. - 593с.14. Сахин С.И. Природа волокнистого и кристаллического изломавысокоотпущенной стали. Сталь, 1945, №9. - С.315-323.15. Easterling K.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
