Определены механические и антикоррозионные свойства литой электрошлаковой стали 12Х21Н5Т. Показано, что ее прочностные и пластические свойства находятся на уровне свойств толстолистового проката открытой выплавки и значительно превосходят свойства обычного литья. Установлено, что скорость коррозии литой электрошлаковой стали 12Х21Н5Т меньше, чем у проката из этой стали обычной выплавки (соответственно 0,10 и 0,14 мм/год). Предложено использовать способ высокотемпературной автовакуумной пайки для получения композиционных корпусов.

Рассмотрены различные способы изготовления корпусов задвижек, работающих при высоком давлении. Разработаны технологический процесс и оборудование, освоено серийное производство заготовок корпусов задвижек с фланцами на концах патрубков способом электрошлакового литья. Показано, что литые электрошлаковые корпуса по своим механическим свойствам не уступают кованым.

Разработан технологический процесс производства заготовок корпусов задвижек способом электрошлакового литья с приплавлением заранее изготовленных патрубков с фланцами. Такие задвижки широко используются при добыче нефти и газа фонтанным способом под давлением до 70 МПа. Новый технологический процесс обеспечивает получение высококачественных заготовок корпусов задвижек из среднеуглеродистых легированных сталей. Механические свойства металла всех частей заготовок превосходят требования стандарта к поковкам из таких сталей. Освоено серийное производство трех типоразмеров заготовок корпусов с рабочим каналом 50, 65 и 80 мм.

Определены механические свойства и проведены металлографические исследования металла в области соединения патрубка и литой части заготовки корпуса фланцевых задвижек, изготовленных из стали 40Х способом электрошлакового литья с приплавлением. Впервые установлено, что после закалки с отпуском пластические свойства, особенно ударная вязкость металла в высокотемпературной части зоны термического влияния, значительно превосходят таковые литого электрошлакового и приплавляемого металла.

Путем математического моделирования получено распределение объемных источников теплоты в шлаковой ванне при электрошлаковом литье с приплавлением. Задача рассмотрена в трехмерной постановке. Определены граничные условия. Достигнуто хорошее совпадение экспериментальных и расчетных значений электрического тока, проходящего через приплавляемые элементы.

Індекс рубрикатора НБУВ: К222.230.43

Рубрики:

Структурні та фазові перетворення в конструкційних сталях. Теорія термічної обробки

Шифр НБУВ: Ж14257 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Рассмотрен метод восстановления шеек и подступичных частей осей колесных пар грузовых вагонов с помощью плазменно-дуговой металлизации, изложены результаты стендовых испытаний на усталость с рекомендуемым сроком эксплуатации восстановленных осей.

Рассмотрены основные направления исследований магнитно-импульсной сварки. Дана оценка свариваемости комбинированных соединений, выполненных этим способом, а также области его применения.

Індекс рубрикатора НБУВ: К641.712-18

Рубрики:

Зварювання металів тертям

Шифр НБУВ: Ж26970 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Исследованы механические свойства резьбовых паяных соединений из одно- и разнородных сталей в направлении поперек резьбы, полученных методом автовакуумной пайки. Установлено, что при пайке низколегированных конструкционных сталей предел прочности на отрыв соответствует пределу текучести стали после стандартной термической обработки. В паяных резьбовых соединениях стали 12Х18Н10Т со сталью 40Х сопротивление отрыву значительно превосходит границу текучести нержавеющей стали. Неразъемные соединения, полученные с помощью резьбы с последующей автовакуумной пайкой, можно рекомендовать для прозводства изделий ответственного назначения.

Приведены результаты исследования структуры и свойств сварных соединений медных пластин, полученных внахлест сваркой трением с перемешиванием (СТП). Соединяли пластины из чистой меди (М0) разной толщины: верхние - 2,5 - 5 мм, нижние - 16 - 22 мм. При СТП меди в результате пластической деформации металла, нагретого до температуры рекристаллизации, получены качественные сварные соединения без трещин и подрезов между основным металлом и металлом шва, а также пор в зоне соединения. Путем накладывания швов на определенном расстоянии друг от друга можно получить сплошное приваривание более тонкой верхней к массивной нижней пластине (по типу наплавки) с перекрытием зон перекристаллизации при минимальном нагреве и короблении деталей. В процессе деформации и перемешивания металла в твердой фазе создается более плотная микроструктура металла зоны соединения по сравнению с основным материалом. Микротвердость металла швов сопоставима с микротвердостью основного металла, а иногда бывает даже выше за счет измельчения зерна и деформации структуры. Так, при скоростях перемещения 110 мм/мин и вращения инструмента 1400 об/мин образовалось сварное соединение, практически равнопрочное с основным металлом. Проведенные исследования позволяют рекомендовать способ СТП для приварки внахлест медного листа к медной плите кристаллизатора машин непрерывного литья заготовок с целью восстановления его первоначальных размеров.

Проверена на моделях возможность ремонта изношенных плоских панелей кристаллизаторов МНЛЗ путем автовакуумной пайки восстановительного медного слоя. Получен паяный шов между двумя медными пластинами без дефектов в виде пор и трещин. Исследован предел прочности медного паяного соединения на отрыв между слоями, а также проведены испытания на изгиб. Проведена оценка термического сопротивления паяного шва. Полученные результаты позволяют рекомендовать способ автовакуумной пайки для ремонта плоских панелей кристаллизаторов.

Создана компьютерная модель температурных полей, возникающих в водоохлаждаемых биметаллических подовых электродах при работе дуговых сталеплавильных печей постоянного тока. Модель рассматривает различные конструкции подовых электродов, способы соединения их медной и стальной части и позволяет выбрать оптимальную конструкцию подового электрода для конкретных условий выплавки металла.

Определены физико-механические свойства зоны соединения биметалла, полученного автономной вакуумной напайкой меди М1 на стальные заготовки. При испытании на растяжение разрушение стандартных образцов всегда происходило в медной части. При этом прочностные свойства медного напаянного слоя в исходном состоянии превышали справочные значения для деформированной и отожженной меди М1. Предел прочности на отрыв напаянного медного слоя, определенный на специальных образцах, равен временому сопротивлению на разрыв стали 20. Исследования физических характеристик зоны соединения показали, что при технических расчетах дополнительным электрическим и термическим сопротивлениями зоны контакта можно пренебречь.

Исследованы нахлесточные соединения полученных сваркой трением с перемешиванием (СТП ) листовых заготовок однородных (Cu - Cu), разнородных металлов с неограниченной (Ni - Cu) и ограниченной растворимостью (Cu - Ст.3), (сталь Х18Н10 - Cu) компонентов в твердом состоянии. Процесс СТП проводится за счет пластической деформации металла, нагретого до температуры рекристаллизации без расплавления. Ведущую роль в этом процессе играет механическое перемешивание металлов в пластичном состоянии. Роль диффузионных процессов незначительна. При оптимальных режимах сварки удается получить качественные соединения. При СТП медных пластин (Cu - Cu), за счет пластификации и прохождения динамической перекристаллизации в зоне перемешивания происходит измельчение зерна (5 - 30 мкм) и создается плотная микроструктура шва, сопоставимая с основным материалом. Микротвердость швов достигает 80 - 107 % микротвердости основного металла. В результате СТП меди и никеля получено качественное сварное соединение со взаимным проникновение одного металла в другой на глубину до 3 мм. Взаимодиффузия меди и никеля по границам зерен идет на глубину до 20 мкм с образованием прослоек твердого раствора этих металлов. При исследовании соединений Cu - Ст.3 и стали Х18Н10 - Cu зафиксировано значительное измельчение зерна как в зоне рекристаллизации, так и в зонах термического влияния. Проникновение Ст.3 и стали Х18Н10 в медь происходит на глубину 1000 и 2000 мкм соответственно в виде полос и языков. В зоне перемешивания отмечено большое количество включений на основе железа, внедренных в медь в виде отдельных полос и частиц. Таким образом, накладывая швы на определенном расстоянии друг от друга, можно получить качественное сплошное приваривание верхней, более тонкой, к массивной нижней пластине (по типу наплавки) с перекрытием зон перекристаллизации, при минимальном нагреве и короблении деталей. Проведенные исследования позволяют рекомендовать данный метод для восстановления первоначальных размеров и создания защитного слоя (Ni, сталь Х18Н10) на медных плитах кристаллизатора МНЛЗ.

Проверена на моделях возможность нанесения защитного слоя в виде тонкого металлического листа на плоские медные панели кристаллизаторов МНЛЗ путем автовакуумной пайки. В качестве защитных листов использована сталь 08Х18Н10 и никель. Исследован предел прочности биметаллических паяных соединений на отрыв между слоями, а также проведены испытания на изгиб. Получен качественный паяный шов без дефектов в виде пор и трещин между медной плитой и листом из стали 08Х18Н10 толщиной 2 мм. Предел прочности на отрыв стального защитного слоя составил в среднем 300 МПа. Полученные результаты позволяют рекомендовать способ автовакуумной пайки для нанесения защитных покрытий из стали 08Х18Н10 на плоские панели кристаллизаторов.

Отмечено, что достоинства метода сварки трением с перемешиванием (СТП) хорошо известны из многочисленных публикаций. Предложено использовать СТП при восстановлении размеров медных плит кристаллизаторов МНЛЗ и последующего поверхностного упрочнения никелем или никелевыми сплавами. Изучена микроструктура характерных зон соединений. Применение метода СТП обеспечивает получение качественных соединений с достаточно высокими механическими свойствами нанесенного слоя. Изучена структура соединений медь - медь и медь - никель. Устновлено, что ведущую роль в образовании соединений играет механическое перемешивание металлов, в значительно меньшей мере - их взаимодиффузия. Экспериментальные исследования легли в основу разработки технологии восстановления медных плит с никелевым покрытием.

Определено, что при напайке меди на сталь в условиях автономного вакуума в зоне контакта образуется участок повышенной микротвердости, которая устраняется стандартной для стали термической обработкой. Показано, что содержание углерода в стали не оказывает существенного влияния на свойства переходной зоны медь-сталь. Установлено, что в условиях напайки в автономном вакууме взаимодействие жидкой меди со сталью не приводит к образованию трещин в зоне соединения. Определено, что увеличение времени контакта жидкой меди со сталью приводит к образованию хрупких структур, что снижает ударную вязкость соединения. При испытаниях на статическое растяжение разрушение сталемедного соединения происходит по медной части. При этом прочностные свойства напаянного слоя превышают справочные данные для деформированной и отожженной меди.

Розглянуто технологічні особливості отримання з'єднання латунь-сталь методом нагрівання в автовакуумі. Товщина латунного шару після механічної обробки становила 10 мм. Дослідженнями структур і хімічного складу різних зон з'єднання підтверджено розчинно-дифузійний характер взаємодії рідкої латуні зі сталлю. Виміри мікротвердості показали відсутність твердих і крихких структур. Високу якість з'єднання підтверджено механічними випробуваннями двошарового з'єднання на статичний вигин, відрив і зріз.

Індекс рубрикатора НБУВ: З361-042.-02

Рубрики:

Парові котли.Котлобудування

Шифр НБУВ: Ж26970 Пошук видання у каталогах НБУВ