авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 12 |

«Волгоградский государственный технический университет Совет СНТО _ ТЕЗИСЫ ДОКЛАДОВ смотра-конкурса научных, ...»

-- [ Страница 3 ] --

В поверхности отливки, в зоне столбчатых кристаллов распределение феррита и перлита приобретает полосчатую дендритоорентированную структуру. Столбчатые денд риты имеют химический состав, структуру и свойства стали 15Л, а междендритные про странства соответствуют стали типа 25Г2Л. Именно по междендритным пространствам, имеющим большое количество хрупкой составляющей – перлита, происходит разруше ние.

Улучшить свойства металла отливки возможно правильным подбором легирующих компонентов и модификаторов. Легирующие элементы не должны оказывать влияние на активность углерода, и на его перераспределение. К таким элементам относится никель.

В сравнительных испытаниях, сталь легированная никелем показала более высокие по казатели ударной вязкости, чем марганцевая, примерно на 20 %. Содержание марганца необходимо ограничить технологическим минимумом для связывания серы.

На основании проведённых исследований рекомендован к промышленному опро бованию химический состав стали для боковых рам вагонов: С (0,18 – 0,24);

Si (0,3 – 0,5);

Mn (0,3 – 0,7);

Ni (0,5 – 0,8);

Ti (0,15 – 0,20);

Al (0,04 – 0,10), что позволит избежать брака отливок.

А. В. Лопацкий (М-434) Научный руководитель Ю. В. Гребнев СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОЦЕССА МОДИФИЦИРОВАНИЯ ЖИДКОГО ЧУГУНА.

Традиционный способ модифицирования жидкого металла для получения высоко прочного чугуна сендвич-процесс имеет ряд недостатков и может не обеспечить необхо димого качества модифицирования.

Предлагаемый способ подготовки модификатора заключается в покрытии каждой гранулы модификатора слоем флюса с использованием в качестве связующего жидкого стекла.

Состав флюсов может быть различным в зависимости от особенностей процесса модифицирования. Наиболее эффективными флюсами следует считать криолит, карбо нат кальция, кальцинированную соду, плавниковый шпат и их композиции. Вместе с флю сами возможно введение в покрытие мелкораздробленного ферросилиция, различных науглероживателей и других функциональных добавок. Для ускорения процесса раство рения и разрушения покрытия на гранулах модификатора в его состав возможно введе ние небольшого количества хлористого натрия.

Офлюсованными гранулами модификатора совместно с жидким стеклом равно мерно обмазывается внутренняя поверхность разливочного ковша. Последующая сушка покрытия при температуре 800-850 0С в течении 60-90 минут позволяет полностью уда лить влагу.

Заливка металла в подготовленный нашим способом ковш приводит к постепен ному вступлению в реакцию модификатора по всей поверхности ковша. Модификатор по чти полностью усваивается жидким металлом. Флюсы при этом способе модифицирова ния эффективно удаляют продукты реакции из жидкого чугуна.

Модифицирование офлюсованным и равномерно распределенным по футеровке ковша модификатором позволяет вести процесс при низкой температуре жидкого чугуна и высоком содержании в нём серы. Пироэффект при этом способе модифицирования не значителен.

Использование данной технологии при модифицировании ваграночного чугуна с температурой при сливе из стендового ковша в разливочный равной 1380-1420 0С позво лило получить шаровидный графит в чугуне с необходимым содержанием серы 0,08...0,1%.

После слива модифицированного металла футеровка разливочного ковша не имеет види мых дефектов и пригодна к повторному нанесению офлюсованных модификаторов.

В. В. Вильчинский (МЛВ – 669) Научный руководитель Л. В. Палаткина АНАЛИЗ ВОЗМОЖНОСТИ ОБЕСПЕЧЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЗАГОТОВКИ ПАТРУБКА ГАЗОПРОВОДА СЕВЕРНОГО ИСПОЛНЕНИЯ Основные зоны добычи и переработки нефтяной и газовой промышленности в России сосредоточены в зонах низких температур крайнего севера (до – 70 оС), вслед ствие чего обеспечение необходимых свойств оборудования является актуальной зада чей для современной науки.

Стальные заготовки в виде патрубков изготавливают из конструкционных, низколе гированных сталей 09Г2С, 10Г2С, 15Г2СФ и т. д., при этом для обеспечения заданных свойств поковки подвергают термообработке. Результаты проведенных исследований ме ханических свойств в условиях ОАО «Волгограднефтемаш» представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Механические свойства низколегированных сталей после термообработки*.

КCU, Дж/cм2, при t, С Марка в, МПа т, МПа, % стали + 20 0 -20 - 40 - 60 - Г 530 275 15 300 300 300 300 300 10Г2С 09Г2С Т 530 343 31 298 288 280 277 275 Н 510 313 38 295 285 278 273 263 Г 530 275 15 300 300 300 300 300 Т 540 350 32 300 288 287 286 279 Н 515 323 36 300 285 285 285 269 Г 590 345 14 490 490 490 490 490 15Г2СФ Т 610 450 17 488 488 480 470 400 Н 600 430 16 487 487 475 465 390 * Представлены средние результаты испытаний по итогам анализа за 6 месяцев 2012 г.;

Г - ГОСТ 8479 -70;

Т – термоулучшение;

Н – нормализация.

В условиях рыночной экономики каждое предприятие стремится к экономии не толь ко средств, но и сырья, поэтому возможно предложить два основных направления по обес печению механических свойств заготовки патрубка газопровода северного исполнения:

- для условий крайнего севера необходимо использовать более дорогостоящую сталь 15Г2СФ, при этом экономия денежных средств достигается за счет снижения расхо да металла в 1,13 раза;

- для других северных районов возможно использовать сталь 09Г2С и подвергать её не закалке с высоким отпуском, а менее дорогостоящей термообработке - нормализации.

Таким образом, проведенный анализ позволил выявить оптимальный путь дости жения необходимого уровня свойств и хладостойкости изделия для эксплуатации в усло виях пониженных температур.

И. А. Хмуров( М-434) Научный руководитель Ю. В. Гребнев ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НОВЫХ ШИХТОВЫХ МАТЕРИАЛОВ ПРИ ВЫПЛАВКЕ СИНТЕТИЧЕСКОГО ЧУГУНА Синтетический чугун обычно выплавляют в индукционных печах с использованием в качестве основного компонента шихты стального углеродистого лома. Недостатками этого процесса является относительно высокое, содержание серы и фосфора в металле, длительность и нестабильность процесса усвоения науглероживателей.

Жидкий чугун, выплавляемый по традиционной технологии, отличается низкой се бестоимостью, но зачастую непригоден для модифицирования с целью получения чугуна с шаровидным графитом.

Целью получения стабильных свойств высокопрочного чугуна и сокращения пери ода плавки были проведены экспериментальные работы по использованию в качестве шихты новых материалов полученных прямым восстановлением железной руды: метал лизированных окатышей и брикетированного железа. В качестве науглероживателей ис пользовались карбид кремния, карбидное железо и т.д. Химический состав новых шихто вых материалов приведен в таблице 1.

Таблица 1. Химический состав новых шихтовых материалов.

Наименование материала Химический состав, % C Si S P Металлизированные окатыши 1,7 3,9 0,011 0, Брикетированное железо 19,65 9,70 0,06 0, Карбид кремния 28 Карбидное железо 4 Общая продолжительность периода плавки сокращается на 30-35%.

Применение в процессе выплавки чугуна новых, перспективных шихтовых материалов позволяет получать низшие содержания серы в металле и соответственно получать вы сокопрочный чугун необходимой по техпроцессу марки.

И. А. Илларионова (ЛПМ-6н) Научный руководитель Ю. В. Гребнев ЭФФЕКТИВНЫЙ СПОСОБ СНИЖЕНИЯ ОТБЕЛА В ЧУГУННЫХ ОТЛИВКАХ Большинство способов поверхностного легирования и модифицирования рас смотрены и изучены применительно к стальным отливкам. Информации о поверхност ном легировании чугунных отливок значительно меньше. Эффективных технологических процессов получения износостойких слоев на чугунных отливках практически не суще ствует. Это связано с более низкой температурой заливки (на 100- 1500 С) чугунных от ливок, чем стальных, и, как следствие, невозможностью эффективного расплавления ле гирующего порошка за счет тепла металла отливки. Для повышения эффективности наплавки легирующих слоев на чугунные отливки в их составе зачастую используют экзо термические смеси.

Целью данной работы была разработка эффективного способа снижения отбела мелких чугунных отливок путём их поверхностного модифицирования и легирования в ли тейной форме.

В качестве легирующих и модифицирующих материалов использовались порош ки: ферросилиция различных марок, силикобария, ферроцерия, модификатора ФС РЗМ 30, алюминия, магния, графита различных марок, поваренной соли, карбида крем ния, серы, теллура и сочетания этих материалов. Результаты исследований представле ны в табл. 1.

Таблица 1. – Влияние модификатора на глубину отбеленного поверхностного слоя на поверхности клиновидной пробы.

Толщина слоя Наименование моди № п/п модификатора, Глубина отбела, мм фикатора мм 4, Ферросилиций ФС 1 0,1-0, Контроль 5, Силикобарий ФС 65 Ба Нет 2 22 0,1-0, Контроль 6- Графит черный 4, 3 0,1-0, Контроль 7, Магний 2, 4 0,2-0, Контроль 6, Исследования показали, что поверхностное легирование чугуна силикобарием и графитом обеспечивает получение чугуна с перлитной основой без отбела.

Ю. С. Бурлакова (ЛПм-5п) Научный руководитель Ю. В. Гребнев СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОЦЕССА РАСКИСЛЕНИЯ И МОДИФИЦИРОВАНИЯ ЖИДКОЙ СТАЛИ ДЛЯ ОТВЕТСТВЕННЫХ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ОТЛИВОК Модификаторы и раскислители традиционно вводятся в жидкую сталь при сливе металла из дуговой сталеплавильной печи в ковш. Продолжительность периода от при садки модификаторов в жидкую сталь до заливки последней формы составляет 15 – минут. За это время наиболее химически активные элементы полностью окисляются и не могут влиять на процессы кристаллизации отливок и образования в них литейных денд ритов.

Предлагаем вводить модификаторы и раскислители в виде специально отлитых чушек, погружаемых в жидкую сталь на металлических штангах. В работе использовались добавки: ФТи-35, ФВд-30, СК15. Расчетные количества модификаторов в раздробленном состоянии размещаются в чугунных изложницах. Основная фракция модификаторов 10 20 мм. Допускается некоторое количество мелочи и более крупных кусков модификатора.

Модификаторы в изложнице заливаются расплавом алюминия и тщательно перемеши ваются стальным стержнем до полного затвердевания всей чушки. Рекомендуемый пере грев алюминия для получения однородной чушки 200-250 оС.

Присадка модификаторов и раскислителей в виде специальных чушек принуди тельным погружением на штангах в жидкий металл позволяет повысить по сравнению с традиционной технологией остаточное содержание титана, ванадия, циркония, ниобия и других элементов на 30-40 %. Содержание высокоактивного раскислителя и модификато ра - кальция возрастает с 0,0009 % до 0,002 %.

Е. В. Гусакова (ЛПм- 5п) Научный руководитель Ю. В. Гребнев ОСОБЕННОСТИ ВЫПЛАВКИ НИЗКОУГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ ДЛЯ ОТВЕТСТВЕННЫХ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ОТЛИВОК В настоящее время сталь 20ГФЛ для ответственных железнодорожных отливок (бо ковая рама, балка надрессорная) выплавляется основным процессом в электродуговых пе чах ёмкостью от 6 до 12 тонн. Процесс выплавки стали длится не менее 4 часов и является узким местом с точки зрения повышения производительности труда. Более половины из этого времени занимает окислительное рафинирование металла. Для этого наводят повы шенное содержание углерода, затем углерод окисляют присадками железной руды. При этом достигается содержание серы - не более 0,04 % и фосфора - не более 0,04 %.

Проект ГОСТа «Тележки двухосные грузовых вагонов колеи 1520 мм. Детали ли тые. Рама боковая и балка надрессорная», требует от производителя еще более низкого суммарного содержания серы и фосфора до 0,02 %. Такое снижение вредных примесей потребует от металлургов литейных цехов увеличения продолжительности плавки при мерно до 6- 7 часов, увеличения количества скачиваний шлака в период рафинирования до 3 - 4 раз, что в конечном итоге может полностью парализовать работу литейного цеха.

Для повышения производительности труда и улучшения качества металла, сниже ния вредных примесей, экономии электроэнергии предлагается использовать в завалке но вые шихтовые материалы: металлизированные окатыши и брикетированное железо. Вве дение данных материалов в состав шихты позволяет получить сталь необходимого качества с минимальными затратами. Длительность окислительного периода сокращается вдвое по сравнению с действующей технологией, восстановительный период уменьшается на 20%, снижается расход электроэнергии, но на 10% возрастает стоимость шихты.

М. П. Токарь (ЛПл-5н) Научные руководители: Н. А. Кидалов, А. С. Князева ИССЛЕДОВАНИЕ ВЯЗКОСТИ ВОДНО-ГЛИНИСТЫХ СУСПЕНЗИЙ ПРИ ВВЕДЕНИИ УГЛЕЩЕЛОЧНОГО РЕАГЕНТА В литейном производстве литье в песчано-глинистые формы является основным способом получения отливок. Связующим компонентом в песчано-глинистых смесях яв ляется глина, которая попадает в смесь в виде сухого порошка, либо в виде предвари тельно приготовленной водно-глинистой суспензии.

Недостатки порошкового метода ввода связующего – это пыление глины, большой расход и дороговизна подготовки материала. Применение водно-глинистой суспензии поз воляет использовать глину более эффективно из-за более равномерного обволакивания зерен песка. В результате достигается снижение расхода глинистого связующего, сокраща ется продолжительность перемешивания смеси в смесителях благодаря отсутствию сухой фазы, создаются возможности для комплексной автоматизации процессов транспортиро вания исходных материалов и смесеприготовления, улучшаются условия труда. Однако повышенная вязкость высококонцентрированных суспензий затрудняет транспортировку суспензии по трубопроводу к месту смесеприготовления. Поэтому применяют химические вещества – понизители вязкости. Одним из таких химических веществ является углеще лочной реагент (УЩР), изготовленный по ТУ У26.8-32100092 – 001 – 2004).

В работе исследовались суспензии из бентонитовой глины 7, 10 и 15-процентной концентрации. Затем в образцы добавлялся 15-процентный водный раствор УЩР в раз личном количестве. Замерялась вязкость суспензий сразу после их приготовления, а так же после 24 часов выстаивания.

Исследования влияния углещелочного реагента на вязкость водно-глинистых суспен зий показали, что при введении 15-процентного водного раствора УЩР, значения параметров снижаются и остаются стабильными при выстаивании суспензий в течение 24 часов.

Таким образом, для 7-процентной водно-глинистой суспензии снижение вязкости достигается при введении 1% УЩР. Для 10-процентной суспензии – 2% УЩР;

для 15 процентной суспензии – 7% и более.

Е. В. Киреев (ЛПл-5п) Научный руководитель Ю. А. Мухин ПОЛУЧЕНИЕ ГРАФИТОВЫХ КОМПОЗИТОВ, ПРОПИТАННЫХ МЕДНО-ЛИТИЕВЫМИ СПЛАВАМИ Одним из способов получения композиционных материалов является пропитка неметаллических каркасов расплавами металлов. В частности, композиционные матери алы системы углеграфитовый каркас-медно-литиевый сплав отличаются широкими воз можностями использования этих материалов в качестве эффективных упрочнителей с повышенной стойкостью к коррозии и высокой проводимостью. Область применения ком позитов подобного рода разнообразна, начиная от машиностроения и заканчивая ядер ной энергетикой.

Исследования, проведенные в ВолгГТУ, установили изменение растворимости элементов расплава в зависимости от условий проведения эксперимента. Так, при избы точном давлении 15 МПа, удалось получить сплав системы Cu-Li-В с содержанием Cu 3, ат.%. Концентрация Cu-фазы подтверждена количественными анализами микропроб на “Camebax” и микроскопическими исследованиями.

Были изготовлены углеграфитовые образцы сечением 11,5 х 11,5 мм и длиной мм, которые пропитывались сплавом системы Cu-Li-В при температуре 1095°C и давле нии 15 МПа. После пропитки из образцов изготавливали шлифы и исследовали их на электронном микроскопе при различных увеличениях, а также были исследованы их ме ханические и электрические свойства.

И. С. Попов (ЛПл-5п) Научный руководитель А. В. Пожарский АНАЛИЗ ПРОЦЕССОВ СМЕСЕОБРАЗОВАНИЯ В ГОРЕЛКАХ С ВИХРЕВЫМ ИЗЛУЧАТЕЛЕМ При проектировании горелок с вихревым излучателем соблюдение определенных конструктивных и гидродинамических параметров приводит к улучшенной интенсивности процессов смесеобразования, что в свою очередь приводит к высокой экономичности ра боты горелок с вихревым акустическим излучателем.

В предлагаемой горелке КГМГ-А интенсификация процесса перемешивания осу ществляется путем закручивания струи топлива и дробления её на отдельные вихри в результате акустического режима работы вихревого излучателя. В этом случае процесс смесеобразования основан на развитии системы вихрей топлива в попутном потоке воз духа. Поэтому представляется целесообразным установить от каких конструктивных и гидродинамических параметров зависит интенсивность процессов смесеобразования в горелке при развитии системы газовых вихрей в попутном потоке воздуха. К таким пара метрам следует отнести, степень смешения газа с воздухом внутри горелки. При прочих равных условиях в области исследованных давлений рабочего газа она находится в пря мой зависимости от частоты акустического поля, генерируемого излучателем. С увеличе нием частоты акустического поля степень смешения газа с воздухом внутри горелки уве личивается.

Вторым важным параметром является то, что с увеличением скорости попутного потока воздуха увеличивается составляющая скорости элемента вихревого кольца, что приводит к снижению концентрационного критерия внутри горелки.

Третьим параметром является то, что в стационарных условиях работающей го релки управлять процессом смесеобразования газа с воздухом внутри можно, изменяя расстояние от сопла излучателя до среза насадки горелки.

От этих трех параметров напрямую зависит интенсивность процессов смесеоб разования в горелке при развитии системы газовых вихрей в попутном потоке воздуха.

Н. В. Симакина (ЛПл-5п) Научный руководитель А. В. Пожарский РАСЧЁТ И РАЗРАБОТКА КАМЕРНОЙ ПЕЧИ ДЛЯ ТЕРМООБРАБОТКИ СТАЛЬНОГО ЛИТЬЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕТОДОВ ВНУТРЕННЕЙ РЕКУПЕРАЦИИ, АКУСТИЧЕСКИХ ГОРЕЛОК И РЕКУПЕРАТОРОВ.

Целью работы является расчёт и разработка печи с повышенным коэффициентом полезного действия с применением принципа внутренней рекуперации тепла, с использо ванием тепловой энергии отходящих дымовых газов, и особо эффективных акустических газомазутных горелок. Создание печи, отличающейся от обычных большим КПД - важ нейшая задача конструкторов и технологов. В качестве основы для разработки печи была выбрана серийная камерная печь.

Использование в печах системы внутренней рекуперации тепла позволяет суще ственно сократить время её разогрева и общее время нагрева металла. Система рекупе рации тепла в камерных печах позволяет существенно увеличить температуру внутрен ней поверхности кладки и соответственно теплообмен в результате отсоса части дымовых газов из рабочего пространства через несколько рядов отверстий, выполненных в боковых стенах или своде печи. В результате в печах с внутренней рекуперацией тепла достигается более высокая скорость подъема температуры при разогреве, и внутренняя поверхность газопроницаемой перегородки нагревается до более высокой температуры, чем в традиционных печах.

Применяемая горелка КГМГ-А двухпроводная, комбинированная для сжигания при родного газа среднего давления или мазута, распыляемого сжатым воздухом. Примене ние данных горелочных устройств обеспечивает, как показали неоднократные промыш ленные испытания, снижение удельного расхода топлива до 30%.

Рекуператор струйный предназначен для подогрева воздуха, поступающего к горел кам печи. Рекуператор имеет высокую эффективность при небольшом аэродинамическом сопротивлении и сокращает расход топлива.

Таким образом, примененное техническое решение за счет внедрения системы внутренней рекуперации тепла, акустических газомазутных горелок и струйного рекупера тора позволило значительно повысить температуру внутренней поверхности кладки печи, улучшить качество сгорания топлива, уменьшить время разогрева печи, тем самым уве личить скорость нагрева металла и сократить удельный расход топлива по сравнению с другим аналогами, и повысить КПД печи не менее, чем на 10-20%.

О. П. Черных (ЛПл-5н) Научный руководитель И. А. Шамрей ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОЛИМЕР-КОЛЛОИДНОГО КОМПЛЕКСА КАК ПЕРСПЕКТИВНОГО СВЯЗУЮЩЕГО МАТЕРИАЛА В ЛИТЕЙНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ Применение полимер-коллоидного комплекса (ПКК) в качестве связующего основано на образовании физических связей между частицами наполнителя и макромолекулами по ликомплекса. Как известно, кварцевая частица в водных дисперсиях несёт на себе отри цательный заряд. При смешении с водным раствором ПКК возникает электростатическое притяжение к положительно заряженным алюмоксановым частицам в составе поликом плекса. В данной работе представлены исследования применения полимер-коллоидного комплекса в качестве связующего материала. Для исследования был взят поликомплекс на основе акриламида СП-06 с содержанием карбоксильных групп 0,6% массы, плотно стью 1,05 г/см3, вязкостью 25 МПас, в количестве 5, 7,5, 13,5, 15%, а также кварцевый пе сок марки 3К2О202 по ГОСТ 2138-93, добавляемый в количестве, необходимом для дове дения смеси до 100%. Были сделаны замесы по данным рецептурам, заформованы и получены цилиндрические образцы для дальнейших исследований. Исследования про водились по стандартным методикам определения свойств формовочных смесей. В ходе эксперимента было установлено, что смеси, содержащие поликомплекс в количестве 5 и 7,5%, не обладают удовлетворительными свойствами. Смеси содержащие 13,5 и 15% по ликомплекса демонстрировали высокие прочностные характеристики в высушенном со стоянии, соизмеримые с пределом прочности на разрыв стержневых жидкостекольных.

На втором этапе работы была поставлена задача: найти оптимальное количество карбоксильных групп в сополимере, при его содержании в смеси в количестве 13,5% и концентрации 2% по сополимеру. Образцы на основе сополимера СП 01 с содержанием карбоксильных групп 0,1% массы, СП 02-0,2% массы, СП 04-0,4% массы обладали недо статочными прочностными характеристиками в сухом состоянии. Образцы на основе со полимера СП 06 с содержанием карбоксильных групп 0,6% и СП 08-0,8% массы проде монстрировали лучшие свойства, поэтому оптимальным был признан поликомплекс СП 06 для которого предел прочности на сжатие составил 18,2 кгс/см 2, предел прочности на разрыв - 4,32 кгс/см2.

Таким образом, изготовление разовых форм с использованием поликомплексов на основе сополимеров представляется экономически выгодным из-за дешевизны компо нентов и простоты приготовления смеси. Однако из-за высокой влажности смесь имеет недостаточно высокую прочность в сыром состоянии, и требует длительного времени для высушивания формы перед заливкой.

Е. М. Полубоярова (М-535) Научный руководитель Е. А. Косова, С. С. Сычёва ВЫБОР ОХЛАЖДАЮЩЕЙ СРЕДЫ ДЛЯ ПАТЕНТИРОВАНИЯ ТОЛСТОЙ ПРОВОЛОКИ Для проводимой операции патентирования пружинной проволоки диаметром 8,0 мм из стали 70 охлаждение является определяющей стадией, от хода которой зависит получе ние требуемой структуры и зтаких свойств, как высокое сопротивление усталости, устойчи вость к деформациям разного рода и стойкость к коррозии, поэтому охлаждение при патен тировании должно обеспечивать получение структуры сорбита. Сравнительный анализ охлаждающих сред при патентировании проволоки из стали 70 приведен в таблице 1.

Таблица 1 - Сравнение охлаждающих сред при патентировании.

Среда охлажде- Селитра Соль Свинец ния Коэффициент теплоотдачи, 4186 5024 Дж/м2. час. °С Микроструктура Сорбит Сорбит с Сорбит с участками участками пластинчатого пластинчатого перли перлита та Из таблицы 1 видно, что в селитровых и соляных средах коэффициент теплоотдачи ниже, чем в свинцовых, и в них требуются дополнительные условия перемешивания. Кроме того при патентировании проволоки из стали 70 в селитровых и соляных средах, в сердце вине толстой проволоки образуется сорбит и даже появляется сорбитообразный перлит, а у поверхности идет образование более дисперсного сорбита. Материал с такой структурой с трудом (без обрыва проволоки) выдерживает несколько обжатий. В свинцовой же среде про текает одновременное по всему сечению проволоки превращение аустенита, в результате чего образуется сорбитная, равномерная по сечению (одной дисперсности) структура, благо приятная для проведения последующей значительной холодной деформации.

И. Д. Спирина (ЛПл-5п) Научный руководитель Ю. А. Мухин ВЛИЯНИЕ БОРИДОВ МЕДИ НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА ГРАФИТОВЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ Пропитка неметаллических каркасов расплавами металлов является одним из способов получения композиционных материалов. Было проведено исследование воз можности пропитки композиционных материалов боридами меди для улучшения их элек тротехнических свойств. По данной теме ранее был опубликован ряд работ, но изложен ные в них сведения о взаимодействии между бором и медью противоречивы. Однако в вопросе получения композиционных материалов эта тема является актуальной для раз работки электротехнических изделий, работающих в условиях трения. Область примене ния композитов подобного рода может быть разнообразной.

Были проведены исследования, которые установили, что растворимость элемен тов расплава зависит от условий проведения эксперимента, в частности температуры, давления и времени процесса. Так, при избыточном давлении 12 МПа, удалось получить сплав системы Cu-В с содержанием Cu 3,5 ат.%. Концентрация Cu-фазы подтверждена количественными анализами микропроб на “Camebax” и микроскопическими исследова ниями.

Для получения экспериментальных данных изготавливались углеграфитовые об разцы сечением 11,5 х 11,5 мм и длиной 23 мм, которые пропитывались сплавом системы Cu-В при температуре 1095 °C и давлении 12 МПа. После пропитки из образцов изготав ливали шлифы и исследовали их на электронном микроскопе при различных увеличени ях. Образцы были исследованы на прочностные и электрические свойства.

А. А. Макаревич (М-535) Научный руководитель С. Б. Гаманюк УЛУЧШЕНИЕ ХОЛОДНОЙ ВЫСАДКИ МОТКОВ ПРОВОЛОКИ ЗА СЧЁТ ВНЕДРЕНИЯ ВТОРОГО ОТЖИГА Главная цель термической обработки изделий, поступающих на участок тер мического цеха, состоит в придании необходимых механических свойств материалу и при этом необходимо учитывать прогрессивность способа, экологичность и экономич ность. Лучшая пластичность металла обеспечивается в рекристаллизованной стали со структурой зернистого перлита. Её получение – основная цель термической обработки проката калиброванной стали для холодного выдавливания. Структура может быть получена после полного изотермического отжига и неполного отжига с замедленным охлаждением.

Полный отжиг - более длительный, чем неполный. Проведенные исследова ния показали что оптимальная термическая обработка сталей для холодного выдавли вания – неполный отжиг с нагревом в интервале Ас1-Ас3 с последующим быстрым охлаждением водой в кессонной камере. Необходимое снижение твердости и высокая пластичность обеспечиваются режимом отжига в роликовой печи. Твёрдость образцов после отжига составляет 137 HB. Ограничивается величина аустенитного зерна леги рованной стали, которое должно быть не крупнее 5 балла. После неполного отжига получается однородная феррито-перлитная структура (перлит - зернистый). Если при однократном отжиге не происходит полной сфероидации цементита, то можно приме нить второй отжиг. Сфероидация применяется главным образом с целью улучшения обрабатываемости стали резанием.

В результате проведенных исследований установлено, что равномерная структура по всей толщине мотка, обеспечивает равномерную твердость, что особенно важно при последующей калибровке металла проволоки и при высадке болтов.

А. Ю. Маркина Научный руководитель В. Ф. Петрова ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ПОВЕРХНОСТИ КРЕПЁЖНЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ СТАЛИ Состав печной атмосферы является одним из значительных факторов, влияющих на качество поверхности термообработанных изделий. Использование безокислительного нагрева при термообработке устраняет окисление и обезуглероживание деталей и позво ляет полностью исключить дополнительные затраты на последующих технологических операциях (травление, шлифование). Вместе с тем, длительный опыт эксплуатации на ООО «Метизный завод» агрегатов СКЗА для термообработки изделий, имеющих резьбу показывает, что состав газовой (эндотермической) атмосферы, подаваемой в печь с целью безокислительного нагрева метизов под закалку, отличается крайней нестабильностью.

На линии №7 печь, в которой применяется контролируемая атмосфера, не дает удовлетворительных результатов термообработки, в связи с тем, что качественная за щитная атмосфера, попадая в рабочее пространство печи, меняет свой химический со став из-за значительного подсоса воздуха из окружающей среды за счет ее недостаточ ной герметичности. При этом основная цель применения контролируемой атмосферы не достигается (на получаемых деталях имеются поверхностные дефекты в виде окалины и обезуглероженного слоя, трещин и изменения профиля резьбы).

Предложена технология с использованием печи с наклонной загрузкой, регулиру емой подачей изделий, которая обеспечивает отсутствие подсоса воздуха в высокотем пературной зоне, а подача эндогаза под ленту конвейера в третью зону уменьшает влия ние водяных паров на термообрабатываемые детали. Практическая ценность данного технологического решения состоит в снижении процента брака, обусловленного процес сами обезуглероживания и окисления в первую очередь резьбы, повышении качества из готавливаемой продукции. Экономическая эффективность производства заключается в снижении (до 80 %) количества реагентов, необходимых на протравливание и уменьше нии (в 2-3 раза) времени травления.

А. А. Спицын (МЛВ-669) Научный руководитель С. А. Пегишева АНАЛИЗ ПРИЧИН БРАКА ОБЕЧАЕК ДЛЯ СОСУДОВ И АППАРАТОВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ В НЕФТЕХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ Необходимый уровень механических свойств изделия достигается правильным выбо ром режима термической обработки. Обечайки из сосудов и аппаратов подвергают улуч шению. Нагрев обечаек осуществляется в термических печах с внешней механизацией.

Продолжительность выдержки при температуре нагрева под закалку выбирается так, чтобы обеспечить максимально возможную степень выравнивания температуры во всём объёме садки, что обеспечит однородное охлаждение металла, снижает склонность к деформации и к трещинообразованию. Мартенситное превращение при закалке и связанное с ним, уве личение объёма происходят в разных точках сечения изделия не одновременно, что при водит к возникновению структурных напряжений. Последующий высокий отпуск частично устраняет внутренние напряжения. Из-за структурных и термических напряжений могут возникать различные дефекты, тем более, если учесть, что это сварное изделие.

Проведенный анализ причин брака обечаек, изготовленных из стали 12ХМ, показал, что основным дефектом являются трещины по границе сварного шва или в околошовной зоне. Как выяснилось при исследовании микроструктуры, причинами трещинообразования являются нарушения режимов термообработки:

1. Недостаточная выдержка для выравнивания температуры по сечению (трещины перпендикулярны границе шва), быстрый нагрев под закалку (трещина вдоль шва), пере грев при нагреве под закалку (мелкие межзеренные трещины в околошовной зоне);

2. Некачественная сварка: с интенсивным окислением (окислы по границам зерен и по ним трещины после термообработки), с образованием наплывов или подрезов в зоне свар ного шва, являющихся концентраторами напряжений при последующей закалке;

3. Некачественный листовой прокат: перлитная полосчатость, связанная с ликвацией углерода, строчечные скопления сульфидов и сульфосиликатов. Кроме этого были выяв лены: недостаточная твердость (в структуре после закалки – феррит - недогрев, тростит – недостаточная скорость охлаждения при закалке);

пятнистая твердость (местами троостит недостаточная циркуляция закалочной среды при закалке).

Таким образом, для предупреждения брака необходимо ужесточить входной контроль листового проката, строго соблюдать режим термообработки, 3) соблюдать режимы сварки, печи для термической обработки обечаек должны быть оснащены системами автоматиче ского управления качеством продукции.

Н. С.Бессонов (МЛВ-669) Научный руководитель С.А. Пегишева КОРРЕКТИРОВКА РЕЖИМА ТЕРМООБРАБОТКИ СОРТОВОГО ПРОКАТА С целью получения заданной твёрдости для повышения обрабатываемости реза нием сортового проката из стали 30Х13 была проведена корректировка режима термиче ской обработки. Для этого было опробовано несколько режимов отжига сортового прока та. На заводе для этого используют операцию термической обработки - неполный отжиг.

Для проведения термической обработки сортового проката из этой стали 30Х13 исполь зуются камерные печи ТДО - 22.67.18/11. Отжиг по заводской технологии проводится по следующему режиму: нагрев до 800°С (ниже Ас1) со скоростью не более 80°С/ч, выдерж ка при 800°С - 3 ч, охлаждение до 780 °С - 1 ч, выдержка при 780 °С в течение 6 - 8 ч (в зависимости от массы садки), охлаждение с п е ч ь ю - 2 ч с последующим охлаждением на воздухе. После отжига в некоторых прокатанных заготовках были обнаружены трещи ны. В результате изучения микро- и макроструктуры образцов было выявлено:

- микроструктура - сорбит с мелкими карбидами хрома, ориентированными в направлении бывших мартенситных игл и частично бейнит;

зерно 5 - 6 балла по ГОСТ 5639-82, вокруг трещин обезуглероживание, т.е. трещины горячие;

- макроструктура - излом недостаточно вязкий.

Для предотвращения этих дефектов была проведена корректировка режима термообработки: нагрев в течение 5,0 ч до температуры 780 °С, затем - выдержка в при этой температуре в течение 4 ч. Далее - нагрев в течении 4 ч до температуры 840 °С (выше Ас1). После нагрева проводится выдержка в течение 16 ч. После вы держки проводят охлаждение с печью до 650 °С в течение 10 ч., т.е. со скоростью в раз ниже, чем по заводскому режиму. Далее садка выносится на воздух.

При термообработке по новому режиму произошла перекристаллизация ис ходной бейнитной структуры, т.к. нагрев проводился выше Ас1, подстуживание про ведено было ниже Аr1, причем с намного меньшей скоростью, что исключило ориен тацию структуры по мартенситу и подкалку до образования бейнита. В результате снизились как структурные, так и термические напряжения и образовалась равно мерно распределенная по сечению проката структура сорбита.

А. С. Воробьева (ТМ-5н) Научный руководитель Д. В. Руцкий ИССЛЕДОВАНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ВКЛЮЧЕНИЙ ПО ВЫСОТЕ ОСЕВОЙ ЗОНЫ КОНУСА ОСАЖДЕНИЯ В СЛИТКЕ МАССОЙ 24,2 Т Объектом исследования является слиток массой 24,2 т из стали 38ХН3МФА. При затвердевании крупных слитков в результате ликвационных процессов происходит не равномерное распределение примесей и неметаллических включений, приводящее к возникновению в литом металле значительной химической неоднородности, проявляю щейся в образовании зон с различной загрязненностью примесями и неметаллическими включениями.

В работе был проведен подробный анализ распределения основных ликвирую щих примесей и неметаллических включений по высоте осевой зоны конуса осаждения слитка массой 24,2 т. Результаты работы дополняют ранее опубликованные данные по тематике исследований.

При проведении исследования методами количественной металлографии был определен характер распределения различных видов неметаллических включений по высоте нижней части слитка. Установлено, что неметаллические включения по высоте слитка распределяются неравномерно. В зоне конуса осаждения преобладают сульфид ные и оксисульфидные неметаллические включения. На уровне 300 и 822 мм от основа ния слитка обнаружена максимальная загрязненность сульфидами. Их количество на данных участках повышается в 1,5 – 2 раза по сравнению со средним значением по всей высоте конуса осаждения. На высоте 822 мм заметно повышена загрязнённость окси сульфидными включениями, превышающая в 3 раза их содержание в других исследуе мых областях. Максимальная загрязнённость порами наблюдается на высоте 300 мм, а затем отмеченоно резкое снижение их количества по мере приближения к в верхним об ластям конуса осаждения. Максимальная загрязненность всеми видами неметалличе ских включений обнаружена на высоте 900 мм соответствующей верхней части конуса осаждения. Были обнаружены включения различных видов и размеров. В основном пре обладают оксиды размером от 4,1 до 7 мкм, сульфиды, оксисульфиды, а также поры – 13,1 – 16 мкм. Встречаются и единичные включения, достигающие размеров 36 мкм.

Исследованиями установлено, что на характер и условия их распространения влияет механизм кристаллизации нижней части слитков, которая затвердевает по объём но - последовательному механизму в условиях интенсивного отвода тепла и осаждения кристаллов. Зная механизм образования структурных зон слитка, можно разработать ме роприятия по оказанию эффективного воздействия на механизм кристаллизации и сни жению развития дефектных зон.

В. А. Шинкарь (МД-5п) Научный руководитель В. Ф. Даненко О ПРОЧНОСТИ СОЕДИНЕНИЯ СЛОЁВ БИМЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ЗАГОТОВКИ СТАЛЬ 45+12Х18Н10Т ПОСЛЕ ПРОКАТКИ Среди многочисленных способов получения биметаллических материалов важное место занимает обработка давлением путём прокатки. Процесс прокатки можно разде лить на три стадии: захват заготовки, установившийся процесс и выброс. На каждый из этих стадий закономерности деформаций имеют свои особенности. В период захвата происходит заполнение зева валков металлом. По мере продвижения переднего торца полосы между валками изменяется коэффициент деформации, площадь контактной по верхности, давление на валки и другие параметры. Процесс прокатки имеет явно неуста новившийся характер. Неустановившийся характер имеет также процесс выброса полосы из валков. Это связано с ослаблением влияния задней внешней зоны, которая вовсе ис чезает, когда задний торец полосы входит в валковую щель.

Биметаллическую заготовку получали совместной горячей прокаткой по следующей технологии: исходная сборная заготовка прокатывалась на среднесортном стане 450-2 на квадрат 50х50 мм. Заготовка предназначалась для дальнейшего передела на проволоку.

Вследствие неустановившегося процесса прокатки схватывание слоев переднего и зад него концов раската оказывается неудовлетворительным, поэтому их необходимо уда лять. С целью установления необходимой длины отрезаемых частей раската было изу чено влияние неустановившегося процесса прокатки на схватывание слоёв биметалла сталь 45+12Х18Н10Т.

Прочность соединения слоев оценивалась сопротивлением срезу по границе раз дела сердечника и плакирующего слоя. Испытания на срез проводили на машине МУП- в специальном приспособлении. Темплеты для испытания на срез вырезали из переднего и заднего концов раската и устанавливали так, чтобы срез происходил по границе разде ла слоев.

Результаты испытаний показали, что неустановившийся процесс прокатки ока зывает значительное влияние на прочность соединения слоёв биметалла на концевых участках раската протяженностью около 150 мм. Это наиболее заметно у переднего конца раската, где происходит захват заготовки с ударом. Удаление переднего и заднего концов полосы на длине 400 мм гарантирует получение биметаллической заготовки с требуемой прочностью соединения слоёв.

А. С. Кокорин (М-535) Научный руководитель В. Ф. Петрова ИЗМЕНЕНИЯ СТРУКТУРЫ СТАЛИ 09Г2С В ПРОЦЕССЕ ДЕФОРМАЦИОННОГО СТАРЕНИЯ Целью работы является исследование влияния деформационного старения на структуру стали 09Г2С.

Образцы подвергались предварительной нормализации (960 °C, выдержка час), а затем деформации 10 %. После чего определяли влияние деформационного ста рения (при времени выдержки 1, 8 и 24 часа, в интералах температур 20-700 C). Нагрев образцов осуществлялся в печи типа «Snol», деформация проводилась на установке УТС 110М –100 1– У. Ширина рентгеновских интерференций и микронапряжения второго рода определяли на рентгеноструктурной установке УРС-50ИМ. Микронапряжения рассчиты вали по линиям (211), полученным в Fe – излучении методом аппроксимации. В каче стве эталона использовали отожженное железо. Скорости движения диаграммной ленты и счетчика составляла 600 мм/ч и 1/4 оС/с соответственно. Для контроля линии (211) снимали по точкам импульсов, регистрируемых механическим счетчиком.

После нормализации в образцах наблюдается процесс сужения рентгеновской линии, это объясняется тем, что структура находится в равновесии. При воздействии деформации наблюдалось уширение рентгеновской линии на 58 % (по сравнению с ис ходным), что связано с возникновением в структуре металла микронапряжений, вызыва емых искажением структуры.

При повышении времени старения рентгеноструктурный анализ показал сначала уширение, а затем сужение рентгеновских линий при нагреве до более высоких темпера тур. Это связано с микронапряжениями в структуре. Образование зон Гинье-Престона, вызывает максимальное искажение решетки за счет скопления атомов углерода. Эти зо ны когерентно связаны с матрицей. При дальнейшем повышении температуры испытаний в структуре образуются карбиды, некогерентно связанные с матрицей. В этом случае действие микронапряжений ослабляется.

Практическая значимость работы состоит в возможности оценки структурных из менений, происходящих при искусственном старении образцов, что в дальнейшем позво лит оценить срок безопасной эксплуатации конструкций.

М. П. Еремин (МД-5п) Научный руководитель Б. Н. Замотаев ОПТИМИЗАЦИЯ ТЕМПЕРАТУРНО–ДЕФОРМАЦИОННОГО РЕЖИМА ПРИ ПРОКАТКЕ СТАЛИ 40ХС С ВТМО В работе исследована сталь 40ХС, прокатанная с высокотемпературной термоме ханической обработкой (ВТМО). С целью оптимизации режимов прокатки и исследования механических свойств стали в лабораторных условиях проведён планируемый экспери мент второго порядка по ВТМО заготовок из стали 40ХС размером 100х60х8,5 мм с сум марным обжатием = 35% на толщину – 5,0 мм. При реализации планируемого экспери мента варьировали количеством проходов и характером распределения обжатий, температура начала прокатки tн.д. = 950 оС, температура отпуска tотп. = 250 оС, 2 часа. При проведении эксперимента исследовали влияние вышеуказанных факторов на механиче ские свойства проката после ВТМО Y1(в, МПа);

Y2(02, МПа);

Y3(5, %);

Y4(, %);

Y5(KCV, Дж/см2).

При обработке экспериментальных данных получены уравнения регрессии. Про верка, выполненная с помощью критерия Р. Фишера, подтвердила адекватность полу ченных уравнений по экспериментальным данным при уровне значимости 0, При ВТМО стали 40ХС температура начала деформации 950 оС по равномерному режиму деформации за 2 прохода (опыт 4) предел прочности составил в = 1560 МПа, ударная вязкость KCV = 12,0 Дж/см2. При прокатке по аналогичному режиму (температуре начала прокатки 900 оС, опыт 6) прочностные свойства сохраняются на уровне опыта 4, а ударная вязкость снижается более чем в 2 раза до значений KCV = 5,2 Дж/см2.

Снижение ударной вязкости объясняется тем, что рекристаллизация затруднена по ходу прокатки при температуре начала прокатки 900 оС. В этом случае в металле со храняется горячий наклёп, который характеризуется пониженным значением ударной вязкости.

Повышение температуры деформирования определяет возможность перегруппи ровки дислокаций в ходе горячей деформации по типу полигонизационных процессов, что проявляется в повышении запаса пластичности материала.

Исследованием установлено, что применение равномерного режима деформации при ВТМО за 2 прохода при температуре начала деформации 950 оС обеспечивает по вышенный комплекс механических свойств.

А. Ю. Фейтуллаев (ТМ-5п) Научный руководитель В. Ф. Петрова ДЕГРАДАЦИЯ ПЕРЛИТНОЙ ФАЗЫ В УСЛОВИЯХ ДЛИТЕЛЬНОГО ТЕПЛОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА СТАЛЬ 09Г2С При эксплуатации технологического оборудования в зависимости от условий и ре жимов работы может происходить деградация конструкционных материалов. Деградация - явление, наблюдающееся в материалах с течением длительного времени и выражаю щееся в снижении способности конструкции сопротивляться воздействию на неё различ ных нагрузок и, соответственно, снижающее остаточный ресурс оборудования. В этих условиях при оценке надёжности и долговечности конструкций, эксплуатируемых при по вышенных температурах, следует учитывать возможные изменения структуры металла под воздействием эксплуатационных факторов.

Задачей данной работы является оценка влияния возможных изменений структу ры на условия дальнейшей эксплуатации конструкций из стали 09Г2С. Для решения по ставленной задачи использовались образцы из листового проката толщиной 10 мм. Ис следовали влияние температуры в интервале 0 – 600 оС с выдержкой в течение 10 часов, при этом оценивали изменение микроструктуры, в частности, степень сфероидизации на металлографическом инвертированном микроскопе Альтами МЕТ 1МТ при увеличении х1000 с последующем фотографированием.

В ходе проведённых исследований было установлено, что в рассматриваемых условиях происходит процесс сфероидизации: пластины цементита постепенно из пла стинчатой формы превращаются в округлые частицы-сфероиды при температурах от °С и выше. Одновременно со сфероидизацией происходит частичная рекристаллизация структуры, о чём свидетельствует наличие разнозернистости. Результатом этих процес сов является снижение прочностных свойств (предела прочности и предела текучести).

Зафиксированные структурные изменения, свидетельствуют о деградации исходной структуры и, следовательно, перехода конструкции в предельно допустимое состояние.

Е. А. Микляев (М-535) Научный руководитель Е. А. Косова ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА КОЛЕЦ ПОДШИПНИКОВ ИЗ СТАЛИ ШХ15СГ Качество деталей подшипников в значительной мере определяет их долговеч ность и надежность, поэтому к ним предъявляются весьма жесткие требования по микро структуре и твердости, строго ограничено содержание остаточного аустенита, не допуска ется наличие мягких пятен, трещин, изменение размеров, должна быть сведена к минимуму деформация при закалке. В процессе охлаждения при закалке вследствие не равномерного распределения температуры в разных участках изделия и неодновремен ных фазовых превращений, сопровождающихся различным изменением удельного объё ма, возникают тепловые (объемные) и структурные напряжения. Если в результате суммирования этих напряжений создаются растягивающие напряжения, равные пределу прочности, происходит растрескивание (рис. 1).

Рисунок 1. Растрескивание изделия при закалке.

С целью повышения качества изделий, предложен способ охлаждения, гаранти рующий для всего объема детали оптимальный режим охлаждения с возможно меньшим градиентом температур по объему деталей и обеспечивающий, таким образом, минимум деформации нежестких колец и высокое качество закалки по остальным показателям. В результате существенно снижается температура нагрева деталей под закалку и гаранти руется получение устойчивых результатов по микроструктуре и твёрдости при отсутствии трещин и мягких пятен с однородным скрыто и мелкокристаллическим мартенситом с равномерно распределенными дисперсными карбидами, с твердостью НRС 61 - 65 с от клонением не более чем на одну единицу НRС, при этом содержание остаточного аусте нита в стали ШХ15СГ не превышает 12-19%.

В. В. Пряхин (М-535) Научный руководитель Л. В. Палаткина АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ РЕГУЛИРОВАНИЯ УГЛЕРОДНОГО ПОТЕНЦИАЛА ПРИ ЦЕМЕНТАЦИИ В работе был проведён сравнительный анализ существующих прогрессивных ме тодов регулирования углеродного потенциала при цементации тяжело нагруженных ше стерен типа сателлит с целью выявления среди них наиболее перспективных. Так для ка мерных печей возможно использование установок «MESA Carbomat M» (Германия) и «САР УП» (Россия), их точность составляет (±0,05) %, в первом случае регулируются такие па раметры как O2, O2 + CO2, CO, а во втором – CO, CO2. Для шахтных печей при проведении цементации и светлой закалки возможно использовать установку «МППА-SSi 12» (США Россия), основанную на регулировании CO, CO2, CH4, при этом точность регулирования составляет (±0,03) %.

При анализе возможности использования данных технологий регулирования угле родного потенциала в условиях волгоградских предприятий установлено, что, для химико термического цеха ООО «ВЗБТ» возможно применение только установки «МППА-SSi 12».

Это связано с минимальными затратами на установку данного комплекса для цементаци онной печи типа СШЦМ (приблизительно 1 млн. руб. в ценах 2013 г) и рядом преимуществ.

Например, она имеет небольшие габаритные размеры;

все приборы закреплены в метал лической раме, что обеспечивает удобство ремонта и ликвидацию утечек, а также практи ческое отсутствие дефектов в цементационном слое. Так, при проведении цементации с использованием данной установки удается в 5 раз снизить выделение карбидов в форме сетки по границам зерен и получить высокую прочность на поверхности. Практически от сутствуют дефекты структуры типа грубоигольчатого мартенсита, повышенного содержа ния аустенита, немартенситных продуктов закалки.

Принцип работы установки заключается в том, что в рабочее пространство цемента ционной печи посредством насосов-дозаторов постоянно подаются вода и углеводород, при этом одновременно добавляя воздух через электромагнитный клапан и ротаметр с регули ровочным вентилем возможно поддерживать углеродный потенциал в необходимом диапа зоне. В качестве первичного преобразователя используется термопара и кислородный зонд погружного типа. Вторичный преобразователь вычисляет прогнозируемый углеродный по тенциал печной атмосферы и дает команду на управление клапаном добавки воздуха.

Таким образом, проведенный в работе анализ показал, что в условиях газовой це ментации жидким карбюризатором в шахтных печах использование установки для регули рования углеродного потенциала «МППА-SSi 12» – наиболее перспективно.

Э. Ш. Абдульманов (МДК-538) Научный руководитель В. С. Максимук РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ГОРЯЧЕЙ ШТАМПОВКИ КРУПНЫХ ШЕСТЕРЕН ТРАНСМИССИИ ГУСЕНИЧНОГО ТРАКТОРА НА РОБОТИЗИРОВАННЫХ КОМПЛЕКСАХ АККА8446- Разработана прогрессивная технология горячей штамповки крупных шестерен трансмиссии гусеничного трактора (детали 77.37.187, 77.37.189).

В действующем производстве эти поковки штампуются на паровоздушных штампо вочных молотах. Технологический процесс не механизирован, нагрев заготовок произво дится в пламенных печах с повышенным угаром металла, производительность штампов ки низкая: 120 и 87 штамповок в час, точность и качество поковок неудовлетворительные.


На всех операциях применяется ручной труд.

По новой технологии поковки предложено штамповать в автоматизированных лини ях, включающих: автоматизированные индукционные нагреватели для нагрева заготовок до ковочной температуры, роботизированные комплексы АККА8446-1 на базе кривошип ных горячештамповочных прессов с номинальным усилием 40 МН.

Среднечасовая производительность штамповки составит 144 штамповок в час. Ис ключено применение ручного труда на всех технологических операциях.

Поковки, полученные по такой технологии, имеют повышенные точность и качество.

При годовом выпуске поковок 16 тысяч тонн расход металла уменьшится в сравнении с действующей технологией на 942 тонны.

Применение экологически чистого индукционного нагрева позволит значительно снизить потери металла с окалиной, улучшить санитарно-гигиенические и экологические условия труда в цехе.

В. С. Емельянова (МЛВ-669) Научный руководитель К. Е. Титов СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ РЕЖИМА ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ЦЕНТРОБЕЖНОЛИТЫХ ЗАГОТОВОК С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ ИХ КАЧЕСТВА И СТАБИЛЬНОСТИ ИХ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ Развивающаяся в северных районах РФ нефтяная и газовая промышленность нуждаются в хладостойких сталях. Использование таких сталей делает конструкции из них надёжными в использовании. Так как температуры от 30 С до 50 С встречаются на большей территории России, то проблема правильного использования и хладостойких сталей весьма актуальна и важна.

В связи с необходимостью снижения себестоимости, кованым, тянутым и свар ным заготовкам предпочтительнее центробежнолитые, которые обеспечивают весь ком плекс механических свойств, при условии соблюдении технологии при их изготовлении. В ходе изготовления центробежнолитых заготовок из стали 38ХН3МФА был выявлен брак более 40 %, выразившийся в падении уровня ударной вязкости КСТ при -50 С и неудо влетворительного излома при металлографическом контроле.

В ходе анализа годных и забракованных заготовок было установлено, что причи ной возникновения брака, является наличие крупнозернистой структуры, а также матовые площадки в изломе, которые являются следствием наличия в заготовках содержание се ры и фосфора на верхнем пределе марочного состава.

Для устранения обнаруженных отклонений состава было предложено ввести до полнительную термическую обработку: нормализацию перед основной термической об работкой, а также и ограничить суммарное содержание серы и фосфора до 0,010 %.

Предложенные изменения позволили измельчить зерно с 10-го до 12-го балла по ГОСТ 5639, снизить количество матовых площадок в изломе, и существенно повысить показатели ударной вязкости КСТ при -50 С, что привело к существенному сокращению брака и стабилизации свойств.

Е. В. Кузнецова (МД-5п) Научный руководитель Д. Н. Гурулёв МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПРОКАТКИ ТИТАНО-АЛЮМИНИЕВОГО КОМПОЗИТА, ПОЛУЧЕННОГО ПО КОМПЛЕКСНОЙ ТЕХНОЛОГИИ Моделирование процессов прокатки в настоящее время применяется всё чаще, так как позволяет избежать метод «проб и ошибок» при подборе условий и технологических режимов в промышленных условиях.

В работе проводился эксперимент с титано-алюминиевым композиционным мате риалом АМг6-АД1-ВТ1, полученным по комплексной технологии, включающей сварку взрывом, прокатку и термообработку. Для прокатки применялись образцы клиновидной формы с углом 1 и размерами (7-12)40 220 мм. Такая форма образцов с исходной тол щиной алюминия АД1 и титана ВТ1-0 соответственно 2 и 4 мм и варьируемой от 1 до мм–сплава АМг6, обеспечивала плавное изменение обжатия по длине прокатанной заго товки. Для определения поперечной деформации (обжатия) на боковые грани заготовки через каждые 20 мм наносили контрольные метки (реперные линии), по которым фикси ровали исходную толщину КМ и его составляющих, а для оценки распределения про дольной деформации по оси образца с таким же интервалом устанавливали алюминие вые репера. Образцы прокатывали на двухвалковом стане «Дуо» с одинаковыми скоростями вращения валков диаметром 130 мм без натяжения и правки, моделируя про цессы, происходящие непосредственно в очаге формоизменения.

Установлено, что прокатка приводит к неравномерной продольной и поперечной деформации, зависящей от обжатия и соотношения прочностных характеристик соединя емых металлов. Увеличение величины обжатия способствует сближению поперечной деформации титанового и алюминиевых слоев вследствие развития процессов наклёпа и повышения пределов текучести последних. При этом абсолютная поперечная деформа ция алюминиевых слоев составляет около 82 % от деформации прокатного композита.

Моделирование процесса прокатки слоистого титано-алюминиевого композита с ис пользованием пакета программ ABAQUS/SIMULIA, основанного на использовании метода конечных элементов, позволило изучить последовательность деформирования локаль ных объёмов в процессе прохождения физического очага деформации.

Таким образом, исследование структуры и свойств материала и моделирование его поведения представляет собой весьма актуальную задачу, решение которой направлено на оптимизацию технологических режимов получения металлопродукции с заданными свойствами.

Д. С. Тихонов (ТМ-5п) Научный руководитель С. О. Гевлич ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА АКУСТИЧЕСКОЙ ЭМИССИИ ДЛЯ ТЕХНИЧЕСКОГО ДИАГНОСТИРОВАНИЯ СОСУДОВ, РАБОТАЮЩИХ ПОД ДАВЛЕНИЕМ Одним из методов оценки технического состояния, эксплуатационных качеств обо рудования нефтеперерабатывающих производств является акустико-эмиссионная (АЭ) диагностика, которая позволяет быстро и достаточно эффективно выполнить диагностику 100 % металла и сварных швов контролируемого объекта.

В настоящее время весьма актуальной является разработка методик оценки проч ности, ресурса и надежности сосудов давления на основе специально организованного неразрушающего контроля в процессе эксплуатации.

Задачей данной работы является определение возможности эксплуатации нефте химического оборудования с коррозионным растрескиванием сварных швов при помощи АЭ метода.

При очередном техническом освидетельствовании колонны К-2 установки первич ной переработки нефти АТ-6 со стороны внутренней поверхности аппарата, изготовлен ного из биметалла (сталь ВСт3сп +08Х13) выявлено множественное коррозионное рас трескивание аустенитных сварных швов. Суммарная длина дефектных сварных швов составляла свыше 1500 м, глубина коррозионных трещин в отдельных местах достигала половины толщины стенки сосуда.

На основании проведенных АЭ исследований и выполненных расчетов на трещи ностойкость, были выявлены наиболее опасные участки общей протяженностью около м, подлежащие первоочередному исправлению. На основании прочностных расчетов для временной эксплуатации аппарата по согласованию с технологами предприятия было снижено разрешенное рабочее давление в аппарате и, одновременно, составлен график поэтапного выполнения ремонтных работ для полного восстановления несущей способ ности сосуда, определены объемы, сроки проведения АЭ на рабочем режиме для опера тивной регистрации изменения технического состояния сосуда.

Е. П. Мищук (ТМ-6п), Е. Н. Попова (МДК-538) Научный руководитель В. Ф. Даненко СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ КАЛИБРОВКИ ПРОФИЛЯ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ФАСОННОЙ ПРОВОЛОКИ В работе обсуждается технология изготовления фасонной проволоки методом хо лодной прокатки из круглой заготовки и преимущества этого метода. Затруднения при ка либровке профиля связаны с неравномерностью деформации металла по периметру по перечного сечения заготовки в процессе обжатия.

Принято, что в объёмах металла, примыкающих к проведенным через крайние точки поперечного сечения заготовки «линиям течения», осуществляется линейное об жатие. При этом дефектность металла принималась равной той величине, которую приобретает круглая проволока, деформированная с обжатием q по площади. Зависи мость f (q) выражалась уравнением 1 1 q.

Сравнительный анализ калибровки профиля проводили на примере изготовления зетобразной проволоки Z 5 – 30, формоизменение которой сопровождается уширением металла. Величину уширения учитывали коэффициентом K b / h, где b - абсолют ное уширение, мм;

h - абсолютное обжатие, мм.

Деление отрезков «линий течения» металла, при условии постоянства средней вытяжки СР по проходам, осуществляли по двум методикам:

1 – пропорционально линейному единичному обжатию const;

2 – пропорционально разности линейных размеров, определяемых из известных значений площади поперечного сечения профиля, для двух соседних проходов.

Установлено постепенное уменьшение абсолютных деформаций сжатия и ушире ния по проходам в случае калибровки профиля по методике 1, в отличие от постоянства этих деформаций в случае калибровки профиля по методике 2, что позволяет более пол но использовать пластические свойства металла, и уменьшает износ инструмента.

Д. С. Семенов (М-535) Научный руководитель Л. В. Палаткина ПРИМЕНЕНИЕ ДЕПАССИВАЦИИ ПОВЕРХНОСТИ ПРИ АЗОТИРОВАНИИ При низкотемпературном азотировании в газовых средах на основе аммиака для хромомолибденовых конструкционных сталей характерно образование целого ряда де фектов. Так, по результатам статического анализа, проведенного в условиях отделения химико-термической обработки ОАО “ЦС”Звездочка” г. Северодвинск показано, что до 80 % брака при азотировании хвостовика стопорного клапана судового паропровода турбины связано с образованием на поверхности сплошного пористого слоя -фазы от деленного границей от -фазы. Это отражается в снижении твёрдости и износостойкости слоя, увеличении его хрупкости, а также его стойкости к отслоению и растрескиванию. По результатам проведённых исследований наиболее оптимальным способом устранения этих дефектов является депассивация поверхности. Депассивация, то есть выход метал ла из пассивного состояния, связана с разрушением на поверхности металла пассивиру ющего слоя – оксидной пленки. Оксидная пленка удаляется травлением в водных раство рах кислот, например HCl, или введением в рабочее пространство печи хлористого аммония NH4Cl или четыреххлористого углерода CCl4.


В условиях предприятия ОАО “ЦС”Звездочка” проводились исследования по опро быванию технологии депассивации с использованием четыреххлористого углерода CCl4.

После посадки в шахтную печь типа США-8.12/6 осуществлялась продувка рабочего про странства NH3. При достижении температуры депассивации (500 С) проводилась выдерж ка в течение 30 минут с подачей NH3, затем в течение 10 минут аммиак подавался через сосуд с CCl4, а дальнейшая выдержка (30 минут) происходила только с подачей NH3.

Сравнительный металлографический анализ показал, что в поверхностном слое деталей прошедших азотирование с депассивацией не наблюдалось: образование четкой границы между фазами и, так как слой, в основном, состоял из -фазы;

плавный пере ход от поверхности к сердцевине;

практически отсутствие пятнистой твердости;

образо вание более глубокого слоя (до 0,55 мм). По результатам замеров твёрдости твердомером M4C (Германия) в азотированном слое наблюдались более высокие значения при исполь зовании депассивации (1240 HV против 1050 HV).

Таким образом, необходимость в припуске на окончательную механическую обра ботку для хвостовиков из стали 38Х2МЮА после азотирования с депассивацией отсут ствует, что позволяет экономить расход металла до 20 %. Кроме этого из технологическо го цикла исключается подготовительная операция - обезжиривание поверхности, это сокращает не только время процесса, но и затраты на химические реактивы.

О. В. Полякова (МЛВ-469) Научный руководитель Л. В. Палаткина ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИЧИН БРАКОВКИ БОКОВЫХ РАМ ГРУЗОВЫХ ВАГОНОВ В ПУТИ СЛЕДОВАНИЯ На базе вагонного депо «Желдорсервис» г. Волгоград в течение 2011 и 2012 г. прово дился анализ причин и количества забракованных в пути следования ОАО «РЖД» литых бо ковых рам двухосных тележек грузовых вагонов для колеи 1520 мм (ОСТ 32.183-2001). За этот период было отцеплено порядка 130 грузовых вагонов, прошедших ремонт в данном депо, при этом убытки, которые понесло предприятие (простой, ремонт, штрафы и т. д.), пре высили 7 млн. рублей. Анализ показал, что до 58 % случаев отцепа вагонов связано с обна ружением в радиусном переходе R=55 мм, выходящим на боковую, видимую для осмотрщи ка вагонов поверхность, раковин, 24 % пор и 18 % трещин. Если для первых двух видов дефектов есть допуски по браковке - руководящий документ РД 32.159 -2001, то допусков по трещинам нет, они бракуются в 100 % случаев обнаружения. Последнее связано, прежде всего, с безопасностью, т. к. они являются причиной усталостного разрушения металла и схода вагонов с катастрофическими последствиями аварий.

Как правило при выезде на расследование отцепа вагона при визуальном осмотре, идентификации природы и причин обнаруженного дефекта, доказать что выявленные поры и раковины имеют литейную природу не трудно. Однако, при обнаружении трещин доказать что они образовались ещё при производстве этой литой детали и имеют кристаллизацион ную природу - практически невозможно, что связано, в первую очередь, с условиями эксплуа тации данной детали – масляные и грязевые загрязнения, и т. д.

При исследовании внутренней поверхности боковых рам (124 шт.) подвергнутых очистке было показано, что обнаруженные трещины расположены как продольно, так и поперечно, при этом их ширина достигает 6 8 мм, а длина 20 25 см. Для исследова ний была вырезана характерная нераскрывшаяся трещина из внутренней поверхности радиусного перехода R55 боковой рамы. Провёденный при небольших увеличениях фрактографический анализ показал, что первоначально измеренная длина (19,7 см) должна быть увеличена до 23,5 см за счет ранее идентифицированного скопления пор, которые на самом деле являются продолжением трещины. Также было установлено, что трещина заполнена остатками формовочной смеси, а проведенный в дальнейшем металлографический анализ подтвердил, что данная трещина относится к «горячим».

Таким образом, проведённые в работе исследования показали, что данные дефекты являются литейными, поэтому браковка в пути следования боковых рам грузовых вагонов ра ботниками ОАО «РЖД» и штрафные санкции, предъявляемые к вагонному депо, являются не обоснованными.

Е. А. Баландин (М-535), А. Н. Кустова (ТМ-5н) Научный руководитель С. С. Сычева ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕРМООБРАБОТКИ НА ТОЛЩИНУ ОКАЛИНЫ ЛИТЫХ ВОДООХЛАЖДАЕМЫХ ОПРАВОК Материалом исследования являлась литая водоохлаждаемая оправка прошивного стана из стали 20Х2Н4МФ. Данная оправка при производстве бесшовных труб работает в тяжелых условиях. Трение о стенки гильзы и контакт с горячим металлом приводят к разо греву поверхности оправки до высоких температур с последующим быстрым охлаждением.

Создание на рабочей поверхности слоя окисной пленки необходимой толщины поз воляет: защитить металл оправки от резкого перепада температур, истирания оправки при прошивке металла, увеличить стойкость оправок. Таким образом, для предотвраще ния налипания прошиваемого металла необходимо подвергать оправки окислительному отжигу с целью получения на рабочей поверхности слоя окисной пленки.

Образцы для исследования влияния термообработки на толщину окалины литых водоохлаждаемых оправок были подвергнуты окислительному отжигу по двум режимам.

Первый режим включает в себя нагрев до температуры 1000 С с соответствующими из менениями параметров газ – воздух и выдержкой в течение 22 минут. Второй режим за ключается в двойной термообработке по первому режиму с непрерывным охлаждением до комнатной температуры между циклами.

Установлено, что у образцов после термообработки по первому режиму толщина окалины составила 400-450 мкм. У термообработанных образцов по второму режиму, вы явлено увеличение толщины окалины до 760-800 мкм.

Измерение твердости образцов после термообработки по первому и второму режи мам составляет 25-28 HRC, 25-30 HRC, соответственно. Данные значения твердости со ответствуют нормативной документации по требованию ТУ 108.11.215-88.

Таким образом, двойной цикл термической обработки оправки позволяет получить окисный слой большей толщины при соответствующей твёрдости микроструктуры, кото рая лежит в пределах нормы и позволяет продлить работоспособность литых воохла ждаемых оправок.

А. Е. Боераков (ТМ-5п) Научный руководитель С. О. Гевлич РАЗРАБОТКА КЛАССИФИКАЦИИ ДЕФЕКТОВ СВАРНЫХ ОБОЛОЧЕК Целью данной работы является разработка классификации дефектов сварных обо лочек, работающих под давлением, выявляемых визуальными методами контроля, а также оценка технического состояния и расчёт остаточного ресурса эксплуатации конструкции.

Актуальность данной работы состоит в следующем: во-первых, необходимость оценки состояния технического устройства при проведении экспертизы промышленной безопасности;

во-вторых, необходимость классификации дефектов для оценки домини рующих повреждающих механизмов конструкции;

в-третьих, важен правильный анализ влияния дефектов на остаточный ресурс технического устройства, для обеспечения его дальнейшей безаварийной эксплуатации.

В процессе разработки классификации решались следующие задачи: анализ дефек тов, влияние каждого дефекта на техническое состояние конструкции, определение доми нирующего механизма разрушения и остаточного срока службы технического устройства.

Результатами разработки являются: создание простой и наиболее удобной класси фикации дефектов, охватывающей наибольшее число возможных случаев и типов де фектов, определение максимально опасных типов дефектов. Значимость результатов со стоит в следующем. Во-первых, разработана простая классификация дефектов, выявляемых визуальным осмотром, по способу происхождения, во-вторых, с помощью классификации можно быстро спрогнозировать доминирующие повреждающие механиз мы, в-третьих, определить остаточный ресурс конструкции.

Данная разработка рекомендована специалистам при проведении экспертизы про мышленной безопасности для диагностики технического состояния объектов.

Л. В. Минакова (МЛВ-669) Научные руководители: С. С. Сычева, К. Е. Титов ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИЧИНЫ ОБРАЗОВАНИЯ ДЕФЕКТОВ В ПРОКАТЕ ИЗ СТАЛИ 08Х18Н10Т В работе исследованы образцы из стали аустенитного класса 08Х18Н10Т, выре занные из заготовок сортового проката с осевыми дефектами, с целью установления при чины брака и снижения механических свойств.

Химический состав исследуемых образцов представлен в таблице 1 и находится в пределах ГОСТ 5632.

Таблица 1 - Химический состав стали 08Х18Н10Т Образец С Mn Si S P Cr Ni Ti Cu №1 0,05 0,65 0,43 0,016 0,029 17,58 9,27 0,41 0, №2 0,05 0,65 0,44 0,018 0,030 17,57 9,37 0,43 0, Требования 17,0 - 9,0 - 0,5 0,08 0,02 0, ГОСТ 5632 2,0 0,8 0,035 19,0 11,0 0, Микроструктура образцов после травления в реактиве «царская водка» аусте нитная с двойниками, характерная для стали 08Х18Н10Т.

На продольных шлифах, вырезанных из осевой зоны, дефекты были видны без применения увеличительных приборов (рисунок 1, а).

Рисунок 1 – Общий вид дефекта (а) и строчки неметаллических включений (б, 100) После проведения металлографического исследования на нетравленных шлифах было установлено, что крупные дефекты сопровождаются грубыми включениями сложно го состава оксидов и сульфидов (рисунок 1, б) и строчечными скоплениями тугоплавких включений.

Таким образом, дефекты, обнаруженные на заготовках сортового проката, явля ются раскатанными загрязнениями, то есть дефектами исходного металла.

В. О. Роненко (ТМ-6н) Научный руководитель О. Б. Крючков ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА МЕТОДИКИ РАСЧЕТА ВРЕМЕНИ НАГРЕВА ПАКЕТА СТАЛЬНЫХ ПЛАСТИН В настоящей работе проведена проверка использования методики расчёта вре мени нагрева пакета пластин с помощью литературных данных и определения времени нагрева по экспериментальным данным при нагреве садки пластин в электрической ка мерной муфельной печи.

При нагреве сложных загрузок, состоящих из мелких деталей, располагаемых насыпью на конвейерной ленте, пакетов листов и рулонов ленты в колпаковых печах, бунтов проволоки и т. п. часто бывает сложно рассчитать время их нагрева из-за не определенности коэффициента теплопроводности в направлении слоев загрузки. В лите ратуре приводятся методики для расчета приведенного коэффициента теплопроводно сти. В настоящей работе предпринята попытка проверки одной методик при нагреве паке та пластин.

Для проведения эксперимента были использованы скрепленные струбцинами пластин с размерами 0,082х0,082х0,0032 м из стали 10ХСНД. Высоту стопы замеряли до и после её скрепления струбцинами. Нагрев стопы проводили в лабораторной муфель ной электропечи сопротивления типа СНОЛ-1, 6.2, 5/I-II-MI, TУ 16-531. 408-72 при посто янной ее температуре 900 оС, а замер температуры печи, поверхности и центра заготов ки – с помощью хромель- алюмелевых термопар и 8-и точечного регистрирующего потенциометра марки ЭПР-09 МЗ, ГОСТ 7164-66.

При использовании расчётного метода были определены: коэффициент тепло отдачи, теплопроводность, теплоёмкость и приведенная плотность садки пластин, коэф фициенты температуропроводности в горизонтальном и вертикальном направлениях;

ко эффициент теплопроводности в направлении воздушных зазоров;

критерии Био и Фурье для трех граней пакета листов, температурные критерии для поверхности и центра, а также распределение температуры в углу стопы и в ее центре, а также время нагрева.

Установлено, что из-за малого значению коэффициента теплопроводности в вер тикальном направлении, передачей тепла по вертикали можно пренебречь. Время нагрева можно рассчитывать, пользуясь правилом перемножения критериев для двух пластин толщиною равной длине и ширине листа, так как прогрев центра стопы идет в основном в направлении сплошного металла.

Различие в расчетном и экспериментальном времени нагрева может быть связа но с неточностью определения величины воздушных зазоров. В этой связи проводятся эксперименты по расчету приведенного коэффициента теплопроводности для сложной загрузки с использованием параметра, определяемого как отношение характерного раз мера единичной загрузки к толщине нагреваемого слоя.

А. С. Иванов (ТМ-5н) Научный руководитель О. Б. Крючков РАСЧЁТ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ ПЕЧНОЙ АТМОСФЕРЫ С ПРИМЕНЕНИЕМ МОДЕЛИРОВАНИЯ С целью интенсификации и равномерности нагрева садок металла в нагрева тельных и термических печах используют вентиляторы. Для оптимального выбора и раз мещения вентилятора в печи необходимо знать направление потоков печной атмосферы и их скорости. В действующей печи, как правило, затруднительно определить вышепере численные параметры и оптимальный вариант получают в производственных условиях путем проб и ошибок. С целью снижения затрат на исследования можно использовать моделирование.

В настоящей работе для определения скорости воздушной атмосферы от венти лятора в камерной муфельной электрической печи было выведено соотношение между скоростями в реальной печи при температуре печной среды 900 оС и воздушной средой на модели при ее температуре 20 оС. Модель была изготовлена из оргстекла с размера ми, равными внутренним размерам печи-образца. При определении скорости воздушной атмосферы в «печи»-модели был использован анемометр-термометр X-LineAcroTemp X00123. Коэффициент кинематической вязкости воздуха был рассчитан по литературным данным для температур 20 оС и 900 оС.

Как следует из нижеприведенных вычислений, при скорости воздушной среды на модели, равной 0,5 м/с, в печи-образце при 900 оС скорость печной среды составит 5, м/с.

Таким образом, можно для реальной печи-образца, устанавливая анемометр в различные части «печи»-модели, рассчитывать скорости движения печной атмосферы при различных температурах.

М. У. Хашиева (МВ-6Н) Научные руководители: Н. А. Адаменко, С. М. Рыжова ИССЛЕДОВАНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ ЭЛЕКТРОПРОВОДИМОСТИ ПОЛУЧЕННЫХ ВЗРЫВНОЙ ОБРАБОТКОЙ МЕТАЛЛОНАПОЛНЕННЫХ ПОЛИАРИЛАТОВ Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РФФИ № 13-03-00344.

Взрывное прессование (ВП) позволяет реализовывать условия получения полимер ных композиционных материалов (ПКМ) на основе трудноперерабатываемых полимеров, что открывает перспективы их применения при создании деталей и узлов повышенной надёжности и долговечности.

В качестве исследуемых материалов применялись ПКМ на основе полиарилата ДВ с наполнением от 50 до 90 % об. порошками алюминия, железа, меди, никеля и воль фрама. С целью достижения необходимого уровня физико-механических свойств обрабо танные скользящей ударной волной при плоском нагружении с давлением прессования 0,67 ГПа образцы металлонаполненного полиарилата были подвергнуты спеканию в сво бодном состоянии при температуре 260 0С. Микроструктурные исследования проводили методом оптической микроскопии на микроскопе Olympus 61BX в отражённом свете при 200-кратном увеличении. Измерение электрического сопротивления осуществлялось по четырехпроводной системе с использованием мультиметра типа 2000.

Анализ результатов исследования электропроводимости () металлонаполненного (50 % об.) полиарилата показал, что ВП сопровождается ростом в зависимости от вида металлического наполнителя ПКМ: наибольшей обладает композиция полиарилата с медью (от 98·103 до 190·103 См/м), а наименьшей - с железом (от 18·103 до 30·103 См/м).

При этом наблюдается анизотропия : вдоль направления распространения ударного фронта (УФ) она значительно выше (на 40-60 % в зависимости от вида металлического наполнителя), чем в поперечном направлении. У ПКМ с различным содержанием ме таллов (50-90 % об.) наблюдается значительный рост вдоль направления распро странения УФ, в то время как в поперечном направлении остается значительно меньшей (от 317·103 до 523·103 См/м у композиций с содержанием 70 % об. меди). Раз личия вдоль и поперек распространения УФ подтверждаются микроструктурными исследованиями ПКМ.

Таким образом, взрывная обработка металлонаполненных полиарилатов обеспечи вает интенсивную деформацию металлических частиц, их межчастичное взаимодействие, что сопровождается ростом ПКМ. Это приводит к анизотропии ПКМ, связанной с обра зованием контактов между металлическим наполнителем за счет деформации частиц вдоль направления распространения УФ, их сварки по границам контакта с образованием электропроводящих каналов.

И. А. Любцов (КМ-533) Научный руководитель В. Д. Рогозин ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПРИ ОТЖИГЕ КОМПОЗИТОВ МЕТАЛЛ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНАЯ СВЕРХПРОВОДЯЩАЯ КЕРАМИКА Исследована возможность отжига спрессованных взрывом композиционных об разцов металл - высокотемпературная сверхпроводящая керамика (ВТСП) - металл при сниженных температурно-временных режимах с целью достижения начальной стадии спекания керамики без разрушения керамической ВТСП – составляющей композита.

Опыты проводили на цилиндрических трубчатых образцах, полученных по схеме взрыв ного обжатия цилиндрических ампул. Порошок ВТСП – керамики YBa2Cu3O7 засыпали между коаксиальными трубками из стали и меди и обжимали взрывом кольцевого заряда взрывчатого вещества. Плотность керамического слоя полученных композиционных об разцов составляла 5600 – 5700 кг/м3, границы слоев плотные, без видимых следов хими ческого взаимодействия.

Образцы подвергали отжигу в интервале температур 600-930 °С и исследовали состояние границы раздела, фазовый состав и плотность керамики (см. табл.1).

Таблица 1 - Результаты исследования Режим Плотность Композиция Диффузионный слой Фазовый состав отжига кг/м 600°С, 20 мкм, Фаза 123, 1ч в меди следы BaCO Сталь Фаза 123, Y2BaCuO5, 700°С, 700 мкм, + ВТСП 6010 следы CuO, 1ч в меди + Медь BaCO 900°С, 110 мкм, Фаза 123, следы CuO, 0.25 ч в меди BaCO 600°С, 1 ч нет 5700 Фаза Сталь 700°С, 1 ч нет 5910 Фаза +ВТСП Фаза 123, 930°С, +Сталь 80 мкм 5400 Y2BaCuO5, 0.25 ч BaCO Как видно, при увеличении температуры отжига появляется и увеличивается зона диффузионного взаимодействия и может начинаться процесс разложения и разрушения ВТСП-керамики. Однако имеются режимы отжига (около 700 °С, 1 ч), когда взаимодей ствие слоев еще не проявляется, а плотность керамики заметно возрастает, что свиде тельствует о возможности получения композитов металл-ВТСП с высокой плотностью ке рамического слоя.

С. В. Мосейко (КМ-533) Научный руководитель В. Д. Рогозин ИССЛЕДОВАНИЕ ФАЗООБРАЗОВАНИЯ ПРИ ВЗРЫВНОМ ПРЕССОВАНИИ ШИХТЫ ПЬЕЗОКЕРАМИКИ СИСТЕМЫ ЦТС В работе исследовалась возможность образования новых фаз при взрывном прес совании порошковой шихты пьезокерамики системы ЦТС. Шихта представляет собой смесь порошков оксидов свинца PbO, циркония ZrO2, титана TiO2, соответствующую со ставу пьезокерамики ЦТС-19 и ЦТБС-3. Взрывное прессование производили по схеме обжатия цилиндрической ампулы с центральным стержнем. Порошок засыпали кольце вым слоем между ампулой и стержнем, и после взрыва получали трубчатые образцы.

Далее проводили рентгеноструктурный фазовый анализ образцов после взрывного прес сования и после термообработки.



Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 12 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.