Повышение свойств сплавов и покрытий, формируемых при электротермических процессах с использованием минерального сырья, содержащего оксиды легирующих элементов

• Автор: Лихачев, Евгений Александрович
• Шифр специальности: 05.02.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Комсомольск-на-Амуре
• Количество страниц: 134 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1 ПРОБЛЕМЫ СОЗДАНИЯ НОВЫХ СВАРОЧНО-НАПЛАВОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА БАЗЕ КОМПЛЕКСНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ
1Л. Создание новых сварочно-наплавочных материалов на базе местного минерального сырья - перспективное направление в развитии промышленности Дальневосточного региона
1.2. Особенности микрометаллургических процессов при электрической сварке и наплавке
1.3. Проблемы разработки новых легированных материалов и наплавленных покрытий на базе многокомпонентного минерального сырья
1.4. О возможности создания новых сварочно-наплавочных электродов из местного минерального сырья
1.5. Выводы
1.6. Цель и задачи исследования
Глава 2 МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ, МАТЕРИАЛЫ
И ОБОРУДОВАНИЕ
2.1. Методика исследований
2.2. Оборудование, используемое для производства
и исследования сварочно-наплавочных материалов
2.2.1. Оборудование для сварки, наплавки и переплава
2.2.2. Оборудование для подготовки шихтовых
материалов
2.2.3. Оборудование для контроля параметров связующих
2.2.4. Оборудование для металлографического анализа
2.2.5. Оборудование для химического и фазового анализов
2.2.6. Оборудование для анализа физико-механических
и эксплуатационных свойств сплавов
2.3. Материалы, применяемые для создания
электродов и флюсов
2.3.1. Металлические материалы
2.3.2. Неметаллические материалы
2.4. Выводы

Глава 3 ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ПОКРЫТИЙ ЭЛЕКТРОДОВ ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ ДЛЯ РУЧНОЙ СВАРКИ НА БАЗЕ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ
ДАЛЬНЕВОСТОЧНОГО РЕГИОНА
ЗЛ. Постановка задачи
3.2. Разработка состава шихты покрытий
3.3. Установление функциональных зависимостей системы «состав покрытия-свойства наплавленного металла»
3.4. Состав, структура и свойства металла, наплавленного опытными электродами
3.5. Сравнительная оценка сварочно-технологических
свойств опытных электродов и УОНИИ13/55
3.6. Выводы
Глава 4 РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ЛЕГИРУЮЩИХ ФЛЮСОВ И ПОКРЫТИЙ ЭЛЕКТРОДОВ НА ОСНОВЕ ЦИРКОНОВОГО КОНЦЕНТРАТА
4.1. Постановка задачи
4.2. Исследование возможности перехода циркония из минерального сырья в переплавляемую
низкоуглеродистую электродную сталь
4.3. Исследование составов структур и свойств сплавов, полученных с использованием флюсов на основе цирконового концентрата
4.4. Формирование шихты покрытий
легирующих электродов
4.5. Состав, структура и свойства металла,
наплавленного опытными электродами
4.6. Выводы
ГЛАВА 5 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВЫПУСКА ЭЛЕКТРОДОВ ДЛЯ РУЧНОЙ ДУГОВОЙ СВАРКИ С ПОКРЫТИЯМИ ИЗ МЕСТНОГО МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ
5.1. Формирование себестоимости электродов
5.2. Оценка экономической эффективности и
финансовых результатов проекта
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Современная действительность характеризуется крайне высокими темпами разработки и внедрения новых материалов, призванных обеспечить решение сложных технических проблем, вызванных современным научно-техническим прогрессом. Особенно это стало наглядно во второй половине XX века, так как именно новые материалы стали ключевым звеном, определяющим успехи инженерных решений в космической, авиационной, атомной промышленности, электронике. При этом были получены не только материалы с улучшенными физико-химическими и эксплуатационными свойствами на основе известных материалов, но и материалы с принципиально новой структурой и свойствами: конструкционная керамика, аморфные и наноматериалы, пластические массы и др. Отмеченное в полной мере относится и к сварочно-наплавочным материалам, призванным обеспечивать изготовление, упрочнение и поддержание в течение длительного периода работоспособности современных технических устройств.
Сварочно-наплавочные технологии являются одними из ведущих, призванных решать современные задачи материального производства и способствовать прогрессу в промышленности, строительстве, на транспорте. В настоящее время наиболее широкое применение находит электрическая сварка плавлением, которая даёт возможность осуществлять не только монтажные операции, но и формировать на изношенных поверхностях деталей покрытия с повышенными эксплуатационными свойствами.
Растущие затруднения в обеспечении исходными.сырьевыми материалами и высокие затраты на расширение металлургического производства требуют пристального внимания к проблеме разработки ресурсосберегающих технологий во всех отраслях промышленного производства. Задача заключается в том, чтобы из определённого количества исходного сырья получить максимальное количество продукции (в том числе и сварочно-наплавочных материалов) с более высоким качеством и наименьшими затратами. На современном этапе перед человеческим обществом возник целый ряд проблем

ла в ограниченном объёме позволяет легировать его элементами, находящимися в шлаке и использовать для легирования не чистые металлы, а ассоциации, в составе которых кроме оксидов легирующих элементов, имеются компоненты, обеспечивающие качественную реализацию технологического процесса. Например, цирконовый концентрат включает не только ZrCb, но и CaO, MgO, Si02, А1203 и др. Перспективным подходом, в наибольшей степени сочетающим решение отмеченных задач, является использование такого сырья для создания сварочно-наплавочных материалов с последующим получением с их помощью легированного наплавленного металла. В результате исключаются значительные вспомогательные операции размола, очистки, энергоёмкие термические процессы, возрастает экологическая безопасность, так как переработка минерального сырья основана, как правило, на использовании химических методов извлечения отдельных компонентов, при которых употребляются летучие химически активные элементы (хлорирование, фторирование и др.) и растворители со значительным расходованием воды, использованием токсичных веществ.
Наиболее рациональным решением следует считать разработку и внедрение относительно простых технологий получения сварочно-наплавочных материалов непосредственно из вырабатываемого горно-обогатительными комбинатами сырья без его дополнительной затратной переработки. Для этого целесообразно создание небольших специализированных предприятий, обладающих гибкими, быстро перестраивающимися технологиями, максимально приближенных к источникам сырья, чутко реагирующих на меняющиеся запросы потребителей.
Целью работы является установление закономерностей формирования состава, структуры и свойств сплавов при электротермических процессах (сварке и наплавке) на основе минерального сырья, содержащего оксиды легирующих элементов, с разработкой технологии повышения их служебных характеристик.
В соответствии с поставленной целью, решались следующие задачи: