Теоретические и технологические основы повышения качества и свойств сплавов (покрытий) при электротермических процессах на базе создания легирующих сварочно-наплавочных материалов с использованием минерального сырья

• Автор: Бабенко, Эдуард Гаврилович
• Шифр специальности: 05.02.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Комсомольск-на-Амуре
• Количество страниц: 276 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. ПРОБЛЕМЫ СОЗДАНИЯ НОВЫХ МАТЕРИАЛОВ И ПОКРЫТИЙ НА ОСНОВЕ КОМПЛЕКСНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ МИНЕРАЛЬНЫХ АССОЦИАЦИЙ ПРИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СВАРКЕ, НАПЛАВКЕ И ПЕРЕПЛАВЕ
1.1. Легирующие флюсы и обмазки электродов
из многокомпонентного минерального сырья - перспективное направление в развитии сварочных технологий
1.2. Особенности металлургических процессов при электрической
сварке, наплавке и переплаве плавящимся электродом
1.2.1. Дуговые способы сварки и наплавки
1.2.2. Бездуговые способы сварки, наплавки и переплава
1.3. Методологические и технологические проблемы создания новых легированных материалов и покрытий из
многокомпонентного минерального сырья
1.3.1. Общая тенденция эффективного использования минерального сырья для получения новых материалов
1.3.2. Методологические проблемы создания новых материалов
1.3.3. Технологические проблемы создания материалов
из многокомпонентного минерального сырья
1.4. К вопросу возможности создания новых материалов
на базе местного минерального сырья
Глава 2. МЕТОДИКА, ОБОРУДОВАНИЕ И МАТЕРИАЛЫ
2.1. Методика создания новых материалов и покрытий с использованием минерального сырья при электрической сварке, наплавке и переплаве
2.2. Оборудование, используемое для получения
и исследования новых материалов и покрытий
2.2.1. Оборудование для сварки, наплавки и переплава
2.2.2. Размольное и печное оборудование
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. Характеристика материалов
2.3.1. Металлические материалы
2.3.2. Неметаллические материалы
Глава 3. СОЗДАНИЕ ФЛЮСОВ НА ОСНОВЕ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ
МИНЕРАЛЬНЫХ АССОЦИАЦИЙ ДЛЯ БЕЗДУГОВЫХ СПОСОБОВ СВАРКИ, НАПЛАВКИ И ПЕРЕПЛАВА С ПОСЛЕДУЮЩИМ ПОЛУЧЕНИЕМ ЛЕГИРОВАННЫХ СПЛАВОВ, ШВОВ И ПОКРЫТИЙ
3.1. Разработка составов флюсов для электрошлаковых способов сварки и наплавки с использованием традиционных легирующих компонентов
3.1.1. Разработка шихты легирующего флюса
3.1.2. Математические модели функциональных
зависимостей «состав флюса - свойства покрытий»
3.1.3. Разработка технологии легирования
3.1.4. Прогнозирование и исследование эксплуатационных
свойств наплавленного металла
3.2. Разработка технологии синтеза флюсов на основе комплексного использования шеелитового концентрата для легирования углеродистой стали при электрошлаковом переплаве
3.2.1. Постановка задачи исследования
3.2.2. Разработка состава шихты легирующих флюсов
3.2.3. Исследование структуры и свойств сплавов, полученных
с использованием флюсов на основе шеелитового концентрата.
3.3. Создание флюсов для получения сплавов и покрытий с использованием шеелитового концентрата в качестве легирующей добавки
Глава 4. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ
СВАРОЧНО-НАПЛАВОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ПОКРЫТИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ МИНЕРАЛЬНЫХ АССОЦИАЦИЙ ПРИ ДУГОВЫХ
СПОСОБАХ СВАРКИ И НАПЛАВКИ
4.1. Исследование и разработка технологии получения электродов
для ручной дуговой сварки с обмазками из минерального сырья
4.1.1. Создание сварочных электродов общего назначения
4.1.2. Создание и исследование электродов с обмазками
на основе многокомпонентных минеральных ассоциаций, содержащих оксиды легирующих компонентов

4.1.2.1. Использование шеелитового концентрата
в качестве основы обмазок электродов
4.1.2.2. Использование шеелитового концентрата в качестве легирующих присадок электродных обмазок
4.2. Исследование и разработка легирующих керамических флюсов для автоматической наплавки на основе
многокомпонентных минеральных ассоциаций
4.2.1. Разработка состава шихты флюса
4.2.2. Структура и свойства наплавленного металла
Глава 5. ИССЛЕДОВАНИЕ И СОЗДАНИЕ ЛЕГИРОВАННЫХ ПОКРЫТИЙ ПРИ КОМБИНИРОВАННОЙ НАПЛАВКЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ
5.1. Исследование возможности использования электроэрозионной обработки для формирования
легирующей подложки при комбинированной наплавке
5.1.1. Структура и свойства поверхностного слоя электродов
после электроискрового легирования
5.1.2. Твердость легированного слоя при электроискровом легировании
5.1.3. Влияние технологии на структуру и свойства
легированного слоя
5.2. Исследование легированных покрытий, полученных
при комбинированной наплавке
Глав 6. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТО
ПРОМЫШЛЕННОГО ОСВОЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
6.1. Промышленное внедрение результатов исследований
6.2. Определение экономической эффективности выпуска электродов для ручной дуговой сварки с обмазками из
местного минерального сырья
6.2.1. Формирование себестоимости электродов
6.2.2. Определение финансовых результатов
6.2.3. Определение экономической эффективности инвестиционного проекта
6.2.4. Сравнительный анализ цен на электроды
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

постоянной массой реагирующих компонентов. Последние непрерывно поступают с присадочным материалом и шлаком, происходит их обмен с наплавленным металлом, окружающей средой и между собой. Изменение концентрации какого-либо элемента в сварочном шве и не дает возможности точно определить содержание компонента в наплавленном металле по окончании процесса.
Аналогичный подход у авторов работ [13, 28], которые рекомендуют химический состав наплавленного металла при электрошлаковой сварке рассчитывать по выражению
[М]8 = у [М]0 + (1+у)[Ме + ДМе], (1.4)
где [М]8 - расчетная концентрация элемента в металле шва, %; [М]о - концентрация этого элемента в основном металле, %; Ме - то же в электродном металле, %; у - доля основного металла в металле шва; ДМе - переход элемента в шов из флюса.
Данный метод не дает возможности точного определения состава наплавленного металла, так как не учитывает переход в металл шва элементов из основного расплавленного металла и, кроме того, сильно затруднен расчет величины у из-за ограниченных сведений о коэффициентах перехода элементов в сложных металло-шлаковых системах.
В некоторых работах [29] при расчете концентрации легирующего элемента в наплавленном слое не учитывается присутствие основного металла, хотя доля последнего, при таких видах сварки, как электрошлаковая или автоматическая под флюсом, весьма значительна:
[Ме]н=ть {[Ме ]в + ф(Ме )с[Ме]с } , (1.5)
где [Ме]н, [Ме]в, [Ме]с - концентрация элемента в наплавленном металле (без разбавления его основным), в сварочной проволоке и флюсе соответственно;