Оптимизация технологии получения чугуна заданной структуры и свойств в массивных отливках втулок цилиндров судовых дизелей большой мощности

• Автор: Карелин, Сергей Валентинович
• Шифр специальности: 05.02.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Брянск
• Количество страниц: 187 с. : ил.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ СТРУКТУРООБРАЗУЮЩИХ ФАКТОРОВ НА ФОРМИРОВАНИЕ СТРОЕНИЯ И СВОЙСТВА МАССИВНЫХ ОТЛИВОК ИЗ СЕРОГО ЧУГУНА
1.1.Условия эксплуатации, технология производства и основные требования, предъявляемые к массивны отливкам цилиндровых втулок из серого чугуна

1.2. Связь параметров структуры и свойств серого чугуна

1.3. Анализ влияния структурообразующих факторов на структуру серого чугуна и методы прогнозирования структуры и свойств отливок из него

1.4. Тепловое взаимодействие металла и формы и методы

определения характеристик процессов кристаллизации

отливок

1.5. Анализ теплового взаимодействия металла и формы

1.6 Обзор компьютерных систем моделирования литейных

процессов

1.7. Цель и задачи работы

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Методика компьютерного моделирования кристалл-лизации массивной отливки типа втулки цилиндров
судового дизеля большой мощности
2.2. Методика экспериментальных исследований влияния химического состава на процесс структурообразования
и формирования механических свойств отливок из чугуна
2.3. Методика определения влияния химического состава втулочного чугуна на его усадку и жидкотекучесть с применением математических методов планирования экспериментов и компьютерного моделирования
2.4. Методика исследований влияния толщины стенок отливок втулок из втулочного чугуна на их механичес-

кие свойства и микроструктуру
2.5. Методика снятия кривых охлаждения отливок втулок
2.6. Методика отработки оптимальной технологии получения отливок втулки с повышенными свойствами
2.6.1. Методика отработки оптимальной технологии
получения отливок втулок в стопочной форме
2.6.2. Методика отработки оптимальной технологии изготовления отливок втулок центробежным литьем
2.7. Методика модифицирования чугуна для получения массивных отливок втулок
2.8. Методика проведения процесса плавки металла
2.8.1. Выплавка чугуна при проведении экспериментальных исследований
2.8.2. Выплавка чугуна при проведении опытно-промышленных исследований
2.9. Методика проведения металлографических исследований и химического анализа чугуна
2.10. Методика проведения механических испытаний
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
ВЛИЯНИЯ РАЗЛИЧНЫХ СТРУКТУРООБРАЗУЮЩИХ ФАКТОРОВ НА ФОРМИРОВАНИЕ МИКРОСТРУКТУРЫ, СВОЙСТВ И МАКРОСТРОЕНИЯ МАССИВНЫХ ОТЛИВОК ИЗ ЧУГУНА ТИПА ОТЛИВОК ВТУЛОК СУДОВЫХ ДИЗЕЛЕЙ
3.1. Исследование влияния скорости охлаждения на микроструктуру и механические свойства отливок разной толщины из втулочного чугуна и разработка на этой основе оптимального химического состава для обеспечения заданных ТУ значений микроструктуры и
свойств отливок втулок судовых дизелей
3.2. Исследование зависимости механических свойств чугуна отливок втулок от его химического состава и параметров его структуры с применением корреляционно-регрессионного анализа

3.2.1. Исследование зависимости механических свойств чугуна отливок втулок от параметров его микроструктуры
3.2.2. Исследование влияния химического состава на структуру и механические свойства втулочного
чугуна
3.3. Исследование влияние химического состава на усадку и жидкотекучесть втулочного чугуна, применяемого для изготовления массивных отливок втулок судовых
дизелей большой мощности
3.3.1. Исследование влияния химического состава втулочного чугуна на его усадку и жидкотекучесть с применением математического метода планирования экспериментов
3.3.2. Компьютерное моделирование объемной усадки втулочного чугуна в отливках шаров 0 100 мм
3.4. Исследование влияния модифицирования и микролегирования на структуру и свойства массивных отливок из чугуна типа отливок втулок судовых дизелей
в условиях длительной их кристаллизации
3.5. Рекомендации для опытно-промышленных
исследований
ГЛАВА 4. ОПЫТНО-ПРОМЫШЛЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ВЫБОРУ ОПТИМАЛЬНОГО СОСТАВА ШИХТ И ОПТИМАЛЬНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ВЫПЛАВКИ РАЗЛИЧНЫХ МАРОК ВТУЛОЧНОГО ЧУГУНА В ИНДУКЦИОННЫХ ЭЛЕКТРОПЕЧАХ ДЛЯ ОТЛИВОК ВТУЛОК И ИССЛЕДОВАНИЯ УСЛОВИЙ ИХ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ
В ФОРМЕ
4.1. Исследования по выбору оптимального технологического процесса выплавки различных марок втулочного чугуна в индукционных электропечах
4.2. Исследование структуры и свойств отливок втулок

если г2 > 0,5, то считается, что имеется корреляционная зависимость изучаемых свойств от переменных факторов.
Изучение многофакторных объектов наиболее эффективно с помощью активных методов эксперимента, базирующихся на планировании многофакторного эксперимента [1, 55]. В этом случае исследователь проводит эксперименты по специально разработанной методике, отказывается от строго детерминистического описания изучаемого явления и переходит к вероятностному описанию. В работе использованы оба принципа построения эмпирических зависимостей: как пассивный эксперимент (статистическая обработка массива опытных данных), так и активное планирование экспериментов. В качестве методов активного эксперимента применены математические методы планирования дробных факторных экспериментов. При исследовании формирования параметров качества отливки необходимо учитывать большое число факторов, влияющих на данный процесс. Это предполагает проведение большого числа опытов. В то же время считается, что подавляющее число процессов с достаточной для практики точностью могут быть описаны полиномами типа полинома первой степени. В связи с этим, в исследованиях приняты планы дробного факторного эксперимента, для реализации которых требуется минимальное количество опытов.
Исследования на основе активных экспериментов проводили в последовательности:
- разработка и реализация планов дробного факторного эксперимента;
- математическая обработка данных экспериментов и получение математических моделей;
- проверка адекватности полученных математических моделей реальным процессам формирования качества отливки;
- исследование на основе полученных математических моделей влияния технологических факторов на параметры качества отливки.
Матрица реализованного плана может иметь небольшое отличие по уровню факторов от принятой исходной матрицы. В этом случае обработку данных