Исследование и разработка технологии получения биметаллических отливок прокатных валков с высокой эксплуатационной стойкостью рабочего слоя

• Автор: Петраков, Олег Викторович
• Шифр специальности: 05.02.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Брянск
• Количество страниц: 145 с. : ил.

Глава 1. Аналитический обзор

1.1 Условия работы прокатных валков и требования к их эксплуатационной стойкости

1.2. Влияние структурообразующих факторов на формирование структуры и свойств биметаллических отливок
1.2.1 Влияние различных факторов на протекание диффузионных процессов в биметаллических изделиях

1.2.1.1. Влияние химического состава

1.2.1.2. Влияние температуры

1.2.1.3. Влияние скорости охлаждения

1.2.1.4. Диффузия элементов в железоуглеродистых сплавах

1.2.2. Влияние различных факторов на образование переходного слоя в биметаллических отливках

1.2.2.1. Влияние разделительных сред и контактирующих поверхностей

1.2.2.2. Переходная зона и прочность биметаллической отливки

1.2.3. Структура и свойства биметаллических отливок
1.2.3.1. Структура, износостойкость, термостойкость прокатных валков
1.2.4. Теоретические основы износостойкости белого чугуна
1.3. Существующие технологии получения прокатных биметаллических валков
1.4. Выводы
Глава 2. Методика исследований
2.1. Методика изучения формирования переходной зоны в биметаллических отливках
2.2. Методика оптимизации химического состава износостойкого чугуна
2.3. Методика проведения металлографических исследований
2.4. Проведение процесса плавки
2.5. Методика проведения термической обработки образцов
2.6. Методика проведения механических испытаний и испытаний износостойкости сплавов
2.7. Определение термических напряжений
Глава 3. Экспериментальные и теоретические исследования влияния структурообразующих факторов на свойства биметаллических отливок прокатных валков
3.1. Диффузия и распределение напряжений при образовании переходной зоны
3.1.1. Этапы формирования переходной зоны в биметаллических отливках
3.1.2. Напряжения в биметаллических отливках
3.1.3. Формирование переходной зоны в биметаллических отливках из различных железоуглеродистых сплавов
3.2. Выводы и рекомендации
Глава 4. Экспериментальные исследования структуры и свойств износостойкого чугуна для биметаллических отливок прокатных валков
4.1. Исследование структуры и свойств износостойкого чугуна с применением математического метода планирования эксперимента
4.2. Оптимизация химического состава износостойкого чугуна
4.3. Исследование микроструктуры износостойкого чугуна с помощью рентгеноспектрального микроанализа
4.3.1. Определение оптимального химического состава износостойкого белого чугуна для биметаллического прокатного валка
4.3.2. Анализ экспериментальных данных по микроструктуре легированных хромом износостойких чугунов
Глава 5. Разработка технологии производства биметаллических прокатных валков
5.1. Разработка оригинальной технологии получения биметаллических прокатных валков
5.2. Внедрение в производство новой технологии изготовления прокатных валков
5.3. Технико-экономическая эффективность технологического процесса
Основные выводы
Список использованной литературы
Приложения

мического состава сплава использовались широко известные методики математических методов планирования активного многофакторного эксперимента. В качестве независимых факторов были взяты содержания элементов в износостойком чугуне (С, Мл, Сг, Ті, N1, В, Мо). Данные элементы являются наиболее распространенными в чугунах данного типа. Для уменьшения количества необходимых опытов без значимой потери уровня сходимости был принят план дробного факторного эксперимента с 7-ю переменными факторами (ДФЭ)271. Количество опытов в этом случае снижается до 8.
Используя известные методики, были составлены план и матрица дробного факторного эксперимента (ДФЭ)27'4 (табл. 1, 2)
Таблица
План (ДФЭ)27 4 для исследования эксплуатационных свойств и микро-структуры отливок из износостойкого чугуна
Факторы плана Химический состав чугуна, %
С Сг № Мп Мо Ті В
ОСНОВНОЙ уровень (Хо;) 3,1 8,0 2,3 3,3 0,6 0,5 0,26
Интервал варьирования (х,) 0,5 2,0 2,2 2,8 0,5 0,49 0,24
Верхний уровень (+1) 3,6 10,0 4,5 6,1 1,1 0,99 0,5
Нижний уровень (-1) 2,6 6,0 0,1 0,5 0,1 0,01 0,02
Код фактора (х,) X; *2 х3 х4 х5 Хб х7
Таблица
Рабочая матрица планирования дробного факторного эксперимента 27-4.
№ опыта Уровни переменных факторов плана в кодированном и натуральном виде (%, по массе)
Х/(С) х2 (Сг) **(№) х4 (Мп) х5 (Мо) Х6 (Ті) Х7(В)
1 -1 (2,6) -1(6) -1 (0,1) +1 (6,1) +1 (1,1) +1 (0,99) -1 (0,02)
2 +1 (3,6) -Кб) -1 (0,1) -1 (0,5) -1 (0,1) +1 (0,99) +1 (0,5)
3 -1 (2,6) +1 (10) -1 (0,1) -1 (0,5) +1(1,1) -1 (0,01) +1 (0,5)
4 +1 (3,6) +1 (Ю) -1 (0,1) +1 (6,1) -1 (0,1) -1 (0,01) -1 (0,02)
5 -1 (2,6) -Кб) +1 (4,5) +1 (6,1) -1 (0,1) -1 (0,01) +1 (0,5)
6 +1 (3,6) -1(6) +1 (4,5) -1 (0,5) +1 0,1) -1 (0,01) -1 (0,02)
7 -1 (2,6) +1 (10) +1 (4,5) -1 (0,5) -1 (ОД) +1 (0,99) -1 (0,02)
8 +1 (3,6) +1 (10) +1 (4,5) +1 (6,1) +1 (1,1) +1 (0,99) +1 (0,5)
Для уравнений дробного факторного эксперимента 27’4 уравнение регрессии имеет следующий вид: