Повышение качества крупных поковок на основе разработки и применения научно обоснованных термомеханических режимов процесса ковки заготовок

• Автор: Онищенко, Анатолий Кондратьевич
• Шифр специальности: 05.02.09
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 278 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. Теория и параметры режима ковки

1.1. Теория ковки слитков

1.2. Крупность слитка — заготовки

1.3. Параметры режима ковки

1.4. Влияние ковки на структуру и механические свойства поковок

1.5. Выводы

1.6. Цель и задачи работы

2. Крупность поковок и мегапластическая деформация слитка

2.1. Параметры процесса ковки и крупность поковок

2.2. Строение крупного кузнечного слитка
2.3. Мегапластическая деформация и оптимальная величина укова слитка
2.4.Вывод ы
3. Масштабные уровни пластической деформации при ковке
3.1. Масштабные уровни пластической деформации при ОМД
3.2. Мегамакромасштабные уровни и параметры ковки слитков
3.3. Макромикромасштабные уровни и параметры ковки заготовок
3.4. Выводы
4. Температурная (пластическая) неоднородность при ковке
4.1. Ковка крупных поковок с учётом температурной (пластической) неоднородности материала заготовки
4.2. Выводы
5. Внедрение теории ковки в производство
5.1. Критерий ковкости сталей и сплавов
5.2. Изготовление поковок бандажей для установки «ТОКАМАК - 14»
5.3. Разработка принципиальной технологии и ковка поковок дисков
5.4. Разработка принципиальной технологии и ковка поковок роторов
5.5. Выводы
6. Основные выводы
Список литературы
ПРИЛОЖЕНИЕ А
Расчёт экономического эффекта от изготовления роторов турбины К - 1000 - 60/3000 в цельнокованом исполнении по а. с. № 657153, 871961, 1207604, 1234026 и ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ИНСТРУКЦИЯ 99. 25121. 0
88 по нагреву и ковке поковок роторов из слитков массой 142 - 420 т.
ПРИЛОЖЕНИЕ В
Справка ОАО "Ижорские заводы" о выплаченных авторских вознаграждениях за используемые изобретения А. К. Онищенко и др.
и копии этих авторских свидетельств СССР
ПРИЛОЖЕНИЕ С
Копии А. с. № 1747227, 1685025 СССР, Патента РФ№2255122 и
Заявок на патент РФ

ВВЕДЕНИЕ
Начиная со второй половины XX века, начался значительный подъём энергетики, в том числе атомной. При этом постоянно возрастали единичные мощности энергоблоков, масса поковок роторов для которых за 50 лет возросла с 50 до 360т и более. С увеличением массы слитков снижается их качество. И поэтому значительно повышаются требования к их последующей горячей обработке - ковке.
Актуальность работы.
Бурный рост производства поковок из слитков начался в 60 — 70 — х годах прошлого века в связи с ростом единичных мощностей энергоблоков. И если в I960 году масса поковки ротора турбины составляла 30т, то в 1980 - 270т.
В Советском Союзе в этот период существовал постоянно действующий Комитет по крупным поковкам. Производство поковок из слитков в 70 - 80 г.г. достигало 1,7 млн. т. Разнообразна номенклатура поковок: валы гладкие, валы ступенчатые, плиты, кольца, диски, хвостовики, коленчатые валы и шатуны сложной формы и др. Для их изготовления применяют слитки многогранной формы, разливаемые в чугунные изложницы в вакууме. Круглые слитки переплавных процессов - электрошлакового и вакуумно - дугового переплава. А также круглые слитки (диаметром 430 мм) и квадратные (400 х 400 мм и 500 х 500 мм), получаемые на установках непрерывной разливки стали (УНРС). Для полых валов применяют литые заготовки, полученные на машинах центробежного литья.
В мире - регулярно (раз в 2 - 3 года) проводятся Международные конгрессы мастеров кузнечного дела. Последний - 17 конгресс состоялся в Испании, в г. Сантандер 3-7 ноября 2008 года. По данным этого конгресса в Европе (в 2006г.) на фирмах, сотрудничающих с Германским институтом чёрной металлургии,

структуры. Конечная мелкозернистая структура может быть получена только при завершении обработки в оптимальном температурном интервале.
В этом случае процесс ковки следует вести с подстуживанием перед последним переходом или температуру нагрева выбирать ниже допустимой.
Брюханов А. М. [14] отмечает, что только после укова, превышающего 10, кованая сталь приобретает волокнистое строение по всему сечению. Ссылаясь на многочисленные исследования, отмечает, что с увеличением укова пределы прочности (ав) и текучести (а0;2) практически не изменяются или изменяются в пределах всего от 3 до 5 % . Анизотропия характеристик относительных удлинения ( 5 ) и сужения ( |/), ударной вязкости (а„) и предела усталости (а.]) вначале ( при укове 6 - 10 ) увеличивается весьма интенсивно, а затем более медленно. Для продольных образцов 5 и |/ не изменяются, а для поперечных - при укове до 10 уменьшаются , соответственно, на 30 - 40 % и 40 - 45 % с тенденцией к последующему незначительному уменьшению.
Значения а„ для продольных образцов либо также не изменяются, либо возрастают, а для поперечных образцов уменьшаются на 50 % и более, так что при укове более 10 для поперечных образцов ан может быть в 2 - 3 раза меньше, чем для продольных.
Говоря о практических выводах по исследованию литой и кованой стали,
С. В. Белынский [4] утверждает, что ковка является операцией, производящей в материале местные напряжения растяжения и сдвига, которые могут выдержать без вреда только очень качественные по чистоте и однородности стали. При этом даже в таких сталях возможно образование мелких внутренних трещин, но последние, ввиду чистоты стали, могут завариваться действием самой ковки; в последнем случае немаловажную роль играет и вес поковки, так как заварить трещину в большом куске стали труднее, чем в малом.