Разработка технологии снижения поверхностного окисления и обезуглероживания стальных заготовок при нагреве с применением кратковременных технологических защитных покрытий

• Автор: Манюров, Шамиль Борисович
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 158 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ И ВЫБОР

НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Проблемы окисления и обезуглероживания, и способы их

решения

1.2. Описание процесса образования окалины на поверхности

стальных заготовок при высокотемпературном нагреве

1.3. Влияние легирующих элементов в стали на окалинообразование в

заготовках
1.4. Тепловые напряжения в стальных заготовках в процессе
охлаждения после разливки и их нагрева в печи
1.5. Кратковременные технологические покрытия для защиты
металла при высокотемпературном нагреве
1.6. Влияние защитных покрытий на параметры горячей
прокатки
1.7. Заключение
1.8. Цель и задачи исследования
ГЛАВА 2. ЛАБОРАТОРНЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТЫ И ВЫБОР
МАТЕРИАЛА ДЛЯ ЗАЩИТНОГО ПОКРЫТИЯ
2.1. Обоснование выбора материала защитного покрытия
2.2. Методика лабораторного эксперимента
по среднетемпературному нагреву
2.3. Результаты лабораторного эксперимента
по среднетемпературному нагреву
2.4. Методика лабораторного эксперимента
по высокотемпературному нагреву

2.5. Результаты лабораторного эксперимента
по высокотемпературному нагреву
2.6. Лабораторные эксперименты по изучению влияния покрытия на поверхностное обезуглероживание и угар стали при
нагреве. Методика и результаты эксперимента
2.7. Заключение
ГЛАВА 3. ОСОБЕННОСТИ ВЛИЯНИЯ КРАТКОВРЕМЕННЫХ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ НА
ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ РЕЖИМ НАГРЕВА
СТАЛЬНЫХ ЗАГОТОВОК
3.1. Лабораторные эксперименты по изучению влияния
защитного покрытия на нагрев стальных заготовок в печах
3.2. Исследование коэффициента теплопроводности покрытия
3.3. Исследование радиационных свойств покрытий. Методика и
результаты эксперимента
3.4. Лабораторные эксперименты по изучению работы
покрытий. Методика и результаты эксперимента
3.5. Исследование на сканирующем электронном микроскопе
защитного покрытия после нагрева
3.6. Заключение
ГЛАВА 4. ПРИМЕНЕНИЕ ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ С
ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИХ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ СВОЙСТВ
4.1. Обоснование использования защитного покрытия при
энергосбережении
4.2. Математическая модель работы покрытия при использовании энергосберегающей технологии.
Постановка задачи

4.3. Идентификация параметров и адаптация математической модели
4.4. Результаты расчета
4.5. Влияние толщины защитного покрытия на конечную температуру нагретой заготовки
4.6. Заключение по главе
ГЛАВА 5. ПРОМЫШЛЕННОЕ ОПРОБОВАНИЕ ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ В УСЛОВИЯХ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ПРЕДПРИЯТИЙ
5.1. Промышленные эксперименты по влиянию защитных покрытий на угар стальных заготовок при нагреве в методических печах
5.2. Промышленный эксперимент по влиянию защитных покрытий на обезуглероживание стальных заготовок при нагреве в методических печах
5.3. Ускоряющее влияние кратковременных технологических защитных покрытий в промышленных экспериментах при нагреве стальных заготовок
5.4. Заключение по главе
ГЛАВА 6. ТЕХНОЛОГИЯ НАНЕСЕНИЯ ЗАЩИТНОГО ПОКРЫТИЯ НА СТАЛЬНЫЕ ЗАГОТОВКИ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ
6.1. Основные положения технологии нанесения кратковременного защитного покрытия
6.2. Установка для нанесения кратковременного защитного покрытия
на стальную заготовку
6.3. Конструкция коллектора

жидком или пиропластичном состоянии. Некоторые защитные покрытия предназначены для работы в твердом состоянии [29].
Почти всем нанесенным на поверхности стальных заготовок защитным покрытиям, если они не в жидком или стеклообразном состоянии, свойственна некоторая пористость, поскольку в процессе их нанесения нельзя избежать образования трещин и стыков между частицами. Во многих случаях пористость является важной физической характеристикой покрытия, поскольку она снижает модуль упругости и покрытие становится способным «поглощать» более высокие напряжения, связанные с различием в термическом расширении. С другой стороны, пористость является недостатком, если покрытие должно обеспечивать защиту от окисления [29].
Прочное сцепление с подложкой всегда считалось достоинством покрытий. От кратковременных покрытий требуется хорошее смачивание металла, тогда как сцепление зачастую приходится ослаблять [30].
Применение кратковременных технологических защитных покрытий в каждом конкретном случае требует учёта температурно-временных режимов нагрева стальных заготовок, подбора вида покрытия в зависимости от марочного состава сталей и требований к качеству поверхности, технико-экономического анализа [30].
Покрытия и методы их нанесения очень разнообразны. Покрытия можно классифицировать [31]:
1) по основным элементам, образующим покрытие - алюминиевое, хромоалюминиевое, хромокремниевое и др., или по природе фаз - окисные, алюминидные, карбидные и др.;
2) в зависимости от технологии получения - шликерный, порошковые, напылённые и т.д.;
3) по назначению, например, защитные, смазочные, теплоизоляционные и их комбинации;
4) по типу защищаемого сплава, например, для титановых сплавов, инструментальных, коррозионностойких, углеродистых сталей и тщ.;