Разработка наплавочного сплава и технологии упрочнения и ремонта штампов горячего деформирования

• Автор: Бартенев, Денис Викторович
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Курск
• Количество страниц: 139 с. : ил.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1Л Анализ работы штампов для изготовления тройников методом горячего деформирования

1Л Л Основные способы изготовления тройников.

1Л.2 Конструкция оснастки штампа для горячей формовки тройников.

1.2. Исследование износа штамповой оснастки

1.2Л Факторы, определяющие износ штамповой оснастки.

1.2.2 Характер износа штамповой оснастки.

1.3 Штамповые стали.

1.3.1 Основные требования, предъявляемые к сталям.

1.3.2 Химический состав и классификация

1.4 Анализ способов упрочнения и восстановления штампового инструмента.

1.5 Постановка задачи на исследование
2. РАЗРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ МЕТОДИК.
2.1. Методики испытаний моделирующие основные процессы работы штампового инструмента горячего деформирования
2.1.1 Испытания на износостойкость при высоких температурах
2.1.2 Испытания на разгаростойкость
2.2 Методики и оборудование, применяемые для металлографических исследований сплавов
2.3 Испытания на отслоение.
2.4 Методика определения склонности к горячим трещинам
2.5 Моделирование процессов кристаллизации на прозрачных солевых системах
3. ИСПЫТАНИЯ НАПЛАВОЧНЫХ СПЛАВОВ
3.1. Выбор сплавовпредставителей.
3.1.1 Сплавы с легированным мартенситом
3 Л .2 Мартенситостареющие сплавы
3.1.3 Сплавы с высоколегированным ледебуритом
3.1.4 Стали с метастабильным аустенитом
3.2. Результаты испытаний.
3.5 Выводы
4. РАЗРАБОТКА НАПЛАВОЧНОГО СПЛАВА.
4.1 Постановка задачи на многофакторный эксперимент.
4.2 Методики определения параметров оптимизации.
4.3 Определение размеров факторного пространства
4.4 Построение матрицы эксперимента.
4.5 Результаты эксперимента.
4.5.1 Построение уравнений регрессии.
4.5.2 Расчет функций желательности.
4.5.3 Движение в область оптимума
4.6 Расчет порошковой проволоки.
4.7 Металлографические исследования структуры разработанного сплава.
4.8 Выводы
5. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ СПЛАВА НА ПОВЕРХНОСТИ ШТАМПОВ ГОРЯЧЕГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ
5.1 Способы управления микроструктурой
5.1.1 У правление микроструктурой при л итье.
5.1.2 Управление микроструктурой при сварке
5.2 Моделирования процессов первичной кристаллизации.
5.2.1 Влияние модификаторов на первичную кристаллизацию
5.3 Метод обратноступенчатой наплавки
5.4 Выводы.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.
ПРИЛОЖЕНИЕ.
ВВЕДЕНИЕ


Данный подход представляет теоретический и практический интерес, поскольку включает в себя инновационные решения на основе традиционных технологий, что может способствовать его применению без значительных дополнительных затрат на существующих производственных мощностях. Выяснение этих и ряда других вопросов, определение термостойкости и износостойкости наплавленных материалов в зависимости от их структурнофазового состава при высоких температурах в условиях, приближенных к эксплутационным, а также разработка оптимальной технологии наплавки позволит внести несомненный вклад в решение важной народнохозяйственной задачи повышение эффективности кузнечноштамповочного производства, что и определяет актуальность диссертационной работы. В трубопроводах тепловых и атомных электростанций, химических и нефтеперерабатывающих установок широкое распространение вследствие повышенной надежности и меньшего гидравлического сопротивления получили штампованные равнопроходные и переходные тройники высокого давления рис. В зависимости от рабочих параметров тройники выполняют из углеродистой стали или легированных сталей Х1МФ, Х1М1Ф и др 6. Рис. Штампованные тройники а равнопроходные и переходные тройники общий вид б основные геометрические размеры тройника высокого давления Эк диаметр магистрали тройника Оп диаметр горловины тройника толщина стенки магистрали зп толщина стенки горловины Ьп высота горловины Я радиус горловины Ь длина магистрали
1
Особенностью конструкции толстостенных тройников рис. Плавный переход от горловины к магистрали тройника должен быть выполнен по радиусу К0,зк. Толщина стенки горловины Бп из условия обеспечения конструктивной прочности тройника, а так же возможности выполнения расточки должна составлять 0,6 0,7 зк. Причем нижний предел относиться к переходным тройникам, а верхний к равнопроходным 2. Исходя из невозможности получения требуемой толщины стенки горловины простой отбортовкой предварительно проделанного в трубной заготовке отверстия особенно для равнопроходных тройников, а также необходимой высоты горловины, предложено довольно большое количество комбинированных способов производства штампованных крупногабаритных тройников 7. Основными преимуществами метода являются высокая точность изготовления тройников, минимальное утонение стенки горловины, сравнительно низкая трудоемкость, хороший внешний вид, не требующий последующей обработки. Исходя из конструктивных особенностей крупногабаритных толстостенных тройников, предпочтительными являются способы формовки первой группы, так как гидроформовка требует создания очень высокого гидростатического давления и применение специальных жидкостей пригодных для горячего деформирования. Оборудование для горячей штамповки легко переналаживается под необходимые размеры заготовки и позволяет изготавливать тройники с диаметром магистрали более 0 мм. Технологический процесс включает в себя следующие операции резка труб на заготовки, вырубка отверстия в стенке заготовки, обжим и отбортовка горловины. В качестве исходной заготовки служит отрезок трубы длиной, равной длине корпуса тройника с учетом припуска на механическую обработку. Отверстие в стенке выполняют газовой резкой или фрезеровкой. Для получения равновысокой горловины отверстие имеет эллиптическую форму рис. О степень овальности возрастает. Рис. Размеры овального отверстия под горловину определяются по формулам 8, исходя из требуемой геометрии горловины рис 1. После выполнения отверстия заготовка нагревается в печи до температуры 0 С в зависимости от марки стали из которой она изготовлена. Дальнейший процесс штамповки состоит из ряда последовательных операций представленных нарис. На первом подготовительном этапе рис. Рис. Во внутрь заготовки спецвилками заводится пуансон 4 и закрепляется в пазу стержня скобой 5. После чего стол нижней части штампа подастся в рабочую зону пресса. Второй этап представляет процесс обжима рис. Данный процесс завершается частичной вытяжкой горловины пуансоном рис. Для более интенсивного набора металла формирующего горловину, процессы обжима и вытяжки проводят одновременно. При такой технологии напряженное состояние является благоприятным для интенсивного набора металла в зону горловины. Рис. На завершающем этапе рис. Р ТТБСг бп до 1.