Использование термитных материалов в технологиях получения стальных отливок

• Автор: Комаров, Олег Николаевич
• Шифр специальности: 05.16.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Комсомольск-на-Амуре
• Количество страниц: 268 с. : ил.

1.1. Основные задачи повышения качества, снижения себестоимости и усовершенствования технологии изготовления отливок, получаемых с применением порошков термитных смесей

1.2. Технологии с применением порошков термитных смесей

1.3. Выводы

ГЛАВА 2. ОСНОВНЫЕ МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1. Постановка экспериментов и объекты исследований

2.2. Исходные материалы для приготовления термитных смесей и изготовления форм.

2.3. Приготовление составов термитных смесей.

2.4. Контроль свойств и качества порошкообразных термитных смесей

2.5. Методики исследования свойств форм

2.6. Методики исследований процесса протекания экзотермической реакции

2.7. Методика проведения расчета технологических параметров при изготовлении термитных моделей
2.8. Исследование свойств моделей
2.9. Методики исследования свойств отливок
2 Выводы.
ГЛАВА 3. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА МАТЕРИАЛОВ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ ОТЛИВОК
3.1. Обоснование выбора технологического процесса получения отливок.
3.1.1. Предпосылки выбора метода получения отливок
3.1.2. Физикохимические и теплофизические принципы, лежащие в основе метода.
3.2. Обоснование выбора материала, применяемого для изготовления высокотемпературной оснастки и оболочковых форм
3.3. Обоснование выбора применяемых модельных материалов.
3.4. Выводы
ГЛАВА 4. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ИЗГОТВЛЕНИЯ
И СВОЙСТВА ТЕРМИТНЫХ МОДЕЛЕЙ
4.1. Технологические свойства исходных формовочных материалов
4.1.1. Исследование насыпной плотности и плотности утряски применяемых термитных смесей
4.1.2. Исследование угла естественного откоса применяемых
термитных смесей.
4.1.3. Исследование формуемости и уплотняемости порошков термитных смесей.
4.1.4. Исследование газотворной способности термитных смесей.
4.2. Исследование свойств получаемых термитных моделей.
4.2.1. Исследование влияния давления прессования на плотность термитных моделей
4.2.2. Исследование упругого последействия термитных моделей
4.2.3. Исследование скорости горения термитных моделей
4.2.4. Исследование термического расширения моделей
4.3. Особенности протекания экзотермической реакции в
термитных смесях
4.3.1. Исследование процесса протекания экзотермических реакций и особенности получения отливок
4.3.2. Исследование химического состава получаемого термитного металла
4.3.3. Исследование жидкотекучести получаемых термитных материалов.
4.3.4. Определение физикомеханических свойств образцов,
изготовленных из исследуемых сплавов
4.4. Выводы.
ГЛАВА 5. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
5.1. Качество и свойства отливок, полученных с использованием кокильного литья.
5.2. Качество и свойства отливок, полученных с использованием разовых форм.
5.3. Качество и свойства отливок, полученных с использованием метода ЛВМ.
5.3.1. Сравнительный анализ качества и свойств термитных и выплавляемых моделей
5.3.2. Качество и свойства отливок, полученных по разработанным моделям
5.4. Выводы.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ВВЕДЕНИЕ


Главное его назначение это резка различных материалов при проведении аварийноспасательных работ в чрезвычайных ситуациях, а также при демонтаже оборудования и сооружения в условиях промышленных объектов. Особенностью данного резака является то, что для увеличения времени работы, обеспечения устойчивых параметров горения экзотермического состава и безопасных условий обслуживания резака, спрессованные таблетки из термитной смеси имеют толщину, уменьшающуюся в направлении от сопла к донной части корпуса. Таблетки имеют разную плотность, уменьшающуюся по толщине каждой таблетки в направлении к соплу. Экзотермический состав ограничен с одной стороны прокладками из воспламенительного и переходного составов, с другой инертным составом. Корпус выполнен в виде двух концентричных оболочек с тсплоизолятором между ними. Б работе американским ученым . Австрийский ученый I запатентовал устройство для резки металлов и неметаллических материалов трубчатое копье с оболочкой диаметром мм из или сплава с наполнителем в виде мягкой проволоки, диаметром, равным толщине оболочки, причем пространство между оболочкой и проволочным наполнителем, расположенным в осевом направлении, связано с источником . Внутри копья расположено коаксиальное трубчатое сопло из А1 или А1 i сплава, в которое подают или воздух из раздельных газовых источников. На часть оболочки нанесено покрытие, состоящее из смеси А1 порошка, Без и калийного жидкого стекла в качестве связующего. К зажимают в держателе, через который поступают газы. На зажатом конце копья проволоки загнуты на торец оболочки, а конец трубки сопла отбортован наружу и в виде фланца закрывает отогнутые проволоки. Перед началом резки конец копья нагревают током до С, в результате чего в покрытии начинается экзотермическая реакция, поддерживающая процесс горения копья 1. В продолжение предыдущей темы английскими авторами в работе 6 предложена конструкция кислородного копья для резки с термитным наполнителем, содержащая оболочку из ферритного с внутренним и внешним антикоррозионным покрытием. На внешнее покрытие нанесен еще изоляционный слой. Экзотермическое горючее выполнено в виде множества отрезков проволоки, помещенных в оболочку. Некоторые из этих отрезков представляют собой порошковую проволоку, заполненную смесью порошков ферритного материала и А1 или Мп. Сварка металлов, так же как и резка, имеет несколько вариантов сварка термитными смесями, сварка термитными карандашами и сварка термитными пастами 8. Применение того или иного метода обусловлено технологической потребностью или необходимостью. В работах отечественных и зарубежных ученых приводятся варианты сварки с применением термитных смесей и составы экзотермических композиций , , , 8, 9, 2, 4 9, 3 6,8 2, 4, 5, 7. Одним их методов сварки с применением термитных смесей получивших широкое распространение является термитная сварка рельсов, которая зарекомендовала себя как эффективный метод соединения стальных конструкций. Она достаточно мобильна и позволяет сваривать железнодорожные, трамвайные и другие виды рельсов на труднодоступных и ответственных участках, вследствие своей независимости от крупногабаритного вспомогательного оборудования. На рис. В Европе безстыковой путь многие годы является обязательным атрибутом высокоскоростного движения. В настоящее время в зоне стрелочных переводов он является основным методом соединения рельсов. Получаемые сварные швы имеют предел прочности до 0 МПа. Ограничением по применению данного вида сваривания рельсов является температура окружающей среды во время их соединения, которая должна быть, по рекомендации фирмы ЭлектроТермит для используемых ее термитных смесей, не менее 5 С и невозможность эксплуатации стыков в условиях низких С и высоких С температур окружающей среды, которые могут привести к разрушению шва, вследствие объемных изменений в материале. Согласно авторскому свидетельству 9 для улучшения механических свойств и износостойкости металлического шва при сварке высокомарганцовистых сталей предложен следующий состав термитной смеси в А1 , Ре окалина , окись 1 2,0 2,3, окись Сг 1,0 1,2, двуокись Мп ,5 ,6, графит 0,5 0,8, фторид Са 4,9 5,8, металлический наполнитель ,7,1.