Разработка эффективных ресурсосберегающих технологий производства крупногабаритных моноблочных плит и изделий из них

• Автор: Кобелев, Олег Анатольевич
• Шифр специальности: 05.16.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 268 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.

Глава I СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕХНОЛОГИИ КОВКИ КРУПНОГАБАРИТНЫХ ПЛИТ.

1.1 Производство крупногабаритных плит с применением

прокатки и сварки.

1.2 Технологические процессы ковки широких плит на прессах

1.3 Способы производства толстостенных трубных поковок большого диаметра

1.4 Способы производства крупногабаритных плит с применением развертки трубных поковок.

1.5 Цель и задачи исследования

Глава 2 ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПРОШИВКИ ПРЕДЕЛЬНО ВЫСОКИХ ЗАГОТОВОК В НЕОДНОРОДНОМ ТЕМПЕРАТУРНОМ ПОЛЕ
2.1 Исследование влияния параметров осадки перед прошивкой заготовок на качество металла.
2.2 Физическое моделирование и компьютерный расчет процесса прошивки заготовок с созданием неоднородного поля температур
2.3 Расчеты процессов ковки с неравномерным нагревом и охлаждением металла.
2.4 Методика расчета температурных полей крупных кузнечных заготовок из слитков массой 0т.
2.5 Методика решения задач деформирования крупных кузнечных
заготовок в условиях неоднородного температурного поля
2.5.1 Современное состояние теории неизотермической деформации нелинейной вязко пластической среды.
2.5.2 Методика решения задач деформирования неравномерно нагретой заготовки.
2.6 Определение рациональных температурных параметров процесса прошивки предельно высоких заготовок.
2.7 Разработка технологической схемы прошивки предельно
высоких заготовок.
2.8 Выводы по главе.
Глава 3 ПРОТЯЖКА И РАСКАТКА НА ОПРАВКЕ КРУПНОГАБАРИТНЫХ ПОЛЫХ ПОКОВОК
3.1 Анализ процессов протяжки и раскатки на оправке полых
поковок.
3.2 Исследование, разработка способов и инструмента для протяжки
на оправке крупногабаритных трубных поковок.
3.3 Промышленное опробование способов протяжки и раскатки
на оправке крупногабаритных трубных поковок.
3.4 Выводы по главе.
Глава 4 РАЗВЕРТКА КРУПНОГАБАРИТНЫХ ТРУБНЫХ
ПОКОВОК.
4.1 Физическое моделирование процесса развертки плоским
инструментом
4.2Разработка технологии развертки плоским инструментом.
4.3 Моделирование процесса развертки клиновым инструментом
4.4 Физическое и математическое моделирование комплексного процесса развертки трубной поковки
4.5 Разработка новых конструкций клинового инструмента
для развертки.
4.6 Выводы по главе.
Глава 5 КАЧЕСТВО МЕТАЛЛА КРУПНОГАБАРИТНЫХ
ПЛИТ И ДНИЩ.
5.1 Исследование структуры металла поковок
5.2 Физические и механические свойства металла поковок
5.3 Выводы по главе.
Глава 6 ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА КРУПНОГАБАРИТНЫХ ПЛИТИ ДНИЩ
6.1 Технология ковки крупногабаритных трубных поковок.
6.2 Технология изготовления широких толстых плит
6.3 Технология изготовления крупногабаритных бесшовных
днищ большого диаметра
6.4 Перспективная технология производства моноблочных плит размерами xx0 мм
6.5 Выводы по главе.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ


Исследования механических свойств катаного металла показали, что наиболее стабильные свойства получены в образцах, вырезанных в направлении прокатки в поперечном и вертикальном направлениях разброс данных несколько больший, особенно по величинам относительного удлинения и сужения металла. Проведенные исследования показали возможность изготовления горячекатаных толстых плит и листов толщиной 0 мм и шириной до мм. Таким образом, приведенные выше данные показывают, что существующие в настоящее время прокатное оборудование и технологические процессы не могут обеспечить получение толстых моноблочных плит шириной мм и более. Для изготовления таких плит два, три или более катаных или кованых листа соединяют в одну заготовку известными методами сварки. С развитием сварочного производства и внедрением технологии сварки заготовок больших сечений был освоен метод укрупнения заготовок сваркой с последующей ковкой всей заготовки или проковкой только зоны сварного шва. Такая технология позволила использовать слитки относительно меньшей массы вместо слитков массой т. Так, например, ковка заготовок сварнокованых роторов из двух слитков массой но 1 т позволила сэкономить 3 г металла и сократить трудоемкость их механической обработки и сварки. Освоение производства заготовок для корпусов реакторов станций теплоснабжения потребовало изготовления заготовок диаметром до мм. Сварной вариант изготовления этих заготовок из четырехшести сегментов, вырезанных из поковки рис. Внедрение новой технологии, предусматривающей использование специально разработанной конструкции верхнего бойка минимальной высоты и стоек для раскатки, позволило получать поковки типа колец диаметром до мм цельноковаными рис. Рисунок 1. В условиях ОАО Ижорские заводы заготовку для штамповки эллиптического днища корпуса реактора ВВЭР изготовили из двух прокатанных на тол стол истовом стане плит толщиной 0 мм и размером в плане x мм каждая. Для прокатки использовали слитки из стали Х2НМФА массой по ,7 т 5, 6. После механической обработки катаных плит, их соединения электрошлаковой сваркой, термической обработки и ультразвуковой дефектоскопии сварного соединения из плиты вырезали круглую заготовку, из которой на гидравлическом листоштамповочном прессе усилием 0 МН штамповали днище корпуса реактора. Это объясняется тем, что толстый лист катали из сплошного слитка без удаления дефектного металла осевой зоны. Кроме того, существующая технология электрошлаковой сварки не в состоянии обеспечить требуемое качество металла в сварном шве и в околошовной зоне без последующей пластической деформации этих зон для стали Х2НМФА свыше 5 . Так, в ОАО Атоммаш из десяти поставленных катаносварных плит размерами xx0 мм только две признали годными для изготовления днища корпуса реактора ВВЭР 7. Кроме того, особо следует отметить, что образование перекрещивающихся сварных швов в процессе приварки днища к корпусу существенно снижает надежность работы последнего. Альтернативным способом производства крупногабаритных плит является их изготовление ковкой на гидравлических прессах. Известные способы ковки моноблочных широких плит основаны на проведении осадки исходного слитка вдоль его оси. Например, в ОАО Ижорские заводы разработали и внедрили технологию ковки цельнокованой плиты с размерами в плане x мм, предназначенную для вырезки из нее заготовки для штамповки крышки эллипсоида корпуса реактора диаметром мм. Ковку производили на прессе усилием 0 МН из слитка массой 4,9 т 6 . Производство крышки эллипсоида из цельнокованой плиты позволило по сравнению с катаносварным вариантом сократить цикл изготовления крышки на 0 суток, снизить трудоемкость изготовления на нормочас, исключить электрошлаковый шов длиной мм. Несмотря на очевидные преимущества данного способа, к сожалению, на гидравлических ковочных прессах этим способом невозможно получить моноблочные плиты шириной мм и более. Там же при изготовлении цельнокованой заготовки для днища реактора шириной до мм и толщиной 0 мм использовали обычные слитки массой 4 и 2 т с отношением длины годной части к среднему диаметру, близким к единице рис. Однако к недостаткам разработанной технологии следует отнести низкое качество металла плиты вследствие того, что некачественный металл осевой зоны выплавленного слитка остается в теле плиты. Рисунок 1.