Процессы нанесения и обработки газотермических покрытий и технологии изготовления деталей металлургического оборудования и металлопродукции

• Автор: Радюк, Александр Германович
• Шифр специальности: 05.16.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 338 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ СПОСОБОВ ПОВЫШЕНИЯ ФИЗИКОМЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ГАЗОТЕРМИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ

1.1. Характеристика основных способов нанесения покрытий

1.2. Технологические основы нанесения металлических покрытий газотермическим способом
1.3. Способы повышения физикомеханических свойств газотермических покрытий с использованием механической и термической обработки

1.4. Условия нанесения газотермических покрытий и их деформирование

с основным металлом

1.5. Перспективы применения газотермических покрытий в металлургии

1.6. Цель и задачи исследования.

2. ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И ФИЗИКОМЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ, СОЗДАВАЕМОГО НА МЕТАЛЛАХ
И СПЛАВАХ ПУТЕМ НАПЫЛЕНИЯ, ДЕФОРМИРОВАНИЯ И ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ГАЗОТЕРМИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ
2.1. Методика расчета толщины диффузионного слоя.
2.2. Исследование пластических свойств покрытий
2.2.1. Расчет продолжительности термообработки, необходимой для получения алюминиевого покрытия с высокими пластическими свойствами.
2.2.2. Исследование пластических свойств цинкового и цинкалюминиевых композиционных покрытий
2.2.3. Зависимость пластических свойств медного покрытия от условий
и режимов деформирования и термообработки
2.3. Исследование диффузионных процессов в системе покрытие основа.
2.3.1. Изучение структуры и толщины диффузионных слоев в системе
сталь алюминиевое покрытие.
2.3.2. Структура и состав диффузионных слоев в системе медь
алюминиевое покрытие.
2.4. Влияние режимов подготовки поверхности под нанесение покрытия и обработки покрытия на его прочность сцепления с основой
2.4.1. Влияние режимов иглофрезерования на шероховатость поверхности
и прочность сцепления покрытия с основой.
2.4.2. Особенности щеточной подготовки поверхности под напыление покрытий.
2.4.3. Влияние нормального давления на прочность сцепления покрытия
и основы.
2.4.4. Влияние режимов деформирования и термообработки на прочность сцепления покрытия и основы
2.5. Зависимость твердости покрытий от режимов деформирования
и термической обработки
2.6. Зависимость пористости покрытий от режимов деформирования
и термической обработки
2.7. Выводы по главе.
3. ПОВЫШЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ ИЗДЕЛИЙ ПУТЕМ НАПЫЛЕНИЯ И ОБРАБОТКИ ГАЗОТЕРМИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ
3.1. Влияние процесса получения поверхностного слоя с использованием алюминиевого покрытия на его коррозионную стойкость.
3.2. Исследование жаростойкости заготовок и металлопродукции
с газотермическим покрытием.
3.2.1. Влияние режимов термообработки стали с алюминиевым покрытием на ее жаростойкость.
3.2.2. Повышение жаростойкости меди путем напыления на нее
алюминиевого покрытия.
3.3. Выбор материалов покрытия и режимов их деформирования и термообработки для повышения износостойкости металлов.
3.3.1. Применение поверхностного пластического деформирования
для повышения износостойкости алюминиевого покрытия.
3.3.2. Влияние режимов деформирования и термообработки на износостойкость алюминиевого покрытия и железоалюминиевых смесей
3.3.3. Исследование износостойкости медноалюминиевого диффузионного слоя
3.3.4. Исследование износостойкости покрытий из сталей и медноникелевого сплава.
3.4. Способы формирования терморегулирующих свойств покрытий
3.4.1. Способы управления теплозащитными свойствами алюминиевого покрытия
3.4.2. Повышение эффективности использования алюминиевого покрытия при высокотемпературном нагреве.
3.5. Выводы по главе
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ НАНЕСЕНИЯ ГАЗОТЕРМИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ И ИХ СОВМЕСТНОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ С ОСНОВОЙ .
4.1. Методика экспериментальных исследований процессов напыления
и обработки давлением.
4.2. Исследование совместного деформирования алюминиевого покрытия
и основы из малоуглеродистой стали
4.3. Влияние технологических параметров газотермического напыления на разнотолщинность покрытия и плоскостность листов с покрытием
при прокатке
4.4. Методика расчета напряжений, возникающих при прокатке в тонких стальных листах с газотермическим покрытием.
4.5. Влияние факторов очага деформации на напряжения в листах
с алюминиевым газотермическим покрытием при холодной прокатке
4.6. Расчет параметров процесса волочения проволоки с покрытием.
4.7. Влияние напряжений на характер разрушения покрытия в некоторых процессах обработки давлением.
4.8. Выводы по главе
5. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЙ ПОЛУЧЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНЫХ СЛОЕВ С ПОВЫШЕННЫМИ СВОЙСТВАМИ НА ДЕТАЛЯХ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГАЗОТЕРМИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ
5.1. Применение алюминиевого покрытия при изготовлении
доменных фурм
5.2. Повышение стойкости наконечников конвертерных фурм с помощью напыления покрытий
5.3. Повышение эффективности работы оборудования для непрерывной разливки стали
5.3.1. Использование покрытий для снижения потерь аргона
через стаканы дозаторы
5.3.2. Применение алюминиевого покрытия для повышения антифрикционных свойств плит шиберных затворов
5.4. Восстановление кристаллизаторов МНЛЗ путем нанесения газотермических покрытий
5.5. Применение алюминиевого покрытия для экранирования подката
на рольгангах ШПС горячей прокатки
5.6. Выводы по главе
6. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЙ ПОЛУЧЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНЫХ СЛОЕВ С ПОВЫШЕННЫМИ СВОЙСТВАМИ НА МЕТАЛЛОПРОДУКЦИИ
С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГАЗОТЕРМИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ.
6.1. Применение алюминиевого покрытия для повышения жаростойкости стальных заготовок при нагреве под обработку давлением
6.2. Использование композиционных покрытий для повышения эффективно
сти нагрева заготовок из титановых сплавов под обработку давлением
6.3. Технология получения листов листовой заготовки с алюминиевым покрытием.
6.4. Получение электросварных труб с внутренним покрытием из листовой заготовки с покрытием.
6.5. Получение стальной проволоки с алюминиевым покрытием.
6.6. Выводы по главе
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ


Построение поля скоростей на функциях тока является универсальным с нескольких точек зрения. В частности, его можно использовать с различным чередованием зон проскальзываниясцепления ПС, СП, ПСП. Для того чтобы поле, моделирующее схему ПС, переделать на схему СП, достаточно поменять местами координатное положение точек начала проскальзывания и сцепления. На примере прокатки биметаллов изучено влияние различных факторов на напряжение сдвига на границе раздела слоев . Однако применительно к прокатке листов с покрытием нет взаимосвязи между максимальными значениями напряжений сдвига т0мах на границе их раздела и условиями прокатки. Имея такую зависимость, можно, управляя исходными значениями факторов обычно обжатием, рассчитать т0мах, которое должно быть меньше напряжения среза, превышение которого, как известно, приводит к отделению покрытия от основы. Существуют два подхода к исследованию склонности различных материалов к разрушению изучение критических характеристик, вызывающих разрушение, и кинетических свойств, которые характеризуют процессы зарождения дефектов структуры, развития разрушения в зависимости от условий нагружения и структурного состояния материала. В работе исследовали кинетику и характер разрушения ГТП, нанесенных электродуговой металлизацией, взаимосвязь между изменениями структуры покрытий и приложенными напряжениями при совместном деформировании ГТП с материалом основы. Характер разрушения ГТП при совместном деформировании с материалом основы из сталей Х и ХНТ исследовали путем одноосного растяжения с постоянной скоростью 4 мммин. Исследование покрытий из стали X и бронзы БрАМц пористостью , содержащих крупные частицы и прослойки оксидов, показало, что при напряжениях а 0,,5ат металла основы трещины зарождаются по оксидным прослойкам, границам крупных частиц, а также из пор. При этом они не выходят на поверхность покрытия, т. С ростом нагрузки в процессе деформирования число подобных трещин растет, они раскрываются, объединяются в ступенчатые, что вызывает отслоение покрытия от основы и его разрушение с выходом трещин в наружные слои при аат основы. Таким образом, разрушение этих покрытий происходит изза нарушения связей между частицами покрытия. Наилучшую прочность сцепления с основой среди покрытий этого типа имеют покрытия из бронзы АМц, которые не отслаиваются от основы даже на заключительной стадии деформирования и отрыв покрытия от основы происходит лишь в зоне разрыва образца. Однако не исследован характер разрушения ГТП в других процессах обработки давлением, в частности, когда возникают сжимающие напряжения в поверхностных слоях. В настоящее время ГТП широко применяются для защиты металлов от коррозии и износа3,4,,. Известно, что одним из узких мест МНЛЗ является низкая стойкость стенок кристаллизаторов. Основной причиной выхода кристаллизаторов из строя является образование зазора между стенками в углах в верхней части, где металл сильнее нагрет и износ нижней части стенок кристаллизатора, особенно в углах. Во время ремонта кристаллизатора узкие стенки, которые дают основной вклад в образование зазора, перетачиваются, в том числе по боковым граням, становясь меньшей ширины. На ОАО ОЭМК для сохранения толщины непрерывнолитой заготовки на широких стенках кристаллизатора нарезают корытообразные пазы, что сокращает срок службы кристаллизаторов, т. На ОАО НЛМК в кислородноконвертерном цехе 1 ККЦГ, по боковым кромкам узких стенок изготавливают выступы усы размерами 5x5 мм. При эксплуатации кристаллизаторов в МНЛЗ при появлении зазоров эти выступы используют для устранения зазоров путем их чеканки. Кроме того, допускается уменьшение ширины узких стенок на мм при устранении их усадки путем строжки продольной боковой грани. В связи с этим узкие стенки служат на ремонта меньше, чем широкие. В кислородноконвертерном цехе 2 ККЦ2 в г. МНЛЗ по причине образования зазора рис. Это объясняется тем, что устранение усадки производится путем переточки продольной боковой грани узкой стенки на 0,5 мм во время одного ремонта и строжки рабочей поверхности на величину износа в углах 1,,6 мм.