Комплексная оптимизация химического состава и технологии производства хладостойких конструкционных материалов ответственного назначения

• Автор: Титова, Татьяна Ивановна
• Шифр специальности: 05.02.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 25 с. : ил.; 14х20 см

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы. Технический прогресс машиностроения, топливно-энергетического комплекса, строительной индустрии требует постоянного повышения уровня служебных свойств используемых материалов с целью увеличения допустимых нагрузок, снижения металлоёмкости и обеспечения надёжности конструкций во всё более усложняющихся условиях эксплуатации, в том числе при низких климатических температурах.-В связи с этим проблема разработки и производства материалов для изготовления хладостойких изделий ответственного назначения является одной из центральных и наиболее актуальных в современном материаловедении. Вместе с тем, она тесно связана с проблемой эффект ивности производства, т.е. уменьшения затрат при изготовлении материалов и конструкций с требуемым комплексом служебных характеристик.
Особенностями современного рынка металлопродукции ответственного назначения являются:
- потребность в материалах с широким диапазоном свойств;
- усложнение комплекса требований к материалам в соответствии с конкретными условиями эксплуатации,
- использование представительных методов испытаний для достоверного определения служебных свойств и работоспособности материала;
- требование хорошей свариваемости или иных гарантий сохранения высоких эксплуатационных характеристик материала в сварной конструкции;
- требование конкурентоспособности материалов и изделий, т.е. сочетание их работоспособности и стоимости.
Решение этих задач весьма актуально и способствует успешному конкурированию с ведущими иностранными металлопроизводящими и машиностроительными фирмами. Оно требует комплексного подхода, сочетающего в себе как традиционные способы совершенствования химического состава материалов, так и оптимизацию параметров всех технологических процессов изготовления изделий, а также использование возможностей современных методов испытаний и исследований материалов.
Постановка задачи и цель работы. ОАО «Ижорские заводы» («ИЗ») является одним из ведущих предприятий "России, изготавливающим широкий спектр металлопродукции и изделий ответственного назначения для горнодобывающей техники, строительных конструкций, атомной энергетики, нефтехимии и т. д. Значительная часть их эксплуатируется в весьма сложных условиях, вклю-«гоШих высокие уровни нагружения, низкие климатические температуры, знакопеременные и ударные нагрузки и т.д. Номенклатура изделий постоянно увеличивается с одновременным повышением уровня требований заказчика, а . усиливающаяся конкурешщя и выход на мировой рынок требуют гарантий надёжности и снижения себестоимости единицы продукции.
Кроме того, в последнее время во всем мире усиливается тенденция к производству уже известных материалов с более высоким, чем оговорено етандар-'гауровнем служебных свойств. Это также связано с задачей снижения за-:лЩ£т-к- разработка и внедрение новых материалов является длительным и дорогостоящим процессом, особенно для ответственных конструкций.
В связи с этим насущной потребностью производства и основной задачей практического материаловедения стала необходимость использования всех возможностей повышения качества и служебных свойств материалов и конст рукций без увеличения их стоимости.
На основании изложенного целью настоящей работы явилось обобщение и реализация результатов обширных научно-исследовательских работ по комплексной оптимизации химического состава и технологии производства для обеспечения повышенного уровня служебных свойств хладостойких конструкционных материалов ответственного назначения. При этом одновременно ставится задача снижения затрат на производство единицы продукции.
Научная новизна:
• установлены закономерности влияния химического состава и технологии изготовления на свойства хладостойких сталей различного уровня прочности
• исследована кинетика распада переохлажденного аустешгга в хладостойких сталях различного химического состава, в т.ч. микролегировашшх бором
• изучены состав и морфология избыточных фаз и их влияние на служебные свойства различных хладостойких материалов
• установлены требования к структуре хладостойких сталей в соответствии с заданным уровнем свойств
• разработаны технологические параметры производства хладостойких материалов, повышающие комплекс их служебных свойств без увеличения затраг
• разработаны принципы эффективного микролегирования бором и технологии термической и термомеханической обработки борсодержащих сталей для повышения прочности вместе с обеспечением пластичности и вязкости
• разработаны новые экономполегированные хладостойкие высокопрочные свариваемые стали, а также сталь для транспортных контейнеров с повышенным сопротивлением хрупкому разрушению до минус 60°С.
Достоверность положений, результатов и выводов определены:
• использованием при разработке новых хладостойких сталей
• использованием при освоении производства борсодержащих сталей
• использованием при разработке технологий термической и термомеханической обработки металлопроката различных категорий прочности
• использованием при оптимизации технологии изготовления корпусных изделий ответственного назначения
• испытаниями материалов применительно к условиям эксплуатации Практическая ценность и реализация результатов работы. Комплексный подход к решению поставленных задач успешно реализован в целом ряде работ, выполненных в ОАО “ИЗ”:
- оптимизирована технология изготовления металлопроката различных марок стали, в т.ч. для морских буровых платформ;
- разработаны принципиальные технологические схемы, позволяющие управлять процессами структурообразования и обеспечивать высокий комплекс свойств борсодержащих сталей при их экономном легировании;
- определены дополнительные требования к химическому составу и технологии производства, обеспечивающие повышенное сопротивление хрупким