трусики женские украина

На головну

 Поліпшення якісних характеристик металу шва за рахунок підвищення чистоти шихти - Металургія

Міністерство освіти і науки України

Запорізький національний технічний університет

Кафедра ОТЗВ

ЗВІТ ПО НАУКОВО-ДОСЛІДНОЇ РОБОТИ СТУДЕНТІВ

Поліпшення якісних характеристик металу шва за рахунок підвищення чистоти шихтових матеріалів

Виконав:

ст. гр. ІФ-329 П.Ю. Горбань

Керівник:

проф. В.С. Попов

Прийняв:

доц. В.А. Гук

2002

зміст

Содержание......................................................................................................... 2

Введение.............................................................................................................. 3

1. Дослідження структури і властивостей наплавленого металу ........................ 4

1.1 Дослідження хімічного складу наплавленого металу ...................... 4

1.2 Дослідження неметалічних включень у металі шва ........................ 6

1.3 Механічні властивості наплавленого металу ......................................... 6

Заключение.......................................................................................................... 8

Перелік ссылок................................................................................................. 9

Введення

У сучасних умовах виробництва машин, агрегатів і металоконструкцій самого різного призначення зварювання, як метод отримання нероз'ємних з'єднань, залишається провідним технологічним процесом.

Експлуатаційна надійність зварних швів і стабільність їх фізико-механічних властивостей залежать від якості і сталості складу вихідної сировини, що використовується для виготовлення електродів. Для отримання високих властивостей наплавленого металу промисловістю випускається зварювальний дріт з досить низьким вмістом газів, сірки, фосфору та інших шкідливих домішок. За спеціальним замовленням виготовляють дріт із сталі, виплавленої у вакуумно-індукційних печах, підданої електрошлаковому або вакуумно-дугового переплаву [1].

Одержання металу шва з мінімально можливим вмістом кисню і оксидних включень досягається шляхом одночасного розкислення металу алюмінієм, титаном, кремнієм і марганцем, вводяться в покриття у вигляді феросплавів [2]. Однак вміст кисню і оксидних включень при цьому залишається ще досить високим [3]. Для зниження вмісту кисню в металі шва і з метою впливу на процес зародження включень, їх форму, дисперсність і склад, зазвичай використовуються сильні розкислювачі і модифікатори - церій, цирконій, ітрій, барій, кальцій [3,4,5,6]. Застосування таких активних елементів в покритті зварювальних електродів ускладнює технологічний процес підготовки шихти. Операції дроблення, змішування і пасивування компонентів супроводжується великою втратою цих елементів на окислення [7].

У багатьох галузях промисловості при виготовленні відповідальних деталей з низьколегованих сталей застосовуються електроди з основним покриттям типу УОНИ-13. Зварювальні електроди з фтористо-кальцієві покриттям мають суттєві переваги перед усіма іншими при зварюванні конструкцій відповідального призначення [1]. Електроди типу УОНИ-13 характеризуються більш низьким вмістом газів в наплавленого металу в порівнянні з електродами інших видів, мала окислювальна здатність покриттів забезпечує більш повний перехід легуючих елементів у метал зварювального шва.

У наплавленого металу спостерігається і приріст домішок кольорових металів, сірки і фосфору, у порівнянні вмістом в дроті, за рахунок переходу їх з обмазки електрода. Це обумовлено тим, що в деяких феросплавах, використовуваних як складових покриття, вміст сірки і фосфору в 1.5?5.0 разів більше, ніж в зварювальному дроті [8]. Частка таких компонентів у покриттях електродів зазвичай становить 15?30%. У роботі [9] встановлено, що при наплавленні електродами фтористо-кальцієвого типу в шлак переходить фосфору 0.001?0.002%, сірки 0.0013?0.004% по відношенню до маси розплавленого стрижня. Отже, гарантовано низьке вмісту сірки і фосфору в металі зварного шва можливо лише за рахунок зниження концентрації цих домішок у компонентах покриття електродів. До складу електродних покриттів фтористо-кальцієвого типу в основному входить ферротитан, феромарганець і феросиліцій. Причому найбільшу частку з них займає ферротитан до 15%. Тому газонасиченості ферротитана і вміст у ньому таких домішок як сірка, фосфор і кольорові метали істотно впливають на властивості металу зварних швів [2]. Для поліпшення властивостей зварних швів необхідно використовувати у зварювальних електородах ферротитан високої якості з низьким вмістом газів і домішок кольорових металів. Отже, актуальним завданням матеріалознавства та зварювання є розробка матеріалів і технологій, що дозволяють поліпшити структуру і властивості наплавленого металу за рахунок поліпшення якості зварювальних електродів.

У зв'язку з вище викладеним для поліпшення структури і властивостей наплавленого металу, запропоновано, при виготовленні електродів типу УОНИ-13 використовувати комплексну лігатуру, отриману сплавом електрошлаковим способом відходів титану з серійними феросплавами, з використанням ефекту рафінування активними шлакамі.1. Дослідження структури і властивостей наплавленого металу

Для дослідження впливу складу ферротитана на властивості наплавленого металу були виготовлені три партії електродів УОНИ 13/55 з різними по складу і способу виробництва феросплавами:

партія А - за рецептурою з використанням алюмінотермічним ферротитана ФТі30А і феросплавів промислового виробництва.

партія Б - за рецептурою А з заміною ферротитана алюмінотермічним способу виробництва ФТі35А на ферротитан електрошлакової виплавки ФТШ45.

партія В - по рецептурі А з заміною всіх феросплавів промислового виробництва на 12% досвідченого комплексно-легованого ферротитана К-2.

Пасивування сплаву К-2 виробляли в муфельній печі при температурі 350 ° С протягом 30 хв. Дослідження технологічного процесу приготування обмазувальної маси і нанесення її методом опресування для всіх трьох партій електродів, а також процесу збудження і горіння дуги показало, що жодних відмінностей у технологічності при виготовленні та наплавленні металу між електродами партій А, Б і В не спостерігається [10] .1.1 Дослідження хімічного складу наплавленого металу

Хімічний склад металу, наплавленого електродами з покриттями, що містять ферротитан різного способу виробництва, має деякі відмінності [9] (табл. 1.1, 1.2.).

Таблиця 1.1 - Хімічний склад наплавленого металу

 Партія електродів Масова частка елементів,%

С

 Si

 Mn

S

P

 А 0,09 0,05 1,0 0,020 0,020

 Б 0,10 0,030 0,80 0,020 0,022

 В 0,09 0,035 1,0 0,014 0,016

 Паспортний склад 0,08-0,11 0,2-0,5 0,6-1,2 ? 0,022 ? 0,024

Як видно з наведеної таблиці, хімічний склад металу, наплавленого електродами всіх досліджених в роботі партій, відповідає вимогам паспорта електродів УОНИ 13/55. Більш низький вміст Si і Mn в металі, наплавленому електродами партії Б і В отримано в результаті більшого залучення цих елементів у реакції розкислення металевої ванни, при менших змістах Аl в покритті електродів партії Б і В (0,14%) у порівнянні з покриттям А (0,96%). Більш висока концентрація Si, Mn і Тi в металі партії В в порівнянні з Б свідчить про менших втратах цих елементів на поверхневе окислення в процесі виготовлення електродів при використанні сплаву К-2. У металі, наплавленому електродами партії В, міститься найменша кількість домішок S і P, що є наслідком застосування комплексно-легованого ферротитана К-2, при отриманні якого методом ЕШВ використовувалися відходи титану, які містять малу кількість цих домішок, а промислові феросплави ФМн1 і ФС 45 були рафіновані по S і P високоосновних флюсом в процесі виплавки.

При цьому, в наплавленого металу знижується не тільки кількість S і P, газів (О і N), а також і домішок кольорових металів [8] (табл.1.2).

Таблиця 1.2 - Вміст газів і домішок кольорових металів в наплавленого металу

 Партія

 електродів Масова частка елементів,%

 O N Ti Cu Sn

 А 0,050 0,0073 0,011 0,1 0,01

 Б 0,046 0,0062 0,018 0,08 0,005

 В 0,040 0,0065 0,020 0.08 0,005

При виробництві ферротитана і комплексно-легованого ферротитана методом ЕШВ використовуються відходи Тi у вигляді листовий обрези, що містять низьку кількість газів (О і N), С і домішок кольорових металів без використання вторинної А1, що повністю виключає можливість їх внесення. Тому вміст домішок Cu і Sn в металі, наплавленому електродами партії Б і В нижче, ніж електродами А.

Кількість кисню в металі, наплавленому електродами партії В, найбільш низька. Це свідчить про більш повне раскислении металу шва при використанні в покритті У комплексно-легованого ферротитана К-2.1.2 Дослідження неметалічних включень у металі шва

Використання ферротитана ЕШВ в покритті зварювальних електродів дозволило знизити в наплавленого металу вміст газів, домішок і неметалевих включень.

Результати оцінки забрудненості неметалевими включеннями металу, наплавленого досвідченими електродами наведено в табл. 1.3.

Таблиця 1.3 - Зміст оксидних включень у наплавленому металі

 Масова частка оксидних включень,%

 Партія Загальна Питома частка в загальній кількості,%

 електродів Кількість

 Al 2 O 3

 SiO 2 Складні оксиди (Si-Ti-Mn-Fe) · O

 А 0,052 44,5 35,5 20,0

 Б 0,043 28,8 20,5 51,5

 В 0,030 20,5 16,0 63,5

 Дріт Св.-08,

 Св-08Г2С [2] 0,005-0,015 59,11 33,14 7,75

Як видно з наведених у таблиці даних, в наплавленого металу електродів партії Б і В істотно знижено загальна кількість неметалічних включень. У металі, наплавленому електродами В, що містить тільки один феросплав у вигляді комплексно-легованого ферротитана, отриманого методом ЕШВ, загальна кількість неметалічних включень знижено більш ніж на 40% в порівнянні з металом електродів А, при використанні алюмінотермічним ферротитана і роздільним введенням в покриття інших раскислителей - феромарганцю і феросиліцію. При цьому, кількість тугоплавких включень з Al2O3более ніж у два менше, ніж в металі, наплавленому електродами А. У таких же межах зменшений вміст склоподібних силікатів. У металі партії Б і В відсутні великі екзогенні частки тіаліта і перовскита, характерних для ферротитана алюмотерміческого способу виробництва. При зниженні загальної кількості включень трохи зростає питома частка силікатів складного складу з гетерогенною мікроструктурою. Переважне формування силікатів складного складу і менший вміст кисню в металі, наплавленому електродами В, при рівному вихідному кількості розкислювачів в покритті цих електродів, свідчить про більш повне і інтенсивному процесі видалення продуктів реакції розкислення при використанні комплексно-легованого ферротитана [5] .1.3 Механічні властивості наплавленого металу

Результати дослідження механічних властивостей металу, наплавленого досвідченими електродами, представлені в табл. 1.4.

Таблиця 1.4 - Механічні властивості металу зварного шва, наплавленого досвідченими електродами

 Значення механічних властивостей по ГОСТ 6996 -75

 Партія

 електродів

 Тимчасовий опір розриву s В, МПа

 Межа текучості

 s Т, МПа

 Відносне подовження

 d,%

 Ударна в'язкість KCU, Дж / см 2

 А 505-545 400-420 23-27 155-205

 Б 520-560 400-440 26-28 175-220

 У 540-565 420-450 27-30 210-240

 Типові значення для УОНИ 13/55 [5] 510-570 390-440 24-28 156-245

 Паспортні дані УОНІ13 / 55 ? 490 ? 390 ? 20 ? 160

 Вимоги ГОСТ 9467-75 до типу електродів Е50А ? 490 - ? 20 ? 130

Механічні властивості і хімічний склад наплавленого металу всіх партій електродів відповідає вимогам ГОСТ 9467-75. При цьому, пластичність металу наплавленими електродами партій Б і В вище ніж А. Використання в покритті електродів більш чистого по домішках і неметаллічскім включень ферротитана електрошлакової виплавки ФТШ 45 дозволило підвищити на 7% середні значення відносного подовження і на 9% ударної в'язкості у порівнянні з електродами партії А. При заміні всіх феросплавів покриття електродів на комплексно-легований ферротитан електрошлакової виплавки К-2 середні значення відносного подовження збільшені на 12%, а ударної в'язкості на 18% в порівнянні з електродами партії А, і на 8 і 9% відповідно для середніх типових значень електродів УОНИ 13/55. Таким чином проявилося більш низьке вмістом газів, S і P, а також домішок кольорових металів в наплавленого металу електродами В, в порівнянні з А і електродами промислового виготовлення з використанням ферротитана алюмінотермічним способу виробництва. Присутність в металі, наплавленому електродами партії А, значної кількості тугоплавких включень несприятливою форми і силікатних стекол викликає зниження ударної в'язкості металу в порівнянні з металом електродів Б і В. Це пов'язано з тим, що тугоплавкі оксиди Al кутастої, неправильної форми виконують роль великих концентраторів напружень в порівнянні з округлими (глобулярними) включеннями силікатів в металі, наплавленому електродами Б і В [9,10] .заключеніе

1. Застосування у складі покриття електродів основного типу ферротитана електрошлакової виплавки, а також комплексних Ti-Mn-Si - містять феросплавів, отриманих методом електрошлакового переплаву відходів титану, сталі і промислових феросплавів (феромарганцю і феросиліцію) дозволяє отримати наплавлений метал з більш високими пластичними властивостями .

2. Використання в покритті зварювальних електродів основного типу УОНІ13 / 55 ферротитана ЕШВ дозволяє знизити в наплавленого металі вміст оксидів алюмінію на 30-40%, при зниженні вмісту домішок кольорових металів до 20%.

3. Використання комплексно легованого ферротитана, отриманого методом ЕШВ у складі обмазки електродів УОНИ 13/55 забезпечує також велику ступінь розкислення наплавленого металу при менших втратах елементів розкислювачів. Зміст S і Р при цьому знижено на 30 і 20% відповідно. Масова частка включень в наплавленого металу у вигляді оксидів зменшена на 20%, при зниженні домішок кольорових металів Cu і Sn до 20%. Знижено більш ніж на 40% вміст дрібнодисперсних включень корунду. Все це в комплексі, дозволило підвищити ударну в'язкість на 15% і відносне подовження наплавленого металу на 20%.

Таким чином, для підвищення чистоти наплавленого металу по неметалевим включень, поліпшення пластичних властивостей наплавленого металу доцільно використовувати у складі обмазки зварювальних електродів основного типу комплексних титан містять лігатур-розкислювачі, отриманих методом електрошлакової виплавки.

перелік посилань

1. Заке І.А. Зварювання різнорідних сталей: Довідковий посібник. - Л.: Машинобудування, 1973.-208с.

2. Богачевський А.А. Підвищення якості металу шва шляхом введення в покриття синтетичного волластаніна і цериевой лігатури. // Зварювальне виробництво. - 1993. - №4. - С.8.

3. Довідник по зварюванню / під ред. Є.В. Соколова. Т.1. - М.: Машинобудування, 1962. - 657с.

4. Походня І.К. Гази в зварних швах. - М.: Машинобудування, 1973.-256с.

5. Кабацький В.І., Привілля Н.Т., Макаренко В.Д. Особливості впливу комплексних лігатур на вміст газів в наплавленого металу при зварюванні електродами з основним покриттям // Зварювальне виробництво. - 1986. - №12. - С. 4-5.

6. Луньов В.В., Шульте Ю.А. Застосування комплексних лігатур з РЗМ і ЛЗМ для поліпшення властивостей литих і деформованих сталей. // Вплив комплексного розкислювача на властивості сталей. - М.: Металургія, 1982. - с.32-50.

7. Степанова В.В. Підвищення якості марганцевистих і хромомарганцовістих сталей для виливків і поковок. Дис. на соіск. Наукового ступеня КТН. - Запоріжжя ЗДТУ. - 1996.

8. Гази і домішки в феросплавах / М.І. Гасик, В.С. Ігнатьєв, С.І.Хітрік. - М.: Металургія, 1970. - 152с.

9. Букін А.А., Кохан С.В. Прогнозування змісту S і P в металі, наплавленому покритими електродами // Автоматическая сварка. - 1988. -№2. - С.27.

10. Кабацький В.І., Привілля Н.Т., Макаренко В.Д. Особливості впливу комплексних лігатур на вміст газів в наплавленого металу при зварюванні електродами з основним покриттям // Зварювальне виробництво. - 1986. - №12. - С. 4-5.

Авіація і космонавтика
Автоматизація та управління
Архітектура
Астрологія
Астрономія
Банківська справа
Безпека життєдіяльності
Біографії
Біологія
Біологія і хімія
Біржова справа
Ботаніка та сільське господарство
Валютні відносини
Ветеринарія
Військова кафедра
Географія
Геодезія
Геологія
Діловодство
Гроші та кредит
Природознавство
Журналістика
Зарубіжна література
Зоологія
Видавнича справа та поліграфія
Інвестиції
Інформатика
Історія
Історія техніки
Комунікації і зв'язок
Косметологія
Короткий зміст творів
Криміналістика
Кримінологія
Криптологія
Кулінарія
Культура і мистецтво
Культурологія
Логіка
Логістика
Маркетинг
Математика
Медицина, здоров'я
Медичні науки
Менеджмент
Металургія
Музика
Наука і техніка
Нарисна геометрія
Фільми онлайн
Педагогіка
Підприємництво
Промисловість, виробництво
Психологія
Психологія, педагогіка
Радіоелектроніка
Реклама
Релігія і міфологія
Риторика
Різне
Сексологія
Соціологія
Статистика
Страхування
Будівельні науки
Будівництво
Схемотехніка
Теорія організації
Теплотехніка
Технологія
Товарознавство
Транспорт
Туризм
Управління
Керуючі науки
Фізика
Фізкультура і спорт
Філософія
Фінансові науки
Фінанси
Фотографія
Хімія
Цифрові пристрої
Екологія
Економіка
Економіко-математичне моделювання
Економічна географія
Економічна теорія
Етика

8ref.com

© 8ref.com - українські реферати


енциклопедія  бефстроганов  рагу  оселедець  солянка