 
					Управление структурой и свойствами поверхностного слоя за счет модифицирования ультрадисперсными порошками
ВВЕДЕНИЕ                                                                     5
ГЛАВА      1     СОВРЕМЕННЫЕ             СПОСОБЫ          УЛУЧШЕНИЯ
СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ СТАЛЕЙ                               13
И СПЛАВОВ
1.1 Способы высокоэнергетической обработки сталей и сплавов                  13
1.2 Применение ультра- и нанодисперсных порошков и материалов в
металлургии и машиностроении
1.3   Управление    структурой    и     свойствами   металлов     методом
модифицирования
1.4 Способы получения ультра- и нанодисперсных порошков                      32
1.5 Выводы по главе 1                                                        37
ГЛАВА 2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ                                      40
2.1 Материалы исследования                                                   40
2.2   Методика     по    определению       рациональной       концентрации
ультрадисперсных порошков-модификаторов в транспортирующем газе
2.3 Методы исследования ультрадисперсных порошков-модификаторов              43
2.4   Методика     исследования       микроструктуры      и    определения
микротвердости модифицированного поверхностного слоя
2.5     Методика        исследования        коррозионной         стойкости
модифицированного поверхностного слоя
2.6 Методика исследования механических свойств модифицированного
поверхностного материала
2.7 Методика определения времени охлаждения и регистрации
энергетических     параметров         высокоэнергетической       обработки
поверхностного слоя и характеристик массопереноса расплавленного
металла в жидкую ванну
2.8 Методика построения модели изменения формы и размеров капли
расплавленного металла
2.9 Выводы по главе 2                                                  53
ГЛАВА 3 СТРУКТУРА, СВОЙСТВА УЛЬТРАДИСПЕРСНЫХ
ПОРОШКОВ                И     ПОВЕРХНОСТНОГО                 СЛОЯ,     54
МОДИФИЦИРОВАННОГО ДАННЫМИ ПОРОШКАМИ
3.1 Исследование ультрадисперсных порошков-модификаторов               54
3.2   Определение   рациональной   концентрации     ультрадисперсных
порошков-модификаторов в транспортирующем газе
3.3 Влияние ультрадисперсных порошков-модификаторов на время
охлаждения поверхностного слоя
3.4 Исследование влияния ультрадисперсных порошков-модификаторов
на микроструктуру и микротвердость поверхностного слоя
3.5 Исследование влияния ультрадисперсных порошков-модификаторов
на коррозионную стойкость поверхностного слоя
3.6 Исследование влияния ультрадисперсных порошков-модификаторов
на механические свойства поверхностного материала
3.7 Исследование влияния ультрадисперсных порошков-модификаторов
на каплеперенос расплавленного металла
3.8 Выводы по главе 3                                                  85
ГЛАВА        4      ЭКСПЛУАТАЦИОННАЯ                 НАДЕЖНОСТЬ
ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ СТАЛИ АУСТЕНИТНОГО КЛАССА
4.1 Апробация результатов экспериментальных исследований               87
4.2 Апробация результатов диссертационной работы в промышленных
условиях
4.3 Использование результатов диссертационной работы в учебном
процессе
4.4 Выводы по главе 4                                                  99
ЗАКЛЮЧЕНИЕ                                                             101
Основные выводы и результаты работы                                    101
Перспективы дальнейшей разработки темы                                 102
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ                                                     104
ПРИЛОЖЕНИЯ                                                            128
Приложение     А    Акт    использования    результатов     научно-
исследовательской работы
Приложение    Б    Акт     об   апробации    способа      получения
модифицированного поверхностного слоя
Приложение В Акт внедрения научно-исследовательской работы            133
Приложение Г Акт внедрения материалов кандидатской диссертации        134
Приложение Д Акт о внедрении в учебный процесс результатов
диссертационной работы
Актуальность темы исследований: Ресурс большинства технической
оснастки и оборудования для фармацевтической, химической, энергетической,
атомной, пищевой промышленности ограничен коррозионной стойкостью
используемых материалов. При использовании высоколегированных сталей
аустенитного класса основной проблемой в процессе эксплуатации этих изделий
является пониженная устойчивость к процессу межкристаллитной коррозии,
особенно в той зоне, которая подвергается высокотемпературному воздействию в
процессе изготовления. Решение проблемы связано с получением на поверхности
Основные выводы и результаты работы
     1. Установлено, что рассмотренные порошки-модификаторы эффективно
воздействуют на процессы кристаллизации поверхностного слоя. Применение
модификаторов, полученных взаимодействием электровзрывного нанопорошка
алюминия с водой, более эффективно оказали воздействие на структуру и
механические свойства поверхностного слоя, а модификаторы, полученные
способом ЭВП, оказали положительное воздействие на коррозионную стойкость
поверхностного слоя.
     2. Одним из эффективных способ модифицирования поверхностного слоя
является подача ультрадисперсных порошков в зону расплавленного слоя через
транспортирующий газ, размер частиц при этом должен находиться в диапазоне
100-150нм.    Выявлено,    что    максимальный        эффект    от   модифицирования
проявляется       при концентрации      тугоплавких      ультрадисперсных частиц      в
поверхностном слое 0,00253 массовых процентов к сантиметру кубическому
поверхностного слоя.
     3.     Определено,    что    при    модифицировании        поверхностного     слоя
ультрадисперсными порошками AlO(OH), W и Mo в количестве 0,00253 массовых
процентов     к    сантиметру    кубическому    поверхностного       слоя   реализуется
наибольший эффект модифицирования данного слоя системы Fe–C–Cr–Ni–Ti и
происходит повышение его эксплуатационных свойств, что можно объяснить
формированием в расплаве дополнительных центров кристаллизации, служащих
инокуляторами в кристаллизующемся металле. Средний размер дендрита по
толщине уменьшается в 1,5-2 раза (30-40%), по ширине в 2-3 раза (45-55%).
     4.   Экспериментально       установлено,      что   в   зависимости    от   состава
применяемых порошков-модификаторов микротвердость поверхностного слоя
увеличивается на 10…15%, временное сопротивление на разрыв на 5-10%, предел
текучести на 10-21%, относительное удлинение до 10-25%, склонность к
образованию межкристаллитной коррозии снижается до 40-50%.
     5. Проведено опытно-промышленное апробирование предлагаемого способа
модифицирования поверхностного слоя с применением ультрадисперсных
порошков, по результатам которого сделано заключение о перспективности его
применения при производстве изделий из аустенитной стали. По итогам
испытаний     было    выявлено,    что    поверхностные     слои,    полученные    по
предлагаемой технологии, эксплуатируются в коррозионной среде в два раза
дольше, чем поверхностные слои, полученные по стандартной технологии, а
долевое участие диссертационной работы в полученном эффекте – 45%.
     Результаты      диссертационной      работы    внедрены   в    производство   на
предприятиях ОАО «Металлургмонтаж», ООО НПО «СварПро», ООО НПО
«Вектор» при производстве металлоконструкций из стали аустенитного класса.
     Результаты диссертационной работы внедрены в учебный процесс и
используются при подготовке специалистов, обучающихся по специальности
150202 в дисциплинах «Теория сварочных процессов», «Физико-химические
основы процессов сварки, пайки, наплавки», «Технология и оборудование сварки
плавлением»     и    бакалавров,    обучающихся        по   направлению     15.03.01
«Машиностроение» в дисциплинах «Технология конструкционных материалов»,
«Технология сварки плавлением и термической резки».
Перспективы дальнейшей разработки темы
     Перспективность дальнейшей разработки данной тематики заключается в
применении:
     – ультрадисперсных порошков оксигидрооксида алюминия (AlO(OH)),
вольфрама     (W),   молибдена     (Mo)    для     модифицирования    и   улучшения
механических, физических, химических, технологических, эксплуатационных
свойств поверхностного и придания совершенно новых свойств поверхностному
слою низколегированных, среднелегированных, высокопрочных сталей;
     –     смеси   ультрадисперсных     порошков       оксигидрооксида    алюминия
(AlO(OH)),    вольфрама     (W),   молибдена    (Mo)    в   различном    процентном
соотношении для модифицирования и улучшения механических, физических,
химических, технологических, эксплуатационных свойств поверхностного слоя
сталей различных классов;
     – ультрадисперсных порошков оксигидрооксида алюминия (AlO(OH)),
вольфрама (W), молибдена (Mo) для различных видов высокоэнергетической
обработки;
     – ультрадисперсных порошков других металлов и сплавов для придания
совершенно новых свойств поверхностного слоя изделий из сталей различных
классов.
 
						Помогаем с подготовкой сопроводительных документов
Хочешь уникальную работу?
Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!
