загрузка...

трусы женские
загрузка...
Реферати » Реферати по металургії » Поліпшення якісних характеристик металу шва за рахунок підвищення чистоти шихти

Поліпшення якісних характеристик металу шва за рахунок підвищення чистоти шихти

Міністерство освіти і науки України

Запорізький національний технічний університет

Кафедра ОТЗВ

ЗВІТ З НАУКОВО-ДОСЛІДНОЇ РОБОТИ СТУДЕНТІВ

Поліпшення якісних характеристик металу шва за рахунок підвищення чистоти шихтовихматеріалів

Виконав: ст. гр. ІФ-329
П.Ю. Горбань
Керівник: проф.
В.С. Попов
Прийняв: доц.
В.А. Гук

2002

зміст

Зміст 2

Введення 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

Висновок 8

Перелік посилань 9

Введення

В 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, використовуваного 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 зі сталі, виплавленої в вакуумно-індукційних печах, підданої електрошлаковому або вакуумно-дуговому 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 та з метою впливу на процес зародження включень, їх форму, дисперсність і склад, зазвичай використовуються сильні раскислители 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-кальцієвим покриттям мають істотні 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 в метал зварювального шва.

В наплавленном металі спостерігається і приріст домішок кольорових металів, сірки і фосфору, порівняно 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 в покриттях електродів зазвичай становить 15 (30%. В 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 в 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 газонасиченість ферротитана і зміст в 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 сплавлением електрошлаковим способом відходів титану з серійними феросплавами, з використанням ефекту рафінування активними шлаками.

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 за складом і способом 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 будь-які відмінності в технологічності при виготовленні і 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,% |
| | З | 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 | 0,08-0,1 | 0 , 2-0,5 | 0,6-1, | (0,022 | (0,024 |
| | 1 | | 2 | | |

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, наплавленном 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%) в 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. В металі, наплавленном 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, що 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 | Масова частка елементів,% |
| електродів | |
| | 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, містять низьку кількість газів (О і N), С і домішок кольорових металів без використання вторинного А1, що повністю виключає можливість їх внесення. Тому вміст домішок Cu і Sn в металі, наплавленном електродами партії Б і В нижче, ніж електродами А.

Кількість кисню в металі, наплавленном 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 в наплавленого металу

| | Масова частка оксидних включень,% |
| Партія | Загальна | Питома частка в загальній кількості,% |
| електродів | Кількість | Al2O3 | SiO2 | 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, | 0,005-0,015 | 59,11 | 33,14 | 7,75 |
| Св-08Г2С [2] | | | | |

Як видно з наведених у таблиці даних, в наплавленого металу електродів партії Б і В суттєво знижено загальна кількість неметалічних включень. В металі, наплавленном 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 розкислювачів - феромарганцю і феросиліцію. При цьому, кількість тугоплавких включень з Al2O3 більш ніж в два менше, ніж в металі, наплавленном електродами А. У таких же межах зменшений вміст скловидних силікатів. В металі партії Б і В відсутні великі екзогенні частинки тіаліта і перовскита, характерних для ферротитана алюмотермического способу виробництва. При зниженні загальної кількості включень трохи зростає питома частка силікатів складного складу з гетерогенною микроструктурой. Переважне формування силікатів складного складу і менший вміст кисню в металі, наплавленном електродами В, при рівному

Сторінки: 1 2
загрузка...
ur.co.ua

енциклопедія  з сиру  аджапсандалі  ананаси  узвар