Фізико-хімічні та технологічні основи одержання композитних сталевих зливків для виробництва зварювальних дротів - Автореферат

Автореферат дисертації на здобуття вченого ступеню доктора технічних наук Фізико-хімічні та технологічні основи одержання композитних сталевих зливків для виробництва зварювальних дротівРобота виконана в Національній металургійній Академії України Міністерства освіти та науки України Науковий консультант Доктор технічних наук, професор Яковлєв Юрій Миколайович Національна металургійна Академія України, завідувач кафедри теорії металургійних процесів, професор Офіційні опоненти: Чл.-кор. Національної Академії наук України, доктор технічних наук, професор Григоренко Георгій Михайлович (Інститут Електрозварювання ім. Доктор технічних наук, професор Луньов Валентин Васильович (Запорізький Державний Технічний Університет, завідувач кафедри “Машини та технологія ливарного виробництва”, професор) Захист відбудеться 10 жовтня 2000 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 08.084.03 при Національній металургійній Академії України (49600, м.Тенденції розширення сфер використання зварювання для зєднання деталей конструкцій та механізмів в усіх галузях сучасної промисловості та будівництва обумовлює ускладнення та збільшення вимог до властивостей та номенклатури зварювальних дротів. В той же час, суттєвим резервом металургійних технологій є розробка та засвоєння нових матеріалів, які представляють собою композит, що дозволяє реалізувати економічний та ефективний підхід до проблеми підвищення якості та властивостей зварювальних матеріалів. Мета роботи: Сформулювати принципи, теоретично та експериментально обгрунтувати наукові та технологічні основи створення сталевих зливків особливої конструкції з композитоутворюючими вставками, які заповнені металевими та неметалевими матеріалами, для одержання різних за складом та призначенням ефективних зварювальних матеріалів - композитних; дослідити та випробувати високопродуктивну технологію їх виробництва металургійними способами із використанням уніфікованої матриці. обгрунтувати та дослідити технологічні можливості використання сталевого зливка і композитного способу введення добавок для виробництва зварювальних дротів різноманітного складу із використанням єдиної уніфікованої матриці в умовах діючого металургійного виробництва без суттєвих змін технологічних регламентів основних переробок; експериментально підтвердити технологічність виробництва та ефективність використання композитних зварювальних дротів різноманітного складу та призначення; сформулювати та обгрунтувати принципи створення композитних зливків для одержання ефективних зварювальних матеріалів; намітити шляхи розширення сортаменту, виробництва та споживання нового класу матеріалів - композитних зварювальних дротів.Композитна вставка містить компоненти, які сприяють стабілізації зварювального процесу та активній металургійній обробці металу зварювальної ванни. Оскільки доля металу дроту в формуванні шва сягає 50%, він є основним компонентом шихтовки та ефективним засобом керування формуванням складу металу зварювальної ванни та структури шва. Дослідження якості та властивостей модифікованого РЗЕ металу, а також змінення його складу та властивостей при переплаві показали, що РЗЕ утворюють сульфіди ти оксисульфіди, знаходження яких в металі покращує комплекс механічних властивостей сталі та які, в той же час, здатні до видалення при звичайному переплаві. При зварюванні в вуглекислому газі мікролегуючі добавки, які введенні до складу металу дроту, менш впливають на іонізаційні властивості матеріалу із-за окислювальної воздії середовища. Оскільки композитний зливок (і, далі, дріт) має в своєму складів різні за механічними властивостями матеріали: сталеву матрицю та вставку, заповнену порошковими добавками феросплавів, вуглецьмістячих матеріалів, флюсів, тощо, провели дослідження процесу формозмінення на всіх переробках композитного виробу..Характер пластичної деформації композитних зливків із різними наповнювачами композитної вставки оцінювали виходячи із умови збереження обєму, шляхом визначення розмірів профіля і вставки на макротемплетах та мікрошліфах металу на послідовних стадіях переробки.Спосіб введення активних добавок в склад зварювального дроту (в шихтову частину або метал) визначає його тип та ефективність воздії на метал зварювальної ванни, що підтверджено критичним аналізом результативності та економічності існуючих способів введення мікролегуючих елементів в сталі та особливостей прояви модифікуючого ефекту при переплаві. При наявності контакту розплавленого металу зварювальної ванни із окислювальною атмосферою (зварювання в вуглекислому газі або на повітрі) необхідне введення додаткових кількостей розкислювачів та вуглецю в склад композитних зливків для виробництва зварювальних матеріалів, що сприяє збільшенню переходу легуючих в шов і прояві добавками модифікуючого та зміцнюючого ефекту (за рахунок виділення дисперсних часток сприятливої морфології).

2. Основний зміст роботи