Повышение качества крупных поковок на основе разработки и применения научно обоснованных термомеханических режимов процесса ковки заготовок - Автореферат
Разработка научно обоснованных термомеханических режимов обработки и обеспечения во всём объёме поковки заданного уровня механических свойств и структуры при максимальной плотности металла поковки. Изучение особенностей ковки слитков и заготовок.
Аннотация к работе
АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА КРУПНЫХ ПОКОВОК НА ОСНОВЕ РАЗРАБОТКИ И ПРИМЕНЕНИЯ НАУЧНО ОБОСНОВАННЫХ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ ПРОЦЕССА КОВКИ ЗАГОТОВОК Работа выполнена в отделе обработки металлов давлением Филиала Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Артес Алексей Эдуардович доктор физико - математических наук, профессор Беклемишев Нил Нилович доктор технических наук, профессор Кохан Лев Соломонович Зашита состоится 2010 г. на заседании диссертационного Совета Д 212.142.01 при ГОУ ВПО Московский государственный технологический университет «СТАНКИН» адрес: Вадковский пер., 3А, г.Бурный рост производства поковок из слитков начался в 60 - 70 - х годах прошлого века в связи с ростом единичных мощностей энергоблоков. Бурно развивающаяся ковочная индустрия Республики Корея, обрабатывающая слитки массой 510 т, только за последние два года увеличила вдвое производственные мощности ковочных предприятий, благодаря широкомасштабным инвестициям. Поэтому повышение качества готовых изделий - поковок на основе научно обоснованных термомеханических режимов процесса ковки является актуальным и востребованным. Для достижения поставленной цели предусматривалось осуществить следующие задачи: термомеханический плотность ковка слиток Научная новизна заключается: - в определении закономерностей изменения температуры центра заготовки от ее радиуса в процессе охлаждения заготовки на воздухе от температуры начала ковки до температуры конца ковки по поверхности, что позволило ввести понятие обобщенного критерия крупности заготовок и определить основную задачу теории ковки крупных поковок - изучение влияния термомеханических параметров ковки на физико - химическую неоднородность и зеренную структуру слитка - заготовки;Корнеева и др., базирующейся на математической модели металла как непрерывной однородной, изотропной жесткопластической среде и считающей главной задачей теории - определение напряжений и деформаций в металле, а также силовых параметров процесса ковки. Отдавая должное всем современным теоретическим исследованиям, следует отметить, что реальная, исходная для ковки заготовка - слиток не является непрерывной, однородной и изотропной жесткопластической средой. В связи с вышеизложенным, в работе была поставлена задача разработки общей теории ковки крупных поковок из сталей и сплавов применительно к исходной заготовке - слитку и ее внедрения при разработке технологии и производстве крупных поковок энергомашиностроения из слитков массой до 360 т. Эта зависимость является обобщенной диаграммой крупности поковок, так как обоснована закономерностями неизбежного роста градиента температур между поверхностью и центром поковки при ее охлаждении по поверхности до температуры конца ковки. ТРЕТЬЯ ГЛАВА посвящена разработке масштабных уровней пластической деформации при обработке металлов давлением, связи мегамакромасштабных и макромикромасштабных уровней пластической деформации с параметрами ковки слитков и заготовок.1.Впервые в теории ковки слитков автором введены понятия мега и мезо [d - f] масштабных (структурных) уровней пластической деформации и показано, что волокно поковки - это ориентированные в направлении главной деформации оси 1 - го порядка дендритов исходного слитка с максимумом механических свойств сплава и это направление должно совпадать с направлением действия максимальных рабочих напряжений в детали. В результате анализа зависимостей изменения термомеханических параметров процесса ковки от размера заготовки показано, что крупность заготовки может быть достаточно точно определена по функциональной зависимости Тц = Ф( R ) - изменению температуры центра заготовки в процессе ее охлаждении на воздухе от температуры начала ковки (Тн.к.) до температуры конца ковки (Тк.к.) по поверхности; по зависимости: поковки радиусом менее 50 мм относятся к мелким, радиусом более 250 мм - к крупным, а радиусом более 700 мм - к сверхкрупным. Показано, что применительно к деформации мегауровня допустимо использование относительной степени деформации и величины укова (У) и их зависимости между собой по уравнению: Оптимальной величиной относительной степени деформации перехода литой дендритной структуры слитка в деформированную волокнистую, образованную осями дендритов I-го порядка, нужно считать степень деформации равную 0,7 (У= 11). Представленные уровни позволили установить, что при ковке слитков в мегамакромасштабном интервале пластической деформации основными параметрами ковки являются степень деформации, температура и время выдержки при данной температуре, отвечающие за предварительное формирование заготовки (с припусками на окончательные размеры поковки) с ориентированно направленным волокном и крупнозернистой структурой (на мезо II).