Бережний Станіслав Петрович. Підвищення механічних властивостей металу, наплавленого електродами основного типу

brief description

Бережний Станіслав Петрович. Підвищення механічних властивостей металу, наплавленого електродами основного типу: дис... канд. техн. наук: 05.03.06 / Приазовський держ. технічний ун-т. - Маріуполь, 2004

Бережний Станіслав Петрович. Підвищення механічних властивостей металу, наплавленого електродами основного типу. - Рукопис.
Дисертація на здобування ученого ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.03.06 - Зварювання та споріднені технології.- Приазовський державний технічний університет Міністерства освіти і науки України, Маріуполь, 2004 р.
Дисертація присвячена питанням підвищення механічних властивостей і витривалості металу, наплавленого електродами основного типу УОНИ 13/55, зниженням вмісту неметалевих включень і домішок за рахунок заміни в складі покриття електродів феросплавів одним комплексним сплавом ЕШВ. При цьому, у металі шва вміст оксидних включень знижено на 36 %, частку тугоплавких включень з оксидом Al знижено на 53 %, концентрацію S і Р на 45 % і на 20 % відповідно. Підвищено ударну в'язкість наплавленого металу на 24 %, відносне подовження на 20 %, границю витривалості на 16 %.
Розроблено електрошлакову технологію одержання феротитану і комплексного феросплаву з використанням відходів титану і промислових феросплавів. Досліджено структуру, склад і властивості отриманих феросплавів.

1. Наведено нове вирішення науково-технічної проблеми підвищення механічних властивостей та витривалості металу зварних швів за рахунок зменшення кількості неметалевих включень та шкідливих домішок у металі зварного шва використанням в покритті електродів рафінованого комплексного феросплаву електрошлакової виплавки.
2. Встановлено, що метал, наплавлений електродами УОНИ 13/55, забруднений екзогенними включеннями типу тіаліт, перовскіт, геленіт і корунд, що успадковуються з промислових феросплавів і, зокрема, з феротитану алюмотермічного способу виробництва. В умовах ударного навантаження такі включення найбільшою мірою провокують виникнення і розвиток тріщин у металі зварного шва.
3. Доведено, що зниження вмісту екзогенних включень і домішок у наплавленому металі можна досягти попереднім рафінуванням електрошлаковим методом феросплавів, які використовуються у покриттях зварювальних електродів.
4. Для виготовлення лігатур зварювальних електродів, зокрема УОНИ 13/55, запропоновано і реалізовано електрошлакову технологію одержання феротитану і комплексного феросплаву спільним переплавленням відходів титану і сталі зі стандартними феромарганцем і феросиліцієм. Встановлено склад та структури сплавів, які більш придатні для виготовлення електродів.
5. Показано, що в злитках феротитану ЕШВ, у порівнянні з алюмотермічним, частка оксидних включень нижча в 3-4 рази і не перевищує 0,08 % об., вміст А1 і інших кольорових металів знижено на порядок, сірки і фосфору - в 1,25-3 рази. У комплексному феросплаві, електрошлакового переплавлення відходів титану з додаванням 30 % феромарганцю і 25 % феросиліцію, вміст оксидних включень не перевищує 0,12 % об., S і P не більше 0,03 і 0,028 % відповідно.
6. Встановлено, що застосування в складі покриття електродів основного типу УОНИ 13/55 комплексного рафінованого феросплаву ЕШВ, який містить титан, кремній і марганець, дозволяє зменшити в наплавленому металі вміст оксидних включень на 36 %, при цьому питому частку тугоплавких включень з оксидом алюмінію знижено на 53 %, концентрацію S і Р на 45 і 20 % відповідно.
7. Експериментально підтверджені теоретичні обґрунтування про доцільність використання в покритті електродів основного типу УОНИ 13/55 комплексного рафінованого феросплаву ЕШВ, який утримує титан, кремній і марганець, що забезпечує підвищення ударної в'язкості наплавленого металу на 24 % і відносного подовження на 20 %, границі витривалості на 16 % у порівнянні з контрольною партією електродів, в покриття якої введені феросплави порізно. При цьому метал зварного шва менш схильний до виникнення тріщин при тривалих знакозмінних ударних навантаженнях.
8. Електрошлакову технологію виробництва феротитану та комплексного феросплаву що утримує титан-кремній-марганець впроваджено в тресті «Південкольорметгазоочистка», економічний ефект склав 40,5 тис. у.е.. Використання дослідних електродів УОНИ 13/55 з комплексним феросплавом знизило витрати ВАТ «Південкольорметгазоочистка» при обслуговуванні балок струсу електричного фільтра теплових електростанцій на 27,95 тис. грн.. При виготовленні зварених пальців черпакових драг у ЗАТ АЦ ВОСТОК” економічний ефект склав 13,25 тис. грн