219.86 Kb.НазваниеИсследование микролегирования, модифицирования и термической обработки на ударную вязкость стали 20гл при низких температурах для отливок железнодорожного транспортаМануев Максим СергеевичДата конвертации23.08.2012Размер219.86 Kb.Тип Специальность Год На соискание ученой степени На правах рукописиМануев Максим СергеевичИССЛЕДОВАНИЕ микролегирования, модифицирования и термической обработки НА УДАРНУЮ ВЯЗКОСТЬ СТАЛИ 20ГЛ ПРИ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ ДЛЯ ОТЛИВОК ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТАСпециальность: 05.02.01 Материаловедение в машиностроении АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наукМосква 2006Работа выполнена в Брянском государственном техническом университете.Научный руководитель доктор технических наук, профессор Кульбовский Иван КузьмичОфициальные оппоненты: 1. доктор технических наук, профессор Баранов Юрий Викторович2. кандидат технических наук, доцент Симочкин Василий ВасильевичВедущая организация: ООО ПК (Промышленная Компания) БСЗ (Бежицкий Сталелитейный Завод) (г. Брянск)Защита состоится 13 декабря 2006 г. в 16:00 часов на заседании диссертационного совета Д212.129.01 Московского государственного индустриального университета по адресу: 115280, г. Москва, ул. Автозаводская, д. 16.С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного индустриального университета.Автореферат разослан 13 ноября 2006 года.Ученый секретарь диссертационного совета Д 212.129.01к.т.н., доцент Ю.С. ИвановОбщая характеристика работыАктуальность проблемы. Подвижной состав железнодорожного транспорта имеет тенденцию к увеличению скоростей и общей нагрузки. Поэтому стальные литые детали подвижного состава железнодорожного транспорта подвергаются большим динамическим и ударным нагрузкам и при этом работают в тяжелых условиях при неблагоприятном температурном режиме, в том числе при отрицательных температурах. Актуальной задачей является повышение эксплуатационной стойкости таких деталей путем обеспечения более высоких свойств стали и особенно её ударной вязкости. В настоящее время для их изготовления применяется сталь 20ГЛ с химическим составом и механическими свойствами по ГОСТ 22703-91, по которому она должна удовлетворять требованиям по ударной вязкости с U-образным надрезом при -60оС KCU-60 0,25 МДж/м2. Учитывая современные условия эксплуатации железнодорожного транспорта, ОАО РЖД (Российские железные дороги) вводит новые требования по обеспечению ударной вязкости стали 20ГЛ кроме KCU-60 также ударной вязкости с V-образным надрезом по ГОСТ 9454 78 KCV-60 0,17 МДж/м2, что не обеспечивается действующей технологией изготовления литых стальных деталей для железнодорожного транспорта. Поэтому является актуальным проведение работ по оптимизации химического состава, термообработки, структуры и технологии выплавки, модифицирования и микролегирования стали 20ГЛ, обеспечивающих выдвинутые РЖД новые требования по ударной вязкости KCV-60. Цель работы. Целью работы является разработка технологических методов изготовления стальных отливок для железнодорожного транспорта из стали 20ГЛ, обеспечивающих получение её ударной вязкости KCU-60 0,25 МДж/м2 и KCV-60 0,17 МДж/м2. Задачи исследования. Задачами исследования являются: - разработка на основе анализа эксплуатационной стойкости ответственных стальных отливок для железнодорожного транспорта и экспериментально-промышленных данных математических и графических зависимостей, позволяющих прогнозировать комплекс показателей механических свойств и микроструктуры стали 20 ГЛ, в том числе её ударную вязкость KCU и KCV при +20оС и -60оС; - экспериментальные исследования влияния модифицирования и микролегирования стали 20ГЛ на её механические свойства и микроструктуру с применением математических методов планирования экспериментов; - исследование влияния химического состава стали 20 ГЛ на ударную вязкость с применением математико статистических методов; - анализ факторов, влияющих на формирование микроструктуры и механических свойств малоуглеродистой низколегированной стали типа 20ГЛ с целью определения путей повышения её механических свойств; - исследование влияния технологических способов воздействия на жидкую сталь с помощью модифицирования и микролегирования с целью улучшения формы и характера распределения неметаллических включений и уменьшения их количества в твердом металле, как одного из факторов, влияющего на ударную вязкость; - исследование влияния различных видов термообработки отливок из стали 20ГЛ на её механические свойства и микроструктуру с целью увеличения ударной вязкости; - разработка на основе экспериментальных и опытно-промышленных исследований оптимальных химического состава, модифицирования, микролегирования и термической обработки стали 20ГЛ для отливок железнодорожного транспорта, обеспечивающих требуемые ГОСТ и ТУ значения механических свойств, в том числе ударной вязкости KCV-60, и их внедрение в серийное производство отливок железнодорожного транспорта на ООО ПК (Производственная Компания) БСЗ (Бежицкий Сталелитейный Завод г.Брянск). Автор защищает: - результаты теоретического и экспериментального исследования влияния факторов, формирующих микроструктуру и механические свойства малоуглеродистой низколегированной стали типа 20ГЛ, позволяющих повысить комплекс механических свойств этой стали; - результаты исследования влияния химического состава стали 20 ГЛ на ударную вязкость с применением математико статистических методов; - результаты экспериментальных исследований влияния модифицирования и микролегирования стали 20ГЛ на её ударную вязкость и микроструктуру с применением математических методов планирования экспериментов; - результаты исследования влияния технологических способов воздействия на жидкую сталь с помощью модифицирования и микролегирования с целью улучшения и оптимизации микроструктуры, формы и характера распределения неметаллических включений и уменьшения их количества в твердом металле, влияющих на ударную вязкость; - результаты исследования влияния различных видов термообработки отливок из стали 20ГЛ на её ударную вязкость и микроструктуру; - результаты разработанных на основе экспериментальных и опытно-промышленных исследований оптимального химического состава, модифицирования, микролегирования и термической обработки стали 20ГЛ для отливок железнодорожного транспорта, обеспечивающих требуемые ГОСТ и ТУ значения механических свойств, в том числе ударной вязкости KCV-60. Достоверность и обоснованность научных результатов работы подтверждается большим объемом экспериментальных и опытно-промышленных исследований, проведенных с применением современных методов исследований. Научная новизна работы состоит в получении ряда новых теоретических, экспериментальных и практических результатов в области создания и использования малоуглеродистой низколегированной стали с высокой ударной вязкостью при отрицательных температурах для отливок железнодорожного транспорта, работающих в экстремальных условиях: - установлено, что на ударную вязкость малоуглеродистой низколегированной стали 20ГЛ при комнатной и отрицательной температуре наряду с химическим составом и микроструктурой основное влияние оказывают тип, размер, форма, количество и характер распределения в структуре неметаллических включений, определяемых содержанием в ней S, Al, Ca, РЗМ; - выполнена разработка и компьютерная реализация математических и графических моделей зависимостей ударной вязкости KCV-60 и KCU-60 от количества, размеров, индекса загрязненности неметаллическими включениями и балла зерна стали 20ГЛ от её химического состава, модифицирующих добавок и раскислителей, позволяющие прогнозировать ударную вязкость и структуру стали в отливках как на стадиях разработки технологического процесса, так и управлять им
Исследование микролегирования, модифицирования и термической обработки на ударную вязкость стали 20гл при низких температурах для отливок железнодорожного транспорта
Исследование микролегирования, модифицирования и термической обработки на ударную вязкость стали 20гл при низких температурах для отливок железнодорожного транспорта
Комментариев нет:
Отправить комментарий