Eng
Ukr
Rus
Печать
2014 №01 (08) 2014 №01 (02)

Современная электрометаллургия 2014 #01
SEM, 2014, #1, 4-9 pages  
МОДЕЛИРОВАНИЕ СТРУКТУРНОГО И НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЙ РАЗНОРОДНОГО СТАЛЬНОГО СЛИТКА ПРИ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОЙ ПЛАВКЕ

Journal                    Современная электрометаллургия
Publisher                 International Association «Welding»
ISSN                      2415-8445 (print)
Issue                       № 1, 2014 (February)
Pages                      4-9
 
 
Authors
В. И. Махненко, А. С. Миленин, С. С. Козлитина, Л. И. Дзюбак
Институт электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины. 03680. Киев, ул. Боженко, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
 
 
Abstract
Показано, что использование разнородных конструкций, элементов машин и механизмов в различных отраслях (энергетическом комплексе, трубопроводном транспорте, авиакосмической промышленности) позволяет получать уникальный комплекс эксплуатационных свойств, сложно достижимых при использовании однородных материалов. В этом случае возникают естественные трудности в получении разнородных деталей и заготовок с гарантированным качеством металла. Для изготовления разнородных элементов существуют различные технологические приемы, одним из которых является электрошлаковая плавка в токоведущем кристаллизаторе с жидким присадочным металлом, применяемая, в частности, для производства разнородных по высоте стальных слитков большого диаметра, используемых для валов роторов турбин. Одной из задач оптимизации технологических параметров такого процесса является минимизация склонности металла разнородного слитка к появлению холодных трещин. Для численного анализа кинетики тепловых, физико-химических и механических процессов разработали комплекс математических моделей и программных средств, посредством которых обнаружены некоторые особенности формирования переходной зоны разнородного слитка. Предложен подход относительно выбора оптимального химического состава присадочного металла и продемонстрирована возможность минимизации таким образом склонности металла слитка к образованию холодных трещин в переходной зоне. Также показано существенное влияние материала с химическим составом, отличным от оптимального, на склонность металла слитка к растрескиванию, предложены способы эффективной оптимизации процесса электрошлаковой плавки разнородных по высоте слитков для снижения риска появления такого рода дефектов. Библиогр. 13, табл. 1, ил. 2.
 
 
Keywords: разнородный стальной слиток большого сечения; электрошлаковая плавка; структурный состав; напряженно-деформированное состояние; холодные трещины; математическое моделирование
 
 
Received:                04.10.13
Published:               17.02.14
 
 
References
1. Characterization and properties of dissimilar metal combinations of Fe/Al and Ti/Al-sheet materials / F. Wagner, I. Zerner, M. Kreimeyer et al. // Proc. ICALEO (Orlando, Florida, USA, Sept., 2001). - Orlando: LIA Congress Proc., 2001. - Р. 365-374.
2. Kahraman N., Gulenc B., Findik F. Corrosion and mechanical-microstructural aspects of dissimilar joints of Ti-6Al-4V and Al plates. // Intern. J. of Impact Engineering. - 2007. - № 34. - P. 1423-1432.
3. Darwish S. M. Analysis of weld-bonded dissimilar materials// Intern. J. of Adhesion & Adhesives. - 2004. - №24. - P. 347-354.
4. Сварка разнородных металлов и сплавов / В. Р. Рябов, Д.М. Рабкин, Р. С. Курочко и др. - М.: Машиностроение. - 1984. - 239 с.
5. Исследование параметров электрошлаковой плавки в токоведущем кристаллизаторе // Ю. М. Кусков, В.И. Ус, С.В. Томиленко и др. / Пробл. спецэлектрометаллургии. - 1995. Е № 3. - С. 24-28.
6. Прохоров Н. Н. Физические процессы в металлах при сварке. Т. 2. - М.: Металлургия, 1976. - 600 с.
7. Риск образования холодных трещин при сварке конструкционных высокопрочных сталей // В. И. Махненко, В.Д. Позняков, Е. А. Великоиваненко и др. // Зб. наук. праць НУК. - 2009. - № 3. - С. 5-12.
8. Получение способом ЭШП ЖМ разнородного по длине слитка большого сечения с минимальной переходной зоной // В. И. Махненко, Л. Б. Медовар, С. С. Козлитина и др. // Современ. электрометаллургия. - 2012. - № 2. - С. 3-7.
9. Atlas of time-temperatures diagrams for irons and steels / Ed. by G. Vander Voort. Е Ohio: ASM Publication, 1991. - 804 p.
10. Atkins M. Atlas of continuous cooling transformation diagrams for engineering steels. - Ohio: ASM Publication, 1980. - 260 p.
11. Кристиан Дж. Теория превращений в металлах и сплавах. - М.: Мир, 1978. - 541 с.
12. Махненко В. И. Ресурс безопасной эксплуатации сварных соединений и узлов современных конструкций. - Киев: Наук. думка, 2010. - 618 с.
13. Махненко В. И. Расчетные методы исследования кинетики сварочных напряжений и деформаций. - Киев: Наук. думка, 1976. - 320 с.
>