Тема: Совершенствование технологии производства и контроля качества стали марки ЭИ961 в условиях ООО «ЗМЗ»

Металлургия - область науки или отрасль промышленности, охватывающая различные процессы получения металлов из руд и других материалов, а также процессы, способствующие улучшению свойств металлов и сплавов. Металлы являются основой экономики страны.
Жаропрочные сплавы - металлические материалы, обладающие высоким сопротивлением пластической деформации и разрушению при действии высоких температур и окислительных сред. Начало систематических исследований жаропрочных сплавов приходится на конец 1930-х годов - период нового этапа в развитии авиации, связанного с появлением реактивной авиации и газотурбинных двигателей (ГТД).
Стали хромоникелевые ферритно-мартенситного класса, используются в энергетическом машиностроении для производства деталей газовых турбин, работающих длительно при температуре до 600 °С [1-2]. Стали с содержанием хрома порядка 9-12 %, являются конструкционным материалом ядерных и термоядерных реакторов. Также известно, что одним из основных элементов стационарных газотурбинных установок являются лопатки компрессора низкого давления, изготавливаемые из сплава ЭИ961, являющейся типичным представителем ферритно-мартенситного класса сталей. В связи с тем, что лопаточный аппарат определяет ресурс работы газотурбинных установок повышение свойств, сталей ферритно-мартенситного класса, работающих при повышенных температурах, является важным и актуальным для увеличения ресурса работы таких установок, а также удовлетворения потребностей современного машиностроения.
Для повышения их свойств можно использовать методы интенсивной пластической деформации, которые, варьируя такими структурными параметрами, как размер зерна, плотность дислокаций, типы границ зерен, позволяют получать металлические материалы с уникальными характеристиками. В данном проекте рассмотрена технология улучшения сортового проката марки ЭИ961, после электрошлакового переплава, с использованием раствора полимерной закалочной
22.03.02.2021.311.00.00 ПЗВКР Лист

8
Изм Лист № докум. Поди. Дата
жидкости ПКМ, с целью повышения механических свойств и уменьшения трещин напряжения, возникающих в процессе закалки. Данную марку стали на ООО «ЗМЗ» закаливают в индустриальном масле И20А. Закалочное масло при многократном использовании, густеет, окисляется и его охлаждающая способность снижается. В результате этого металл, подвергающийся закалке, охлаждается не равномерно и с разной скоростью по сечению. Что приводит к появлению трещин напряжения и к снижению показателей механических свойств. Для решения этой проблемы предлагается заменить индустриальное масло закалочной жидкостью ПКМ. Так же при использовании полимерных закалочных жидкостей решается ряд не менее важных недостатков при использовании И20А таких как:
- отпадает необходимость дополнительной очистки и обезжиривания поверхностей заготовок;
- ухудшенные санитарно-гигиенические условия труда при работе с масляными ваннами, которые не могут быть устранены технологическими приемами и методами;
- пожароопасность;
Закалочная жидкость ПКМ разработана как полноценный заменитель нефтяных масел типа И20А. Готовится и поддерживается закалочная жидкость в эксплуатации таким образом, чтобы её интенсивность охлаждения, (кривая охлаждения термодатчика) в верхнем «до мартенситном» интервале температур была бы аналогичной или на 5-15% выше интенсивности охлаждения в масле. При этом достигается большая, нежели в масле, фактическая прокаливаемость крупных сечений, структура получается более мелкодисперсной и равновесной, весь комплекс механических свойств (включая «холодную» -50°С ударную вязкость) повышается на 10-20%. (сравнительная характеристика охлаждающих жидкостей приведена в приложении А). Поэтому, практически весь спектр типо-размеров деталей и марок сталей, закаливаемых в маслах, может с успехом обрабатываться и в ПКМ.

Купить

Одним из основных элементов стационарных газотурбинных установок являются лопатки компрессора низкого давления, изготавливаемые из стали марки ЭИ96Е Эта сталь, является типичным представителем сталей ферритномартенситного класса, с содержанием хрома 12 %. В связи с тем, что лопаточный аппарат определяет ресурс работы газотурбинных установок повышение свойств сталей ферритно-мартенситного класса, работающих при повышенных температурах, является важным и актуальным для увеличения ресурса работы таких установок, а также удовлетворения потребностей современного машиностроения.
Для повышения механических свойств, предлагается использовать технологию улучшения сортового проката марки ЭИ961 с использованием раствора полимерной закалочной жидкости ПКМ. Разработанная технология позволяет получать требуемый комплекс механических свойств и твердости в состоянии поставки. На сортовом прокате диаметром 90-125 мм результаты стабильны на плавках производства ООО «ЗМЗ» и АО «ВМК КО». Число закалочных трещин на прокате диаметром 70-80 мм значительно уменьшилось при сохранении требуемого уровня механических свойств. Кроме механических свойств, применение полимерной закалочной жидкости решает следующие проблем :- отсутствие в необходимости дополнительной очистки и обезжиривания поверхностей заготовок;
- улучшение санитарно-гигиенических условий труда при работе с закалочной жидкостью (концентрация возможных вредных выделений ниже ПДК в 1,5 — 2 раза);
- снижается пожароопасность;
- упрощение системы вентиляции.



Купить