📄Работа №203176
Тема: Моделирование закалки труб из легированных сталей
Характеристики работы
Тип работы
Дипломные работы, ВКР
Предмет
Материаловедение
Объем:
52 листов
Год:
2016
Просмотров:
55
4520
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
РЕФЕРАТ 2
ВВЕДЕНИЕ 6
1 СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ПЕРЕДОВЫХ ЗАРУБЕЖНЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ И РЕШЕНИЙ 8
1.1 Теоретические и технические основы закалки труб 8
1.2 Малоуглеродистые легированные стали для термически обрабатываемых
труб 23
1.3 Постановка задачи исследования 31
2 МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЗАКАЛКИ ТРУБ ПРИМЕНЯЕМОЙ НА ОАО
«ЧТПЗ» ИЗ СТАЛИ 20ХГ2Б 35
2.1 Физические и кинетические параметры процесса 35
2.2 Разработка математической модели исследуемого процесса 41
2.3 Результаты моделирования процесса закалки труб 46
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 51
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 52
ПРИЛОЖЕНИЕ А
ВВЕДЕНИЕ 6
1 СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ПЕРЕДОВЫХ ЗАРУБЕЖНЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ И РЕШЕНИЙ 8
1.1 Теоретические и технические основы закалки труб 8
1.2 Малоуглеродистые легированные стали для термически обрабатываемых
труб 23
1.3 Постановка задачи исследования 31
2 МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЗАКАЛКИ ТРУБ ПРИМЕНЯЕМОЙ НА ОАО
«ЧТПЗ» ИЗ СТАЛИ 20ХГ2Б 35
2.1 Физические и кинетические параметры процесса 35
2.2 Разработка математической модели исследуемого процесса 41
2.3 Результаты моделирования процесса закалки труб 46
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 51
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 52
ПРИЛОЖЕНИЕ А
📖 Аннотация
В данной работе выполнено математическое моделирование процесса закалки труб из легированных сталей с целью оптимизации их термической обработки для обеспечения требуемых механических свойств. Актуальность исследования обусловлена критической зависимостью надежности магистральных трубопроводов, особенно в сложных климатических условиях России, от качества изготовления труб, которое в значительной степени определяется равномерностью и контролируемостью процессов их упрочняющей термической обработки. Основным результатом является разработка конечно-разностной модели охлаждения труб в воде, позволяющей рассчитывать температурные поля и кривые охлаждения в сечении изделия. Установлено, что для трубы с толщиной стенки 24 мм из стали 20ХГ2Б скорость охлаждения в центре сечения близка к критической, что создает риск образования нежелательных структур; для гарантированного получения мартенсита рекомендован переход на более легированную сталь, например, 20ХГ2БМ. Научная значимость работы заключается в развитии методов компьютерного моделирования теплообмена при закалке длинномерных изделий, а практическая — в предоставлении инструмента для технологического прогнозирования и обоснования выбора марок сталей для труб конкретных геометрических параметров. Теоретической основой послужили исследования в области металловедения (А.П. Гуляев), технологии термической обработки (Ю.А. Башнин), теплофизики (В.Е. Зиновьев) и конечно-разностных методов (В.Е. Зализняк).
📖 Введение
Известно, что месторождения нефти и газа в России расположены гораздо дальше от потребителей, чем в любой другой стране мира, поэтому эффективность и надежность функционирования нефтяной и газовой промышленности во многом зависят от надежной и безопасной работы трубопроводных систем.
Труба - цилиндрическое длинномерное изделие. Особенность этого вида изделия в том, что оно имеет гораздо большую длину по сравнению с диаметром. Из-за этого создаются трудности в обеспечении равномерных свойств и структуры по всему объему изделия при сварке и термической обработке.
Для обеспечения высокой эксплуатационной надежности к трубам предъявляются следующие требования: повышенные прочностные свойства при нормальных и низких температурах, высокий запас пластичности при нормальных и низких температурах, высокая конструктивная жесткость, высокая вязкость, стойкость к усталостному разрушению, высокое сопротивление развитию и распространению трещин, высокая коррозионная стойкость.
В связи с этим они должны изготавливаться из материала, обладающего повышенной коррозионной стойкостью и хладостойкостью, хорошей свариваемостью, высокими пределами прочности, пределами текучести, достаточной пластичностью и высоким сопротивлением хрупкому разрушению.
Содержание углерода в стали труб лимитируется необходимостью обеспечения, с одной стороны, вязкости материала и удовлетворительной его свариваемости, а с другой - достаточного уровня прочности основного металла трубы. С повышением содержания углерода снижается пластичность и вязкость стали, ухудшается сопротивление хрупкому разрушению.
Повышение прочности может достигаться легированием. В этом случае содержание углерода для обеспечения более высокой вязкости может быть снижено до 0,05%.
С помощью легирования достигается значительное повышение уровня свойств стали. Однако в материале для изготовления труб уровень легирования должен быть рациональным вследствие крайне высокой металлоемкости трубной промышленности и необходимости снижения стоимости продукции для обеспечения экономической эффективности ее производства.
Основной целью работы является разработка принципов термической обработки, обеспечивающей повышение ударной вязкости при отрицательных температурах легированных трубных сталей и, прежде всего, за счет применения нагрева и охлаждения из надкритического интервала температур, а также разработке методов расчета коэффициента теплообмена при охлаждении труб в спокойной воде и достигаемых при этом скоростей охлаждения.
Труба - цилиндрическое длинномерное изделие. Особенность этого вида изделия в том, что оно имеет гораздо большую длину по сравнению с диаметром. Из-за этого создаются трудности в обеспечении равномерных свойств и структуры по всему объему изделия при сварке и термической обработке.
Для обеспечения высокой эксплуатационной надежности к трубам предъявляются следующие требования: повышенные прочностные свойства при нормальных и низких температурах, высокий запас пластичности при нормальных и низких температурах, высокая конструктивная жесткость, высокая вязкость, стойкость к усталостному разрушению, высокое сопротивление развитию и распространению трещин, высокая коррозионная стойкость.
В связи с этим они должны изготавливаться из материала, обладающего повышенной коррозионной стойкостью и хладостойкостью, хорошей свариваемостью, высокими пределами прочности, пределами текучести, достаточной пластичностью и высоким сопротивлением хрупкому разрушению.
Содержание углерода в стали труб лимитируется необходимостью обеспечения, с одной стороны, вязкости материала и удовлетворительной его свариваемости, а с другой - достаточного уровня прочности основного металла трубы. С повышением содержания углерода снижается пластичность и вязкость стали, ухудшается сопротивление хрупкому разрушению.
Повышение прочности может достигаться легированием. В этом случае содержание углерода для обеспечения более высокой вязкости может быть снижено до 0,05%.
С помощью легирования достигается значительное повышение уровня свойств стали. Однако в материале для изготовления труб уровень легирования должен быть рациональным вследствие крайне высокой металлоемкости трубной промышленности и необходимости снижения стоимости продукции для обеспечения экономической эффективности ее производства.
Основной целью работы является разработка принципов термической обработки, обеспечивающей повышение ударной вязкости при отрицательных температурах легированных трубных сталей и, прежде всего, за счет применения нагрева и охлаждения из надкритического интервала температур, а также разработке методов расчета коэффициента теплообмена при охлаждении труб в спокойной воде и достигаемых при этом скоростей охлаждения.
✅ Заключение
На основании анализа литературных данных определены эмпирические зависимости коэффициента теплоотдачи при охлаждении тела в спокойной воде от температуры его поверхности и температуры воды.
На основании литературного обзора трубы из этой стали необходимо подвергать упрочняющей термической обработке для получения требуемых механических свойств по группе прочности "Д", ГОСТ 633-63.
Разработана конечно-разностная модель процесса охлаждения труб в воде, позволяющая рассчитать кривую охлаждения в любой точке сечения при заданных геометрических размерах трубы и температуре охлаждающей воды.
Сделаны количественные оценки охлаждения труб с разной толщиной стенки. Показано, что скорость охлаждения в центре сечения трубы с толщиной стенки 24 мм близка к критической скорости закалки применяемой на ОАО «ЧТПЗ» стали 20ХГ2Б, и даже небольшие колебания технологических параметров могут приводить к появлению в структуре продуктов диффузионного распада, поэтому для достижения надёжных результатов закалки для труб указанного сечения желательно использовать стали с более высоким содержанием легирующих элементов (например, 20ХГ2БМ).
На основании литературного обзора трубы из этой стали необходимо подвергать упрочняющей термической обработке для получения требуемых механических свойств по группе прочности "Д", ГОСТ 633-63.
Разработана конечно-разностная модель процесса охлаждения труб в воде, позволяющая рассчитать кривую охлаждения в любой точке сечения при заданных геометрических размерах трубы и температуре охлаждающей воды.
Сделаны количественные оценки охлаждения труб с разной толщиной стенки. Показано, что скорость охлаждения в центре сечения трубы с толщиной стенки 24 мм близка к критической скорости закалки применяемой на ОАО «ЧТПЗ» стали 20ХГ2Б, и даже небольшие колебания технологических параметров могут приводить к появлению в структуре продуктов диффузионного распада, поэтому для достижения надёжных результатов закалки для труб указанного сечения желательно использовать стали с более высоким содержанием легирующих элементов (например, 20ХГ2БМ).
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🖼 Скриншоты
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.