Дипломы, курсовые, рефераты, контрольные...
Срочная помощь в учёбе

Исследование и разработка технологии получения диссипативных макроструктур твердого покрытия на футеровочных плитах

Диссертация: Исследование и разработка технологии получения диссипативных макроструктур твердого покрытия на футеровочных плитах
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Неблагоприятные воздействия климатических факторов изменяют свойства материалов, условия эксплуатации техники, ухудшают ее служебные характеристики и их недоучет наносит огромный ущерб. При этом большая доля материальных потерь обусловлена несоответствием применяемой техники и технологии требованиям эксплуатации в северных условиях. По данным /1−6 / частота разрушения деталей в зимнее время… Читать ещё >

Содержание

  • ГЛАВА 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ УСЛОВИЯХ РАБОТЫ КАРЬЕРНЫХ АВТОМОБИЛЕЙ БОЛЬШОЙ ГРУЗОПОДЪЕМНОСТИ ПРИ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ КЛИМАТИЧЕСКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ
    • 1. 1. Описание объекта исследования
    • 1. 2. Твердые сплавы для работы при отрицательной температуре.,
    • 1. 3. Современное состояние и перспективы использования дисси-пативных макроструктур для торможения разрушения при отрицательных температурах
    • 1. 4. Постановка задач на исследование
  • ГЛАВА 2. ВЫБОР МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ
    • 2. 1. Выбор материала вязких прослоек
    • 2. 2. Выбор твердых наплавочных сплавов
  • Выводы по главе
  • ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ ВЯЗКИХ ПРОСЛОЕК НА ДЕФОРМАЦИЮ ЗАРОЖДЕНИЯ ТРЕЩИН В ТВЕРДЫХ НАПЛАВОЧНЫХ СПЛАВАХ (ТНС) ПРИ ДИНАМИЧЕСКОМ НАГРУЖЕНИИ
    • 3. 1. Исследование стойкости исследуемых ТНС к ударным нагрузкам при отрицательной температуре
    • 3. 2. Исследование влияния введения вязких прослоек на деформацию зарождения трещин в твердых наплавленных сплавах при динамическом на-гружении и отрицательной температуре
  • Выводы по главе
  • ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ВВЕДЕНИЯ ВЯЗКИХ ПРОСЛОЕК НА АБРАЗИВНУЮ И УДАРНО — АБРАЗИВНУЮ СТОЙ КОСТЬ КОМБИНИРОВАННЫХ НАПЛАВЛЕННЫХ ПОКРЫТИЙ (КНП)
    • 4. 1. Абразивная износостойкость
    • 4. 2. Износостойкость при ударе по закрепленному абразиву
  • Выводы по главе
  • ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ (НДС) КНП
    • 5. 1. Постановка задачи на численный эксперимент
    • 5. 2. Расчет НДС КНП методом конечного элемента
    • 5. 3. Анализ результатов численного эксперимента
  • Выводы по главе
  • ГЛАВА 6. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ НАНЕСЕНИЯ КНП НА ФП В ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ УСЛОВИЯХ. ПРОМЫШЛЕННЫЕ ИСПЫТА-ГИЯ
    • 6. 1. Выбор способа упрочнения
    • 6. 2. Выбор технологических параметров упрочнения
  • Выводы по главе

Исследование и разработка технологии получения диссипативных макроструктур твердого покрытия на футеровочных плитах (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Подъём экономики страны тесно связан с дальнейшим интенсивным развитием добычи полезных ископаемых в условиях Крайнего Севера. Многообразие добываемого минерального сырья, специфичность его залегания, способов добычи, транспортирования и использования в условиях вечной мерзлоты обусловливают необходимость особого подхода при выборе используемых материалов для применяемой техники, конструкций и сооружений.

Неблагоприятные воздействия климатических факторов изменяют свойства материалов, условия эксплуатации техники, ухудшают ее служебные характеристики и их недоучет наносит огромный ущерб. При этом большая доля материальных потерь обусловлена несоответствием применяемой техники и технологии требованиям эксплуатации в северных условиях. По данным /1−6 / частота разрушения деталей в зимнее время увеличивается в 2−6 раз, износ увеличивается в 1,5 — 3 раза/7,8/.

Самым распространенным видом транспорта на открытых горных разработках является автомобильный. Около 60% горной массы на карьерах России и стран СНГ перевозится автомобилями большой грузоподъемности. Основной причиной простоев при их ремонте является износ и реже поломка металлоконструкций, из которых наиболее часто выходит из строя кузов. Условия эксплуатации его рабочих поверхностей характеризуются крайне жесткими режимами ударно-абразивного изнашивания в сочетании с охрупчивающим воздействием отрицательных температур (до -60°С). Радикальным средством решения проблемы увеличения межремонтного периода работы кузова в целом является армирование его рабочих поверхностей сменными футеровочными плитами, упрочненных наплавкой твердыми сплавами.

Для получения футеровочных плит (ФП) с требуемыми служебными свойствами требуется, помимо рациональной системы легирования и микроструктуры наплавочного твердого сплава, оптимальная конструкция покры5 тия в целом, достигаемая использованием принципа построения макронеодно-родных наплавленных или комбинированных материалов /9−12/. Он заключается в разбиении общего объема хрупкого наплавленного металла на отдельные участки путем введения пластичных прослоек, способствующих локализации и торможению очагов разрушения. Однако сведения об эффективности применения комбинированных наплавленных покрытий (КНП) в условиях отрицательных температур крайне ограничены.

Целью диссертационной работы является разработка состава, структуры и способа получения упрочняющего покрытия на футеровочных плитах, работающих в условиях отрицательных температур. Решение поставленной задачи достигается исследованием влияния параметров КНП на их поведение в условиях отрицательных температур с последующим применением полученных результатов при практической реализации. 6.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.

1. Существующие твердые наплавочные сплавы, используемые для работы при динамических нагрузках и отрицательных температурах, изменяют свои свойства, приобретая повышенную хрупкость.

2. Придать твердым наплавочным сплавам комплекс приемлемых механических свойств в условиях их работы при отрицательных температурах можно созданием диссипативных макроструктур путем введения в общий объем твердого наплавленного металла вязких прослоек из хладостойких сталей.

3.

Введение

вязких прослоек до 30% по объему увеличивает стойкость комбинированных наплавленных покрытий к динамическим нагрузкам и способствует торможению очагов разрушения.

4.

Введение

вязких прослоек до 30% по объему, заметно не снижая абразивную износостойкость твердых наплавочных сплавов, повышает стойкость их к ударно-абразивному изнашиванию, что обеспечивает в комплексе эксплуатационную надежность упрочненных футеровочных плит кузовов автомобилей.

5. Выбранный способ объемного упрочнения с дополнительной доработкой позволяет наносить твердые покрытия глубиной до 20 мм за один проход. Это исключает чередование сжимающих и растягивающих нормальных напряжений по глубине наплавляемого валика, непосредственно влияющее на склонность наплавленного металла к отколу.

6. Для получения твердых составляющих комбинированных наплавленных покрытий рекомендуется экономнолегированный наплавочный сплав 200X15СРТ, выпускаемый в виде порошковой проволоки ПП-АН125. При нанесении сплава 200Х15СРТ происходит дополнительное легирование ванны расплавленного металла азотом воздуха, благоприятно влияющее на ударно-абразивное изнашивание при отрицательной температуре, так как в составе сплава присутствует необходимое количество титана.

7. Конструкция футеровочной шиты с волнообразным расположением вязких прослоек смягчает напряженно-деформированное состояние твердого покрытия при больших динамических нагрузках и отрицательных климатических температурах.

8. Износостойкость экспериментальных футеровочных плит, упрочненных по разработанной технологии, превысила стойкость серийных в 3 раза, что позволяет рекомендовать данную конструкцию футеровочной плиты и технологию нанесения твердого покрытия к промышленному внедрению.

Показать весь текст

Список литературы

  1. И.А., Корсак В. К. О технических требованиях к средствам надежного бездорожного транспорта для Севера // Техника для Севера. М.: Экономика, 1966.- С.24−30.
  2. Р.С., Иванов Е. Е., Яковлев П. Г. Оценка надежности систем экскаваторов // Повышение хладостойкости и несущей способности конструкций. Якутск: Якутский филиал СО АН СССР, 1987. С. 5 — 9.
  3. В.Г., Георгиев М. Н., Коломицкий В. Н. Эксплуатационные критические температуры хладноломкости деталей и элементов конструкций бурового оборудования // Машины и нефтяное оборудование, 1976. № 8. С. 3 — 5.
  4. Г. С. Эксплуатация автомобилей при низких температурах. М.: Транспорт, 1973. 120 с.
  5. Ларионов В Л, Григорьев Р. С. и др. Анализ низкотемпературных разрушений деталей машин и элементов конструкций // Прочность материалов и конструкций при низких температурах. Киев: Наукова думка, 1984. — С. 135−140.
  6. Л.И., Глатман Л. Б. Износ инструмента при резании горных пород.-М.: Недра, 1969. 168 с.
  7. Н.А., Мамаев П. Н. Наплавочные сплавы для повышения срока службы деталей машин работающих при низких температурах //Автоматическая сварка. 1980. № 7. — С.52 — 54.
  8. В.Я., Артеменко Ю. А., Иванов С. В. Технология объемного упрочнения зубьев ковшей экскаваторов //Сварочное производство, 1979. № 3. С. 9- И.
  9. Н.А., Беликова Н. А. Сопротивляемость ударным нагрузкам наплавляемых деталей при отрицательной температуре // Автоматическая сварка. 1978. № 10. -С. 15−17.
  10. И. Финкель В. М. Физические основы торможения разрушения. М.: Металлургия, 1977. — 360 с.
  11. П.Г., Нешпор Г. С., Кудряшов В. Г. Кинетика разру-шения.-М.: Металлургия, 1979. 279 с.
  12. А.А. Мощные экскаваторно-автомобильные комплексы карьеров. М.: Недра, 1980. 317 с.
  13. М.В., Смирнов В. П., Кулешов А. А. Эксплуатация карьерного автотранспорта. М.: Недра, 1979. 280 с.
  14. В.Р., Ишков A.M. Прогнозирование хладостойкости конструкций и работоспособности техники на Севере. М.: Машиностроение, 1996. -304 с.
  15. А.Н., Кулешов А. А. Эксплуатация карьерных автосамосвалов с электромеханической трансмиссией. М.: Недра, 1988. 264 с.
  16. JI.A. Механические и абразивные свойства горных пород. 1959. 125 с.
  17. Л.С., Гринберг Н. А., Куркумелли Э. Г. Основы легирования наплавленного металла. -М.: Машиностроение, 1969. 186 с.
  18. Н.А., Кошелев И. К. Свойства металла при положительных и отрицательных температурах, полученного при дуговой наплавке различными износостойкими материалами // Сварочное производство, 1973. № 1. -С. 9 12.
  19. Л.А., Подгорный А. С. и др. Сопротивляемость сварных соединений развитию трещин при низких температурах // Прочность материалов и конструкций при низких температурах: Сб. науч. тр. АН УССР. Киев: Наукова думка, 1990. С. 38 — 43.
  20. И.М., Крупин А. В. Графический метод приближенного определения концентрации напряжений, вызываемой дефектами в металле // Тр. ИМЕТим. А. А. Байкова. -Вып. 7. -М.: Изд-во АН СССР, 1960. -С. 31−36.
  21. И.В. Причины образования неметаллических включений в металле швов хладостойкой никелевой стали 0Н9 // Автоматическая сварка, -1996. № 8.-С. 44−47.
  22. Вязкость разрушения высокопрочных материалов. Сб. М.: Металлургия, 1973. — 303 с.
  23. .М., Лазько В. Г. О методологических принципах и методах механических испытаний для оценки влияния неметаллических включений на конструктивную прочность стали. Сб. Сталь и неметаллические включения М.: Металлургия, 1976. № 1. — С. 100−114.
  24. М.А. Количественный анализ структуры сплавов. // Металловедение и термическая обработка металлов, 1977. № 5. С. 69 — 76.
  25. Н.М. Применение критериев линейной механики разрушения в металловедении. -М.: Машиностроение, 1979. 55 с.
  26. Э.Л. Холодные трещины при сварке легированных сталей. -М.: Машиностроение, 1981.-247 с.
  27. В.М. Раечетно-эксперименгальное исследование напряжений при наплавке массивных деталей // Тр. Всесоюзного симпозиума по остаточным напряжениям и методам регулирования. М.: 1982. — С. 395 — 402.133
  28. В.В. Влияние химического состава высокомарганцевой стали на образование горячих трещин при наплавке ее поверхности хромомолибдено-вым чугуном//Сварочное производство, 1972. № 7. -С. 7−8.
  29. Cookson С.Р. The sense and nonse of weld defects // Surfacing J. 198 213, № 1 -p.55 58.
  30. И.В., Домбровская И. К. Повышение долговечности рабочих органов дорожных машин наплавкой. ~М.: Транспорт, 1970. 104 с.
  31. И.М., Овчинский А. С. Разрушение металлов, армированных волокнами. М.: Наука, 1977. — 240 с.
  32. Композиционные материалы: Справочник / Васильев В. В., Протасов
  33. B. Д., Болотин В. В. и др. М.: Машиностроение, 1990. -512 с.
  34. А.Й., Белоусов А. С., Мануйлов В. Ф. Высокопрочная нержавеющая проволока. М.: Металлургия, 1971. — 184с.
  35. А.И., Светлов И. Л., Кривко А. И. Рентгеновское исследование термических напряжений в алюминиевых композициях, армированных борными волокнами // Физико химия обработки материалов, 1977. № 3.1. C.121 -127.
  36. К.И. и др. Структура и свойства композиционных материалов. М.: Машиностроение, 1979. — 255 с.
  37. Г. Г., Филиповский А. В., Михеев В. И. и др. Влияние температуры на структуру и механические свойства волокнистого композитного материала магний бор. // Механика композитных материалов, 1988. № 3. -С. 468−471.
  38. Г. Г., Филиповский и др. Особенности разрушения волокон в композиционном материале алюминий бор при термоциклировании. Физика разрушения. Тез. докл. 5 Респ. конф. Черновцы. — Киев, 1985. — 225 с.
  39. Lin J. М. Temperature dependence and hysteresis of Young’s modulus in a graphite / aluminum metal matrix composite. Appl. Phys. Lett. -1986. v.48. — № 7.-p. 469−471.
  40. И.Н., Лебедев В. Н., Кобелев А. Г. и др. Слоистые металлические композиции. Учебное пособие. М.: Металлургия, 1986. — 216 с.
  41. В.Т., Гуляев А.П, Разрушение биметаллов при динамическом нагружении // Металловедение и термическая обработка металлов, 1968. № 7.-С. 49−53.
  42. И.В., Томенко Ю. С., Долженков Ф. Е. Деформация многослойных сталей при статическом растяжении // Изд. АН СССР. Металлы. 1970. № 3. С. 119−125.
  43. И.В., Томенко Ю. С., Долженков Ф. Е. Разрушение многослойных сталей при динамическом и статическом приложении нагрузки // Изв. АН СССР. Металлы. 1970. № 5. С. 132 — 136.
  44. Н.А., Тананов А. И., Черняев А. П. Вязкость разрушения плакированных сталей // Прочность материалов и конструкций при низких температурах. 1984. С. 154 — 159.
  45. Yum Y.H., Shin С.К. An experimental study on the fracture behavior of laminated steel composites. Fract. Mech. Technol. Appl. Mater. Evaluat. and Struct Design. The Hague e.a., 1983.- p. 131−147.
  46. Embury, J.S., Petch., N.S. Trans TMS AIME 245, 1967. p. 25 292 536.
  47. Almond, E.A. J. Iron Steel Inst. 207, p. 1319 — 1323.
  48. Л.А., Злочевский А. Б., Навроцкий И. В. Особенности деформирования и разрушения многослойных стальных пластин // Физико- химическая механика материалов, 1981, т. 17. № 3. С. 45 — 50.
  49. Упрочнение металлов волокнами / Под ред. Ивановой B.C. М.: «Наука», 1973.-208 с.
  50. .Ф., Куценко В. Н., Воротников В. Я. Повышение качества и производительности наплавки на детали из закаливающихся сталей // Автоматическая сварка, 1983, № 8 С. 48 — 50.
  51. А., Моригаки О. Наплавка и напыление. М.: Машиностроение, 1985.-240 с.135
  52. Ю.А., Шимановский В. П., Мельник А. В. и др. Увеличение срока службы зубьев ковшей экскаваторов наплавкой порошковой проволокой // Автоматическая сварка, 1966. № 5. С. 51 ~ 53.
  53. И.И. Белые износостойкие чугуны. Структура и свойства. -М.: Металлургия, 1983. 176 с.
  54. A.M., Сарлин М. К., Филатов В. Н. и др. Повышение износостойкости рабочих поверхностей зубьев ковшей экскаваторов // Литейное производство, 1970. № 10. С. 9 — 11.
  55. С.В., Артеменко Ю. А., Воротников В. Я. и др. Исследование влияния режимов объемного упрочнения на размеры упрочненных участков // Прогрессивные методы сварки в тяжелом машиностроении и наплавки в черной металлургии. Жданов: 1977. — С. 173−174.
  56. В.И., Ильичев В. Я., Пустовалов В. В. Пластичность и прочность металлов и сплавов при низких температурах. М.: Металлургия, 1975. -328 с.
  57. И. Свариваемость сталей. М.: Машиностроение. — 1984.216 с.
  58. Ю.П., Андреев А. К., Гречин Р. И. Литейные хладостойкие стали. М.: Металлургия. 1991. 176 с.136
  59. И.В. Исследование износостойкости наплавленных материалов при абразивном изнашивании под действием динамических нагрузок. -Дис. канд. техн. наук. М., 1965. — 180 с.
  60. Р. Области применения ударных испытаний с осциллогра-фированием // Ударные испытания металлов. М.: Мир, 1973. — с. 154 — 174.
  61. Е.В. Прикладная теория и расчеты ударных систем. -М.: Наука, 1969. 199 с.
  62. . А. Динамическое разрушение горных пород при вдавливании. -М.: Недра, 1970. 152 с.
  63. С., Прист А., Мей М. Влияние инерционной нагрузки при ударных испытаниях с оецшшографированием // Ударные испытания металлов. М.: Мир, 1973. — С. 175 -188.
  64. В .Я., Иванов С. В., Артеменко Ю. А. Методика определения стойкости наплавочных сплавов к ударным нагрузкам // Автоматическая сварка. -1983. № 9. С. 67 ~ 68.
  65. В.Й., Шрейбер Г. К., Сорокин Г. М. Метод испытания на изнашивание при ударе об абразивную поверхность // Заводская лаборатория. -1966. № 11.-С. 1407−1409.
  66. Ф.Н., Замулина И. Н., Воротников В. Я. Трещиностойкость твердых наплавленных сплавов // Сварочное производство. 1994. № 2. — С.15 -16.
  67. Д.Н. Триботехника. -М.: Машиностроение. 1985. — 424 с.
  68. В.Н., Сорокин Г. М., Албагачиев А. Ю. Изнашивание при ударе. М.: Машиностроение, 1982. 192 с.
  69. М.М. Сопротивление абразивному изнашиванию. М.: Машиностроение, 1976. — 270 с.
  70. В.И. Усталость сварных соединений. Киев: Наукова думка, 1973.-216 с.137
  71. О предотвращении дефектов формирования при форсированных режимах упрочнения плазменной дугой / В .Я. Воротников, Ю. А. Артеменко, С. В. Иванов // Сварочное производство. -1999. № 4. С. 10−11.
  72. Г. М. Методы испытания на изнашивание при ударе // Вестник машиностроения, 1976, № 4. -С. 11−16.
  73. B.C., Нагорный П. Л., Шумикин А. Б. Связь между износостойкостью и энергией разрушения упрочняющей фазы сплавов // Физико-химическая механика материалов. 1971. — т.7. № 4. — С. 41 — 47.
  74. Gurland J. Trans. ASM, 1958, vol. 50. 1063.
  75. H.O. Сварочные деформации и напряжения. М.: МАШ-ГИЗ. 1948.-252 с.
  76. .Н., Фролов И. П. Напряжения в композитных конструкциях. М.: Машиностроение, 1979. 134 с.
  77. Ю.А. Особенности разрушения износостойких наплавленных покрытий повышенной толщины и разработка технологии их получения с применением плазменной и вспомогательной дуг. Дис.канд. техн. наук. -М.: МИНГ им. И. М. Губкина, 1988. 198 с.
  78. Э. Методы испытания наплавленного металла // Теоретические и технологические основы наплавки. Свойства и испытания наплавленного металла. Киев: ИЭС им. Е. О. Патона, 1979. — С. 3 — 22.
  79. .В., Шевнев С. А., Бабина Ф. М. Механизированная наплавка твердыми сплавами броней корпусных дробилок // Производство крупных машин. Сварка стальных конструкций, вып. 20. М.: Машиностроение, 1971. ~ С. 91−95.
  80. В.М., Головин Ю. П., Родюков Г. Б. Холодная ломка проката. -М.: Металлургия, 1982. 192с.
  81. О влиянии термоупругих полей на кинетику распространения трещин в пластинах кремнистого железа / В. М. Финкель, Г. Б. Муравин, A.M. Савельев и др. // Проблемы прочности. 1974. № 4. — С. 49 — 53.138
  82. Я.Б. Механические свойства металлов. Часть 1. Деформация и разрушение. М.: Машиностроение, 1974. — 472 с.
  83. Н.А. Динамическое контактное сжатие твердых тел. -Киев: Наукова думка, 1976. 315 с.
  84. Н.И. Методы и средства определения полей деформаций и напряжений: Справочник. М.: Машиностроение, 1983. — 248с.
  85. В.Б. Планирование и анализ эксперимента. ~ М.: Легкая индустрия, 1974. -263 с.
  86. Л.З. Математическая обработка результатов эксперимента. -М.: Наука, 1971. 192 с.
  87. О.Н., Лебедев В. В. Обработка результатов наблюдений. -М.: Наука, 1970. 89 с.
  88. А.Н. Элементарные оценки ошибок измерений. М.:Наука, 1967.-104 с. 1. ПРИЛОЖЕН^
  89. Методика математической обработки результатов эксперимента
  90. Для уменьшения суммарной случайной ошибки опыты повториаблишраз и результаты каждого измерения заносили в 1 Среднеарифметическое значение у для п опытов вычисляли поформуйп игде: yi результат i-oro опыта, п количество опытов (измерений). -с<:
  91. Если один (или два) результат резко отличается от остал^ проверку, не является ли он промахом при наличии случайных 11 нарушений условий опыта, производили с помощью t-критерия /89/
  92. У-У*: t J 1 1расч--<3'.>
  93. S приближенное значение средней квадратики0*1учитывается вместо сг при сравнительно небольшом числе измерь* -v
  94. В случае, если расчетное значение tpaC4. больше t^., оггре-де tv
Заполнить форму текущей работой

Заказал и сдал!