СВОЙСТВА ДОМЕННОГО ЧУГУНА ПОСЛЕ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОГО ПЕРЕПЛАВА (СООБЩЕНИЕ 1) Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

НОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ

- обеспечить СЧПУ запасными частями, производящимися в России и иметь гарантийный срок не менее 1 года;

- заменить фотосчитывающие устройства на электронные картриджи;

- максимально сохранить бесконтактные компоненты

электроавтоматики станков;

- сохранить в качество датчиков положения по осям X, Т линейные индуктосины ЛДПН.

Новосиби рская фирма «Станки РТМ» разработала проект модернизации станка ФТ-23, в котором в качестве СЧПУ была применена модернизированная система ЧПУ

Выбор системы ЧПУ 2С42-65 обусловлен тем, что она выпускается в настоящее время серийно, достаточно удобна в эксплуатации, изучена обслуживающим персоналом, обеспечена групповым ЗиП.

В модернизированной системе вычислительная часть, БУ, БПК, БОСИ заменены на контроллеры Д60.2, Д52.1, Д49.4 (более подробно технические характеристики контроллеров описаны на сайте www.chpu.ru)

Надёжность системы после модернизации засчёт применения контроллеров Д60.2, Д52.1, Д49.4 стала сравнима с надёжностью импортных УЧПУ.

Запитка и оцифровка линейных индуктосинов осуществлена через блоки регулятора тока и блок усилителя сигнала индуктосина от УЧПУ 2С42-65-09Н.

В качестве устройства ввода технологических программ в УЧПУ 2С42-65-09Н был применён электронный картридж типа ЭК-64 (рис.1), представляющий собой устройство в виде платы небольшого размера с электронной памятью объемом 64 - 256 Кбайт.

Исходная управляющая программа составленная на персональном компьютере, записывается в картридж из файла через пгату программатора, устанавливаемую на шину ISA IBM любого ранга от 286-го и выше. В один картридж можно записать одну или несколько управляющих программ. Записанный картридж переносится на станок и присоединяется к стандартной плате фотосчитывающего устройства. Никаких переделок (дополнений) в модернизируемых станках ФТ-23 не требуется.

После детального изучения конструкции станка, существующих схем электроавтоматики, способов регулирования движения рабочих органов, смены инструмента было выбрано ПМО 13-02 от УЧПУ 2У22 токарного станка КТ 141П производства Средневолжского станкозавода , как базовое, при этом все функции по смене инструмента, смене диапазонов скоростей вращения шпинделя, блокировки и др. были переданы УЧПУ. Путём подбора параметров отрегулирован контур по положению .

При выполнении проектных работ разработаны схемы электрические гринципиальные, схемы соединений, таблица доработок электромонтажа, переработана эксплуатационная документация. По представленной документации сипями Иппопнитепя произведены электромонтажные работы и осуществлён запуск станка ФТ-23 в эксплуатацию.

Фирма ООО «Станки РТМ» в течение последних 3-х лет выполняет весь комплекс работ по модернизации станков с ЧПУ и в данном случае работы по модернизации станков ФТ-23 в начале 2004 года были выполнены в полном объёме.

Рис.1. Электронный картридж ЭК64

2С42-65-09Н-токарный вариант.

Свойства доменного чугуна после электрошлакового переплава

(Сообщение 1)

В. К. АФАНАСЬЕВ, академик РАЕН, профессор, доктор техн. наук,

М. В. ПОПОВА, доцент, канд. техн. наук, В. В. ЧЕБОТАРЕВ, студент, СибГИУ, г. Новокузнецк, В. И. МИЦУК, лауреат Гос. Премии СССР в области науки и техники, Г. Е. ГРОМОВ, ген. директор ОАО «НИЗ», г. Новосибирск

Изложенное ранее в [1] позволяет считать, что предельный доменный чугун вполне может быть самостоятельным материалом многоцелевого назначения. Как и у всякого изучаемого нового материала, у него имеются различные скрытые особенности, которые необходимо изучать для получения требуемых свойств Прежде всего это касается цементита, который полностью заменил в доменном чугуне графит.

По всей вероятности, на первых этапах освоения доменного чугуна без выделений графита нельзя полностью исключать легирование, т. к. это в значительной мере затрудняет технологические разработки по уменьшению

объемной доли нелегированного цементита. В связи с этим ниже приводятся результаты по изучению низколегированного доменного чугуна без выделений графита. Такой чугун получен в условиях Новосибирского инструментального завода и имеет химический состав, приведенный о таблице. Анализируя изменения химического состава, можно отметить, что электрошлаковый перепгав в непромытой печи, где ранее переплавлялась сталь Р6М5, позволил унаследовать небольшие количества хрэма, ванадия, молибдена и вольсэрама. Другими словами, можно сказать, что с помощью злектрошлакового переплава (ЭШП) полу-

(Продолженив на 14 стр.}

№ 1 (22) 2004 11

Комплексным технологиям комплексная информация

ПОДПИСКА

в любом почтовом отделении по каталогу Агентства "РОСПЕЧАТЬ": по России - 81249, по остальным странам - 81749

На "Комплект: ИТО" можно также подписаться в Издательстве 'ИТО". Стоимость подписки на год - 5400 рублей (включая НДС и стоимость доставки). При подписке на второй комплект - скидка 50%

Заявки принимаются по факсам: (095) 366-98-00, 369-57-08, или по е-таИ:ро81Шо-пеш8.ги, или по адресу: 107023, РФ, Москва, ул. Б. Семеновская, д. 55, стр. 5, "ИТО".

Направления эазвития машиностроения

Машиностроительное оборудование:

станки, КПО, комплектующие

Технологические

процессы

в машиностроении

Комплекты

оборудования.

САО'САМ'САЕ.

Инструментальное оснащение: конструирование, изготовление; эксплуатация.

Цены на оборудование, инструмент и комлектующие для разнообразных технологически процессов.

Материалы конференций, симпозиумов, отечественной и зарубежной прессы.

Обзоры, репортажи, реклама.

Адрес редокции: 630024, г. Новосибирск, ул. Мира, 39 тел. (3832) 15-14-34 е-таЙ: jurnal@ngs.ru http://iibhit.by.ru

ОТКРОЙ СВОЙ МИР ВЫСОКИХ ТЕХНОЛОГИЙ!

СИМПОЗИУМ

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ

ТРАНСАЗИАТСКИЕ НЕФТЕГАЗОПРОВОДЫ

ШШ/j

Международный симпозиум ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ И ТЕХНОГЕННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ СТРОИТЕЛЬСТВА И ЭКСПЛУАТАЦИИ НЕФТЕГАЗОПРОВОДОВ

1-6 августа 2004 г., Иркутск, Россия

С 1 по 6 августа 2004 года в г. Иркутске проводится важный для Сибирского федерального округа Международный симпозиум «Экологические проблемы и техногенная безопасность строительства и эксплуатации нефтегазопроводов».

Симпозиум будет проходить в Прибайкальском регионе, где планируется интенсивное строительство магистральных нефтегазопроводов с выходом в Азиатско-Тихоокеанские страны, что обуславливает интерес региональных администраций, производственных и финансовых организаций ввиду своей большой стратегической значимости.

Цель симпозиума — комплексное обсуждение вопросов, связанных со строительством и экологически безопасной эксплуатацией нефтегазовых комплексов Сибири, Дальнего Востока и Крайнего Севера России.

Во время работы симпозиума планируется учредить Международную Ассоциацию «Трансазиатские нефтегазопроводы», необходимость создания которой вызвана развитием транспортной инфраструктуры Сибири как одного из приоритетных направлений реализации Стратегии экономического развития Сибири, утвержденной Правительством Российской Федерации.

В организации и проведении симпозиума принимают участие нефтегазодобывающие и перерабатывающие предприятия, финансово-кредитные учреждения, специалисты в области экологии из России, Китая, Японии, Германии, Словении, Эквадора, Перу, Кувейта и др.

ОСНОВНЫЕ ТЕМЫ

• Экологическая и техногенная безопасность строительства и эксплуатации трубопроводов

• Новые технологии при строительстве нефтегазопроводов, методы и средства защиты трубопроводов и технологического оборудования от коррозии

• Технологии и оборудование для ремонта и упрочнения импортозамещающих запасных частей строительной техники, нефте- и газодобывающего оборудования

• Разработка новых экологически чистых и экономически эффективных сварочных технологий и оборудования для строительства трубопроводов

• Компьютерные и информационные технологии как инструмент контроля и повышения эффективности управления объектами нефтяной и газовой отраслей

• Технологии мониторинга и оценки ресурса эксплуатации трубопроводов на базе современных средств дефектоскопии и методов неразрушающего контроля

ОСНОВНЫЕ СРОКИ до 1 мая 2004 г.

до 1 июня 2004 г. 6 августа 2004 г. 1-6 августа 2004 г.

№ 1 (22)2004 13

Подача заявки на участие в симпозиуме и тезисов (на русском и английском языках)

Рассылка второго информационного сообщения Предоставление докладов для публикации Симпозиум

КОНТАКТНЫЕ КООРДИНАТЫ Ковалевский Евгений Александрович Россия, 634021, г. Томск, пр. Академический, 2/1 Тел./факс: (3822) 49-10-73 e-mail: ollqasQispms.tsc.ru

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ

НОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Рис. 2. Изменение твердости чугуна и микротвердости цементита по высоте слитка (ЭШГ1 чугуна П1)

в - донная часть

Рис. 3. Микроструктура различных частей слитка доменного чугуна после ЭШП х 80

Рис. 1. Схема измерения и числа твердости различных частей чугунного слитка

11000

10000 9000 8000 7000 6000 5000

♦ Hv. цементит — — Hv. перлит Ш Твердость

—т Т г _5_i

Доштя част, слттп Средняя часть слитка Прюыль

10173 10264 10218

5700 5620 5536

61,7 61.16 6152

(Окончание. Начало на 11 стр.)

Химический состав доменного чугуна

Таблица

Компоненты С Si Mn Cr Ni Cu

мае. % 4,00/3,61 1,16/0,20 0,24/0,28 0,25/1,52 0,06/0,13 0,02/0.06

Компоненты мае. % Ti -/0,03 V - / 0,07 Мо -/0,93 W 0,40/2,13 s 0,03/0,017 P 0,06 / 0,062

В числителе - передельный чугун П1 (ОАО «ЗСМК») до переплава В знаменателе - чугун П1 (ОАО «ЗСМК») после ЭШП

чэн низколегированный белый чугун, который в современной металлургической практике полностью отсутствует. После ЭШП в стальной холодный кокиль были залиты слитки диаметром 80мм.

Свойства литого чугуна. Из слитков (прибыльная, сэедняя и донная части) были вырезаны образцы для последующего анализа.

Схема определения твердости и значения твердости (НРС) приведены на рис.1. Измерение микротвердости цементита на ПМТ - 3 показывает, что высокая общая твердость чугуна обусловлена прежде всего очень высокой твердостью цементита, достигающей значений 10000-10250 МПа (рис. 2). Обращает на себя внимание некоторое падение твердости в средней части слитка.

В исходном чугуне (до переплава) в микроструктуре наблюдается очень большое количество выделений графита. ЭШП полностью устраняет графи" и приводит к образованию перлито-ледебурит-ной структуры. Перлит наблюдается в виде денд-ритов, для выявления которых достаточно травления в течение 4с в 4%-ном спиртовом растворе HN03. Для улучшения восприятия структурных изменений на микроскопе «Opton» применялись различные увеличения от 80 до 750. Замечено, что микроструктуры донной, средней и прибыльной частей слитка различаются незначительно, но с приближением к прибыли ширина дендритов перлита увеличивается, а протяженность уменьшается (рис.3). В прибыльной части обнаруживается макропористость, и у макропор наблюдается более интенсивное общее травление шлифа, что обусловлено общим увеличением количества дендритов перлитной составляющей.

б - средняя часть

донная часть

прибыльная часть

а - прибыльная часть

14

№ 1 (22) 2004

НОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ

Влияние термической обработки. Для изучения нового низколегированного доменного чугуна без выделений графита необходимо исследозание изменения его структуры и твердости после нагрева в интервале 20-1100°С. Определение объемной доли в фазовых и структурных составляющих проводилось на количественном металлографическом анализаторе «Эпиквант».

Влияние отжига. Отжиг проводился путем нагрева образцов при указанных температурах, выдержки в течение 1 и 10ч и охлаждения на воздухе. Изменение твердости после выдержки 1ч, микротвердости цементита и перлита приведено на рис.4 и 5, которое указывает на возможность снижения общей твердости чугуна засчет уменьшения твердости цементита и перлита.

Исх 100 200 300 400 50С 600 700 800 900 1000 1100 Температура, °С

Рис. 4. Влияние нагрева на твердость низколегированного чу7на без выделений графита (т = 1ч, воздух)

8500 7500 6500 5500 4500

Рис. 5. Влияние нагрева на микротвердость цементита и перлита низколегированного чугуна без выделений графита (т = 1ч, воздух)

Увеличение времени нагрева до 10ч с последующим охлаждением на воздухе более существенно изменяет общую твердость (рис.6) с соответствующим изменением микротвердости цементита и перлита (рис 7). Твердость

7000

9500 8500 7500 6500 5500 4500 3500

Исх 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 Температура, "С Цементит ■■ ♦ Перлит

Рис. 7. Влияние нагрева на микротвердость цементита и перлита низколегированного чугуна без выделений графита (т = 10ч, воздух)

10 15

Время выдержки, мин.

Рис. 8. Влияние закалки на твердость чугуна без выделений графита (900°С, вода)

чугуна может быть изменена с 65 НРС до 59-60 НРС. Это указывает на то, что существует температурный интервал «благоприятной» термической обработки для создания технологии, повышающей пластичность и деформируемость чугуна. Эта технология должна предусматривать нагрев в интервале 900-1000°С. Низкотемпературный нагрев в интервале 200-300°С приводит к некоторому увеличению объемной доли иементита, а нагрев высокотемпературный (700-1000°С) позволяет установить эффективное воздействие температуры 1000°С и нежелательность нагрева при 1100°С в связи с образованием игольчатых структур, повышающих общую твердость.

Влияние закалки. Закалка чугунных образцов проводилась с температуры 900°С в холодную воду после выдержки в течение 5, 10, 15, 20 и 25 мин. На рис.8 приведены результаты измерения твердости закаленных образцов. Видно, что она с/щественно повышается (на 6-8 ед. НКС) и достигает значений 70 НРС. Это свидетельствует о большой перспективе применения такого чугуна для изготовления режущего инструмента. При изучении микроструктуры установлено, что внешне она практически не изменяется, а резкое повышение твердости следует объяснить засчет тонких изменений в фазовых составляющих чугуна, что является предметом дальнейших исследований.

Литература

1. Афанасьев В. К., Попова М. В., Кольба А. В. и др. Доменный чугун без выделений графита - новый материал многоцелевого назначения. / Обработка металлов. - 2003.-№2(19).- С.14 -16.

в 12500 С

* 11500 л

§ 10500

| 9500

| 8500 х

s 75ПП

Температура, °С

67

К 65 х

© 63 ^

§ 61 5

о 59 Н

57 '-------т-т-,-

Исх 200 300 400 500 500 700 800 900 1000 1100 Температура, °С

Рис. 6. Влияние нагрева на твердость низколегированного чугуна без выделений графита (т = 10 ч, воздух)