CC BY
25
3. Письменный Е. Н. Пути совершенствования трубчатых воздухо-нагревателей ГТУ// Теплоэнергетика. - 2012. - №6. - С. 6772.
4. Жукаускас А., Жюгжда И. Теплоотдача цилиндра в поперечном потоке жидкости. Вильнюс: Мокслас, 1979. - 240 с.
5. Baker C. I. The turbulent horseshoe vortex // Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics. - 1980. - V. 6. - N 1-2. - P. 9-23.
6. Schlichting H. Boundary Layer. Theory. 7th edition. McGraw-Hill Book Co., Inc., 1979. - 816 pp.
7. Дыбан Е. П., Юшина Л. Е. Теплообмен цилиндра конечной длины// Промышленная теплотехника. - 1982. - Т.4. - №5. - С.3-
8.
8. Дыбан Е.П., Эпик Э.Я. Тепломассообмен и гидродинамика турбулизированных потоков. Киев: Наукова думка, 1985. - 296 с.
9. Патент на полезную модель №54180 Украина, МПК G01P5/00. Способ визуализации течения газового потока/ Е. Н. Письменный, А. И. Руденко, А. П. Нищик, А. М. Терех, А. В. Семеняко: заявл. 20.05.2010; опубл. 25.10.2010. Бюл. №20.
Симачёв А.С.
Аспирант, Сибирский государственный индустриальный университет ВЛИЯНИЕ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ВКЛЮЧЕНИЙ НА ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНУЮ ПЛАСТИЧНОСТЬ НЕПРЕРЫВНО-ЛИТОЙ ЗАГОТОВКИ РЕЛЬСОВОЙ ЭЛЕКТРОСТАЛИ
Аннотация
В статье рассмотрены виды неметаллических включений, находящихся в различных зонах непрерывно-литой заготовки, их влияние на высокотемпературную пластичность.
Ключевые слова: непрерывно-литая заготовка, рельсовая электросталь, неметаллические включения, высокотемпературная пластичность.
Simachev A.S.
Postgraduate student, Siberian State Industrial University
THE INFLUENCE OF NON-METALLIC INCLUSIONS ON THE HIGH-TEMPERATURE PLASTICITY OF CONTINUOUS-CAST BLOOM MADE OF RAIL ELECTRIC STEEL
Abstract
The article considers the type of non-metallic inclusions which are located in different zones of continuous-cast bloom, their influence on high-temperature plasticity.
Keywords: continuous-cast bloom, rail electric steel, non-metallic inclusions, high-temperature plasticity.
Помимо традиционных параметров, таких как химический состав стали, температура, скорость деформации, напряженное состояние и история нагружения, пластичность весьма чувствительна к структуре стали и некоторым факторам, которые связаны с особенностями выплавки, внепечной обработки, раскисления и разливки стали [1]. В зависимости от химического состава сталь может содержать включения различных видов (оксиды, сульфиды, нитриды), различающиеся по размерам, форме и распределению. Полный анализ неметаллических включений состоит из определения их химического состава, структуры и количественной оценки загрязненности металла различными включениями. Металлографический метод наиболее удобен и во многих случаях позволяет достаточно надежно идентифицировать включения без использования других методов.
В данной работе были проведены исследования пластичности рельсовой электростали марки Э76Ф, химический состав которой соответствует ГОСТ 51685 - 2000. Изучены неметаллические включения металлографическим методом, их влияние на критерий пластичности (степень деформации сдвига).
Образцы, вырезанные из трех зон (корковой, столбчатых кристаллов, центральной) непрерывно-литой заготовки (НЛЗ), перед высокотемпературным кручение изучались на световом металлографическом микроскопе ЛабоМет - 1И, с оптическим увеличением х100. Виды и баллы неметаллических включений определялось по ГОСТ 1778 - 70.
Необходимо отметить, что во всех зонах НЛЗ присутствуют оксиды точечные (балл № 1). Помимо упомянутых выше включений, в корковой зоне наблюдаются единичные включения нитридов алюминия (балл № 1), в зоне столбчатых кристаллов незначительное количество силикатов недеформирующихся (балл № 1).
Наибольшее количество неметаллических включений различных видов было выявлено в центральной зоне НЛЗ, значительную часть составили оксиды точечные (балл № 2, № 3, № 5), сульфиды (балл № 1, № 2, № 4), а также силикаты недеформирующиеся (балл № 1, № 4, № 5).
Образцы, вырезанные из трех зон НЛЗ, нагревалась до температур 950, 1050, 1150, 1250 °С и выдерживалась 5, 10 и 15 минут при каждой температуре, затем подвергались кручению.
Высокотемпературное кручение производилось на установке, состоящей из нагревательной печи и двух валов (захватов), один из которых - вращающийся. Скорость вращения активного захвата была приближена к скорости проката чистовой клети рельсобалочного производства (~60 об/мин). Данная скорость кручения выбиралась, исходя из формулы А.П. Чекмарева и З.Л. Риднера [1]. Исходя из двухстороннего нагрева в печи сопротивления и, руководствуясь рекомендациям авторов [2], время выдержки выбиралось из расчета 1 минута на 1 мм сечения.
За величину предельной степени деформации металла до разрушения (критерий пластичности) принималась степень деформации сдвига (Лр):
Лр
ud^Z
(1)
где d0 и l0 - диаметр и длина рабочей части образца, мм;
Z - количество оборотов до разрушения.
Оценивая температуру нагрева и время выдержки образцов, необходимо отметить, что самые высокие показатели критерия пластичности во всех зонах НЛЗ наблюдаются при 10 минутной выдержке при температуре 1150°С (рис. 1).
Как видно из графика (рис. 1), при увеличении температуры нагрева выше 1150 °С критерий пластичности резко снижается, что объясняется, с позиции структурообразования, ростом зерна [3,4].
63
Рис. 1 - График зависимости степени деформации сдвига от температуры в трех зонах НЛЗ при выдержке 10 минут
Необходимо отметить, что при всех выдержках центральная зона НЛЗ имеет наименьшую пластичность по сравнению с корковой зоной и зоной столбчатых кристаллов.
Сульфиды и силикаты недеформирующиеся, присутствующие в центральной зоне, оказывают значительное влияние на пластические свойства, в частности увеличивают скорость роста усталостных трещин, что приводит к разрушению образца значительно быстрее, чем в двух других зонах НЛЗ [5].
Таким образом, наличие неметаллических включений, расположенные в различных зонах кристаллизации непрерывно-литой заготовки рельсовой электростали Э76Ф, существенно влияют на высокотемпературную пластичность, которая показывает минимальные значения в центральной зоне НЛЗ из-за большого количества оксидов, сульфидов и силикатов.
Литература
1. Перетятько В.Н., Темлянцев М.В., Филиппова М.В. Развитие теории ипрактики металлургических технологий. Т. 2. Пластичность и разрушениестали в процессах нагрева и обработки давлением. - М.: Теплотехник, 2010. -352 с.
2. Ю. А. Башнин, Б.К. Ушаков, А.Г. Секей. Технология термической обработки стали. Учебник для вузов. - М.: Металлургия, 1986. - 424 с.
3. Симачев А.С., Темлянцев М.В., Осколкова Т.Н. Высокотемпературная пластичность рельсовой электростали стали Э76Ф // Сб. науч. тр. «Вестник РАЕН». Западно-Сибирское отделение. - Новокузнецк, 2014, вып.16, С. 79 - 82.
4. Симачев А.С., Темлянцев М.В., Осколкова Т.Н. Исследование высокотемпературной пластичности рельсовой стали марки Э76Ф // Сб. науч. тр. «Вестник горно-металлургической секции РАЕН. Отделение металлургия». -Новокузнецк, 2014, вып.32, С. 23 - 27.
5. Великанов А.В., Рейхарт В.А., Капорцев В.Н. Влияние методов внепечной обработки на качество рельсов из кислородноконверторной стали // Сб. науч. тр. «Неметаллические включения в сталях». - М.: Металлургия, 1983, С. 35 - 42.
Симович Т. Е.1, Колбасина Н. А.2
1 Магистр, Сибирский федеральный университет; 2 Кандидат технических наук, доцент, Сибирский Федеральный Университет РАСЧЕТ УГЛОВ ВОЗМУЩАЮЩЕГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ГИРОСТАБИЛИЗИРОВАННОГО АНТЕННОГО
УСТРОЙСТВА
Аннотация
Проводится анализ точностных характеристик гиростабилизированного антенного устройства на этапе проектирования, с учетом влияния возмущающего воздействия на конструкцию. Разработана модель расчета углов компенсации установки, при переменном внешнем воздействии, с учетом различных вариантов геометрии конструкции. Разработан программный модуль расчета углов возмущающего воздействия. Поставленная задача формулируется по требованиям заказчика ОАО "НПП" Радиосвязь", и практическая значимость данной работы, заключается в разработке элементов комплексной методики проектирования антенных систем, по требуемым эксплуатационным характеристикам.
Ключевые слова: гиростабилизированное антенное устройство, точность наведения, углы компенсации.
Simovich T.E.1, Kolbasina N.A.2
'Master student, Siberian Federal University; 2PhD, Associate Professor, Siberian Federal University CALCULATION THE ANGLES OF DISTURBING INFLUENCES OF THE GYROSTABILIZED ANTENNA DEVICE
Abstract
Considered the accuracy characteristics of the gyrostabilized antenna device at the design stage, considering the influence of the disturbance. Developed a model for calculating the compensation angle of antenna, with variable external influence, taking into account various options of design geometry. Developed a software module for calculation the angles of the perturbing effects. The practical significance of the work consists of development of elements of a complex methodology for the design elements of the antenna systems on the required performance.
Keywords: gyrostabilized antenna device, accuracy of guidance, compensation angles.
Антенна - устройство, излучающее или принимающее электромагнитные волны в радиодиапазоне (радиоволны). Конструкции механизмов антенных систем чрезвычайно разнообразны. Системы гироскопической стабилизации различных видов применяются в навигационных устройствах и системах управления кораблей и летательных аппаратов, а также в системах ориентации антенн, телескопов и других приборов, установленных на движущихся объектах, для решения задач управления, ориентации и навигации.
Основное требование, предъявляемое к системе гироскопической стабилизации, - точность сохранения заданного положения платформы относительно опорной оси при действии различных динамических возмущений со стороны объекта, на котором данная система установлена.
Следовательно, для стабильной работы, становится актуальным определение точности позиционирования конечного звена системы, с учетом компенсации внешних воздействий.
В данной работе рассматривается элемент системы слежения, а именно навигационная антенна (антенно-фидерного устройства, корабельного базирования), в которой используются гироскопические системы индикаторного типа [1]. В системах данного типа в качестве гироскопического устройства используются чувствительные или задающие элементы, определяющие положение объекта и управляющие следящими системами. Стабилизация же объекта (платформы) осуществляется с помощью следящих систем. В качестве чувствительных элементов, реагирующих на угловые скорости или углы отклонения платформы, применяют двухстепенные гироскопы и гиротахометры.
64
