CC BY
35
В.Д. Калько, В.Б. Гласко. М.: Машиностроение, 1990. 264 с.
3. Белащенко Д.К. Компьютерное моделирование жидких и аморфных веществ /Д. К. Белащенко. М.: МИСИС, 2005. 408 с.
4. Рябов А. В. Современные способы выплавки стали в дуговых печах /А.В. Рябов, И.В. Чуманов, М.В. Шишимиров. М.: Теплотехник, 2007. 192 с.
5. Modelling, Optimization and Control of an Electric Arc Furnace /Richard MacRosty. Hamilton: McMaster University, 2005. 160 p.
G.A. Dorofeev, У.А. Erоfееv, A.A. Protopopov, S.K. Zakchamv, P.I. Malenko, E.A. Protopopov, A.A. Arsenyeva
THE DEVELOPMENT OF MATHEMATICAL MODEL OF PHYSICAL-CHEMICAL PROCESSES IN ELECTRIC ARC STEEL FURNACE OF ENERGY METALLURGICAL COMPLEX OF CONTINUOUS ACTION
The mathematical model of physical-chemical processes at simultaneous production of liquid direct-reduced iron and coal gasification in electric arc steel furnace of energy metallurgical complex of continuous action on the basis of the equation of a thermodynamic condition of materials is developed. The model allows to perform a complete analysis of energy processes including the heat generation of electric arcs, the basic chemical reactions, and also heat-and-mass transfer of the melt and the metal vapor.
Key words: mathematical model, physico-mathematical simulation, thermodynamic model, arc furnace, energy metallurgical complex, heat-and-mass transfer, direct-reduced iron, coal gasification.
Получено 24.08.12
УДК 621.643:620.22
А.В. Маляров, асп., инженер, (4872) 35-05-81, [email protected] (Россия, Тула, ТулГУ),
И.В. Тихонова, канд. техн. наук, доц., (4872) 35-05-81, [email protected] (Россия, Тула, ТулГУ),
А.Е. Гвоздев, д-р техн. наук, проф., (4872) 35-05-81, [email protected] (Россия, Тула, ТулГУ)
ВЛИЯНИЕ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ЗОНЫ НА ПРОЦЕСС ГРАФИТИЗАЦИИ СТАЛИ МАРКИ 09Г2С
Представлены результаты по влиянию пластической зоны на процесс графи-тизации и на места выделения графитных включений в стали марки 09Г2С.
Ключевые слова: термоциклическая обработка, графитизация, плотность, объемная доля.
Взаимные превращения фаз веществ представляют собой одно из интереснейших физических явлений, поскольку при фазовых превращениях проявляются наиболее существенные особенности строения вещества
226
[1]. Особый интерес представляет так называемая стадия (состояние) «предпревращения», когда наблюдается аномальное изменение некоторых свойств (например, теплоёмкости, электросопротивления, модулей сдвига и упругости) и другие экстремальные явления.
Практически все известные литературные данные посвящены изучению отклика системы при воздействии на нее вблизи точек фазовых переходов первого рода. При ТЦО сплавов вблизи фазовых переходов I рода (состояние «предпревращения») происходит измельчение исходной структуры, выравнивание химического состава, накопление дефектов атомно -кристаллического строения. Однако количество работ, посвященных воздействию на сплавы в районе температуры магнитного превращения (фазовый переход II ), крайне ограниченно.
В последнее время на кафедре ФММ Тульского государственного университета проводятся исследования распада цементита при ТЦО вблизи точки Кюри цементита. Установлено, что эффект проявляется при ТЦО именно вблизи точки Кюри цементита (при циклировании в районе других температур не наблюдался). Исследование влияния содержания углерода на структурные и фазовые превращения в углеродистых сталях показало, что распаду подвержен структурно свободный цементит (третичный цементит в малоуглеродистых сталях, глобули цементита в зернистом перлите) [2 - 4].
Однако нет ответа на вопрос о местах преимущественного выделения графитных включений при распаде цементита.
В связи с отмеченным выше целью настоящей работы явилось установление места предпочтительного зарождения графитных включений при варьировании исходным распределении напряжений в объёме образца и созданием несплошностей строения.
В соответствии с поставленной целью работы объектом исследования явилась углеродистая сталь марки 09Г2С.
Образование пластической зоны (ПЗ) предшествовало зарождение трещины при усталостных испытаниях плоского образца из стали марки 09Г2С с симметричными боковыми надрезами V-образного профиля (ГОСТ 25.502-79) по схеме повторно - переменного растяжения -сжатия.
Наличие ПЗ как области предпочтительного зарождения графитных включений, отличающихся от матрицы повышенным удельным объёмом, существенно сказалось на распределении частиц графита при ТЦО образца стали марки 09Г2С вблизи Ао (35 циклов).
В исходном состоянии под надрезом не обнаружено включений графита, а микроструктура исследуемой стали в исходном состоянии представлена зёрнами феррита и колониями перлита (рис. 1).
После ТЦО образца с надрезом стали марки 09Г2С были отмечены включения новой фазы (рис. 2).
б
Рис. 1. Поверхность микрошлифа стали марки 09Г2С в исходном состоянии: а - до травления, х100; б - после травления, х500
Рис. 2. Панорама поверхности микрошлифа стали марки 09Г2С с надрезом после 35 циклов, х50
Параллельно с образцом с надрезом проводили аналогичную термоциклическую обработку образца той же стали без надреза. В последнем
также зафиксирован эффект графитизации - рис. 3. Однако степень графи-тизации в образце с ПЗ существенно выше.
Рис. 3. Поверхность микрошлифа стали марки 09Г2С без надреза после
35 циклов, х500
В образце без надреза относительная величина уменьшения плотности после ТЦО составила 0,6 %, а в образце с надрезом - 1,4 %.
Особо следует отметить специфическое расположение графитных включений после ТЦО образца с надрезом: в полном соответствии с высказанным выше предположением графитные включения сосредоточены преимущественно в области под надрезом. По данным количественного микроскопического анализа средний диаметр графитных частиц в образце без надреза составляет 5 мкм, а в образце с надрезом - 23 мкм. Графитные включения преимущественно расположены на границах зёрен феррита.
Список литературы
1. Воробьёв В.Г. Аномальные свойства металлических веществ во время протекания внутренних превращений и их техническое значение // МиТОМ. 1993. № 5. С. 120-131.
2. Тихонова И.В., Маляров А.В., Кузовлева О.В., Гвоздев А.Е., Стариков Н.Е. Влияние содержания углерода на распад цементита в углеродистых сталях при термоциклической обработке // Производство проката. 2009. № 5. С. 29-31.
3. Маляров А.В. Графитизация углеродистых сталей при термоциклической обработке вблизи точки Кюри цементита // X Международная научно - техническая Уральская школа - семинар металловедов - молодых ученых. Екатеринбург. 2009. С. 79 - 81.
4. Маляров А.В. Фазовые превращения в углеродистых сталях при термоциклировании вблизи точки Кюри цементита // XXXIII ГАГАРИН-СКИЕ ЧТЕНИЯ. Научные труды Международной молодежной научной конференции в 8 томах. М.: МАТИ. 2009. Т.1. С. 46 - 47.
A. V. Malyarov, I. V. Tichonova, A.E. Gvozdev
THE INFLUENCE PLASTIC ZONE ON THE PROCESS GRAPHITIZATION OF STEEL THE MARK 09Г2С
The results present on the influence plastic zone on process graphitization and on the places ofpick outs of graphit inclusions in the steel of mark 09Г2С.
Key words: thermo-cyclic processing, graphitization, density, volume portion.
Получено 24.08.12
УДК 621.798.:658.562
В.Б. Протасьев, д-р техн. наук, проф., (4872) 332538, petrenko.ekaterina@mail. ru (Россия, Тула, ТулГУ), Е.С. Петренко, асп., 89175968899, p etre nko. ekaterina@ mail.ru (Россия, Тула, ТулГУ)
ПЛАНИРОВАНИЕ ЛОГИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА ПО МЕТОДУ Г.ТАГУТИ НА ПРИМЕРЕ ПРОЦЕССА ПРОИЗВОДСТВА КАРТОННО-НАВИВНЫХ ИЗДЕЛИЙ
Рассмотрен метод планирования эксперимента Г. Тагути для определения пути улучшения производственного процесса. Приведен пример использования планирования эксперимента на примере процесса производства картонно-навивных изделий.
Ключевые слова: планирование эксперимента, анализ, Т-критерий, ортогональная матрица, экспертное мнение.
При выявлении какого-либо хронического дефекта при производстве продукции сотрудниками производства проводится анализ проблемы, по результатам анализа, как правило, выявляется несколько причин появления этого дефекта. Однако не все причины требуют более глубокого анализа - большинство из них можно устранить проведением корректирующих мероприятий, не требующими дополнительных затрат.
При анализе более сложных причин, требующих более детального понимания, составляют перечень критичных параметров процесса, влияющих на его стабильность. Для улучшения существующего процесса, и, как следствие, для повышения качества выпускаемой продукции, необходимо провести физические эксперименты, по результатам которых можно будет сделать вывод о целесообразности улучшения процесса.
У производственных процессов, как правило, есть множество пара-
