Эволюция структуры и свойств конструкционных низколегированных сталей при кратковременных локальных термических воздействиях концентрированными источниками тепла тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.16.09, кандидат наук Шарапова, Динаида Михайловна

• Шарапова, Динаида Михайловна
• кандидат наук
• 2018

Оглавление диссертации кандидат наук Шарапова, Динаида Михайловна

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Применяемые низколегированные хладостойкие конструкционные

стали с пределом текучести до 690 МПа

1.2. Влияние кратковременных локальных термических воздействий

на структуру и свойства низколегированных сталей

1.3. Моделирование тепловой обстановки при кратковременных

локальных термических воздействиях на металл

1.4. Технологические проблемы применения в машиностроении

современных хладостойких низколегированных сталей

1.5. Выбор основных направлений исследований. Цель диссертационной

работы и научно-практические задачи исследования

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ, ОБОРУДОВАНИЕ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Материалы для исследования (объект исследования)

2.2. Оборудование для исследования теплового воздействия на материал

2.3. Методики исследований структуры и свойств материалов

2.4. Пробы для испытаний. Исследование и испытание образцов

2.5. Математическое моделирование

Выводы по главе 2

ГЛАВА 3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ЛОКАЛЬНЫХ КРАТКОВРЕМЕННЫХ НАГРЕВОВ ПРИМЕНИТЕЛЬНО

К ПРОИЗВОДСТВУ И РЕМОНТУ ДЕТАЛЕЙ В МАШИНОСТРОЕНИИ

3.1. Локальные кратковременные нагревы, действующие на материал

в процессе реализации промышленных технологий

3.2. Математическая модель локальных кратковременных нагревов

при реализации технологий сварки, наплавки и ремонта

3.3. Результаты численного моделирования и их анализ

3.3.1. Моделирование процесса наплавки

3.3.2. Моделирование тепловой обстановки в процессе ремонта

3.3.3. Выбор параметров термических циклов для имитационного моделирования на дилатометре теплового воздействия на исследуемые стали

Выводы по главе 3

ГЛАВА 4. ЭВОЛЮЦИЯ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ НИЗКОЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ ПРИ КРАТКОВРЕМЕННЫХ ЛОКАЛЬНЫХ ТЕРМИЧЕСКИХ

ВОЗДЕЙСТВИЯХ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ДУГИ

4.1. Эволюции структуры и ее влияние на вязкость в ЗТВ при двукратном тепловом воздействии на металл деталей при их изготовлении

4.2. Эволюция структуры модельных образцов после имитационных нагревов

4.3. Микрорентгеноспектральный анализ и измерения твердости металла

модельных образцов. Верификация результатов моделирования

Выводы по главе 4

ГЛАВА 5. ЭВОЛЮЦИЯ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ИССЛЕДУЕМЫХ

СТАЛЕЙ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ЛУЧЕВЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ

5.1. Исследование воздействия электронного луча на металл

5.2. Исследование воздействия лазерного луча на металл

Выводы по главе 5

ГЛАВА 6. РЕМОНТОСПОСОБНОСТЬ ИССЛЕДУЕМЫХ СТАЛЕЙ.

АПРОБАЦИЯ И ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ

6.1. Разработка технологической инструкции на ремонт деталей из низколегированных сталей

6.1.1. Разработка методики исследования ремонтоспособности сталей

6.1.2. Анализ результатов эксперимента. Формирование базы данных

для технологической инструкции на ремонт деталей

6.2. Апробация и внедрение результатов исследований

6.3. Оценка качества изделий машиностроения в процессе производства

Выводы по главе 6

ЗАКЛЮЧЕНИЕ (ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ)

Литература

Приложения

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Эволюция структуры и свойств конструкционных низколегированных сталей при кратковременных локальных термических воздействиях концентрированными источниками тепла»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Современное машиностроение практически невозможно без кратковременных воздействий высоких температур на материал. Это характерно не только для процесса производства, но и при ремонтных работах, широко применяемых во всех областях машиностроения при устранении дефектов и восстановлении геометрических и служебных характеристик деталей. Такие воздействия проявляются в виде эволюции структуры металла в зоне термического влияния (ЗТВ). В результате, как правило, происходит в той или иной степени снижение физико-механических характеристик (деградация) материала, что определяет его работоспособность, служебные и эксплуатационные свойства изделий и их ремонтопригодность. Обеспечение эксплуатационной надёжности машиностроительных деталей и изделий, как в нормальных, так и в экстремальных условиях, требует обеспечения гарантированного уровня свойств материала при отрицательных температурах.

Интенсивное освоение арктического и дальневосточного регионов страны с тяжелыми климатическими условиями, связанное с разведкой, добычей, переработкой и транспортировкой полезных ископаемых и углеводородного сырья, при активном использовании различных видов наземной и морской техники, круглогодичном судоходстве, широком строительстве многообразных объектов, в том числе на шельфе Северного ледовитого океана, определяет необходимость применения в таких условиях хладостойких низколегированных сталей повышенной и высокой прочности, что актуализирует задачу получения при низких температурах удовлетворительной вязкости металла в местах, где технологически локализовано высокотемпературное кратковременное воздействие. В первую очередь это касается применения созданных недавно (типа 07Г2НДМФБТ) и относительно новых (типа 10ХН3МД) хладостойких высокопрочных сталей, а также хорошо известных, но усовершенствованных в части хладостойкости сталей повышенной прочности (типа 10ХСНД), что требует расширения знаний об изменениях их структуры и свойств после кратковременных локальных нагревов для понимания механизма деградации этих сталей при таких термических воздействиях.

Новые знания, полученные в рамках комплексных исследований особенностей процесса эволюции структуры и деградации свойств металла при кратковременных локальных технологических нагревах низколегированных хладостойких сталей

повышенной и высокой прочности с пределом текучести до 690 МПа, позволят обеспечить требуемый комплекс физико-механических и эксплуатационных свойств, высокое качество и ремонтопригодность изделий, успешно прогнозировать работоспособность материалов, эксплуатируемых при низких температурах в экстремальных условиях, что имеет не только методологическое и научное значение для материаловедения, но и актуально для практики в различных отраслях машиностроения.

Цель работы. Обеспечение стабильности качества машиностроительных изделий из низколегированных хладостойких сталей на основе выявления особенностей процесса эволюции структуры и свойств материала при кратковременных локальных термических воздействиях.

Задачи исследования. Для достижения цели решались следующие задачи:

1. Оценка влияния, анализ и моделирование технологических особенностей кратковременных локальных термических воздействий на характер структурных изменений и степень деградации свойств машиностроительных материалов;

2. Совершенствование методов исследования эволюции структуры и её контроля в процессе технологических кратковременных локальных термических воздействий с целью снижения деградации свойств в ЗТВ для обеспечения высокого качества при изготовлении изделий и их ремонтопригодности в процессе эксплуатации;

3. Экспериментальное исследование связей морфологических особенностей строения и структурно-фазового состава сталей в ЗТВ с комплексом физико-механических и эксплуатационных свойств (прочностных свойств, вязкости, хладостойкости, ремонтоспособности) металла в этой зоне;

4. Комплексные испытания и определение физико-механических эксплуатационных свойств исследуемых сталей на образцах и изделиях. Разработка рекомендаций по обеспечению нормативного уровня их эксплуатационных свойств с целью обеспечения высокого качества, надежности и ремонтоспособности.

Объект исследований. Конструкционные хладостойкие низколегированные стали с пределом текучести до 690 МПа.

Методы исследования. В работе использовалось математическое моделирование, моделирование термических циклов и процессов структурообразования на дилатометре, микрорентгеноструктурный анализ (МРСА), неразрушающие методики контроля

качества материалов, металлографические исследования, стандартные методики измерений твердости и механических испытаний образцов.

Научная новизна полученных в работе результатов:

1. Установлены закономерности и взаимосвязи между технологическими факторами (определяющими особенности кратковременных локальных термических воздействий на материал) характером структурных изменений и степенью деградации свойств машиностроительных материалов

2. Установлено, что в процессе повторных кратковременных термических воздействий у стали 07Г2НДМФБТ в интервале температур 700...800оС в участках крупного зерна по периметру зерен происходит образование и рост новых выделений, обогащенных углеродом и легирующими элементами за счет обеднения приграничных областей зерна. Особенностью таких выделений является преобладание в них мартенситной структуры в отличие от тела зерна с преимущественно бейнитной структурой, причем росту этих выделений на границах зерен способствует каждый последующий нагрев в интервал температур в окрестности точки Ас1 (Ас1- 30оС < Tmax2 < Ас1).

3. Установлено, что под воздействием термических циклов на стали типа 07Г2НДМФБТ с увеличением скорости охлаждения ю 8/5 (в исследованном диапазоне скоростей охлаждения от 5°С/с до 100°С/с при условии Tmax = const) происходит понижение медианы - средних значений Tmd = 0,5 (Ts - Tf) температурного интервала начала (Ts) и конца (Tf) превращения аустенита по линейному закону.

4. Установлено, что образующиеся при кратковременных повторных нагревах новые выделения с мартенситно-бейнитной структурой, являются ответственными за снижение работы удара при многократных (от 2 и более) нагревах металла, что доказывает необходимость в ограничении количества повторных нагревов, в частности при ремонте изделий из стали 07Г2НДМФБТ. Однако, применение высоко концентрированных источников тепла типа электронного луча позволяет обеспечить высокую ремонтопригодность изделий.

5. Установлено, что в исследуемых сталях при тепловой строжке средние скорости охлаждения в 2-3 раза превосходят скорости охлаждения при наплавке, в то время как средние скорости нагрева у этих процессов сопоставимы.

Основные научные положения, выносимые на защиту.

1. Установленные закономерности технологических особенностей и влияния параметров кратковременного термического воздействия на эволюцию структуры и степень деградации свойств исследованных низколегированных сталей применительно к производству и ремонту изделий.

2. Результаты исследований и установленные взаимосвязи морфологических особенностей строения и структурно-фазового состава сталей в ЗТВ с комплексом физико-механических и эксплуатационных свойств (прочностных свойств, вязкости, хладостойкости, ремонтоспособности) материалов;

3. Результаты комплексных испытаний с определением физико-механических эксплуатационных свойств исследованных сталей на образцах и изделиях.

4. Разработанные рекомендаций по обеспечению нормативного уровня эксплуатационных свойств исследованных сталей с целью обеспечения надежности, высокого качества и ремонтопригодности изделий из этих сталей.

Личный вклад автора заключается в сборе и систематизации информации, выборе и разработке методик, проведении экспериментов, обработке, анализе результатов, формулировке выводов, подготовке программ испытаний, докладов и публикаций, в апробации результатов и разработке рекомендаций. Автор участвовал в работе творческих коллективов с сотрудниками, которые поименно представлены в качестве соавторов научных публикаций или отмечены ссылками по тексту работы.

Апробация работы. Основные результаты работы обсуждались на 6 конференциях и семинарах, в частности: на IX конф. молодых ученых и спец. ФГУП ЦНИИ КМ «Прометей», 3-5 июня 2010г., Санкт-Петербург; на 12-й Международной научно-техн. конф. «Инженерия поверхности и реновация изделий», 4 - 8 июня 2012г, Ялта, Крым; на Научно-практич. семинаре «Металлургия сварки и сварочные материалы», посв. 100-летию со дня рожд. проф. Г.Л.Петрова, 4-5 июня 2013г.,Санкт-Петербург; на II Международной научно-практич. конф. «Инновационные системы планирования и управления на транспорте и в машиностроении», 16-17 апреля 2014 г., Санкт-Петербург; на Международной научно-техн. конф. «Сварка и родственные технологии в экстремальных и особых условиях», 11-12 ноября 2014 г., Санкт-Петербург; на Международной научно-техн. конф. «Инновации и перспективы развития горного машиностроения и электротехники: 1РБМЕ-2017», 23-24 марта 2017г., Санкт-Петербург.

Практическая значимость диссертационных исследований состоит в разработке предложений по методам обеспечения нормативного уровня эксплуатационных свойств, надежности, долговечности и ремонтоспособности сталей и изделий, определенные участки которых при изготовлении и ремонте подвергаются технологическим кратковременным локальным нагревам.

Рекомендации, технологические приемы и предлагаемые мероприятия, в том числе по ограничению вводимой в материал энергии, при производстве и ремонте изделий из низколегированных сталей с пределом текучести до 690 МПа, закреплены:

- в руководящем документе РД 5.УЕИА.3595-2016 - «Электронно-лучевая сварка изделий машиностроения из различных материалов. Технологическая инструкция»;

- в технологической инструкции - «Ремонт машиностроительных деталей из сталей повышенной и высокой прочности» (проект).

В итоге работа предоставляет технологу возможность определить влияние основных факторов на качество изделий и обеспечить нормативные требования и эксплуатационные свойства сталей путем соответствующего контроля и управления технологическими параметрами в процессе производства и при ремонте, а проектанту технологического оборудования практические рекомендации по разработке цифрового управления, применительно к оборудованию, где в качестве источника тепла используется сварочная дуга.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 22 печатные работы, из них 8 -в рецензируемых научных изданиях, включенных в перечень ВАК РФ.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения, перечня использованной литературы и приложений. Основной текст на 140 стр. включает 59 рисунков, 19 таблиц, список литературы из 106 наименований и 5 приложений.

Диссертационная работа соответствует области исследований по паспорту специальности по пунктам:

- Теоретические и экспериментальные исследования фундаментальных связей состава и строения материалов с комплексом физико-механических эксплуатационных свойств с целью обеспечения надежности и долговечности материалов и изделий.

- Разработка и совершенствование методов исследования и контроля структуры, испытание и определение физико-механических и эксплуатационных свойств материалов на образцах и изделиях.

Благодарности.

Автор благодарит научного руководителя д.т.н., профессора Пряхина Евгения Ивановича за методическую помощь в работе, а также руководителей подразделений и всех сотрудников ЦНИИ КМ "Прометей", Горного университета и Политехнического университета Петра Великого, которые в процессе выполнения диссертационной работы оказывали помощь в организации исследований, участвовали или помогали в проведении экспериментов. Отдельная благодарность коллегам, поименно представленным в качестве соавторов научных публикаций по теме диссертации или отмеченным специальными ссылками по тексту работы, за ту большую помощь, которая обеспечила высокое качество исследований при совместной работе в составе творческих коллективов. Автор выражает большую признательность руководителям и сотрудникам предприятий, оказавшим содействие при внедрении результатов работ.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 1.1. Применяемые низколегированные хладостойкие конструкционные стали с пределом текучести до 690 МПа

Легирование стали используется для получения требуемых механических характеристик, физических и химических свойств, обеспечения определенных технологических свойств. Основная информация о влиянии основных легирующих и микролегирующих элементом на свойства стали содержится в [1-6].

В сталях для ответственных деталей высокие показатели прочности должны сочетаться с высокой вязкостью, пластичностью, стойкостью против хрупких разрушений [7]. Такие стали должны обладать хорошей технологичностью и ремонтоспособностью.

В нашей стране техническая потребность в сталях повышенной и высокой прочности с аТ> 360Н/мм возникла в 60-70-е годы ушедшего столетия. Поставляемые на тот момент стали не всегда обеспечивали работоспособность при эксплуатации и необходимую технологичность в процессе изготовлении изделий, в частности, при сварке, активно внедрявшейся в промышленности. Имели место многочисленные случаи холодных трещин и слоистых разрушений [3, 43].

В связи необходимостью решения назревших проблем в работах [8-12 и др.] были обоснованы и предложены новые более жесткие требования к полуфабрикатам из стали ответственного назначения: повышены требования по ударной вязкости и введены в нормативную документацию испытания на образцах Шарпи с острым надрезом, для повышения технологичности снижено содержание углерода и т.д. Было показано, что склонность стали к возникновению и распространению трещин в изделиях может прогнозироваться на основе анализа вида и строения излома, и что энергия распространение трещин прямо пропорционально количеству волокна, наблюдаемому в изломе, рис. 1.1 [13, 14]. Поэтому при производстве, совершенствовании существующих и разработке новых сталей специальное внимание обращается на формирование изотропной структуры и стабильное получение волокнистого излома по всему сечению полуфабриката и в металле ЗТВ после локальных тепловых воздействий.

В связи с освоением территорий с суровым климатом и арктического шельфа северных морей в на стыке ХХ - XXI веков возникла острая необходимость в хладостойких сталях повышенной и высокой прочности, отвечающих разработанным

новым международным требованиям к полуфабрикатам, включавших требования по ударной вязкости и свойствам в направлении толщины и др. [18].

волокнистый излом кристаллический излом - 50%

Рисунок 1.1 - Технологические пробы [43]

Для изготовления деталей, узлов, элементов конструкций и изделий морской техники и технических сооружений в соответствии с Правилами Российского морского регистра судоходства (РМРС) [16,17] широко используются стали с пределом текучести до 690 Н/мм2 и нормируемой величиной работы удара на образцах Шарпи с острым надрезом до температуры минус 60оС, поставляемые по ГОСТ Р 52927 [19] и отвечающие современным международным требованиям [92].

Среди показателей служебно-технологических характеристик деградация свойств материала при локальных кратковременных термических воздействиях непосредственно характеризует его технологическую свариваемость и ремонтоспособность. Поэтому не случайно в работах [20-22] авторами предложено свариваемость оценивать степенью деградации свойств материала сварного соединения, включая и зону термического влияния (ЗТВ), по отношению к свойствам основного материала. Степень изменения структуры и свойств под воздействием локальных нагревов определяется химическим составом стали, от которого зависит склонность к росту зерна с ростом температуры и структурной наследственности при нагревах и наблюдаемая неоднородность структуры при нагреве стали в межкритическом интервале температур. От химического состава стали напрямую зависит структура и фазовый состав металла в ЗТВ при охлаждении после нагревов, причем он определяется технологическими особенностями

изготовления как самой стали, так и способом изготовления или ремонта изделий, их габаритами и сопутствующими технологическими процессами локальных нагревов (однократных или многократных). Эволюция структуры и деградация свойств стали в ЗТВ также зависит от содержания примесей и неметаллических включений (чистоты стали).

Низколегированные феррито-бейнитные стали повышенной прочности. Для

получения стали с пределом текучести 390...450 МПа и высокой хладостойкостью (до минус 60оС) необходимо обеспечить формирование феррито-бейнитной мелкозернистой структуры, рис. 1.2, и соответствующее легирование (хромом до 0,5%, никелем до 0,8% и медью до 0,5%) в сочетании с микролегированием ванадием и/или ниобием [43].

1000

400

200

---0,6 %с

-0,9 %С

Г .¿i ill - Ч.

■лЧ "Д-^Б V -

ш Уохл., "/с 50 30 25 20 15 10 \W 5 2 l \ 0.5

10

10'

10'

10'

10'

Время, сек

Рисунок 1.2. - Термокинетическая диаграмма. Марганцево-никелевая сталь [43]

При комплексном легировании в сталях этого класса наилучшее сочетание требуемых физико-механических и технологических свойств обеспечивается не только за счет упрочнения твердого раствора никелем и марганцем, но, главным образом, за

и 1 и U и и

счет мелкозернистой ферритной матрицы и высокой плотности дислокаций, получаемой при превращении в бейнитной области.

При этом у стали высокой хладостойкости (для получения высокой вязкости при температура испытаний -60оС) необходимо обеспечить максимально низкое содержания углерода [43].

Низколегированные мартенсито-бейнитные стали высокой прочности. С ростом прочности стали показатели хладостойкости и трещиностойкости становятся более структурно-чувствительными. В таких сталях используется комплексное

легирование хромом, никелем, медью и молибденом (суммарно до 5-7%) для получения бейнитных и бейнито-мартенситных структур в процессе изготовления, рис. 1.3 [43].

Рисунок 1.3 - Термокинетическая диаграмма. Хромоникелевая сталь [43]

Достижение высоких характеристик прочности (предела текучести на уровне 500...690МПа) при высокой сопротивляемости хрупким разрушениям в стали хромоникельмолибденовой композиции обеспечивается за счет сквозной прокаливаемости и упрочнения твердого раствора атомами замещения. Закалка или закалка стали с прокатного нагрева при этой системе легирования вызывает образование мартенсито-бейнитных структур, имеющих высокую плотность дислокаций. В процессе отпуска происходит некоторое снижение их плотности, формируется высокодисперсная структура с мелкодисперсной карбидной фазой.

Хладостойкость (до -60оС) и сопротивляемость слоистым разрушениям обеспечиваются в этих сталях правильным подбором легирующих, рациональным модифицированием, повышением чистоты в сочетании с термомеханической обработкой, в процессе которой происходит измельчение структурных составляющих и образование развитой субструктуры [43].

1.2. Влияние кратковременных локальных термических воздействий на структуру и свойства низколегированных сталей

При технологических воздействиях источников теплоты, например, при сварке плавлением кромки деталей нагреваются до температуры плавления. В высокотемпературной области прилежащей к сварному шву в результате термического

цикла формируется зона термического влияния (ЗТВ), в границах которой наблюдаются изменения структуры и, как правило, деградация свойств материала. Изучением структуры и свойств ЗТВ у сталей различного класса прочности и уровня легирования занимались многие отечественные и зарубежные исследователи [23-28 и др].

Известно, что структура в ЗТВ непрерывно изменяется от зоны сплавления до основного металла, и ее формирование определяется химическим составом, скоростью охлаждения металла на данном участке, величиной зерна аустенита перед превращением, прокаливаемостью стали и др. [28].

В зависимости от типа структуры и свойств ЗТВ у низколегированных сталей условно делят на участки (рис.1.4) [15, 56].

Рисунок 1.4. Характерные участки зоны термического влияния [56]

Участок 1 - шов, участок 2 - зона сплавления. Участок 3 - участок перегрева (крупного зерна), где нагрев металла превышает температуру начала роста зерна. Согласно [29] у стали не содержащей титан это температура выше 1100оС, для стали микролегированной титаном она выше 1300оС. На участке перегрева первоначальная структура полностью превращается в аустенит, при сильном росте зерна, зависящем от максимальной температуры в данном месте, времени нахождения при высокой температуре и наличия в металле микролегирующих элементов.

Участок 4 - участок полной перекристаллизации. Здесь металл нагревался до температур выше критической точки АС3, но ниже температуры начала роста зерна Это диапазон температур, согласно [29], от 910 оС до 1100 оС для стали необработанной

титаном. В процессе нагрева этом участке структура полностью превращается в аустенит, однако здесь рост зерна ограничен из-за относительно невысоких температур.

Участок 5 - участок частичной перекристаллизации. На этом участке происходит частичное превращение структуры в аустенит, так как металл нагревается до температур в интервале от АС1 до АС3, как правило это между 720оС и 910оС. В зависимости от термического цикла и химического состава стали при последующем охлаждении превращение аустенита идет с образованием структур, которые отличаются от начальной.

Участок 6 - участок отпуска, где металл нагревался ниже критической точки АС1. на этом участке проходят процессы отпуска, при которых в структуре происходит образование и сфероидизация карбидов.

При многократных локальных нагревах, например, для многопроходного шва в некоторых областях происходит наложение термических циклов (рис.1.5.), что приводит к образованию ряда участков, где воздействие повторных термических цикла изменяет структуру и свойства ЗТВ от предыдущих нагревов. На рис.1.6. показана схема наложения ЗТВ от второго цикла на структуру участка перегрева от первого термического цикла [28].

Рисунок 1.5. Схема заполнения разделки многопроходного шва (а) и термические циклы

в.

в ЗТВ точек А (б) и В (в) [56]

В ряде исследований [28-30] показано, что наиболее хрупким участком ЗТВ является участок крупного зерна, претерпевающий повторный нагрев между критическими точками АС3-АС1 (на рис.1.6 это участок В).

б

Рисунок 1.6. Схема наложения зон термического влияния при многопроходной сварке - а

и термических циклов на участке В - б [28, 31]

При однократном нагреве максимальное снижение вязкости происходит на участке крупного зерна ЗТВ. Главной причиной такого понижения вязкости является интенсивный рост бывших зерен аустенита при высокотемпературном нагреве.

Для кратковременных технологических нагревов, как правило, характерна высокая скорость нагрева металла и малая временная выдержка при максимальных температурах, которой недостаточно для полной гомогенизации аустенита, поэтому образующиеся структурные составляющие в результате обогащены углеродом [30].

В работе [30] на основе исследований ЗТВ конструкционных низколегированных сталей сделано заключение, что у менее легированных сталей при низким эквиваленте углерода (Сэкв) максимальная вязкость наблюдается при охлаждении с максимальными скоростями, а у более легированных сталей максимальная вязкость регистрируется при смещении времени охлаждения 18/5 (в интервале температур 800-500оС ) в большую сторону, т.е. существуют оптимальные скорости охлаждения.

Для получения оптимальной вязкости на низколегированных сталях при локальных нагревах типа сварочных необходимо ограничение вводимой энергии на единицу длины нагреваемого участка детали (погонной энергии), этим ограничением обеспечивается уменьшение времени охлаждения 18/5. При больших значениях повышается объемная доли остаточного аустенита в бейните и существенно изменяется морфология цементитных частиц. Согласно результатам ряда исследований [33-36] аустенито-мартенситные участки существенно влияют на структуру металла, ухудшая ее пластичность и вязкость. Значительное охрупчивание отмечается в ЗТВ на участке перегрева, а также на участке крупного зерна при нагревах до температур межкритического интервала [31, 32]. Увеличение объемной доли аустенито-

мартенситных участков отрицательно влияет на температуру вязко-хрупкого перехода (регистрируемую при испытании образцов Шарпи) и на критическую температуру, определяемую по методике CTOD [28, 43].

В связи с особыми условиями введения теплоты при кратковременных местных нагревах сталей в ЗТВ протекают сложные изменения структурно-фазового состояния металла. Локальность технологических нагревов, неравномерность тепловых потоков и полей, значительные градиенты напряжений, очень высокие скорости нагрева металла и его охлаждения определяют особенности фазовых превращений в металле, как при его нагреве, так и при его охлаждении, и существенные различия в соседних участках ЗТВ структурных и фазовых превращений.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Шарапова, Динаида Михайловна, 2018 год

ЛИТЕРАТУРА

1. Мороз Л.С. Механика и физика деформаций и разрушения материалов. -Ленинград: «Машиностроение», 1984. - 224с.

2. Василенко И.И., Мелехов Р.К. Коррозионное растрескивание сталей. - Киев: Наукова думка, 1977. - 263с.

3. Орыщенко А.С., Хлусова Е.И., Шарапов М.Г. Металловедение конструкционных свариваемых сталей. - СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2012. - 66с.

4. Винокур Б.Б., Пилющенко В.Л., Касаткин О.Г. Структура конструкционной микролегированной стали., Москва, Металлургия, 1983. - 216с.

5. Хулка К., Хайстеркампф Ф. Улучшенная система легирования и технология обработки высокопрочных конструкционных сталей. Ниобиум Продактс. Германия. С.162-171.

6. Гольдштейн М.И., Грачев С.В., Векслер Ю.Г. Специальные стали. М.: Металлургия, 1985. - 408с.

7. Бусыгин В.В., Легостаев Ю.Л., Маслеников А.В. и др. Современное состояние и перспективы применения стали повышенной прочности в зарубежном судостроении. Обзорно-аналитическая информация. Изд-во: ЦНИИ «Румб», 1983. - 92с.

8. Крошкин А.А. Судостроительные корпусные стали.-Л.:Судпромгиз,1957.-342с

9. Канфор С.С. Корпусная сталь. Л. Судпромгиз, 1960. - 376 с.

10. Разов И.А. Хрупкие разрушения сварных конструкций и их связь с напряженным состоянием и склонностью стали к хрупкости. В сб. Хладостойкость стали и стальных конструкций. Новосибирск: «Наука». Сибирское отделен,1971.С.71-86.

11. Шевандин Е.М. Методика оценки склонности стали к хрупкому разрушению по виду излома. Заводская лаборатория,1959, №12. - С.1497-1512.

12. Шевандин Е.М., Разов И.А. Хладноломкость и предельная пластичность металлов. - Л.: Судостроение, 1965. - 336с.

13. Ларионов В.П. Сварка и проблемы вязко-хрупкого перехода.- Новосибирск: Изд-во СО РАН, 1998. - 593с.

14. Сахин С.И. Природа волокнистого и кристаллического излома высокоотпущенной стали. Сталь, 1945, №9. - С.315-323.

15. Easterling K. Introduction to the physical metallurgy of welding. 2nd edition// Butterworth-Heinemann Ltd., 1992. - 280 p.

16. Правила классификации, постройки и оборудования плавучих буровых установок и морских стационарных платформ. СПб.: Российский Морской Регистр судоходства, 2014.

17. Правила классификации и постройки морских судов. Т. 1-2. СПб.: Российский Морской Регистр судоходства, 2015.

18. ГОСТ 5521-93. Прокат стальной для судостроения. Технические условия. - М.: ИПК, Издательство стандартов, 1996. - 14 с.

19. ГОСТ Р 52927 - 2008. Прокат для судостроения из стали нормальной, повышенной и высокой прочности. Технические условия - М.: Стандартинформ, 2008.

20. Горынин И.В., Рыбин В.В., Малышевский В.А. и др. Основные аспекты создания и применения высокопрочной конструкционной стали // Вопросы материаловедения, 3(20), 1999. - С. 7-21.

21. Ющенко К.А., Дерломенко В.В. Анализ современных представлений о свариваемости. Автоматическая сварка. 2005, №1. - С. 9-13.

22. Ющенко К.А., Дерломенко В.В. Критерии свариваемости материалов. Автоматическая сварка. 2006, №1. - С. 31-34.

23. Макаров Э.Л. Холодные трещины при сварке легированных сталей. - М.: Машиностроение, 1981. - 248 с.

24. Лившиц Л.С. Металловедение для сварщиков.М.:Машиностроение,1979. -253с.

25. Шоршоров М^. Металловедение сварки стали и сплавов титана. М.: Наука, 1965. - 335 с.

26. Грабин В.Ф., Денисенко А.В. Металловедение и сварка низко- и среднелегированных сталей. Киев: Наукова думка, 1978. - 276 с.

27. Ардентов В.В., Малышевский В.А., Семичева Т.Г. и др. Структура и свойства зоны термического влияния высокопрочной конструкционной стали. // Физика и химия обработки материалов, 1985, № 5. - С. 119-125.

28. Matsuda F., Fukada Y., Okada H., C.Shiga. Review of mechanical and metallurgical investigations of martensite-austenite constituent in welded joints in Japan, Welding in the World, No.3, Vol.37, 1996. - Р.134-154.

29. Harrison P.L., Hart P.H.M. HAZ microstructure and its role in the fracture of microalloyed steels welds, 2nd Griffith Conference on micromechanisms of fracture and their structural significance, Sheffield, UK, 13-15 september 1995. - Р. 57-68.

30. Hamada M. Control of strength and toughness at the heat affected zone, welding international, No.17(4), 2003. - Р. 265-270.

31. Davis C.L., King J.E. Cleavage initiation in the intercritically rehated coarse-grained heat-affected zone: Part I. Fractographic evidence, Metall. Trans.A, 1994,vol. 25A. Р.563-573.

32. Li Y., Crowther D.N., Green M.J.W., Mitchell P.S., T.N.Baker The effect of vanadium and niobium on properties and microstructure of the intercritically reheated coarse grained heat affected zone in low carbon microalloyed steels, ISIJ Int., 41 (2001), No.1, 46-55.

33. Shi Y., Han Z. Effect of weld thermal cycle on microstructure and fracture toughness of simulated heat-affected zone for a 800 MPa grade high strength low alloy steel // J. Mater. Proc. Technol., 207, 2008. - Р.30-39.

34. Lamberte-Perlade A., Gourgues A.F., Besson J., Sturel T., Pineau A. Mehanism and modeling of clivage fracture in simulated heat-affected zone microstructures of a high-strength low alloy steel, Metall. Trans. A, 2004, vol. 35A. - Р. 1039-1053.

35. Lee S., Kim B.C., Kwon D. Correlation of microstructure and fracture properties in weld heat-affected zones of thermomechanically controlled processed steels// Metall. Trans. A, 1992, vol. 23A. - Р.2803-2816.

36. Laitinen R. Improvement of weld HAZ toughness at low heat input by controlling the distribution of M-A constituents// Acta. Univ. Oul. C 234, 2006. - 204 p.

37. Bramfit B.L., Speer J.G. A perspective on the morphology of bainite, Metall. Trans. A, 1990, vol. 21A. - Р. 817-829.

38. Энтин Р.И. Превращения аустенита в стали // М.: Металлургиздат,1960. - 252с.

39. Боармина И.Л., Легостаев Ю.В., Марышевский В.А. и др. Структурная наследственность в малоуглеродистой хромоникельмолибденовой стали. // Вопросы судостроения. Сер. Металловедение, вып.39, 1984. - С. 3-10.

40. Марковец М.П. Определение механических свойств металла по твердости. М.: Машиностроение, 1979. - 188 с.

41. Corbett K.T., Bowen R.R., Peterson C.W. High strength pipeline economics // Proceedings of The Thirteenth (2003) International Offshore and Polar Engineering Conference Honolulu. Hawaii. USA. May 25-30. 2003.

42. В.В. Русакова , Т.Л.Лобанова. Перспективы применения высокопрочных труб категории прочности К65 (Х80) для проектов дальнего транспорта газа // Наука и техника в газовой промышленности, №1, 2009. - С.4-7.

43. Орыщенко А.С., Хлусова Е.И., Шарапов М.Г. Принципы легирования, структура, свойства и свариваемость конструкционных низколегированных сталей для судостроения и морской техники. СПб.: Изд-во Политехн. ун-та. 2016 - 116 с.

44. Сергеев Ю.Г., Шарапова Д.М. Исследовaние химического состaвa, твердости и структуры метaллa свaрных соединений стaли 15ХСНД применительно к пролетным конструкциям мостов. - // Вопросы материаловедения, 2009, № 4 (60). - С. 89-100.

45. Шарапова Д.М, Сергеев Ю.Г., Мартягин Ю.А. . Исследовaние метaллa стыковых свaрных соединений стaли 15ХСНД при односторонней сварке под флюсом. Петраньевские чтения, Сварочные материалы: доклады международной научно-технической конференции 18-22 мая 2009 года. СПб: Изд-во Политехн. ун-та. 2009. -С.163-167.

46. Пиринен М., Мартикайнен Ю., Лайус П.Д., Кархин В.А., Иванов С.Ю. Влияние погонной энергии на механические свойства сварных соединений из высокопрочных сталей // Сварочное производство, № 2, 2015. - С. 14 - 19.

47. Махненко В.И. Компьютерное моделирование сварочных процессов // Современное материаловедение XXI век. - Киев: Наук. думка, 1998. - С. 108-124.

48. Ueda J., Muracawa H., Luo Ju. A Computational model of phase transformation for welding processes // Transation of JWRI. - 1995. - 24, № 1. - P. 95-100.

49. Махненко В.И., Кравцов Т.Г., Великоиваненко Е.А., Севрюков В.В. Численное исследование термомеханических процессов при наплавке валов судовых механизмов и устройств // Автоматическая сварка, № 1, 2001. - С. 3-10.

50. Алексеева Т.Н., Круглова А.А., Орлов В.В., Хлусова Е.И., Немтинов А.А. Исследование особенностей формирования структуры высокопрочных низколегированных сталей для труб большого диаметра при термомеханической обработке // Вопросы материаловедения, 2007. № 1 (49). - С.32-42.

51. В.В. Рыбин, В.А. Малышевский, Е.И. Хлусова, В.В. Орлов и др. Высокопрочные стали для магистральных трубопроводов // Вопросы материаловедения. 2009, № 3(59). - С.127-137.

52. Рыбин В.В., Малышевский В.А., Хлусова Е.И. Структура и свойства хладостойких сталей для конструкций северного исполнения // Вопросы материаловедения,2006. № 1 (45). - С.24-42.

53. Борцов А.Н., Шабалов И.П., Величко А.А. и др. Особенности многоэлектродной сварки под слоем флюса при производстве высокопрочных толстостенных труб// Металлург, № 4, 2013. - С.69-76.

54. Величко А.А., Борцов А.Н., Шабалов И.П., Франтов И.И., Уткин И.Ю. Взаимосвязь тепловых процессов с морфологией сварных соединений и перспективные виды сварки применительно к толстостенным электросварным трубам. // Металлург, № 3, 2014. - С.72-77.

55. Шарапова Д.М. О необходимости применения современного инструментария при исследовании структур в зоне термического влияния судостроительных сталей. -//Доклады Санкт-Петербургской международной научно-технической конференции, 1618 октября 2012 г. «Петраньевские чтения. Сварочные материалы -2012», - СПб.: Изд- во Политехн. ун-та, 2012. - С.202-209.

56.Петров Г.Л,ТумаревА.С.Теория сварочных процессов.М.:Высш.школа.1977.392с

57. Иванов А.Ю., Сулягин Р.В., Орлов В.В., Круглова А.А., Шарапова Д.М., Иванов С.Ю. Исследование структуры зоны термического влияния сварного соединения из стали класса прочности Х80 после имитационного моделирования термических воздействий // Вопросы материаловедения, 2010, № 1 (61). - С. 31-39.

58. Горынин И.В., Малышевский В.А., Легостаев Ю.Л., Грищенко Л.В. Высокопрочные свариваемые стали // Вопросы материаловедения. №3(20).1999.С.21-29.

59. Иванов А.Ю., Иванов С.Ю., Круглова А.А., Орлов В.В., Сулягин Р.В., Шарапова Д.М.. Прогнозирование структуры зоны термического влияния трубной стали класса прочности Х80. - // Сб. докладов XV междунар. научн.-техн. конф. «Проблемы ресурса и безопасной эксплуатации материалов и конструкций», Санкт-Петербург 27-29 октября 2009г.- СПб.: Изд-во СПбГУНиПТ, 2009. - С.243-248.

60. Круглова А.А., Орлов В.В., Шарапова Д.М.. Моделирование термических воздействий в зоне термического влияния при сварке высокопрочной трубной стали класса прочности К70. - // Сб. докл. XV междунар. научн.-техн. конф. «Проблемы ресурса и безопасной эксплуатации материалов и конструкций», Санкт-Петербург 27-29 октября 2009г. - СПб.: Изд-во СПбГУНиПТ, 2009.

61. Шарапова Д.М., Виноградов О.П., Круглова А.А., Орлов В.В.Моделирование тепловых воздействий в зоне термического влияния высокопрочной трубной стали класса прочности К70. // Тезисы докладов IX конф. молодых учен. и спец. 23-5 июня 2010г., Санкт-Петербург, - СПб.: Изд. ЦНИИ КМ «Прометей». 2010. - С. 71.

62. Технические требования для труб проекта "Бованенково- Ухта". Стандарт ОАО "Газпром". М.: 2008. - 26 с.

63. Барышников А.П., Шарапов М.Г. Сварка корпусных сталей для судостроения и морской техники.Под науч.ред.А.С.Орыщенко - СПб.:Изд-воПолитехн.Ун-та.2016.163 с.

64. Зубченко А.С., Федоров А.В., Нечаев Ю.В. Исследование причин растрескивания сварных соединений толстостенных сосудов давления при последующей термической обработке // Сварка и диагностика № 2, 2009. - С.21-25.

65. Москвитин Г.В., Поляков А.Н., Биргер Е.М. Применение методов лазерной сварки в современном промышленном производстве (обзор). Сварочное производство, 2012, №6. - С.36-47.

66.Смирнова Н.А, Мисюров А.И. Особенности образования структуры при лазерной обработке. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. «Машиностроение». 2012. -С. 115-129.

67. Пиринен М., Мартикайнен Ю., Иванов С.Ю., Кархин В.А. Сравнительный анализ микроструктуры ЗТВ при сварке высокопрочных сталей. // Сварочное производство, 2014, №4. - С. 13-18.

68. Назаренко O.K., Кайдалов А.А., Ковбасенко С.Н. и др. Электронно-лучевая сварка // Под. ред. Б.Е. Патона - Киев: Наук. думка, 1987. - 256 с.

69. Александров В.Н., Курта С.Н., Вовченко Н.В. и др. Отработка режимов ЭЛС высокопрочных и хладостойких сталей со сквозным проплавлением и по зазору с присадочной проволокой. Петраньевские чтения. Сварочные материалы - 2012: доклады Санкт-Петербургской международной научно-технической конференции, 16-18 октября 2012г. СПб.: Из-во Политехн. ун-та, 2012. - С. 124-131.

70. Khlusova, E. I.; Orlov, V. V. Change in the structure and properties in the heat affected zone of welded joints made from low-carbon ship-building and pipe steels. Metallurgist, vol. 56 issue 9-10 January 2013. p. 684 - 699.

71. Табатчикова Т.И. Перекристаллизация и возможность реализации бездифузионного у^а-превращения при сверхбыстром лазерном нагреве сталей. Физика металлов и металловедение, 2008, том 105, №3. - С. 294-318.

72. Mohrbacher H., (2005). Laser welding of modern automotive high strength steels. Proc. HSLA Steels 2005 and ISUGS 2005. HSLA Steels 2005 and ISUGS 2005, Sanya, 2005. - p. 582-586.

73. T. Seefeld, S. Grünenwald, U. Jasnau, D. Yapp, M. Kocak etc. Improvement in steel utilization and manufacturing by recent break-through in high-power fibre laser welding (FIBLAS). Publications Office of the European Union, 2012. - 100 p.

74. A. Els-Botes, P.J. Mc Grath and H.J. Pienaar. Bending Behaviour of Laser-formed High Strength Low Alloy (HSLA) Steel Sheet. R&D Journal, 2007, 23 (1) of the South African Institution of Mechanical Engineering. - p. 35-38.

75. А.А. Веденов, Г.Г. Гладуш. Физические процессы при лазерной обработке материалов. М., Энергоатомиздат, 1985. - 207 с.

76. Шоршоров М.Х., Белов В.В. Фазовые превращения и изменения свойств стали при сварке. Атлас. М., Наука, 1972. - 220 с.

77. Рыбин В.В., Малышевский В.А., Хлусова Е.И. Высокопрочные свариваемые улучшаемые стали. СПб.: Из-во Политехн. ун-та, 2016. - 212 с.

78. Старцев В.Н. Расчет формы лазерных сварных швов с глубоким проплавлением и зон термического влияния с применением методов математического моделирования взаимодействия излучения с материалом. Петраньевские чтения. Сварочные материалы -2015: Доклады Санкт-Петербургской международ. научно-технической конференции, 15-17 октября 2015г. СПб.:Тип. ЛТМ ИП "Трофимова Л.И." 2015. - С. 201-210.

79. Кирьян В.И., Миходуй Л.И. Проблемы использования новых сталей повышенной и высокой прочности в сварных конструкциях. // Автоматическая сварка, № 3, 2002. - С. 10-17.

80. Прангишвили И.В. О методах эффективного управления сложными системами. // Тр. 5-ой междунар. конф. "Когнитивный анализ и управление развитием ситуаций" (CASC'2005). 2005. - С. 7-15.

81. Величко А.А, Орлов В.В., Пазилова У.А., Сулягин Р.В., Хлусова Е.И. Оптимизация структуры и свойств зоны термического влияния сварных соединений высокопрочных трубных сталей. // Сварочное производство, № 9, 2014. - С.8-13.

82. Махненко В.И.Сапрыкина Г.Ю. Роль математического моделирования в решении проблем сварки разнородных сталей (Обзор) // Автоматическая сварка, № 3, 2002. - С. 18-28.

83. Силов В.Б. Принятие стратегических решений в нечеткой обстановке. М: ИНПРО-РЕС, 1995.

84.Кархин В.А.Тепловые процессы при сварке. СПб: Из-во Политех.ун-та, 2013 -

646с.

85. Coiffier J.C., Jansen J.P., Peru G. Combination of laser beam and submerged arc process for the longitudinal welding of large-diameter welded pipes// International symposium Safety in application of high strength steel, Trondheim, Statoil research centre, Norway, 1-2 July, 1997, EP TP 22/97.

86. Москвин Г.В., Поляков А.Н., Биргер Е.М. Применение методов лазерной сварки в современном промышленном производстве (Обзор) // Сварочное производство, № 6, 2012. - С.36-41.

87. Туричин Г.А., Цибульский И.А., Валдайцева Е.А., Лопота А.В. Гибридная лазерно-дуговая сварка металлов больших толщин// Сварка и диагностика, №3, 2009. -С.16-23.

88. Geiger M., Duflou J., Kals H.J.J. Developments and trends in laser welding of sheet metal// Advanced Materials Research (Vol. 6 - 8), may 2005. - p.59-70.

89. Мазур А.А., Маковецкая О.К. Технико-экономические аспекты применения электронно-лучевой сварки. Сварщик. 2016. № 1(107) - С. 23-30.

90. Гулаков КВ., Шарапова Д.М. Оценка влияния основных производственных факторов на качество продукции на основе когнитивной модели сварочного производства. - // Сварка и диагностика. 2014. № 4. - С. 30-35.

91. Березовский Б.М. Математические модели дуговой сварки. Т5. Температурные поля свариваемых изделий и термические циклы сварных соединений. Челябинск: Изд-во «Челябинский ЦНТИ». 2008. - 656с.

92. Материалы для судостроения и морской техники // Справочное издание. Судостроительные стали. Т.1. Под ред. Горынина И.В. СПб.: НПО "Профессионал". 2009. - 775с.

93. Ерофеев В.А., Масленников А.В. Физико-математическая модель процесса многопроходной дуговой сварки, Известия ТулГУ, сер. Компьютерные технологии в соединении материалов. Вып.3. 2005. - С. 246-255.

94. Karkhin V.A., Khomich P.N., Michailov V.G. Prediction of microstructure and mechanical properties of weld metal with consideration for real geometry. Proceedings of Joint International Conference "Computer Technology in Welding and Manufacturing and Information Technologies in Welding and Related Processes". Kiev. 2006. - p.162-166.

95. Касаткин О.Г. Расчетная оценка ударной вязкости низколегированного металла шва. Автоматическая сварка. 2005, №1. - С. 57-58.

96. Макарчук А.В., Макарчук Н.В., Старцев В.Н. Разработка математической модели многопроходной дуговой сварки. Вестник ГУМРФ им. С.О.Макарова, № 1, т.9. 2017. - С. 121-131.

97. Кривцун И.В., Семенов И.Л., Демченко В.Ф. Численный анализ процессов нагрева и конвективного испарения металла при обработке излучением импульсного лазера, Автоматическая сварка. 2010. №1. - С. 5-10.

98. Пряхин Е.И., Шарапова Д.М., Шарапов М.Г. Технологическая свариваемость низколегированных сталей при сварке под флюсом на высоких погонных энергиях. Сварочное производство. 2016. №4. - С. 3-15.

99. Лесков Г.И. Электрическая сварочная дуга. М.: Машиностроение. 1975. -336 с.

100. Сараев Ю.Н., Безбородов В.П., Григорьева А.А. и др. Управление структурой и свойствами сварных соединений технологических систем ответственного назначения методами адаптивной импульсно-дуговой сварки. Материалы междунар. н-т конф. "Сварка и родственные технологии в экстремальных и особых условиях 11-12 ноября 2014 г." СПб.: Изд-во Политехн. ун-та. 2014. - С. 198-204.

101. Шарапова Д.М., Пряхин Е.И., Старцев В.Н. Структуризация и моделирование процессов локальных кратковременных нагревов применительно к дуговым технологиям сварки и ремонта сварных соединений. - // Металлообработка. 2018. № 3 (105). С. 47-53.

102. Сараев Ю.Н., Лебедев В.А., Гладышев О.М., Федюкин С.В. Особенности разработки и производства малогаборитного сварочного оборудования для выполнения сварочно-монтажных и ремонтных работ в условиях низких климатических температур, экстремальных и особых условиях. Материалы междунар. н-т конф. "Сварка и родственные технологии в экстремальных и особых условиях 11-12 ноября 2014 г." СПб.: Изд-во Политехн. ун-та. 2014. - С. 205-211.

103. smtu.ru/ru/viewperon/1/

104. ilwt-stu.ru/institut/ataff/

105. Ольшанская Т.В. Теоретические и технологические основы формирования сварных соединений легированных сталей при электронно-лучевой сварке с разверткой луча. Автореферат диссертации на соискание ученой степени д.т.н. Пермь. 2018.

106. Сварка и контроль качества при строительстве магистральных и промысловых газопроводов. Методическое пособие. Специальная подготовка специалистов сварочного производства. М.: Изд-во АСЦ "ИТС СВП". 2018. - 133 с.

ПРОЕКТ

РЕМОНТ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ ИЗ СТАЛЕЙ ПОВЫШЕННОЙ

И ВЫСОКОЙ ПРОЧНОСТИ. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ИНСТРУКЦИЯ.

СОДЕРЖАНИЕ

1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ..............................................................................................129

2 НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ............................................................................................129

3 ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ....................................................................................130

3.1 Материалы и детали..................................................................................................130

3.2 Покрытые электроды................................................................................................130

3.3 Оборудование, аппаратура и инструмент...............................................................130

3.4 Квалификация рабочих.............................................................................................131

4 СОДЕРЖАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ..............................................131

4.1 Организация работ....................................................................................................131

4.2 Подготовка мест ремонта и ремонт.........................................................................132

4.3 Технологические указания по сварке и при ремонте............................................133

5 КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА..................................................................................................134

5.1 Общие положения и методы контроля....................................................................134

5.2 Внешний осмотр и измерения..................................................................................135

5.3 Капиллярная дефектоскопия ....................................................................................135

5.4 Радиографический контроль....................................................................................135

5.5 Повторный ремонт дефектных участков................................................................136

6 ТРЕБОВАНИЯ ОХРАНЫ ТРУДА..................................................................................136

РЕМОНТ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ ИЗ СТАЛЕЙ ПОВЫШЕННОЙ

И ВЫСОКОЙ ПРОЧНОСТИ. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ИНСТРУКЦИЯ.

1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Настоящий документ распространяется на ремонт машиностроительных деталей, изготовленных из сталей 07Г2НДМФБТ, 10ХН3МД, 10ХСНД, 15ХСНД ручным дуговым способом покрытыми электродами.

Предварительная выборка дефектных мест осуществляется вручную воздушно дуговой строжкой или механическим способом.

Документ регламентирует технологические процессы ремонта при изготовлении, монтаже и восстановлении вышедших из строя или изношенных в процессе эксплуатации машиностроительных деталей или узлов.

2 НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

В настоящем руководящем документе использованы ссылки на следующие документы:

ГОСТ 2.104-2006 ЕСКД. Основные надписи.

ГОСТ 12.1.004-91 ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования.

ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны.

ГОСТ 12.2.003-91 ССБТ. Оборудование производственное. Общие требования безопасности.

ГОСТ 12.3.003-86 ССБТ. Работы электросварочные. Требования безопасности.

ГОСТ 166-89 Штангенциркули. Технические условия.

ГОСТ 427-75 Линейки измерительные металлические. Технические условия.

ГОСТ 7512-82 Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Радиографический метод.

ГОСТ 9466-75 Электроды покрытые металлические для ручной дуговой сварки сталей и наплавки. Классификация и общие технические условия.

ГОСТ 18442-80 Контроль неразрушающий. Капиллярные методы. Общие требования.

ГОСТ 23055-78 Контроль неразрушающий. Сварка металлов плавлением. Классификация сварных соединений по результатам радиографического контроля.

ГОСТ 25706-83 Лупы. Типы, основные параметры. Общие технические требования.

ГОСТ Р ИСО 17637-2014 Контроль неразрушающий. Визуальный контроль соединений, выполненных сваркой плавлением

ОСТ 26-5-99 Контроль неразрушающий. Цветной метод контроля сварных

соединений, наплавленного и основного металла.

ПБ 03-273-99 Правила аттестации сварщиков и специалистов сварочного производства.

ПБ 03-495-02 Технологический регламент проведения аттестации сварщиков и специалистов сварочного производства.

РД 34.10.130-96 Инструкция по визуальному и измерительному контролю

РД 5.УЕИА.2821-2002 Спирт этиловый. Применение и нормирование. Инструкция.

ТУ 25.1894.003-90 Секундомеры механические. Технические условия.

СН 2.2.4/2.1.8.562-96 Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки. Санитарные нормы.

СН 2.2.4/2.1.8.566-96 Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий. Санитарные нормы.

ТУ 5.965-11433-91 Электроды покрытые металлические марки УОНИИ-13/45, УОНИИ-13/45Р для ручной дуговой сварки углеродистых и низколегированных сталей. Технические условия.

ТУ 5.965-11432-91 Электроды покрытые металлические марки УОНИИ-13/55Р, УОНИИ-13/55РМ для ручной дуговой сварки углеродистых и низколегированных сталей. Технические условия.

ТУ 5.965-11626-2004 Электроды покрытые металлические марок 48ХН-5 и 48ХН-5Р для ручной дуговой сварки. Технические условия.

ПР 50.2.006-94 Правила по метрологии. ГСИ. Порядок проведения поверки средств измерений.

ПР 50.2.016-94 Правила по метрологии. ГСИ. Требования к выполнению калибровочных работ.

ГОСТ 23338-91 Сварка металлов. Методы определения содержания диффузионного водорода в наплавленном металле.

3 ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

3.1 Материалы и детали

Поступающие в ремонт детали должны сопровождаться документом (сертификатом), удостоверяющим их качество и характеристики в соответствии с требованиями технических условий.

При отсутствии сертификатов, неполноте данных об испытаниях, сомнениях в качестве или соответствии материалов документам на предприятии-производителе ремонтных работ должны быть проведены испытания в соответствии с требованиями стандартов или технических условий.

3.2 Покрытые электроды

3.2.1 Для ручной дуговой сварки применяются покрытые электроды УОНИИ-13/45, УОНИИ-13/45Р (ТУ 5.965-11433), УОНИИ-13/55, УОНИИ-13/55Р (ТУ 5.965-11432); 48ХН-5, 48ХН-5Р (ТУ 5.965-11626).

3.2.2 Каждая партия электродов должна иметь сертификат предприятия - изготовителя с указанием марки, химического состава и механических свойств наплавленного металла.

3.2.3. Каждая партия электродов должна быть проверена на соответствие качества покрытия и сварочно-технологических свойств требованиям ГОСТ 9466 и на содержание диффузионного водорода в наплавленном металле по ГОСТ 23338. Технологические свойства электродов следует проверять при сварке контрольных сварных соединений. Особое внимание следует уделить контролю качества формирования корневого шва.

3.2.4. Перед проверкой и сваркой все электроды должны быть прокалены и храниться в сушильных шкафах и в электродных кладовых в соответствии с требованиями паспорта.

3.3 Оборудование, аппаратура и инструмент

3.3.1 Для дуговой сварки при ремонте машиностроительных деталей следует применять сварочные установки постоянного тока, обеспечивающие заданные режимы сварки и получение сварных соединений, удовлетворяющих требованиям чертежей. Предпочтение следует отдавать установкам с цифровым управлением процессом сварки.

3.3.2 Сварочное оборудование должно быть оснащено контрольными приборами: амперметрами и вольтметрами по ГОСТ 22261. Приборы должны обеспечивать погрешность, заданную технологическим режимом сварки. Все средства измерений должны быть поверены или калиброваны согласно требованиям правил по метрологии.

3.3.3 Каждый сварщик должен иметь набор вспомогательных инструментов: плоскогубцы комбинированные, разводной ключ, металлическую щетку, зубило, молоток, напильник. На рабочем месте должны быть необходимые измерительные инструменты (линейка металлическая по ГОСТ 427, угольник по ГОСТ 3749, штангенциркуль по ГОСТ 166) и лупа с увеличением от 3 до 6 крат по ГОСТ 25706). На сварочных участках должны иметься пневматические или электрические инструменты, требующиеся для удаления визуально обнаруживаемых при сварке дефектов (шлифмашины и фрезы).

3.4 Квалификация рабочих

3.4.1 К сварочным работам при ремонте неответственных деталей допускаются сварщики не ниже 4-ого разряда, при ремонте деталей более высоких групп ответственности не ниже 5-го разряда, аттестованные по I уровню в соответствии с Правилами аттестации сварщиков и специалистов сварочного производства и Технологическим регламентом проведения аттестации. Сварщики допускаются к тем видам работ, которые записаны в их удостоверениях.

3.4.2 К руководству работ по сварке при ремонте машиностроительных деталей допускаются мастера и технологи, аттестованные по II и III уровням в соответствии с правилами и технологическим регламентом, изучившие проектно-конструкторскую документацию и настоящий руководящий документ.

3.4.3 Перед допуском к работе сварщик должен выполнить в присутствии мастера контрольные сварные соединения, количество которых и методы контроля должны соответствовать требованиям картам технологических процессов и настоящего документа. После перерыва в работе сварщика свыше 3-х месяцев на данных материалах следует выполнить новое контрольное сварное соединение.

4 СОДЕРЖАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

4.1 Организация работ

4.1.1 Ремонтные работы должны выполняться в соответствии с технологической последовательностью ремонта деталей по утверждённым в установленном на предприятии порядке картам технологических процессов, разработанным на основании рабочих чертежей и настоящего руководящего документа.

В технологических картах должны быть указаны:

- номер чертежа детали; форма и способ выборки дефектного места; режимы сварки для заполнения разделки; род и полярность тока; положение швов в пространстве; марка и диаметр электрода;

- категория и методы контроля мест ремонта;

- дополнительная техническая информация (при необходимости).

Мастером, технологом и работниками технического контроля должен осуществляться систематический контроль соблюдения технологического процесса ремонта в соответствии с технологическими картами.

4.1.2.На ремонтных участках расположение деталей должно обеспечивать свободный подход и доступ к местам ремонта для удобства работ при подготовке к ремонту, выборке дефектных мест, их сварки и контроля качества, а в случае необходимости - для повторного ремонта.

4.2 Подготовка мест ремонта и ремонт деталей

4.2.1 Подготовка мест ремонта, выборка дефектов (форма разделки) должны соответствовать требованиям конструкторской, технологической документации и настоящей инструкции. Разделка должна быть произведена воздушно дуговой строжкой или механическим способом. Подготовленные к сварке кромки не должны иметь вырывов, забоин и заусенцев.

4.2.2 Подготовка мест ремонта выполняется в следующем порядке:

4.2.2.1. Выполнить подготовительную воздушно дуговую строжку до полного удаления дефекта с последующей механической зачисткой или выбрать дефект механическим способом в соответствии с технологической картой и эскизами 1-4. При ремонте детали с трещиной до начала работ по выборке дефекта концы трещины засверлить.

Эскиз 1. Схема выполнения выборок при удалении дефектов

Эскиз 2. Схема удаления внутренних дефектов

Эскиз 3. Схема ремонта дефектов типа подрез

Эскиз 4. Схема удаления группы дефектов (продольный разрез)

4.2.2.2. Перед сваркой место выборки дефекта должно быть проконтролировано методом капиллярной дефектоскопии по ГОСТ 18442-80.

4.2.2.3. Свариваемые кромки зачистить до металлического блеска вручную или с помощью угловой шлифовальной машинки металлической щёткой. Затем обезжирить этиловым спиртом по ГОСТ 18300.

4.2.3 Заварить выборку в соответствии с требованиями карты технологического процесса и настоящей инструкции. При ремонте глубоко расположенных дефектов на ответственных деталях толщиной свыше 20мм рекомендуется выполнить после заварки выборки на 50% промежуточный радиографический контроль по ГОСТ 7512-82 и ГОСТ 23055-78.

4.2.4 При ремонте деталей толщиной свыше 20мм на высокопрочных сталях 07Г2НДМФБТ, 10ХН3МД сварку выполнять с предварительным и сопутствующим подогревом. Температура подогрева 100-150 оС.

4.2.5 Наплавку 1 -го слоя выполнять толщиной не менее 4 мм, 2-й и последующие слои выполнять с обеспечением суммарной толщины наплавки более 9 мм. При сварке использовать электроды диаметром 3 мм.

4.2.6 После завершения наплавки, выполнить рентгеноконтроль ремонтного места по ГОСТ 7512-82 и ГОСТ 23055-78.

4.2.7 Выполнить механическую обработку поверхности детали в месте ремонта в соответствии с требованием чертежа детали.

4.2.8 Перед сдачей детали ОТК после чистовой механической обработки место ремонта должно быть проконтролировано методом капиллярной дефектоскопии по ГОСТ 1844280.

4.3 Технологические указания по сварке и при ремонте

4.3.1 Сварку ремонтных мест у неповоротных деталей следует выполнять участками в положении "на подъем", при этом первый проход начинается с потолочного положения при перемещении дуги снизу вверх.

4.3.2 При разделке дефектных мест на всю толщину детали в процессе сварки особое внимание должно быть уделено качеству выполнения корневых швов. Корневой шов выполняется с обратным формированием.

4.3.3 Корень шва должен быть проконтролирован снаружи (после зачистки металлической щёткой) визуально и методом капиллярной дефектоскопии по ГОСТ 18442-80. При ремонте ответственных деталей рекомендуется радиографический контроль корня шва по ГОСТ 7512-82 и ГОСТ 23055-78.

4.3.4 При заполнении разделки и выполнении технологической выпуклости («облицовки») следует применять электроды 03.

4.3.5 Зажигать дугу и начинать сварку следует в разделке или на наплавленном металле. Зажигать дугу при выполнении следующего прохода следует на выполненном участке шва с обеспечением перекрытия от 10 до 20 мм. Кратер шва необходимо заплавлять. Не допустимо выводить кратер на основной металл.

4.3.6 После каждого прохода выполненный шов должен быть очищен металлической щеткой и, при необходимости, другим механическим способом с применением ручного инструмента от шлака, окисной пленки и брызг, после чего шов и прилегающую зону основного металла необходимо подвергнуть визуальному контролю Обнаруженные дефекты (наплывы, неровности, места скопления пор, шлаковые включения, трещины и прочее) удаляются абразивным камнем или борфрезой до чистого металла и завариваются вновь.

4.3.7 В местах ремонта технологическая выпуклость должна быть в пределах от 1,0 до 5,0 мм. По ширине выпуклость должна перекрывать наружные кромки выборок на 1 -3 мм.

4.3.8 После выполнения сварки соединение очищается и проверяется на отсутствие дефектов с помощью визуального контроля по ГОСТ Р ИСО 17637-2014.

4.3.9 Место ремонта должно быть подвержено радиографическому контролю по ГОСТ 7512-82 и ГОСТ 23055-78.

4.3.10 Режимы для ручной дуговой сварки выбирать исходя из требования паспорта на покрытые электроды.

5 КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА

5.1 Общие положения и методы контроля

5.1.1 Контроль качества при ремонте деталей включает:

- предварительный;

- пооперационный;

- контроль качества мест ремонта после его завершения.

5.1.2 При предварительном контроле проверяется:

- квалификация рабочих, состояние оборудования и средств измерений;

- соответствие металла ремонтируемых деталей и сварочных материалов требованиям технических условий и ГОСТов.

5.1.3 При пооперационном контроле проверяется:

- соответствие качества подготовки мест ремонта требованиям рабочих чертежей и настоящего документа;

- соблюдение технологического процесса (режимы сварки, порядок наложения швов, качество послойной очистки шлака).

5.1.4 Контроль качества мест ремонта после его завершения производится следующими методами:

- внешним осмотром и измерением;

- капиллярной дефектоскопией;

- радиографией.

5.1.5. Допускаемое количество повторных ремонтов должно соответствовать Таблице 1. При выполнении повторного ремонта контролируется соблюдение всех требований настоящего документа.

Таблица 1 - Количество допускаемых локальных ремонтных нагревов деталей из сталей

разного уровня прочности

Марка стали Категория Электрическая дуга

прочности

Предел Малоответ- Повышенной Ответственные детали

текучести ственные детали ответственности

10ХСНД > 390 МПа Не ограничено Не ограничено Не ограничено

10ХН3МД > 490 МПа Не ограничено Ограничено не более 3 нагревов Ограничено не более 5 нагревов

> 590 МПа Ограничено не Ограничено не Ограничено не более 5

07Г2НДМФБТ более 2 нагревов более 3 нагревов нагревов

> 630 МПа Ограничено не Ограничено не Ограничено не более 3

более 1 нагрева более 2 нагревов нагревов

5.2 Внешний осмотр и измерения

5.2.1 Внешнему осмотру и измерениям подлежат:

- слой наплавленного металла на кромку разделки детали;

- корень шва после его выполнения;

- все места ремонта после их очистки от шлака, окалины, брызг металла и других загрязнений на ширине не менее 20 мм по обе стороны от шва и после механической обработки корня шва.

5.2.2 Требования, предъявляемые к сварным соединениям при контроле внешним осмотром и измерениями

5.2.2.1 Размеры усиления сварных швов должны находиться в диапазонах, указанных в рабочих чертежах с учетом требований настоящего документа. Измерения проводятся линейкой металлической по ГОСТ 427.

5.2.2.2 Подрезы в местах перехода от шва к основному металлу допускаются по глубине не более 10 % толщины стенки детали, но не более 0,5 мм (если нет иных требований рабочей документации). При этом общая протяженность подреза на одном сварном соединении не должна превышать 30 % длины шва. Измерения проводятся штангенциркулем по ГОСТ 166.

5.2.2.3 Поверхность шва должна быть мелкочешуйчатой; ноздреватость, свищи, скопления пор, прожоги, незаплавленные кратеры, наплывы в местах перехода сварного шва к основному металлу не допускаются.

5.2.2.4 Трещины всех видов и направлений в шве, в зоне термического влияния и в основном металле не допускаются.

5.2.2.5 Дефекты, не соответствующие требованиям, подлежат устранению при повторном ремонте. Все дефекты должны быть устранены до проведения последующих методов контроля.

5.3 Капиллярная дефектоскопия

5.3.1 Контролю методом капиллярной дефектоскопии подлежат:

- подготовленные под сварку места деталей;

- корень шва после его выполнения;

- шов после его выполнения и зачистки.

5.3.2. Капиллярная дефектоскопия должна проводиться цветным методом в соответствии с ОСТ 26-5. Класс чувствительности указывается в конструкторской или технологической документации, но не может быть менее III по ГОСТ 18442. Оценка результатов контроля проводится по нормам ОСТ 26-5 для 2 класса дефектности.

5.3.3. Все дефекты, обнаруженные этим методом контроля, должны быть устранены до проведения последующих методов контроля.

После проведения контроля должна производиться очистка конструкций от компонентов, использованных при контроле.

5.4 Радиографический контроль

5.4.1 Контролю радиографией подлежат:

- слой наплавленного металла на кромку разделки детали;

- корень шва при невозможности определить его качество другими методами и в сомнительных случаях (технологический контроль, вводимый производственным мастером и технологом);

- 100 % контролю все места ремонта после его завершения.

5.4.2 Радиографический контроль следует производить после устранения дефектов,

выявленных внешним осмотром и капиллярной дефектоскопии в случае ее проведения.

Перед контролем соответствующего участка детали места ремонта должны быть так замаркированы, чтобы их можно было легко обнаружить на картах контроля и радиографических снимках и обеспечить привязку результатов контроля к соответствующему участку детали в месте ремонта.

5.4.3 Радиографический контроль проводится по ГОСТ 7512 с обеспечением чувствительности на уровне класса 2. Качество сварки металла в местах по результатам радиографического контроля должно соответствовать 2-му классу классификации по ГОСТ 23055.

5.5. Повторный ремонт дефектных участков

5.5.1. Дефекты, обнаруженные в процессе контроля, должны быть устранены при повторном ремонте с последующим контролем исправленных участков.

5.5.2. Исправлению подлежат все дефектные участки, выявленные при внешнем осмотре и измерениях, контроле неразрушающими методами. Причем на участках, забракованных по результатам радиографического контроля, исправлению подлежат места, оцененные наибольшим баллом по нормам. В случае, если участки забракованы по сумме одинаковых баллов, исправлению подлежат участки с непроваром.

5.5.3. Исправлению путем местной выборки и последующей подварки (без повторной заварки всего места ремонта) подлежат участки сварного шва, если размер выборки после удаления дефектного участка не превышает значений, указанных в рабочей документации.

6 ТРЕБОВАНИЯ ОХРАНЫ ТРУДА

6.1 Опасными и вредными производственными факторами, сопутствующими всем операциям при проведении всех видов работ, связанных со сваркой, являются:

- сварочный аэрозоль, поступающий в воздух рабочей зоны;

- повышенный уровень светового излучения;

- повышенный уровень шума на рабочем месте;

- повышенный уровень вибрации на рабочем месте;

- повышенный уровень напряжения в электрических цепях;

- взрывоопасность и пожароопасность при работе с легковоспламеняющимися жидкостями (ЛВЖ) - бензином, ацетоном, спиртом и т.п.

6.2 Содержание вредных веществ в аэрозоле при сварке не должно превышать предельно допустимых концентраций (ПДК) по ГОСТ 12.1.005.

6.3 Запыленность и загазованность воздуха в помещении участка не должны превышать предельно допустимые концентрации вредных веществ по ГОСТ 12.1.005.

6.4 При выполнении работ по очистке и обезжириванию свариваемых деталей с применением ЛВЖ необходимо соблюдать требования ГОСТ 12.1.004.

6.5 Требования безопасности и производственной санитарии при проведении всех видов работ, связанных со сваркой, должны быть обеспечены соблюдением требований ГОСТ 12.1.004, ГОСТ 12.2.003, ГОСТ 12.3.003.

внедрения результатов исследований инж. Шараповой Д.М., выполненных в диссертационной работе на соискание ученой степени кандидата технических наук на тему «Эволюция структуры и свойств конструкционных низколегированных сталей при кратковременных локальных термических воздействиях концентрированными источниками тепла»

Основное содержание диссертации, выводы и результаты неоднократно представлялись научной общественности на конференциях, семинарах и совещаниях специалистов, работающих в области сварки, в организации которых непосредственное участие принимал НАКС.

Полученная инж. Шараповой Д.М. новая информация используется специалистами ООО «РСЗ МАЦ» НАКС в повседневной работе по контролю деталей и конструкций поднадзорных Ростехнадзору. Соответствующая информация о влиянии кратковременных локальных тепловых воздействий на деградацию свойств металла и необходимости ограничений количества ремонтов при исправлении брака или восстановлении деталей из низколегированных сталей доводится до специалистов при подготовке их к аттестации на соответствующий уровень.

Наибольший интерес для НАКСа представляют результаты, полученные Шараповой Д.М.. на основе разработанной в диссертации когнитивной модели процесса изготовления продукции (деталей, конструкций). Это новый научно-методологический подход к решению практических задач обеспечения качества продукции при её производстве основан на анализе когнитивной карты процесса изготовления продукции, которая устанавливает взаимосвязи и взаимовлияние основных производственных факторов (автор рассматривает 16 таких факторов-концептов). Из результатов моделирования следует, что наибольшим влиянием на качество продукции (концепт - «процент брака») обладает концепт «Аттестация и сертификация».

Таким образом, для НАКСа работа инж. Шараповой Д.М. имеет особую ценность, т.к. научно обосновывает ведущую роль оценки соответствия и надзорных органов в системе производства, деятельность которых в промышленности обеспечивает гарантированный уровень качества деталей и конструкций.

Ведущий специалист ООО «РСЗ МАЦ», к.т.н.

И.В.Чумакова

УТВЕРЖДАЮ Генеральный директор ООО "Завод технологических источников" У/_Е.И.Козырев

" С/_2018 г.

АКТ

внедрения результатов исследований Шараповой Д.М., выполненных в диссертационной работе на соискание ученой степени кандидата технических наук на тему «Эволюция структуры и свойств конструкционных низколегированных сталей при кратковременных локальных термических воздействиях

концентрированными источниками тепла»

В результате комплексных исследований инженера Шараповой Д.М., выполненных в диссертационной работе и направленных на исследование процессов деградации свойств низколегированных сталей при воздействии тепловых источников на материал в процессе изготовления деталей или изделий, автором рекомендовано управление термическим циклом посредством контроля за источником тепла. Эти рекомендации учтены в рабочей документации "ЗТИ" при разработке цифрового управления источниками питания, применительно ко всем видам технологического оборудования, в которых используется в качестве источника тепла электрическая дуга.

Такой подход позволяет заказчику в процессе эксплуатации оборудования гибко управлять технологическим процессом при его реализации и контролировать степень деградации свойств материала в зоне теплового воздействия с целью обеспечения высокого качества выпускаемой продукции.

Инженер Шарапова Д.М. лично принимала участие в оценке возможностей и эффективности применения цифрового управления дугой с целью снижения степени деградации свойств низколегированных сталей на участке перегрева в зоне теплового воздействия.

Заместитель генерального директора по НИР, к.т.н. ¿¿¿/^ А.В.Владимиров

«УТВЕРЖДАЮ»

АКТ

внедрения результатов диссертационных исследований на тему «Эволюция структуры и свойств конструкционных низколегированных сталей

при кратковременных локальных термических воздействиях концентрированными источниками тепла», представленных инж. Шараповой Д.М. в диссертационной работе на соискание ученой степени кандидата технических наук

Выводы и результаты исследований эволюции структуры и деградации свойств конструкционных низколегированных сталей при кратковременных локальных термических воздействиях концентрированными источниками тепла, представленные в диссертационной работе инж. Шараповой Д.М.. содержат технологические рекомендации, направленные на снижение отрицательного влияния тепловых воздействий на хладостойкие стали повышенной прочности. Эти результаты учитываются при разработке промышленных технологий создания судостроительных конструкций в условиях завода применительно к строящимся заказам.

Для специалистов предприятия практическую значимость имеют результаты исследований ремонтопригодности низколегированных сталей. Рекомендации, устанавливающие ограничения количества ремонтов при исправлении дефектов или восстановлении деталей, представленные в материалах диссертации и в разработанном автором проекте технологической инструкции, принимаются во внимание при ремонте сварных узлов судокорпусных конструкций, используются при ремонте деталей судового машиностроения, деталей различных машин и механизмов, эксплуатируемых на предприятии.

А.А. Аверьянов С.Г1. Мартьянов

А" (0 2018 г.

АКТ

внедрения результатов исследований, представленных инженером Шараповой Д.М. в диссертационной работе на соискание ученой степени кандидата технических наук

Тема диссертации: «Эволюция структуры и свойств конструкционных низколегированных сталей при кратковременных локальных термических воздействиях концентрированными источниками тепла».

Результаты исследований инженера Шараповой Д.М., представленные в диссертационной работе, включают выводы и технологические рекомендации, направленные на снижение отрицательного влияние тепловых краткосрочных воздействий на конструкционные хладостойкие низколегированные стали повышенной и высокой прочности. Для научных работников и специалистов значительный интерес представляют результаты исследований в части ремонтопригодности изделий из новых низколегированных сталей и экспериментально доказанное повышение прочностных характеристик, в том числе ударной вязкости в зоне термического влияния с применением лучевых технолог ий.

При выполнении работ по технологическому направлению «Судостроительное производство» в рамках целевой программы «Развитие гражданской морской техники на 2009- 2016 годы» с применением электронно-лучевой сварки были изготовлены детали изделий машиностроения и элементы конструкций морских нефтедобывающих платформ из хладостойких низколегированных сталей типа 10ХНЗМДБ по заказу ОАО «ПО «Сев.маш». При изготовлении этих деталей были использованы результаты исследований Шараповой Д.М.. что позволило повысить качество сварных соединений.

По завершению ОКР «Отработка технологии электронно-лучевой сварки конструкций из хладостойких сталей больших толщин» с учетом рекомендаций диссертационного исследования Шараповой Д.М. разработан и выпущен руководящий документ РД 5.УЕИА.3595 -2016 - «Электронно-лучевая сварка изделий машиностроения из различных материалов. Технологическая инструкция».

Ведущий научный сотрудник, к.т.н.

Е.Д.Бланк

Старший научный сотрудник, к.т.н.

Начальник участка, к.т.н.