Главная » 2014»Июнь»28 » Скачать Прогнозирование и разработка технологии изготовления высокоплотных тканей на бесчелночных ткацких станках. Юхин, Сергей Семенович бесплатно
10:42 PM
Скачать Прогнозирование и разработка технологии изготовления высокоплотных тканей на бесчелночных ткацких станках. Юхин, Сергей Семенович бесплатно
Прогнозирование и разработка технологии изготовления высокоплотных тканей на бесчелночных ткацких станках
Диссертация
Автор: Юхин, Сергей Семенович
Название: Прогнозирование и разработка технологии изготовления высокоплотных тканей на бесчелночных ткацких станках
Справка: Юхин, Сергей Семенович. Прогнозирование и разработка технологии изготовления высокоплотных тканей на бесчелночных ткацких станках : диссертация доктора технических наук : 05.19.03 Москва, 1996 471 c. : 71 97-5/6-2
Объем: 471 стр.
Информация: Москва, 1996
Содержание:
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1 ВЛИЯНИЕ ОСНОВНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТИТАНОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ НА ИХ СВОЙСТВА Ю
11Аналитическая оценка эффективности основных технологических операций изготовления штампосварных титановых конструкций
12Анализ существующих и перспективных методов технологических нагревов титановых конструкций
13Разработка перспективных направлений комплексного улучшения и экономической целесообразности технологических операций изготовления конструкций
Глава 2 ТРАДИЦИОНЫЕ И ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ, ПОДБОР ОБОРУДОВАНИЯ И МЕТОДИК АНАЛИЗА
21 Классический эмиссионный анализ
22Рентгенфлуоресцентынй анализ
23Обоснование критерия оптимального выбора используемых эталонов на базе математического метода фундаментальных параметров
Глава 3 ИССЛЕДОВАНИЕ КИНЕТИКИ ПРОЦЕССОВ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ С АТМОСФЕРОЙ ПРИ
НАГРЕВЕ
31Закономерность образования оксидов и нитридов при нагреве титановых сплавов
32Экспериментальные исследования газонасыщения поверхности титановых сплавов
33Мановакууметрические исследования взаимодействия атмосферы сухого воздуха с поверхностью титановых сплавов при нагреве
Глава 4 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПЕРСПЕКТИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ НАГРЕВА НА ИЗМЕНЕНИЯ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА И СВОЙСТВ ТИТАНОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ
41 Исследование изменения макро - микроструктуры
42Исследование изменения химического состава и газонасыщения
43Исследование изменения механических свойств
440птимизация параметров технологических нагревов и разработка новых технологий изготовления титановых конструкций
Глава 5 ВЛИЯНИЕ ДЕГРАДАЦИИ ПОВЕРХНОСТИ КРОМОК НА
ОККЛЮЗИЮ ЗАГРЯЗНЕНИЙ И СВОЙСТВА МЕТАЛЛА ШВА СВАРНЫХ ТИТАНОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ
51Исследование влияния разделительных операций и последующей обработки на формирование макро-микро рельефа стыкуемых кромок и окклюзию ими загрязнений
52 Экспериментальные исследования влияния деградации поверхности стыкуемых кромок на порообразования при сварке титановых заготовок
53У становление количественной связи между величиной деградации поверхности стыкуемых кромок и свойствами титановых конструкций
Введение:
Высокие механические и антикоррозионные свойства, значительная прочность (вдвое прочнее железа) при относительно небольшой плотности (значительно легче железа) делают титан весьма ценным конструкционным металлом, благодаря чему он достаточно быстро получил большое значение в современной технике. Основная масса титана потребляется военной промышленностью, главным образом, в самолётостроении, (двигатели, в том числе и реактивные, составные части планера, бронирование кабины и т. п.). Вместе с тем, повышение требований к современной авиационной технике привело к необходимости использования материалов с улучшенным комплексом механических свойств.
Титановые сплавы, в сравнении с традиционными алюминиевыми сплавами и сталями, являются наиболее технолого- и наукоемкими и вместе с тем остаются перспективными для многих областей применения благодаря таким механическим свойствам как высокая удельная прочность и сопротивление усталости, вязкости разрушения и коррозионной стойкости.
Актуальность проблемы заключается в том, что титановые сплавы менее технологичны по сравнению со сталями из-за низкой теплопроводности, высокой химической активности при штамповке, сварке и термообработке, ограниченных возможностях холодной деформации, хрупкости, газонасыщения, обезлегирования и окисления поверхностного слоя, порообразования при сварке. Сталкиваясь с существенными затруднениями при оптимизации параметров нагрева в различных средах под штамповку, сварку и термическую обработку штампосварных титановых конструкций, появляется необходимость в глубоком анализе изменения их химического состава, структуры и механических свойств.
Поэтому актуально исследование влияния всего технологического цикла: (используемый материал - раскрой - заготовка - термообработка -сварка и т.д.) на изменение содержания легирующих элементов и примесей и их влияния на механические свойства и надежность титановых конструкций, а так же дать объективную оценку современным аналитическим методам анализа химического состава.
В представленной диссертации, на базе проведенных исследований, показано изменения физико-химических свойств различных титановых сплавов, позволившее оптимизировать технологические операции изготовления из них конструкций и прогнозировать их свойства, сделать вывод об экономической приемлемости того или иного вида технологического нагрева.
Цель и задачи работы - провести исследование влияния различных параметров в технологических операциях на изменения физико-химических свойств титановых сплавов с применением новейших достижений аналитической химии для оптимизации техпроцессов изготовления конструкций и прогнозирования их свойств.
Для реализации поставленной цели в диссертационной работе решались следующие задачи:
•анализ влияния основных технологических операций изготовления титановых конструкций на их свойства и разработка методов их комплексного улучшения и экономической целесообразности;
•разработка нового подхода оценки методов исследования химического состава титановых сплавов, подбор оборудования и методик исследования;
•исследование кинетики процессов изменения химсостава и газонасыщения поверхностных слоев титановых заготовок при нагреве;
•установление критериев оптимизации методов защиты поверхности при нагреве титановых сплавов в процессе изготовления конструкций;
•исследование влияния разделительных операций на формирование химсостава и структуры кромок титановых заготовок и прогнозирование свойств штампосварных конструкций;
•разработка новых и оптимизация существующих технологий изготовления титановых конструкций;
•проведение производственных испытаний.
Методы исследования. При выполнении диссертационной работы применялись как традиционные методы аналитических исследований физико-химических свойств титановых сплавов (эмиссионная спектроскопия), так и современные, разработанные и осуществленные с применением высокочувствительных детекторов (диодные матрицы, мягкое ренгено-флуоресцентное излучение), а так же импульсный нагрев с последующей газоадсорбционной хроматографией в потоке инертного газа-носителя. Из числа известных использованы:
• квантометры ДФС-36 и МФС-8,
• спектрометр рентгеновский сканирующий кристалл-дифракционный «Спекроскан»,
• мобильный оптико-эмиссионный анализатор «ARC-met 930» фирмы METOREX.
• Металлографический комплекс на базе микроскопа AXIOVER 100А фирмы ZEISS.
Кроме того специальные методики: - безэталонные, рентген-флуоресцентные, моновакууметричский, акустико-эмиссионные.
На защиту выносятся следующие положения:
• анализ влияния технологии изготовления титановых конструкций на их свойства и обоснование методов их комплексного улучшения;
• обоснование выбора методов исследования химсостава титановых сплавов;
• влияние параметров (температура, время, давление) нагрева титановых заготовок в воздушной среде на формирование на их поверхности оксидных и нитридных пленок и газонасыщения;
• технологические особенности формирования поверхностного слоя титановых сплавов при раскрое на заготовки и нагреве их под штамповку и термообработку;
• результаты исследований влияния усовершенствованных и новых технологических процессов (мехобработка, штамповка, термообработка, сварка и др.) изготовления титановых конструкций на их химсостав, структуру и свойства.
Научная новизна работы заключается в следующем: -предложен высокоэффективный метод анализа химического состава титановых сплавов, разработанный на базе математического аппарата -«Метод Фундаментальных Параметров»;
•обоснован принцип выбора параметров нагрева титановых заготовок в воздушной атмосфере, по которым можно прогнозировать качество и свойства изготавливаемых конструкций;
•предложены и исследованы: способ создания автономной защитной атмосферы из азота воздуха для термической и химико-термической обработки конструкций; способ обезводораживающего отжига титана и его сплавов в условиях атмосферного давления; способ нанесения защитных покрытий на титановые заготовки для нагрева в воздушной среде;
•разработан классификатор разделительных операций и проведены исследования по прогнозированию свойств готовых конструкций в зависимости от технологической наследственности. Научная новизна подтверждена 5 патентами. Практическая ценность работы заключается в следующем: Разработаны и внедрены в производство при входном и технологическом контроле и исследовательской практике:
•методика количественного анализа сплавов ОТ-4, ВТ 1-00, ВТ 1-0, ОТ4-0, ОТ4-1, ВТ5, ВТ6, ВТ20, ВТ2 в соответствии с ГОСТ 19807-91;
•методика количественной оценки легирующих компонентов в поверхностном слое с использованием рентгеновской флуоресценции;
•методика качественного анализа по способу фундаментальных параметров без применения стандартных образцов на базе программного обеспечения «FPM».
Разработана и внедрена в производство усовершенствованная технология:
•термической и обработки конструкций на традиционном оборудовании в защитной среде азота воздуха;
•нанесения защитных эмалевых покрытий для нагрева титановых заготовок под штамповку в обычных камерных печах электросопротивления.
На базе исследования влияния на свойства титановых конструкций состояния формирования рельефа поверхности, толщины плотной оксидной пленки, толщины нитридной пленки предложен принцип обоснования выбора технологических разделительных операций при изготовлении конструкций и прогнозирование их свойств.
Предложен новый принцип обезводораживания титана и его сплавов в слое вибрирующих частиц, что позволяет в несколько раз уменьшить длительность процесса, исключить дорогостоящее вакуумное оборудование, увеличить производительность и снизить трудоемкость изготовления конструкций.
Разработан новый подход оценки методов исследования химического состава титановых сплавов, проведен подбор аналитического оборудования и методик, исследована кинетика процессов изменения химсостава и газонасыщения поверхностных слоев титановых заготовок при нагреве, установлены критерии оптимизации методов защиты поверхности при нагреве титановых сплавов в процессе изготовления конструкций, исследовано влияния разделительных операций на формирование химсостава и структуры кромок титановых заготовок и прогнозирование свойств штампосварных конструкций, разработаны новые и оптимизированы существующие технологии изготовления титановых конструкций. Проведены производственные испытания.
Установлена зависимость между предельными физико-химическими характеристиками титановых сплавов и видами их технологической обработки. При этом не только проводился анализ влияния основных технологических операций изготовления титановых конструкций на их свойства, но и проведена разработка методов их комплексного улучшения и экономической целесообразности.
Разработанные рекомендации по изготовлению титановых конструкций прошли опытно-промышленное испытание на КнААПО и внедрены в серийное производство отрасли.
Результаты работы в виде экспериментальных установок и оснастки внедрены в учебный процесс на кафедрах ТСП и МиТНМ КнАГТУ в курсах «Материаловедение и технология производства материалов», «Технология производства сварных конструкций» и используются при выполнении научно-исследовательской работы студентами и аспирантами.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на конференциях, в том числе:
1. Всесоюзная конференция «Использование современных физических методов в неразрушающих исследованиях и контроле» Хабаровск, 1989 г.
2. XVIII отраслевая научно-техническая конференция «Сратегия прогресса технологий производства XXI века», КнААПО-КнАГТУ, 1999 г.
3. III Всероссийская научно-практическая конференция «Современные технологии в машиностроении - 2000» Пенза, 2000.
4. Межрегиональная конференция «Роль науки, новой техники и технологий в экономическом развитии регионов» Хабаровск, 2001г.
Публикации. Основное содержание работы изложено в 10 статьях, 5-ти изобретениях.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 136 стр. машинописного текста, 40 рисунках, список литературы из 39 наименований и приложения.
