![]() |
|
сделать стартовой | добавить в избранное |
![]() |
Дефекты рельсовой стали |
Введение. Предпрокатный нагрев и прокатка являются не менее важными качествоформирующими технологическими операциями, чем выплавка и разливка стали. На стадии нагрева, наряду с влиянием металлургических факторов, происходит формирование необходимой пластичности (способности деформироваться без разрушения) и снижение сопротивления стали пластической деформации. Основными негативными факторами нагрева являются: интенсивное тепловое воздействие раскаленных печных газов на холодную заготовку при загрузке ее в печь и продолжительное нахождение стали в области высоких температур (900 – 1250 °С) в окислительной атмосфере методической печи. Прокатка сопровождается пластической деформацией металла, причем в соответствии с ГОСТ Р 51685–2000 общая вытяжка при прокатке рельсов из непрерывнолитых заготовок должна быть не менее 9,6. При этом существенную роль играют температурный режим, режим обжатий и калибровка валков. От их рационального выбора зависит эволюция большинства дефектов сталеплавильного происхождения. В частности, внутренние трещины могут получить развитие, выйти на поверхность, окислиться и привести к браку поверхности рельсов или завариться при пластической деформации с сохранением высоких механических свойств металла в области бывшего дефекта. Помимо трансформации имеющихся дефектов, прокатный передел является источником собственных дефектов, большинство из которых относится к разряду поверхностных. При определении дефектов прокатки использована широко распространенная терминология, соответствующая ГОСТ 21014–88. 1. Дефекты нагрева 1.1 Трещины При нагреве непрерывно литой заготовки с холодного посада, особенно в зимнее время, существует вероятность возникновения нарушений сплошности, связанных с действием температурных напряжений. В таких условиях образуются холодные трещины. Опасный с точки зрения трещинообразования температурный интервал 0 – 600 °С соответствует методической зоне нагревательной печи. При более высоких температурах сталь становится пластичной и происходит релаксация напряжений. Наиболее губительным для качества металла последствием действия температурных напряжений является разрушение заготовки на части, которое может происходить при охлаждении на складе или непосредственно в печи и сопровождаться шумовым эффектом (взрывом, треском). В методических печах разрушившиеся на части заготовки проваливаются между шагающими балками и нарушают дальнейший технологически процесс продвижения металла по печи; удаление их, как правило, затруднено. При нагреве поверхностные слои металла имеют более высокую температуру, чем центральные, и стремятся к удлинению, внутренние слои препятствуют этому процессу. Соответственно, в поверхностных слоях возникают напряжения сжатия, а в осевых – растяжения, наиболее опасные с точки зрения вероятности трещинообразования. Остаточные напряжения, возникшие в непрерывно литых заготовках после охлаждения, суммируются с временными напряжениями от нагрева и усиливают тем самым вероятность трещинообразования именно в осевой зоне непрерывно литой заготовки, ослабленной порами, микротрещинами и ликватами.
Внутренние трещины могут стать причиной возникновения скворечников или в процессе деформации образовать поверхностную трещину. Тот или иной вид разрушения может обнаруживаться только после окончания прокатки, как например, расслоение шейки рельса, приводящее к поломке рельсов в роликоправильной машине и надежно идентифицируемое при ультразвуковой дефектоскопии. Установление факта образования холодных трещин от температурных напряжений как первопричины других дефектов, в частности поломки рельсов в роликоправильной машине, в большинстве случаев затруднено. Это вызвано тесной связью и взаимным влиянием ряда факторов. Внутренние трещины могут образоваться как под влиянием только суммарной величины остаточных и временных напряжений, так и непосредственно от дефектов слиткового происхождения. На практике встречаются случаи как раз совместного влияния этих факторов, и установить доминирующую роль одного из них в некоторых случаях не представляется возможным. Меры предупреждения возникновения трещин от температурных напряжений следующие: замедленное охлаждение непрерывно литой заготовки после разливки вплоть до атмосферных температур, транспортирование теплых заготовок в вагонах-термосах, теплый (200 – 400 °С) или горячий посад непрерывно литой заготовки в методическую печь, поддержание температуры уходящих газов в методической зоне печи при холодном посаде непрерывно литой заготовки на уровне не более 600 – 700 °С. 1.2 Окисление (окалинообразование) В общем случае под окислением стали понимают процесс взаимодействия газов (воздуха, продуктов сгорания топлива или контролируемой атмосферы) с железом, сопровождающийся образованием слоя оксидов (окалины) на поверхности металла. Применительно к нагреву стали в пламенных печах перед обработкой давлением основными окислительными газами являются: углекислый газ (СО2), кислород (О2), водяной пар (Н2О), диоксид серы (SО2). Реакции окисления железа – экзотермические и происходят следующим образом: Fe 0,5O2=FeO,(1.1) 3FeO 0,5О2 = Fe304,(1.2) 2Fe304 0,5О2 = 3Fe203,(1.3) Fe C02 = FeO CO,(1.4) Fe H20 = FeO H2,(1.5) 3FeO C02 = Fe304 CO,(1.6) 3FeO H20 = Fe304 H2.(1.7) В процессе окисления слоя железа толщиной 1 мм образуется слой окалины толщиной до 2,8 мм. Высокотемпературное окисление – процесс встречной реакционной диффузии атомов кислорода и металла через кристаллические решетки твердых фаз, из которых состоит окалина. Его можно разделить на несколько этапов: диффузия кислорода к поверхности металла; адсорбция кислорода на поверхности; диффузия реагирующих веществ через слой оксидов навстречу кислороду; кристаллохимические превращения как следствие изменения состава и структуры решетки твердых фаз. Решающую роль при этом играет диффузия атомов железа наружу, а не процесс диффузии атомов кислорода внутрь металла. Температура является одним из наиболее мощных факторов, влияющих на окисление стали. Между интенсивностью окисления и температурой существует экспоненциальная зависимость. Время также оказывает сильное влияние на величину угара стали. Если в процессе нагрева не происходит разрушения слоя окалины, то зависимость массы металла, перешедшей в окалину, от времени нагрева подчиняется закону квадратного корня.
В реальных условиях может происходить разрушение слоя окалины, вызванное механическими воздействиями на заготовки при транспортировании в печи или напряжениями в самой окалине, вызванными различием удельных объемов окалины и металла, что приводит к отклонению от закона квадратного корня зависимости угара от времени. Характерно, что после разрушения слоя окалины происходит интенсификация угара. Наиболее опасным, с точки зрения потерь металла, является катастрофическое окисление. Оно происходит в тех случаях, когда в процессе нагрева окалина удаляется с поверхности металла, например вследствие оплавления, при этом поверхность всегда обнажена, а зависимость окисления от времени подчиняется почти линейному закону, и эффект замедления окалинообразования отсутствует. В порядке убывания активности окислительные газы пламенных печей можно расположить следующим образом: кислород, воздух, водяной пар, диоксид углерода. Сжигание топлива при коэффициентах расхода воздуха 0,6 – 0,9 изменяет кинетику процессов окалинообразования, структуру и свойства окалины, снижает интенсивность угара. Увеличение коэффициента избытка воздуха более 1,1, как правило, не влияет на интенсивность окалинообразования, поскольку в этом случае процесс окисления лимитирует не скорость подвода молекул кислорода к поверхности окалины, а их диффузия через нее к поверхности металла. В общем случае минимальное окисление стали будет происходить при таком режиме нагрева, когда интеграл по времени от температуры поверхности металла в области температур интенсивного протекания диффузионных процессов будет минимальным. При деформации НЛЗ, на поверхности которых имеется печная окалина, возможно образование целого ряда поверхностных дефектов. В соответствии с ГОСТ 21014 – 88 это такие дефекты, как (рисунки 1.1, 1.2): вкатанная окалина – дефект поверхности в виде вкраплений остатков окалины, вдавленной в поверхность металла при деформации; рябизна – дефект поверхности в виде мелких углублений, образующих полосы или сетку, наблюдаемых после удаления вкатанной окалины (глубина рябизны от вдавленной окалины может достигать 1,0–1,5 мм); раковины от окалины – дефект поверхности в виде отдельных углублений, частично вытянутых вдоль направления прокатки, образующихся при выпадении вкатанной окалины (отличаются от рябизны большими размерами и меньшим количеством). В соответствии с ГОСТ Р 51685–2000 поверхность рельса должна быть без раковин от окалины и рябизны. Окисление (окалина) оказывает отрицательное влияние не только на качество металлопродукции, но и на работу нагревательных печей и прокатного оборудования. Решающую роль на прочность сцепления окалины с металлом оказывает не изменение химического или фазового состава окалины, а состояние поверхности границы раздела металл – окалина. В случаях, когда проникновение оксидов в глубь металла по границам зерен отсутствует или весьма незначительно и между сталью и окалиной имеется резкая граница, при пластической деформации окалиноудаление происходит без особых затруднений, при этом поверхность отрыва достаточно гладкая. При удалении пористой окалины ее отделение может происходить по слою с наименьшей прочностью.
Блестящий стилист, Флобер оказал влияние на развитие реализма в мировой литературе. ФЛОГИСТОН (от греч. phlogistos - воспламеняемый - горючий), по представлению химиков кон. 17-18 вв., "начало горючести", гипотетическая составная часть веществ, которую они якобы теряют при горении и обжиге. Гипотеза флогистона опровергнута трудами А. Лавуазье. ФЛОГОПИТ - минерал группы слюд подкласса слоистых силикатов, К(Mg)3ФЛОКЕНЫ (нем. Flocken - букв. - хлопья), дефекты внутреннего строения стали в виде серебристо-белых пятен (в изломе) или волосовин (на протравленных шлифах). Встречаются главным образом в катаных или кованых изделиях; обусловлены повышенным содержанием водорода. ФЛОККУЛЫ (лат. flocculi - от floccus - клочок) (факелы хромосферные), волокнистые образования в хромосферном слое центров солнечной активности, имеют большую яркость и плотность, чем окружающие участки хромосферы, ориентированы вдоль силовых линий магнитного поля; являются продолжением факелов фотосферных в хромосфере. ФЛОКС - род в основном многолетних трав и полукустарников семейства синюховых. Ок. 60 видов, преимущественно в Сев
1. Вредные выбросы прокатного производства
2. Технология прокатного производства в крупносортном цехе
3. Контроль прокатного производства
4. Классификация и производство отливок из хладостойкой стали. Отливки из магниевых сплавов
12. Контактное окисление и адгезия к стали полиэтиленовых покрытий
13. Что стало бы с литературой, если бы не было музыки
15. Термическая обработка стали
16. Хладностойкие стали до -50
18. Разработка технологии плавки стали в электродуговой печи ДСП-80 и расчет ее механизма
19. Как Запад стал богатым: институциональне факторы роста
20. Дамасская сталь
21. Сталь самуpаев
25. Почему доктор Старцев стал "Ионычем"
26. Сварка стали
27. Трубы электросварные из коррозионно-стойкой стали
29. Влияние водорода на свойства стали
30. Выбор термообработки для метчиков и плашек изготовленных из стали У10
32. Прокатно-пресовое производство
33. Сталь и чугун
34. Сталь и чугун
35. Дамасская сталь и русский булат
37. Характеристика стали 30ХРА
41. Посуда из коррозионно-стойкой стали
42. Выбор режимов термообработки для стали 50Н
43. Изучение процесса сварки плавлением. Выбор режима ручной дуговой сварки конструкций из стали
44. Инструментальные стали. Стали для измерительного инструмента. Штамповые стали. Твердые сплавы
45. Материаловедческий анализ стали
46. Модернізація коробки швидкостей станка 6А56 для обробки жароміцної сталі
47. Обтачивание цилиндрического валика. Методы обработки изделий из стали
48. Основные виды термической обработки стали
49. Переработка автомобильного лома для получения стали
51. Разработка схемы источника "ПТИ" с использованием стали 45
52. Разработка технологического процесса термической обработки детали из стали марки 20ХНР
53. Разработка требований к автоматизации процесса испытаний стали арматурной
58. Конструкционные стали в машиностроении
59. Классификация и обработка сталей
61. Моделирование выплавки стали кислородно-конвертерным процессом
62. Заха Хадід - єдина жінка-архітектор, що стала лауреатом премії Прітцкера
63. Стальные конструкции - столетие каркасного строительства из стали
65. Контроль финансово-хозяйственной деятельности предприятия на примере ОАО "Уральская Сталь"
67. Развитие украинского экспорта металлопродукции в страны Арабского союза чугуна и стали
68. Производство отделочных работ
69. Производство работ по возведению жилого кирпичного здания
73. Производство по административным делам
74. Конкурсное производство в системе арбитражного управления
75. Третьи лица и установление фактов в особом производстве
76. Кассационное производство в гражданском процессе
77. Исполнительное производство в РФ (шпаргалка)
78. Некоторые категории дел бесспорного производства
79. Понятие и задачи таможенного оформления, порядок производства
80. Общие условия производства по делам о нарушении таможенных правил и их рассмотрения
81. Производство хитозана пищевого
82. Основные черты развития первобытнообщинного, рабовладельческого и феодального способов производства
83. Применение ЭВМ в управлении производством
84. ТИПИЧНЫЕ ДЕФЕКТЫ В КРИПТОГРАФИЧЕСКИХ ПРОТОКОЛАХ
85. Технология производства низина. Антибиотические свойства низина
89. Организация и производство обыска и выемки
90. Экологические проблемы развития промышленного производства
91. Расследование и учёт несчастных случаев на производстве
92. Проблемы экологии сельскохозяйственного производства
93. Экологические проблемы производства пластмасс
94. Развитие творческих способностей учащихся на уроках "Технология швейного производства"
95. Потребительские свойства сыров и формирование их в процессе производства
96. Бизнес-план "Производство маргарина"
97. Производство диетического хлеба