Главная страница
Навигация по странице:

  • 22.03.02.2020.980.00

  • курсач. Чванов И. С. Производство и особенности внепечной обработки высококачественной стали 30хгса челябинск юурГУ


    Скачать 0.65 Mb.
    НазваниеЧванов И. С. Производство и особенности внепечной обработки высококачественной стали 30хгса челябинск юурГУ
    Анкоркурсач
    Дата12.04.2022
    Размер0.65 Mb.
    Формат файлаdocx
    Имя файла6ccfb6d5-b186-467f-9889-3496b6c4628c.docx
    ТипДокументы
    #465674
    страница2 из 29
    1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   29






    1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ




      1. Описание стали


    Сталь 30ХГСА относится к группе легированных сталей. Состав ее регламентируется ГОСТ 4543-2016, согласно которому каждая буква и цифра обозначает определенное содержание определенных химических элементов и указана в таблице 1.
    Таблица 1 Химический состав стали 30ХГСА, ГОСТ 4543-2016 %)




    Химический

    элемент

    C

    Si

    Mn

    S

    P

    Cr

    Ni

    Cu




    Содержание,

    %

    0,28

    0,34

    0,9

    1,2

    0,8

    1,1

    0,025

    0,025

    0,8

    1,1

    0,3

    0,3


    Цифра 30 означает содержание углерода 0,28 – 0,34%. Углерод повышает твердость и прочность в сталях, но снижает пластичность и свариваемость. Х – хром (0,8 – 1,1%) повышает закаливаемость, коррозионную стойкость и жаропрочность сплава. Положительно влияет на сопротивление абразивному износу. Г – марганец (0,8 – 1,1%) удаляет вредные примеси кислорода и серы. Снижает риск образования окалин и трещин во время термообработки. Повышает качество поверхности. Помимо этого, способствует увеличению сталью пластичности и свариваемости. С – кремний также как марганец является сильным раскислителем. Повышает пластичность, не снижая при этом прочность. Увеличивает восприимчивость стали к термической обработке. Буква «А» расшифровывается как улучшенная. Это означает, что сталь прошла закалку с высоким отпуском. Особенности проведения закалки заключаются в нагреве стали до температуры 870 ºС и в последующем быстром охлаждении в масле или воде. Таким образом, происходит трансформация внутренней структуры, что способствует повышению механических характеристик 30ХГСА в 2,9 раза. Закалочные напряжения снимаются высоким отпуском: нагревом до 540 – 560 ºС. Помимо снятия напряжения, параллельно происходит увеличение упругих свойств. Сера (до 0,025%) и фосфор (до 0,025%) относятся к категории вредных примесей. Размеры их молекул слишком большие по сравнению со всеми вышеперечисленными элементами. Встраиваясь в кристаллическую сетку стали, сера и фосфор снижают ее устойчивость, тем самым снижая прочность сплава. Также в составе 30ХГСА имеется некоторый процент меди и никеля. Но их содержание настолько мало, что они не оказывают влияния на характеристики стали.

    Плотность 7850 кг\м3. Температура солидус около 1500 ºС. Теплопроводность находится в пределах 30 – 38 Вт\м∙К в зависимости от значения температуры. Коэффициент линейного расширения в среднем составляет 12,2 1\град. Электросопротивление 210 мкОм∙мм.
















    22.03.02.2020.980.00ПЗВКР

    Лист
















    7

    Изм.

    Лист

    докум.№

    Подпись

    Дата






    Марка 30ХГСА от обычных конструкционных сталей отличается повышенным значением прочности и устойчивости к ударным нагрузкам. Предел текучести равен 820 МПа. Полное разрушение стали происходит при нагрузке 980 МПа. Ударная вязкость составляет 127 КДж\м2. Обладает высокими пластичными свойствами: относительное удлинение 11%, а сужение 50%. Устойчива при работе в условиях переменных нагрузок. Предел выносливости 30ХГСА больше стали 45 ровно в 2 раза и имеет значение 490 МПа. Износоустойчива. Твердость находится в пределах 45 50 единиц по шкале Роквелла. Сталь сохраняет свои механические характеристики при температуре вплоть до 400 ºС.

    Маркировка 30ХГСА не относится к категории коррозионностойких материалов. Под влиянием водной среды на поверхности сплава начинает проступать ржавчина. Коррозионностойкость повышают путем использования специальных гальванических покрытий на основе хрома и цинка. Нанесение их осуществляется методом электролиза.

    Высокая пластичность стали позволяет применять для ее обработки штамповку и ковку. Упругие свойства стали также способствуют резанию: фрезерование, зенкерование и прочее. Для увеличения производительности данного процесса сталь предварительно отжигают. 30ХГСА относится ко 2-ой группе свариваемости. Особенности проведения сварки заключаются в необходимости прогрева стали до 250 ºС, что позволяет снизить вероятность образования трещин. При соблюдении данных условий сварные швы способны выдерживать нагрузку от 300 до 490 МПа в зависимости от типа нагрузки.
    1.2 Назначение выплавляемой стали
    Изначально, сталь марки 30ХГСА разрабатывалась советскими учеными как материал для авиационной промышленности. Элементы управления, педали и другие механизмы самолетов середины 20 века полностью изготавливали из данного сплава. Но наука не стояла на месте. Спустя некоторое время благодаря характеристикам сталь 30ХГСА нашла применение и стала доступной для остальных сфер промышленности. И сразу же началось массовое использование стали машино- и станкостроением.

    Благодаря всем вышеперечисленным характеристикам 30ХГСА имеет огромное практическое применение для разных отраслей промышленности: В строительстве из 30ХГСА делают крепеж, на который воздействует знакопеременный изгиб. Сюда относят анкерные болты, гайки, шпильки и прочее. До сих пор в авиастроении применяют как материал для изготовления расходных деталей самолетов: фланцы, валы и прочее. В машиностроении 30ХГСА нашла применение при производстве высокоответственных изделий, работающих в условиях переменных нагрузок: зубчатые передачи, шпиндели, валы, толкатели и т.д.

    Для дальнейшего использования в производстве организована поставка следующего вида заготовки:
















    22.03.02.2020.980.00ПЗВКР

    Лист
















    8

    Изм.

    Лист

    докум.№

    Подпись

    Дата






    • лист (ГОСТ 4543-2016). Листовой металл широко распространен при холодной или горячей штамповке;

    • поковки (ГОСТ 8479-70) используют в качестве основы при создании разных изделий:

    • трубы (ГОСТ 8733-74) распространены при создании систем отопления или транспортировки различный жидкостей;

    • металлопрокат (ГОСТ 4543-2016) применяется в машиностроительной области в качестве заготовки различный деталей.




      1. Технологическая схема производства стали


    Большинство различных марок стали и сталь марки 30ХГСА производятся по следующей технологической схеме рисунок 1
    Стальной ДСП-120 Агрегат ковш-печь лом (АКП)
    Жидкая сталь в

    ковше (готовая по МНЛЗ Сляб химическому

    составу)

    Рисунок 1 Технологическая схема
    В данной технологической схеме отсутствует применение технологии вакуумирования стали, так как это экономически не выгодно. Содержание газов (азота и водорода) строго не регламентируются, поэтому вакуумирование нецелесообразно. Вакуумирование приведет к повышению затрат на производство стали марки 30ХГСА и, как следствие, снижению полученной прибыли.


      1. Выбор оборудования для выплавки


    Дуговаясталеплавильнаяпечь

    Общая схема ДСП показан на рисунке 2. Она оснащается следующими основными элементами:

    • корпус;

    • футеровка;

    • свод;

    • водоохлаждаемые элементы и система охлаждения;

    • механизм открывания донного выпускного отверстия;

    • вторичный токоподвод, стойки электрододержателей с механизмом перемещения, шахта с системой направляющих роликов, портал с системой подъема и поворота свода, люлька и механизм наклона.
















    22.03.02.2020.980.00ПЗВКР

    Лист
















    9

    Изм.

    Лист

    докум.

    Подпись

    Дата






    Рисунок 2 Общая схема ДСП

    а – вид на рабочее окно; б– вид сверху; 1 – корпус; 2– футеровка; 3 – свод; 4 – электрододержатели; 5 – стойки электрододержателей; 6 – шахта с системой направляющих роликов и механизмом подъема свода; 7 – механизм поворота свода; 8 элементы портальной конструкции; 9 люлька с механизмом наклона

    печи; 10 фундамент; 11 патрубок газоотсоса сводовый; 12 загрузочная воронка; 13 система охлаждения печи; 14 рабочее окно; 15 вторичный токоподвод; 16 – сталевоз
















    22.03.02.2020.980.00ПЗВКР

    Лист
















    10

    Изм.

    Лист

    докум.

    Подпись

    Дата
    1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   29


    написать администратору сайта