Помощь в написании студенческих работ
Антистрессовый сервис

Факторы неоднородности качества листовых сталей и методы их оценки

Диссертация: Факторы неоднородности качества листовых сталей и методы их оценки
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

В конструкционных низколегированных сталях (типа 09Г2ФБ, 10Г2ФБЮ), разлитых на MHJI3, асимметричная структура слитка наследуется при последующем переделе, что приводит к неоднородности микроструктуры листа по сечению и появлению дефектов в листе и трубе. Для выявления структурных причин неоднородности вязкости, предложен способ построения карт распределения неметаллических включений (определяемых… Читать ещё >

Факторы неоднородности качества листовых сталей и методы их оценки (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Содержание

  • 1. Структурные и металлургические факторы определяющие качество стали
    • 1. 1. Низколегированные конструкционные стали
    • 1. 2. Влияние легирующих элементов на свойства стали
    • 1. 3. Механизмы упрочнения
    • 1. 4. Закономерности диффузионного распада аустенита и влияние параметров охлаждения на структуру стали
      • 1. 4. 1. Перлитное превращение 18 1.4.1.1 Влияние легирующих элементов на перлитное превращение
      • 1. 4. 2. Бейнитное превращение
    • 1. 5. Виды аномальных разрушений и причины их появлений
    • 1. 6. Факторы пластичности и вязкости 24 1.6.1 Влияние структуры и ее неоднородности
    • 1. 7. Технология формирования качества
      • 1. 7. 1. Непрерывная разливка стали 3 О
      • 1. 7. 2. Контролируемая прокатка
      • 1. 7. 3. Нормализация
      • 1. 7. 4. Закалка и отпуск
    • 1. 8. Методы анализа и контроля качества
    • 1. 9. Средства автоматического контроля количественных характеристик разномасштабных структур
    • 1. 10. Цифровые методы обработки изображений
  • 1.
  • Выводы по литературному обзору
    • 1. 12. Постановка задачи
  • 2. Материал и методика исследования
    • 2. 1. Технология получения исследуемых сталей
    • 2. 2. Механические испытания
    • 2. 3. Оценка структур и изломов
    • 2. 4. Анализ неметаллических включений
  • 3. Результаты и их обсуждение 51 3.1 Использование баз данных производственного контроля для выявления причин разброса качества металлопродукции
    • 3. 1. 2. Многофакторный линейный регрессионный анализ
    • 3. 1. 3. Корреляционный анализ
    • 3. 1. 4. Метод контрольных карт
    • 3. 1. 5. Приемы когнитивной графики. 67 3.2 Факторы неоднородности пластичности и вязкости листовых сталей
    • 3. 2. 1. Исследование микроструктуры и её роли в разрушении
    • 3. 2. 2. Оценка неметаллических включений
    • 3. 2. 3. Анализ макроструктур. 77 3.3. Разработка автоматических методов количественной оценки разномасштабных структур
    • 3. 3. 1. Предварительная обработка изображений
    • 3. 3. 2. Удаление статических шумов с изображений
    • 3. 3. 3. Поиск включений на бинаризированном изображении
    • 3. 3. 4. Составление панорамы расположения включений (общий случай) 97 3.4 Практическое применение компьютеризированных методов измерения загрязненности стали включениями
    • 3. 4. 1. Анализ загрязненности стали неметаллическими включениями
    • 3. 4. 2. Анализ серных отпечатков
    • 3. 4. 3. Используемые программные средства
  • Заключение
  • Список используемых источников
  • Приложение

Для магистральных газопроводов и толстого листа в строительстве и судостроении используют лист из низколегированных сталей, у них сходны многие нормы качества. При их производстве обычно сильно выраженная технологическая наследственность. Варьирование технологических параметров в пределах, как правило, широкого поля допуска технологии приводит к значительному разбросу качественных показателей металлопродукции и даже появлению, внезапных вспышек брака. Причиной этому является различие в эволюции структур и дефектов в ходе технологической цепочки, что приводит к формированию развитой структурной неоднородности, появлению аномалий разрушения и потере качества в итоге. Очевидно, что без оценки геометрии различных структур механизмов, их совместного участия в разрушении невозможна выработка соответствующих приемов управления качеством стали в частности его металлургической составляющей. Роль последней существенно возрастает в связи с увеличение потребности в высокопрочных сталях. Однако все эти вопросы не получили необходимого отражения в исследовательской и технологической практике, в частности в связи с отсутствием объективных методов контроля таких стрзтстур. Это и определило актуальность постановки настоящей работы и ее цели.

Заключение

.

1. Показано, что в низколегированных сталях (трубных и строительных) эволюция структур в ходе технологического передела играет существенную роль в формировании разномасштабной структурной неоднородности, что в итоге, приводит к разбросу качества металлопродукции.

2. В конструкционных низколегированных сталях (типа 09Г2ФБ, 10Г2ФБЮ), разлитых на MHJI3, асимметричная структура слитка наследуется при последующем переделе, что приводит к неоднородности микроструктуры листа по сечению и появлению дефектов в листе и трубе.

3. Существующие методы производственного контроля качества процесса и продукции листа не всегда выявляют дефекты стали, имеющие металлургическую природу, что повышает риск их появления в конечном изделии.

4. Для выявления структурных причин неоднородности вязкости, предложен способ построения карт распределения неметаллических включений (определяемых морфологически и по серному отпечатку) с использование локальной схемы выбора контраста.

5. Установлено что, причиной снижения ударной вязкости в стали 12Г2СБ послужили кластеры оксидов алюминия ~ 600−1500мкм. (размер включений от 3 до 8 мкм), расположенных параллельно поверхности листа. Появление расслоя в сталях 09Г2ФБ и 10Г2ФБЮ более вероятно когда, загрязненность неметаллическими включениями, в середине листа в 1,25 раза и выше чем на его периферии.

6. Показано, что для сталей 16Г2АФ и 17Г1С-У провалам ударной вязкости соответствует аномалия вязкого разрушения — шиферообразный излом. Его образование обусловлено совместным действием на разрушение ниток (плен) сульфидов и феррито-перлитной полосчатости. Появление разномасштабных структур — дальние последствия ликвации.

7. На основе «раскопок данных» производственного контроля качества показана низкая эффективность сужения поля допуска для стабилизации качества металлопродукции. Развиты приемы когнитивной графики для определения областей с доминирующим типом зависимости.

8. Еще раз подтверждено, что испытания на растяжение в третьем направлении (сталь 09Г2С) весьма эффективны для выявления металлургических факторов, лимитирующих пластичность и вязкость листа.

Показать весь текст

Список литературы

  1. В.И., Тимошенко И. О., Нуриахметов Ф. Д., Коликов А. П. Развитие производства труб большого диаметра // Сталь. 2004. № 10. С.52−54.
  2. Сталь на рубеже столетий / Колл. авторов. Под научной редакцией Ю. С. Карабасова. М.: МИСИС, 2001, 664 с.
  3. Смирнов J1.A., Беленький Б. З., Носов С. К., Ровнушкин В. А., Аршанский М. И., Егоров В. Д. Качество толстого листа категории Х60 из стали, микролегированпой ванадием // Сталь. 2004. № 2. С.44−47.
  4. ГОСТ 9454–78. Металлы. Метод испытания на ударный изгиб при пониженных, комнатной и повышенных температурах. — Переизд. Окт. 2002 с изм. I, 2. М.: ИПК Издательство стандартов, 2002.
  5. Новые материалы / Колл. авторов. Под научной редакцией Ю. С. Карабасова. М.: МИСИС, 2002, 736 с.
  6. Специальные стали: Учебник для вузов / М. И. Гольдштейн, С. В. Грачев, Ю. Г. Векслер — 2-е изд., перераб. и доп. М.: МИСИС, 1999, 408 с.
  7. Г. А., Ливанова О. В., Дмитриев В. Ф. Деградация свойств металла при длительной эксплуатации магистральных трубопроводов // Сталь. 2003. № 2. С.84−87.
  8. А.А., Дильман B.JI. Трещиностойкость и ударная вязкость прямо- и спиральношовных труб // Сталь. 2001. № 10. С.44−49.
  9. Бернштсйн M. JL, Займовский В. А. Механические свойства металлов. — М.: Металлургия, 1979,-495 с.
  10. Hydrogen Permeability of ЕР-838 and KH12G20V Reactor steels after alloying and thermal treatment / V.V. Fedorov, R.I. Korolyuk, T.M. Zasadnyi, Ya.M. Ivaniv // Materials Science.- 2000,-V.36.-N4.
  11. Л.И., Ильинский В. И. Голованов А.В., Морозов Ю. Д. Металловедческие основы получения хладостойких трубных сталей путем высокотемпературной контролируемой прокатки // Сталь. 2003. № 6. С.69−72.
  12. Medina S.F. Hernandez С.А. General expression of the Zener-Hollomon parameter as a function of the chemical composition jf the low alloy and microalloyed staals // Actamater.-1996. V.34.№ 1. P. 137−148.
  13. J., Morris J.W. -Phil. Mag. Letters, 1990, V.62, № 1, p.33
  14. И.М., Литвиненко Д. А., Рудченко A.B. Производство и свойства низколегированных сталей. -М.: Металлургия, 1972. 256с.
  15. Mahgen W., Nembach Е., Acta Met., 1989, V37, № 5.р.1451.
  16. B.C. Механические свойства металлов. -М, МИСнС, 1998. С. 400.
  17. П.Г., Фридман Л. Б., Анизотропия механических свойств металла, 2-е изд., -М.: Металлургия, 1986, С.224
  18. Ren В., Li Z., Morris J.G., -Scripta Met. Mat, 1994, Y.31, № 4
  19. Adams B.L. Kinderlehrer P., Scripta Met, Y.38, № 5, 1998, P.531−536
  20. Cho K., CM J.C., Duffy J., -Met. Trans. A, 1990, V.21A,№ 5, P. l 161−1223
  21. В.И., Рубенчик Ю. И., Окенко А. П., Неметаллические включения и свойства стали, -М.: Металлургия, 1980, С. 176
  22. А., Мей М., Вязкость разрушения опытных высокопрочных сталей //Вязкое раз рушение высокопрочных материалов, -М., Металлургия, 1973, С.161−163
  23. Коттрелл К. Л. Влияние примесей на вязкость разрушения высокопрочных сталей Вязкое разрушение высокопрочных материалов, -М., Металлургия, 1973, С. 194−201.
  24. Spitrig W.A.//Electron Microfractography.-Philadelphia. -ASTM, STP 453 -1969, P.90−110
  25. Alan A.M., Chieragatti R., Acamatsu M. Scripta Met, Y.37, № 10, 1997, P.1559−1567
  26. Kolednik O., Albrecht M., Berchthaler M., Acta Met. Mat., Y.44.№ 8,1996, P.3307−3319
  27. Shinozaki K., WanaX., North T.N., Met. Trans A., V.21A,№ 5,1990, P.1287−1297
  28. Т. Научные основы прочности и разрушения материале, Киев: Наукова думка, 1978, С.352
  29. Pcllissier G.//Engineering fracture Mechanics, 1968, № 1, P.18−24.
  30. М.Л., Займовский B.A. Механические свойства металлов, М."Металлургия, 1979, С.495
  31. Nong М., Hwang U., Scripta Mat., V.37, № 11, 1997, P. 1637−1642.
  32. A.X., Теоретические аспекты процесса разрушения //Атомный механизм разрушения,-М, Гос. Научно-техническое изд. по черной и цветной металлургии, 1963, С.30−68.
  33. М.И., Грачев СВ., Векслер Ю. Г. Специальные стали -М.: Металлургия, 1985.-408 С.
  34. М.Л., Прочность стали, -М, Металлургия, 1973, С. 200.
  35. Л.И. Теория и технология упрочнения металлических сплавов. Новосибирск: Наука. Сиб. Отд. 1990. С. 306.
  36. Большаков В. И, Рычагов В. Н. Сопротивление разрушению строительных сталей послетермомеханической обработки. //МиТОМ, 1990, № 10, С.85−87.
  37. В.М., Стародубов К. Ф., Кусенко И. В. Электронномикросопическое исследование тонкой структуры низколегированной стали после контролируемой прокатки и прямой закалки.// ДАН УССР. Серия А. 1983. № 8. С76−78.
  38. В.И., Монгай И. А., Котова Л. И., Погребная Н. Э. Повышение качества и надежности высокопрочных конструкционных сталей методами субструктурного упрочнения., //МиТОМ, 1985, № 8. С.42−48
  39. Tither G., Kewel J. Properties of directly quenched and tempered structal steel plate/ J/ Iron and Steel Inst. 1970. V.207,№ 7. PP. 686−694.
  40. СМ., Орджоникидзе Н. Ш., Пузачев В. И., Семичева Т. Г., Разработка технологии производства листового проката для крупногабаритных конструкций. Черная металлургия России и стран СНГ в 21 вске.-М.:Металлургия, 1994, С75−77.
  41. М.А. Диаграммы горячей деформации, структура и свойства сталей. Москва. Металлургия, 1989. С.543
  42. М.Е. Повышение прочности толстолистового проката.// Сталь 1990.№ 3. С.74−77
  43. Т.В., Фролов В. Ф., Высокопрочные хладостойкие трубы широкого сортамента из технологичных хорошо свариваемых сталей, Черная металлургия России и стран СНГ в 21 веке,-М, Металлургия, № 4, 1994, С.98−99.
  44. М.А. «Прочность сплавов». Часть 2. Деформация. Учебник для вузов.- М.: «МИСиС», 1997 г.
  45. Гольдштейн М. И, Грачев С. В, Векслер Ю. Г. Специальные стали. Учебник для в 2-е изд — М.: «МИСиС», 1999 г.
  46. В.Б. Прокатное производство., М.: Металлургия, 1987 г.
  47. Л.И., Ильинский В. И., Морозов Ю. Д., Голованов А. В. Разработка и промышленное опробование трубной стали повышенной прочности и хладостойкости с преимущественно бейиитной структурой// Сталь. 2003. — № 9.
  48. КаптюгИ.С., Голубев А. Я. Шиферный излом и расслоения в стали. М.: Металлургия, 1982, 88 с.
  49. А.Г., Штремель М. А., Косырев К. Л. Области влияния примесей на ударную вязкость толстолистовой стали // Сталь.- 2004.- № 5.- с. 95−97.
  50. А.А., Герасимова Л. П. Дефекты в металлах. Справочник-атлас. М.:Русский университет, 2002 г.
  51. ГОСТ 5950–2000. Прутки, полосы и мотки из инструментальной легированной стали. Общие технические условия. — Переизд. Сент. 2004 — М.: ИПК Издательство стандартов, 2004.
  52. А.П., Исаев О. Б., Матросов Ю. И., Носоченко А. О. «Центральная сегрегационная неоднородность в напрерывнолитых листовых заготовках и толстолистовом прокате» М:.Металлургиздат 2005 г. 133с.
  53. В.М., Горбатенко В. П., Морозов Ю. Д., Филиппов Г. А., Чевская О. Н., Лях С.Ю. Оценка анизотропии механических свойств и трещиностойкости листов и труб большого диаметра// Сталь.- 2001.-№ 1.- с.65−69.
  54. М.Л. Структура деформированных металлов М.: Металлургия, 1977, — 432 с.
  55. Е.К., Степашин A.M., Александров С. В., Гаврилов А. В. Освоение производства листового проката класса прочности К52 для сварных газонефтепроводных труб из дисперсионно-упрочняемых сталей // Металлург.- 2000, — № 2.- с.43−46.
  56. М.А. Инженер в лаборатории (организация труда). — М.: Металлургия, 1983 г. 57. http://www.statsoft.ru58. http://www.bio.ru
  57. А.В., Сидоренко Е. Н. Методы и аппаратура анализа структуры микрошлифов металлов Муром, ин-т Владимир, гос. ун-та — Муром, 2001
  58. С.С. Цифровая обработка и анализ изображений Ташкент: НПО «Кибернетика» АН РУз- 1994- 193 с.
  59. Д.Е., и др. Обработка УЗИ-снимков. Проблемы передачи и обработки информации в информационно-вычислительных сетях: Тез. докл. 7-го Международного научно-технического семинара / Под ред. И. А. Цветкова. М.: НИЦПрИС, — 1997. с. 50 51
  60. У. Цифровая обработка изображений: Пер. с англ. М: Мир, 1982.
  61. С.А., Фонштейн Н. М. Двухфазные низколегированные стали. М.:Металлургия. 1968 г. 165с.
  62. ТС 13 657 842−150−2006 О производстве листовой стали марки 09Г2ФБ
  63. Н.М., Манохин А. И. -«Научные труды» (ЦНИИЧМ), вып. 69. М., «Металлургия», 1969, с. 85−92. с ил.
  64. А.П., Исаев О. Б., Матросов Ю. И., Носоченко А. О. «Центральная сегрегационная неоднородность в напрерывнолитых листовых заготовках и толстолистовом прокате» М:.Металлургиздат 2005 г. 133с.
  65. Технический отчет. Повышение категории прочности высоконагруженных деталей из сталей типа 38ЧНЗМФА путем выплавки её из первородной шихты скрап-процессом в кислой мартеновской печи и совершенствования режима термообработки — МИСИС, 1987.
  66. А.В., Соколовская Э. А., Сухова В. Г., Марков Е. А., Арсенкин A.M., Салихов Т. Ш., «Наблюдение и измерение характеристик структур, пластичности и вязкости в конструкционных сталях» // Металловедение и термическая обработка металлов. 2009. № 5.
  67. А.В., Соколовская Э. А., Салихов Т. Ш., Кудрявцев Д. В., Скородумов С. В., «Совместное измерение разномасштабных структур при оценке причин неоднородности вязкости» // Изв. вузов. Черная металлургия 2009.№ 5.
  68. А.В., Соколовская Э. А., Салихов Т. Ш., Пономарёва М. В., Скородумов С. В., Глухов М. Г. Оценка неоднородности качества листовых сталей // Изв. вузов. Черная металлургия. 2008. № 11. С. 30−36.
  69. И.П., Морозов Ю. Д., Эфрон Л. И. Стали для труб и строительных конструкций с повышенными эксплуатационными свойствами. М.: Металлургиздат 2003 г. 519с.
  70. И.П., Шафигин З. К. Обобщенное исследование по снижению затрат при производстве толстолистовой стали на реверсивном и планетарном стане. М.: Теплоэнергетик. 2003.-304с.
  71. А.А. Механические свойства и модели разрушения металлов. Екатеринбург 2002 г.
  72. А.П., Фонштейн Н. М., Анашенко В. Н. и др. Механические свойства железа и стали, содержащих дисперсные нитриды ванадия и ниобия // МиТОМ. 1976. № 12. С.51−55.
  73. Я.П., Ковальчук Г. З. Сульфиды в сталях и чугунах. М.:Металлугрия 1988 г.-247с.
  74. М.А., Счастливцев В. М., Журавлев Л. Г. Основы термической обработки стали — М.: Наука и технологии, 2002 г. 519с.
  75. М.Е. Теория термической обработки. — М. гМеталлургия, 1984 г. — 328с.
  76. Диаграмма горячей деформации, структура и свойства сталей: Справочник / Под.ред. Берштейна М. Л. М.:Металлургия, 1989 г. — 544с.
  77. А.А., Ковалев П. В., Рябошук С. В., Малахов Н. В., Милейковский А. Б., Зинченко С. Д., Немтинов А. А. Металлургическая экспертиза как основа определения природы дефектов металлопродукции // Черные металлы, июль-август 2007. С. 17 23.
  78. Л.И. Статистическая зависимость механических свойств сталей от величины зерна//МиТОМ. 1975 № 2. С. 16−22.
  79. М.И., Громова Г. П. Включения в легированных сталях. М.: Металлургия, 1972. -215с.
  80. А.В., Соколовская Э. А., Арсенкин A.M., Салихов Т. Ш. Микрорельеф вязкого разрушения. «Прочность и разрушение материалов и конструкций»: Материалы V Международной научной конференции. Т.1. 12−14 марта 2008 г. Оренбург. С. 55.
  81. Г. В., Ботвина JI.P., Клевцова Н. А., Лимарь Л. В. Фрактодиагносгика разрушения металлических материалов и конструкций. // Уч. пособие для вузов. М.: МИСИС, 2007 г. — 264с.
  82. Г. С., Позняк Л. А. Микронеоднородность металлов и сплавов. М.:Металлургия, 1985 г.-216с.
  83. В.П., Явойский В. И. Газы в стали и качество металла. — М.:Металлургия, 1983. -232с
  84. Д. Основы механики разрушения. / Пер. с англ. М.: Высшая школа, 1980. — 360с.
  85. Л.А. Статистические методы контроля качества продукции / М.: Издательство стандартов, 1989. —386с.
  86. А.А., Филиппов Ю. Д. Стандартизация статистических методов управления качеством. — М.: Издательство стандартов, 1989. — 254с.
  87. Нейроинформатика / под ред. Е. А. Новикова. — Новосибирск: Наука, 1998. — 296с.
  88. Чистая сталь / Пер. с англ. под ред. Шалимова А. Г. М.: Металлургия 1987 г. — 368 с.
  89. Н.Н. Статистические решающие правила и оптимальные выводы. — М.:Наука, 1972. 520с.
  90. Н.Н. Цифровая обработка изображений. М.: Вузовская книга, 2001 г. 320с.
  91. А.В. Металловедение и термическая обработка металлов, 1999г. № 4. — С.49−52.
  92. Перспективные материалы т. II под ред. Д. Л. Мерсона. ТГУ, МИСИС, 2007 г. 468с.
  93. К. Тенденции разработки сталей для труб большого диаметра . // Сталь. 1997 № 10 С. 62.
  94. Этапы автоматической бинаризации изображений
  95. Формирование изображения, в котором интенсивность характеризует контрастность включений с сЬоном
  96. Определение пользователем минимального уровня контраста включений с фоном1. Загрузка изображения 1 г1. Перевод в оттенки серого 1 г
  97. Выделение на изображении контуров переходных областей1 г
Заполнить форму текущей работой

Сессия? Спокойно!