Материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления пользователям Интернета и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
© 2018 - 2024
Кафедра МЧМ
Курсовая работа
На тему: “Изучение теории и технологии выплавки шарикоподшипниковой стали марки ШХ4”
По курсу: “Технология производства специальных сталей и сплавов”
Выполнил: ст. гр. МЧ-2-98д
Паламаренко А.Ю.
Проверил: канд. тех. наук, доцент
Воденников Сергей Анатолиевич
Оценка: ___________
Запорожье
2002
Реферат
Курсовая работа содержит 35 стр., 3 рис., 1 табл., 12 источников.
Цель работы ― углублённое изучение теории и технологии выплавки специальных сталей и сплавов на основе анализа и обобщения научно-технической литературы и специализированных журналов и изданий.
В данной курсовой работе были рассмотрены следующие вопросы:
1. Современное состояние и проблемы отечественной и зарубежной металлургической промышленности, а также возможные пути их преодоления и дальнейшего развития отрасли.
2. Назначение, область применения шарикоподшипниковой стали марки ШХ4, а также сталей аналогичных марок, а также требования, предъявляемые к ним.
3. Влияние легирующих элементов, вредных примесей, а также состава и вида неметаллических включений на свойства шарикоподшипниковых сталей.
4. Сделан обзор существующих методов производства шарикоподшипниковых сталей на Украине и за рубежом, а также анализ научно-технической литературы, касающейся данного вопроса.
5. Рассмотрены способы улучшения существующих технологий производства подшипниковых сталей, а также направления и тенденции в создании новых технологических схем и процессов в отечественной и зарубежной подшипниковой промышленности.
6. Рассмотрена аппаратурно-технологическая схема производства подшипниковой стали методом вакуумирования жидкой стали с одновременным рафинированием её в столбе шлака, а также проанализирована экономическая эффективность внедрения данной технологии на отечественных металлургических предприятиях.
ШАРИКОПОДШИПНИКОВАЯ СТАЛЬ, ШХ4, ПРОИЗВОДСТВО, ОБРАБОТКА, СВОЙСТВА, ПРИМЕСИ, ВАКУУМ-ШЛАКОВЫЙ ПЕРЕПЛАВ, ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ
Содержание
Введение
1. Общие сведения.
1.1 Назначение, виды и область применения шарикоподшипниковой стали.
1.2 Химический состав шарикоподшипниковых сталей.
1.3 Основные технологические и эксплуатационные свойства, влияние на них внешних параметров.
2. Анализ способов выплавки шарикоподшипниковых сталей на Украине, в СНГ и за рубежом.
2.1 Общая характеристика способов выплавки.
2.2 Выплавка в мартеновских печах.
2.3 Выплавка в электродуговых печах.
2.4 Специальные способы выплавки.
3. Аналитический обзор литературы по вопросу технологии, способов выплавки и разливки
шарикоподшипниковой стали за последние годы.
4. Выбор и рекомендации по использованию новых прогрессивных разработок в технологии выплавки
шарикоподшипниковых сталей.
Выводы.
Перечень ссылок.
4
6
6
8
11
16
16
17
19
20
24
31
34
35
Введение
Эксплуатационные свойства большинства машин и механизмов (станков, автомобилей, авиационных двигателей, прокатных станов, точных приборов и др.) в значительной степени зависят от точности, долговечности и надёжности подшипников качения – одного из важнейших и наиболее распространённых элементов этих устройств.
Качество подшипников качения определяется их конструкцией, технологией изготовления и качеством используемого металла. В данной работе рассматриваются вопросы, связанные с качеством металла – т.е. металлургические (способы выплавки и обработки давлением) и металловедческие аспекты технологии получения и обработки подшипниковых сталей и влияния этих факторов на эксплуатационные свойства подшипников качения.[1]
Необходимо учитывать, что металлургическая отрасль как Украины, так и всего мира в последние годы стоит перед очень серьёзной проблемой – превышением мощностями, производящими сталь, мощностей, которые её могут использовать. Вследствие этого многие металлургические предприятия вынуждены тратить огромные средства на исследование и внедрение новых технологий, которые в свою очередь развиваются по трём основным направлениям: снижение себестоимости уже производимой продукции, разработка технологий, позволяющих при неизменной цене производить продукцию более высокого качества, и разработка абсолютно новых видов продукции, способных вытеснить уже имеющиеся на рынке товары своими уникальными свойствами.
Очень серьёзной проблемой для развивающихся стран и для Украины в частности является то, что цены на однотипные товары (готовую сталь, прокат и т.д.), произведённые в развитых капиталистических странах и в странах третьего мира, рознятся иногда в десятки раз. Вследствие этого развитые страны вынуждены закрывать свои рынки от наплыва дешёвого металла из-за рубежа, что может привести к закрытию многих металлургических предприятий если ситуация не изменится. Заводы Украины же в сложившейся ситуации вынуждены продавать металл довольно высокого качества по цене дешёвого металлолома.
Выходу из сложившейся ситуации во многом бы могло поспособствовать правительство, принимая законы:
- лобирующие интересы крупных промышленных предприятий, как металлургических, так и машиностроительных, так как зачастую последние покупают металл у тех же иностранных предприятий, которые скупают его у отечественных металлургических гигантов. Соответственно необходимо стимулировать на законодательном уровне так называемые сделки “в поддержку отечественного производителя”, заключаемые без посредников непосредственно между украинскими предприятиями;
- защищающие интеллектуальную собственность не только путём административных взысканий, но и уголовных наказаний;
- способствующие увеличению доли бюджета, расходуемой на научные исследования и разработки, а также на поощрения учёным и инженерам их создавшим;
- делающие механизмы патентования новых разработок более доступными и менее растянутыми как во времени, так и по количеству бюрократических инстанций.
Своевременное и правильное внедрение в жизнь этих задач может служить определяющим фактором на пути развития не только металлургической отрасли, но и всей украинской экономики в целом, так как металлургия на сегодняшний день является одной из основных бюджетонаполняющих отраслей промышленности Украины.
Общие сведения.
Электрошлаковый переплав.
Подшипниковая сталь явилась одним из первых объектов, на которых была опробована, а затем успешно внедрена технология ЭШП. При прохождении электрического тока через слой жидкого шлака в нём выделяется тепло, оплавляющее конец электрода, погруженного в шлак. Состав шлака подбирают таким образом, чтобы он обладал высоким рафинирующим действием и высоким электросопротивлением. Расплавленный металл, проходя через шлак, рафинируется, в нём снижается содержание кислородных включений и серы. Попадая в водоохлаждаемый кристаллизатор очищенный металл быстро и направленно кристаллизуется, что предотвращает образование дефектов слитка.
Особенностями слитков электрошлакового переплава являются высокая плотность, отсутствие крупных неметаллических включений, равномерное распределение мелких включений, отсутствие внутренних и поверхностных раскатанных загрязнений, усадочных дефектов, повышенная пластичность при горячей механической обработке.
При ЭШП степень десульфурации составляет 80%. Содержание сульфидных и оксидных включений уменьшается в 1,5-2 раза.[1] Этот процесс является достаточно дорогостоящим, поэтому сталь, выплавленную таким образом целесообразно использовать только в тех случаях, когда производимые подшипники используются в особо ответственных изделиях и агрегатах (самолёты, атомные реакторы и т.п.).
Выводы.
Проанализировав весь рассмотренный материал можно сделать следующие выводы:
1. Необходимо совершенствование критериев оценки качества металла и готовых изделий, а также повсеместное применение неразрушающих методов контроля.
2. Необходимо разработать и применять единую методику для оценки эксплуатационных свойств подшипниковых сталей, согласованную между представителями металлургической и подшипниковой промышленности.
3. Сортамент существующих подшипниковых сталей целесообразно совершенствовать путём введения в стандарт новых марок с молибденом и ванадием.
4. Наиболее перспективными в плане повышения качества стали в настоящее время являются специальные способы производства (ЭШП, ВДП, ЭЛП, ВСШ и др.).
5. Самой прогрессивной технологией, обладающей наилучшим соотношением цена-качество является способ вакуумирования металла в столбе жидкого шлака.
Перечень ссылок.
1. Структура и свойства подшипниковых сталей / Спектор А.Г., Зельбет Б.П., Киселёва С.А. – М.: «Металлургия», 1980г. – 264с.
2. Электрометаллургия стали и ферросплавов / Поволоцкий Д.Я., Рощин В.Е., Рысс М.А., Строганов А.И., Ярцев М.А. – Учебник для вузов. Изд. 2-е, переработ. И доп. – М.: «Металлургия», 1984г. – 568с.
3. Сборник технологических инструкций по выплавке стали в основных дуговых электропечах: [Сборник] / Министерство металлургии СССР, завод «Днепроспецсталь» - Запорожье, Типография издательства «Коммунар», 1977г. -480с.
4. Машиностроительные стали. Изд. 2-е., переработанное и дополненное / Журавлев В.Н., Николаева О.И., - М.: «Машиностроение», 1968г.-332с.
5. Шепеляковский К.З., Фонштейн Н.М., Девяткин В.П. и др. – МиТОМ, 1976, №5, с. 40-44.
6. Повышение качества и улучшение сортамента подшипниковой стали в странах-членах СЭВ–М.: Ин-т «Черметинформация».1979г., ч.1, с.27-37.
7. Mullins Peter J. – IAMI, 1972, v. 11,№ 11, p.25-29.
8. Повышение качества и улучшение сортамента подшипниковой стали в странах-членах СЭВ–М.: Ин-т «Черметинформация».1979г.,ч.1, с. 3-26.
9. Повышение качества и улучшение сортамента подшипниковой стали в странах-членах СЭВ–М.: Ин-т «Черметинформация».1979г.,ч.1, с. 38-47.
10. Повышение качества и улучшение сортамента подшипниковой стали в странах-членах СЭВ–М.: Ин-т «Черметинформация».1979г.,ч.1,с.92-102.
11. Руководство по оформлению курсовых, дипломных работ и проектов / В.В. Лебедев, В.В Беренда, А.Я. Жук.- Запорожье, ЗГИА, 1999 – 18с.
12. Методические указания к выполнению курсовой работы по курсу «Технология производства специальных сталей и сплавов» / С.А. Воденников.- Запорожье, ЗГИА, 2002 – 8с.
Кафедра МЧМ
Курсовая работа
На тему: “Изучение теории и технологии выплавки шарикоподшипниковой стали марки ШХ4”
По курсу: “Технология производства специальных сталей и сплавов”
Выполнил: ст. гр. МЧ-2-98д
Паламаренко А.Ю.
Проверил: канд. тех. наук, доцент
Воденников Сергей Анатолиевич
Оценка: ___________
Запорожье
2002
Реферат
Курсовая работа содержит 35 стр., 3 рис., 1 табл., 12 источников.
Цель работы ― углублённое изучение теории и технологии выплавки специальных сталей и сплавов на основе анализа и обобщения научно-технической литературы и специализированных журналов и изданий.
В данной курсовой работе были рассмотрены следующие вопросы:
1. Современное состояние и проблемы отечественной и зарубежной металлургической промышленности, а также возможные пути их преодоления и дальнейшего развития отрасли.
2. Назначение, область применения шарикоподшипниковой стали марки ШХ4, а также сталей аналогичных марок, а также требования, предъявляемые к ним.
3. Влияние легирующих элементов, вредных примесей, а также состава и вида неметаллических включений на свойства шарикоподшипниковых сталей.
4. Сделан обзор существующих методов производства шарикоподшипниковых сталей на Украине и за рубежом, а также анализ научно-технической литературы, касающейся данного вопроса.
5. Рассмотрены способы улучшения существующих технологий производства подшипниковых сталей, а также направления и тенденции в создании новых технологических схем и процессов в отечественной и зарубежной подшипниковой промышленности.
6. Рассмотрена аппаратурно-технологическая схема производства подшипниковой стали методом вакуумирования жидкой стали с одновременным рафинированием её в столбе шлака, а также проанализирована экономическая эффективность внедрения данной технологии на отечественных металлургических предприятиях.
ШАРИКОПОДШИПНИКОВАЯ СТАЛЬ, ШХ4, ПРОИЗВОДСТВО, ОБРАБОТКА, СВОЙСТВА, ПРИМЕСИ, ВАКУУМ-ШЛАКОВЫЙ ПЕРЕПЛАВ, ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ
Содержание
Введение
1. Общие сведения.
1.1 Назначение, виды и область применения шарикоподшипниковой стали.
1.2 Химический состав шарикоподшипниковых сталей.
1.3 Основные технологические и эксплуатационные свойства, влияние на них внешних параметров.
2. Анализ способов выплавки шарикоподшипниковых сталей на Украине, в СНГ и за рубежом.
2.1 Общая характеристика способов выплавки.
2.2 Выплавка в мартеновских печах.
2.3 Выплавка в электродуговых печах.
2.4 Специальные способы выплавки.
3. Аналитический обзор литературы по вопросу технологии, способов выплавки и разливки
шарикоподшипниковой стали за последние годы.
4. Выбор и рекомендации по использованию новых прогрессивных разработок в технологии выплавки
шарикоподшипниковых сталей.
Выводы.
Перечень ссылок.
4
6
6
8
11
16
16
17
19
20
24
31
34
35
Введение
Эксплуатационные свойства большинства машин и механизмов (станков, автомобилей, авиационных двигателей, прокатных станов, точных приборов и др.) в значительной степени зависят от точности, долговечности и надёжности подшипников качения – одного из важнейших и наиболее распространённых элементов этих устройств.
Качество подшипников качения определяется их конструкцией, технологией изготовления и качеством используемого металла. В данной работе рассматриваются вопросы, связанные с качеством металла – т.е. металлургические (способы выплавки и обработки давлением) и металловедческие аспекты технологии получения и обработки подшипниковых сталей и влияния этих факторов на эксплуатационные свойства подшипников качения.[1]
Необходимо учитывать, что металлургическая отрасль как Украины, так и всего мира в последние годы стоит перед очень серьёзной проблемой – превышением мощностями, производящими сталь, мощностей, которые её могут использовать. Вследствие этого многие металлургические предприятия вынуждены тратить огромные средства на исследование и внедрение новых технологий, которые в свою очередь развиваются по трём основным направлениям: снижение себестоимости уже производимой продукции, разработка технологий, позволяющих при неизменной цене производить продукцию более высокого качества, и разработка абсолютно новых видов продукции, способных вытеснить уже имеющиеся на рынке товары своими уникальными свойствами.
Очень серьёзной проблемой для развивающихся стран и для Украины в частности является то, что цены на однотипные товары (готовую сталь, прокат и т.д.), произведённые в развитых капиталистических странах и в странах третьего мира, рознятся иногда в десятки раз. Вследствие этого развитые страны вынуждены закрывать свои рынки от наплыва дешёвого металла из-за рубежа, что может привести к закрытию многих металлургических предприятий если ситуация не изменится. Заводы Украины же в сложившейся ситуации вынуждены продавать металл довольно высокого качества по цене дешёвого металлолома.
Выходу из сложившейся ситуации во многом бы могло поспособствовать правительство, принимая законы:
- лобирующие интересы крупных промышленных предприятий, как металлургических, так и машиностроительных, так как зачастую последние покупают металл у тех же иностранных предприятий, которые скупают его у отечественных металлургических гигантов. Соответственно необходимо стимулировать на законодательном уровне так называемые сделки “в поддержку отечественного производителя”, заключаемые без посредников непосредственно между украинскими предприятиями;
- защищающие интеллектуальную собственность не только путём административных взысканий, но и уголовных наказаний;
- способствующие увеличению доли бюджета, расходуемой на научные исследования и разработки, а также на поощрения учёным и инженерам их создавшим;
- делающие механизмы патентования новых разработок более доступными и менее растянутыми как во времени, так и по количеству бюрократических инстанций.
Своевременное и правильное внедрение в жизнь этих задач может служить определяющим фактором на пути развития не только металлургической отрасли, но и всей украинской экономики в целом, так как металлургия на сегодняшний день является одной из основных бюджетонаполняющих отраслей промышленности Украины.
Общие сведения.
Назначение, виды и область применения шарикоподшипниковой стали.
Как видно из названия, шарикоподшипниковую сталь применяют главным образом для изготовления шариков, роликов и колец подшипников.[2] Но номенклатура марок стали данного вида достаточно широка. Это объясняется разнообразием требований к эксплуатационным свойствам подшипников со стороны традиционных, а также новых отраслей промышленности и сельского хозяйства.
Наиболее распространённые подшипниковые высокоуглеродистые стали можно классифицировать следующим образом:
1. Стали для подшипников, работающих в обычных условиях (хромистая, хромистая с добавкой молибдена, хромомарганцевокремнистая, хромомарганцевая с добавкой молибдена).
2. Стали для подшипников, работающих в агрессивных средах и при повышенной температуре (коррозионно-стойкая, теплостойкая).[1]
К первым относятся стали марок ШХ15, ШХ15СГ, ШХ20СГ, ШХ4, ШХ6, ШХ9 и т.д.[3] В результате проведенной в 60 г. унификации две последние марки были заменены сталью ШХ15. Названия аналогичных марок в других странах – 52100, 100C6, SKF-24, SUJ2 и т.д.
Ко вторым относят стали марок 95Х18-Ш (где буква «Ш» указывает на то, что сталь выплавлена методом электрошлакового переплава, а вакуумно-дуговой переплав стали электрошлакового переплава обозначается «ШД»), 11Х18М-ШД, ЭИ760, ЭИ347 (8Х4В9Ф2), 8Х4М4ВФ1-Ш, 8DCV40, M50, Z80WDCV6, 80MoCrV4216 и др.
Кроме перечисленных широко применяют низкоуглеродистые цементируемые стали и ограниченно – сплавы с особыми физическими свойствами.
Выбор стали для конкретного подшипника диктуется его размерами и условиями эксплуатации.
Из хромистой и хромомарганцевокремнистой сталей изготовляют подшипники, работающие в интервале температур 60 – 3000С. Эксплуатация подшипников при температуре, превышающей 1000С, требует специальной термической обработки деталей, обеспечивающей стабильность размеров, но сопровождающейся снижением твёрдости, а также сопротивления контактной усталости стали.
Внутри указанного температурного интервала выбор хромистой или хромомарганцевокремнистой стали определяется толщиной стенок колец или диаметром тел качения. Обеспечение сквозной прокаливаемости колец подшипников с толщиной стенки более 10мм и роликов диаметром более 22мм достигается заменой стали ШХ15 сталью ШХ15СГ. Для колец с толщиной стенки более 30мм в отечественной практике используют сталь ШХ20СГ, применяемую для изготовления деталей крупногабаритных подшипников. Граница размеров деталей, выше которой начинается применение стали ШХ20СГ или её аналогов, в разных странах различна. По-видимому, это объясняется различной прокаливаемостью, обусловленной особенностями технологии выплавки стали, а также различными схемами определения толщины стенок колец.[1]
В связи с внедрением прогрессивной технологии термической обработки деталей железнодорожных подшипников качения – поверхностной закалки при глубинном индукционном нагреве – разработана сталь ШХ4 с регламентированной прокаливаемостью. По составу она отличается от стали ШХ15 пониженным содержанием элементов, влияющих на прокаливаемость стали, - марганца, кремния и хрома.[5]
Кроме изготовления деталей подшипников сталь ШХ15, например, также применяется также для производства игл распылителей форсунок, обратных клапанов и подушек впрыскивающих систем, валиков топливных насосов, роликов, осей различных рычагов и других деталей, от которых требуется высокая твёрдость и хорошее сопротивление износу.[4]
Дата: 2019-05-29, просмотров: 206.