Виявлення закономірностей структуроутворення при різних видах обробки металу
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.186989Ключові слова:
термічне різання, зона термічного впливу, швидкість різання, кристалізація, металографічний аналізАнотація
Проведено дослідження впливу різних видів термічного різання, а саме аргоно-плазмового, повітряно-плазмового та киснево-флюсового різання, на закономірності формування зони термічного впливу та структуроутворення в зоні різу. Детально проаналізовано формування структурних складових термооброблених шарів по глибіні зони термічного впливу після різних видів термічного різання для сталей різного ступеню легування. Встановлено, що у результаті термічного різання утворюються умовні ділянки, які характеризуються різними структурними складовими залежно від хімічного складу сталей та типу обробки. В дослідженні представлено особливості фазових та структурних перетворень при термічному різанні сталей. Показано вплив способу термічного різання на формування структурних складових як у зоні оплавлення, так і на ділянках, що знаходяться поблизу основного металу. Приведено вплив способу різання на глибину оплавленої та перехідної ділянок. Описано явища, пов’язані з процесом кристалізації після різання. Детально розглянуто вплив швидкості охолодження на структуру металів в зоні різання для широкого спектру марок сталі. Встановлено основні закономірності структуроутворення при кристалізації оплавленого металу в зоні різу залежно від обраного способу термічного різання. Показано вплив способу термічного різання на зміну мікротвердості поверхні різу та на глибину термічно оброблених шарів. Показано, що вибір у якості технологічної операції методу повітряно-плазмового різання дозволяє значно знизити глибину зони термічного впливу та мікротвердість у зоні різу порівняно з аргоно-плазмовим та киснево-флюсовим різанням. Доведено ефективність технологічного процесу повітряно-плазмового різання у порівнянні з іншими розглянутими методами за рахунок зменшення глибини зони термічного впливу, що обумовлює зниження трудових та економічних витрат на подальшу обробку поверхні різу. Це дозволяє знизити виробництво деталей та вузлів машин з конструкційних сталей великої товщини, для яких застосовується високопродуктивне термічне різання. Впровадження встановлених результатів досліджень у промислових умовах дозолить значно підвищити ефективність та продуктивність технологічного процесу за рахунок одержання високої якості поверхні
Посилання
- Anakhov, S. V., Pyckin, Y. A., Matushkin, A. V. (2016). Narrow Jet Plasma as the Energy Efficient and Safe Technology for Metal Cutting. Materials Science Forum, 870, 523–527. doi: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/msf.870.523
- Novosel’tsev, Y. G., Vasil’ev-Polikin, K. S., Krylov, V. M., Tuf, S. M. (2013). Analysis of the conditions of efficient and stable operation of plasma in welding processes. Welding International, 27 (2), 136–138. doi: https://doi.org/10.1080/09507116.2012.695544
- Salonitis, K., Vatousianos, S. (2012). Experimental Investigation of the Plasma Arc Cutting Process. Procedia CIRP, 3, 287–292. doi: https://doi.org/10.1016/j.procir.2012.07.050
- Das, M. K., Kumar, K., Barman, T. K., Sahoo, P. (2014). Optimization of Process Parameters in Plasma arc Cutting of EN 31 Steel Based on MRR and Multiple Roughness Characteristics Using Grey Relational Analysis. Procedia Materials Science, 5, 1550–1559. doi: https://doi.org/10.1016/j.mspro.2014.07.342
- Ramakrishnan, H., Balasundaram, R., Ganesh, N., Karthikeyan, N. (2018). Experimental investigation of cut quality characteristics on SS321 using plasma arc cutting. Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering, 40 (2). doi: https://doi.org/10.1007/s40430-018-0997-8
- Loktionov, A., Gaar, N. (2015). Influence of Technological Parameters of High-Precision Plasma Cutting on the Position of the Anode Spot on the Cut Edge. Applied Mechanics and Materials, 788, 46–51. doi: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/amm.788.46
- Yuan, X. Q., Li, H., Zhao, T. Z., Wang, F., Guo, W. K., Xu, P. (2004). Comparative Study of Flow Characteristics Inside Plasma Torch with Different Nozzle Configurations. Plasma Chemistry and Plasma Processing, 24 (4), 585–601. doi: https://doi.org/10.1007/s11090-004-7934-6
- Schitsin, Y. D., Kuchaev, P. S., Schitsin, V. Y. (2013). Plasma cutting of metals with reversed polarity and mixed supply of gases. Welding International, 27 (11), 890–892. doi: https://doi.org/10.1080/09507116.2013.796640
- Krivonosova, E. A., Schitsin, Y. D., Trushnikov, D. N., Myshkina, A. V., Akulova, S. N., Neulibin, S. D., Dushina, A. Y. (2018). Structure formation of high-temperature alloy by plasma, laser and TIG surfacing. Journal of Physics: Conference Series, 1089, 012019. doi: https://doi.org/10.1088/1742-6596/1089/1/012019
- Ramakrishnan, S., Shrinet, V., Polivka, F. B., Kearney, T. N., Koltun, P. (2000). Influence of gas composition on plasma arc cutting of mild steel. Journal of Physics D: Applied Physics, 33 (18), 2288–2299. doi: https://doi.org/10.1088/0022-3727/33/18/313
- Harničárová, M., Valíček, J., Zajac, J., Hloch, S., Čep, R., Džubáková, I. et. al. (2012). Techno-economical comparison of cutting material by laser, plasma and oxygen. Tehnički vjesnik, 19, 813–817.
- Kadirgama, K., Noor, M. M., Harun, W. S. W., Aboue-El-Hossein, K. A. (2010). Optimisation of heat affected zone by partial swarm optimisation in air plasma cutting operation. Journal of Scientific and Industrial Research, 69, 439–443.
- Kechagias, J., Petousis, M., Vidakis, N., Mastorakis, N. (2017). Plasma Arc Cutting Dimensional Accuracy Optimization employing the Parameter Design approach. ITM Web of Conferences, 9, 03004. doi: https://doi.org/10.1051/itmconf/20170903004
- Rakhimyanov, K., Rakhimyanov, A., Heifetz, M. (2015). High-Precision Plasma Cutting of the Steel - Aluminum ”Bimetallic Composition“. Applied Mechanics and Materials, 788, 41–45. doi: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/amm.788.41
- Akkurt, A. (2015). The effect of cutting process on surface microstructure and hardness of pure and Al 6061 aluminium alloy. Engineering Science and Technology, an International Journal, 18 (3), 303–308. doi: https://doi.org/10.1016/j.jestch.2014.07.004
- Rakhmyanov, K., Rakhmyanov, A., Zhuravlev, A. (2014). Advantages of High-Precision Plasma Cutting for Processing Bimetallic Compositions. Applied Mechanics and Materials, 698, 294–298. doi: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/amm.698.294
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2019 Valerij Kassov, Eduard Gribkov, Olena Berezshnaya, Svetlana Malyhina, Andrej Sumets
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
