Моделирование процесса изготовления крупных полых слитков из высоколегированных сталей и сплавов способом ЭШ НЖМ
Производство толстостенных корпусов реакторов для атомной энергетики и нефтеперерабатывающей промышленности характеризуется длительным рабочим циклом, значительной трудоемкостью, большим расходом корпусного легированного металла и сварочных материалов. Для его реализации требуется уникальное кузнечн...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Современная электрометаллургия |
|---|---|
| Дата: | 2013 |
| Автори: | , , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
2013
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/96696 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Моделирование процесса изготовления крупных полых слитков из высоколегированных сталей и сплавов способом ЭШ НЖМ / В.И. Махненкo, Л.Б. Медовар, В.Я. Саенко, А.А. Полишкo, Б.Б. Федоровский, С.Г. Григоренкo, В.А. Зайцев // Современная электрометаллургия. — 2013. — № 3 (112). — С. 3-7. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859655875536355328 |
|---|---|
| author | Махненко, В.И. Медовар, Л.Б. Саенко, В.Я. Саенко, В.Я. Федоровский, Б.Б. Григоренко, С.Г. Зайцев, В.А. |
| author_facet | Махненко, В.И. Медовар, Л.Б. Саенко, В.Я. Саенко, В.Я. Федоровский, Б.Б. Григоренко, С.Г. Зайцев, В.А. |
| citation_txt | Моделирование процесса изготовления крупных полых слитков из высоколегированных сталей и сплавов способом ЭШ НЖМ / В.И. Махненкo, Л.Б. Медовар, В.Я. Саенко, А.А. Полишкo, Б.Б. Федоровский, С.Г. Григоренкo, В.А. Зайцев // Современная электрометаллургия. — 2013. — № 3 (112). — С. 3-7. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Современная электрометаллургия |
| description | Производство толстостенных корпусов реакторов для атомной энергетики и нефтеперерабатывающей промышленности характеризуется длительным рабочим циклом, значительной трудоемкостью, большим расходом корпусного легированного металла и сварочных материалов. Для его реализации требуется уникальное кузнечно-прессовое, прокатное и сварочное оборудование. Для изготовления корпусов как ковано-, так и штампосварных необходимы слитки массой 100...200 т и более, а выход годного иногда не превосходит 30...40 %. Новые возможности для получения полых высококачественных заготовок для корпусов реакторов открываются благодаря разработанному в ИЭС им. Е.О. Патона НАН Украины технологическому процессу получения крупных слитков, основанному на электрошлаковой наплавке жидким металлом (ЭШН ЖМ). Представлены результаты моделирования процесса изготовления крупных полых слитков из высоколегированной стали типа AISI 316 способом ЭШН ЖМ. Математическое моделирование показало, что путем кольцевого наплавления слоев металла можно получать не только сплошные слитки, но и полые. Количество наплавляемых слоев зависит от заданных размеров и массы слитков. Металлографические исследования на модельных слитках подтвердили высокую структурную и химическую однородность зоны сплавления металла. При этом ЭШН ЖМ позволяет получать полые слитки как одного химического состава, так и гетерогенные
Manufacture of thick-walled bodies of reactors for nuclear power engineering and oil-refining industry is based on the methods of forging, expansion, stamping and characterized by a long working cycle, significant labor consumption, large consumption of body alloyed metal and welding consumables, a unique forge-pressing, rolling, stamping and welding equipment is required for its realization. To manufacture bodies, both forge-welded and also stamp-welded ones, the ingots of 100...200 t mass and more are required. The new opportunities for producing hollow high-quality billets for reactor bodies are open due to technological process, developed at the E.O. Paton Electric Welding Institute of the NAS of Ukraine, for producing large ingots by the method of a circumferential electroslag surfacing with liquid metal (ESS LM) of one or more layers on central ingot, which can be both of solid section and hollow. In formation of the deposited layer of the large hollow ingot, the technological condition of ESS LM is selected so that to provide the minimum and uniform melting of the central hollow billet (pipe). Results of modeling of process of manufacture of large hollow ingots of high-alloy steel AISI of 316 type using the method of circumferential ESS LM are presented. Mathematical modeling showed that it is possible to produce not only solid, but also hollow ingots by the circumferential surfacing of metal layers. The number of layers being deposited depends on sizes and mass of the ingots. Metallographic examinations on model ingots confirmed the high structural and chemical homogeneity of the metal fusion zone. Here, the ESS LM allows producing hollow ingots both of similar chemical composition and also heterogeneous ones.
|
| first_indexed | 2025-12-07T13:39:21Z |
| format | Article |
| fulltext |
УДК 669.117.56
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ
КРУПНЫХ ПОЛЫХ СЛИТКОВ
ИЗ ВЫСОКОЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ
И СПЛАВОВ СПОСОБОМ ЭШН ЖМ
В.И. Махненкo , Л.Б. Медовар, В.Я. Саенко,
А.А. Полишкo, Б.Б. Федоровский, С.Г. Григоренкo, В.А. Зайцев
Институт электросварки им. Е.О. Патона НАН Украины.
03680, г. Киев, ул. Боженко 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
Производство толстостенных корпусов реакторов для атомной энергетики и нефтеперерабатывающей промышлен-
ности характеризуется длительным рабочим циклом, значительной трудоемкостью, большим расходом корпусного
легированного металла и сварочных материалов. Для его реализации требуется уникальное кузнечно-прессовое,
прокатное и сварочное оборудование. Для изготовления корпусов как ковано-, так и штампосварных необходимы
слитки массой 100...200 т и более, а выход годного иногда не превосходит 30...40 %. Новые возможности для
получения полых высококачественных заготовок для корпусов реакторов открываются благодаря разработанному
в ИЭС им. Е.О. Патона НАН Украины технологическому процессу получения крупных слитков, основанному на
электрошлаковой наплавке жидким металлом (ЭШН ЖМ). Представлены результаты моделирования процесса
изготовления крупных полых слитков из высоколегированной стали типа AISI 316 способом ЭШН ЖМ. Мате-
матическое моделирование показало, что путем кольцевого наплавления слоев металла можно получать не только
сплошные слитки, но и полые. Количество наплавляемых слоев зависит от заданных размеров и массы слитков.
Металлографические исследования на модельных слитках подтвердили высокую структурную и химическую одно-
родность зоны сплавления металла. При этом ЭШН ЖМ позволяет получать полые слитки как одного химического
состава, так и гетерогенные. Библиогр. 11, ил. 5.
Ключ е вы е с л о в а : ЭШН ЖМ; энергетическое машиностроение; нефтехимическое машиностроение; кор-
пус реактора; математическое моделирование; полый слиток; высоколегированная сталь; модельный слиток;
зона сплавления
Корпуса атомных энергетических и нефтехимичес-
ких реакторов изготовляют с применением ковки,
вальцовки, штамповки. В зависимости от способа
применяют кузнечные слитки или толстолистовой
прокат [1—4].
Производство корпусов реакторов включает два
технологических варианта – ковано- и штампо-
сварные. Для производства кованосварных корпу-
сов, во-первых, необходимо отливать слитки массой
100...200 т и более, а значит, и большого диаметра,
что сопровождается образованием в слитках дефек-
тов ликвационого происхождения, недопустимых
при производстве заготовок для корпусов реакто-
ров. Во-вторых, эти слитки подлежат сложному пе-
ределу для изготовления полых заготовок (билле-
тировка, осадка, прошивка, раскатка или расковка
полой заготовки). Это приводит к нерациональному
расходу металла, отличается значительной трудо-
емкостью и, главное, требует уникального кузнеч-
но-прессового оборудования. При этом коэффици-
ент использования металла (КИМ) иногда не пре-
вышает 30...40 % (рис. 1).
Толстостенные обечайки (толщина стенки 50...
...150 мм) выполняют с применением штамповки
или вальцовки плоских заготовок из толстолистово-
го проката. Существенным недостатком штампо-
сварного варианта производства корпусов является
наличие двух продольных сварных швов, что недо-
пустимо в корпусах современных атомных энер-
гетических реакторов. Обечайки с толщиной стенки
свыше 150 мм обычно изготовляют способами ковки
© В.И. МАХНЕНКО , Л.Б. МЕДОВАР, В.Я. САЕНКО, А.А. ПОЛИШКО, Б.Б. ФЕДОРОВСКИЙ, С.Г. ГРИГОРЕНКО,
В.А. ЗАЙЦЕВ, 2013
3
стальных слитков массой 100...200 т и более, для
чего требуется уникальное оборудование [5—7].
Обечайку куют на прессах мощностью 3000...
...12000 т и более, возможна в перпективе и раскатка
на кольцераскатном стане*.
Ковано- и штампосварной технологические ва-
рианты характеризуются длительным рабочим цик-
лом, значительной трудоемкостью, большим расхо-
дом корпусного легированного металла и свароч-
ных материалов, требуют для своей реализации ис-
пользование уникального кузнечно-прессового, про-
катного, кузнечно-штамповочного и сварочного обо-
рудования. Стоимость кованосварных корпусов реак-
торов огромна, изготовление их под силу только весь-
ма крупным машиностроительным предприятиям,
имеющим мощную металлургическую базу.
Корпус реактора является одним из важнейших
критических элементов, определяющих ресурс
атомных энергетических установок. При этом надо
учитывать, что в процессе эксплуатации изменяют-
ся свойства металла корпуса, обусловленные радиа-
ционным и тепловым воздействием рабочей среды,
прежде всего повышается критическая температура
хрупкости металла [8].
Новые возможности для получения полых вы-
сококачественных заготовок для нужд энергетичес-
кого и нефтехимического машиностроения предо-
ставляет разработанный в ИЭС им. Е.О. Патона
новый технологический процесс получения круп-
ных слитков способом кольцевого электрошлаково-
го наплавления жидким металлом (ЭШН ЖМ) [9]
на центральный слиток, который может быть как
сплошного сечения, так и полым (рис. 2). Способом
ЭШН ЖМ возможно изготовление слитков и одно-
го химического состава, и гетерогенных [10].
Рис. 1. Схема производства кованых полых заготовок: а – исходный слиток; б – биллетировка; в – отрубка прибыльной и
донной частей слитка; г – осадка слитка; д – прошивка (удаление центральной части); е – заготовка после продольной протяжки
Рис. 2. Схема получения полых слитков способом ЭШН ЖМ:
а – центральный слиток под наплавление; б – полая заготовка
после наплавления ЭШН ЖМ: 1 – заливочное устройство для
подачи жидкого металла в кристаллизатор; 2 – токоподводящий
кристаллизатор; 3 – шлаковая ванна; 4 – металлическая ванна;
5 – водоохлаждаемый дорн для формирования полого слитка;
6 – стенка полого слитка, наплавленного на сплошной слиток;
7 – центральный полый слиток (труба); 8 – слой металла,
наплавленный на трубу (КИМ может превышать 80 %)
Рис. 3. Схема расчетной области при моделировании процесса
изготовления полых слитков способом ЭШН ЖМ: 1 – водоох-
лаждаемый дорн; 2 – центральная заготовка (стенка трубы);
3 – ванна жидкого шлака; 4 – ванна жидкого металла; 5 –
двухфазная зона; 6 – наплавленный слой; 7 – графитовая
футеровка; 8, 9, 12 – токоподводящие водоохлаждаемые секции
кристаллизатора; 10 – изолятор; 11 – канал датчика уровня
металлической ванны; 13 – затравка
*
От редакции.
Эта статья была подготовлена академиком В.И. Махненко незадолго до смерти. Соавторы и редколлегия просят читателей обратить
внимание на появившуюся частную информацию от Ю.И. Уточкина (ОАО «Объединенные машиностроительные заводы», Россия)
о пуске в эксплуатацию в Италии кольцераскатного стана, способного раскатывать кольца массой до 200 т.
4
При формировании наплавленного слоя в про-
цессе получения крупного полого слитка технологи-
ческий режим ЭШН ЖМ выбирают таким образом,
чтобы обеспечить минимальное и равномерное про-
плавление по сечению и высоте центрального слит-
ка или трубы.
В связи с тем, что выплавка крупных полых
слитков экспериментальным путем на стадии раз-
работки нового способа ЭШН ЖМ в лабораторных
условиях невозможна из-за отсутствия соответст-
вующего оборудования, а также требует больших
затрат, особенно с учетом стоимости материала и
электрической энергии, применили методы мате-
матического и физического моделирования.
Ниже показаны результаты математического мо-
делирования согласно схеме, приведенной на рис. 3,
и распределения значений температуры (рис. 4) в
процессе ЭШН ЖМ при наплавлении на трубу из
стали Х18Н9Т диаметром 500 мм с толщиной стенки
50 мм металлом того же химического состава слоя
толщиной 50 мм и высотой 700 мм.
Математическая модель процесса состоит из не-
скольких задач, формулировка которых соответст-
вует характерным физическим явлениям, связан-
ным друг с другом:
определение поля электрического потенциала в
жидкой шлаковой ванне и соответствующего тепло-
выделения;
расчет температурного поля в шлаковой и ме-
таллической ваннах с учетом порционного поступ-
ления жидкого присадочного металла;
определение параметров двухфазной зоны, на
основе которых по Балантайну можно судить о сте-
пени неблагоприятного проявления ликвационных
процессов в слитке.
Подробное описание расчетных схем, основанных
на теории теплопроводности. Задача распреде-
ления тепловой мощности в шлаковой ванне не
отличается от подобной задачи для случая получения
сплошного слитка способом ЭШН ЖМ. Вместе с тем
для определения температурного поля Т(r, z, t) в
полом слитке область решения 0 < z < LZ; L0 <
< r < LR не является симметричной. Кроме того,
внутри трубы располагается водоохлаждаемый
дорн, который дополнительно отводит тепло.
Поэтому температура Т(r, z, t), определяется в
результате решения дифференциального уравнения
∂
∂r
⎛
⎜
⎝
rλ
∂T
∂r
⎞
⎟
⎠
+
∂
∂z
⎛
⎜
⎝
rλ
∂T
∂z
⎞
⎟
⎠
+ W = rcγ
∂T
∂t
,
где тепловыделение
W(r, z, t) =
r
ρ(T)
⎡
⎢
⎣
⎛
⎜
⎝
∂U
∂z
⎞
⎟
⎠
2
+
⎛
⎜
⎝
∂U
∂r
⎞
⎟
⎠
2
⎤
⎥
⎦
при условиях t = 0 T = T(r, z);
λ
∂T
∂z
= αB(T — TB) для r = L0, LD < z < LZ;
λ
∂T
∂z
= α1(T — Tcp) для r = L0, 0 < z < LD;
λ
∂T
∂z
= α1(T — Tcp) для z = 0, z = LZ,
здесь α1 – коэффициент теплообмена между стен-
кой трубы и воздухом с температурой Тcр; αB –
Рис. 4. Распределение температуры в слитке: а – через 900 с от начала процесса; б – через 1500 с; в – через 3600 с
5
коэффициент теплообмена между стенкой трубы и
дорном с температурой ТВ. Как и для случая сплош-
ного слитка, решение электрической и тепловой
задач определяется численным способом.
Параметром, характеризующим качество метал-
ла наплавленного полого слитка, является градиент
температуры в двухфазной зоне:
G =
∂T
∂n
= √⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎛
⎜
⎝
∂T
∂r
⎞
⎟
⎠
2
+
⎛
⎜
⎝
∂T
∂z
⎞
⎟
⎠
2
.
Расстояния между осями дендритов второго по-
рядка по Балантайну и Митчеллу определяются
формулой:
h2 ≈ 20,2Δtд.з= 0,28,
где Δtд.з = [TL — TS] – время пребывания металла
в двухфазной зоне.
Влияние водоохлаждаемого дорна в схеме про-
цесса сказывается на глубине проплавления стенки
трубы; при расчетах этого варианта без дорна про-
плавление было бы значительно больше.
Характерный параметр A, малое значение кото-
рого характеризует равноосный тип кристаллиза-
ции, а большое свидетельствует о наличии дендрит-
ной столбчатой структуры, выражается формулой
A =
G
V
=
G2Δtд.з
TL — TS
.
Выполнена оценка энергетических и качествен-
ных характеристик процесса получения полого
слитка диаметром до 1100 мм (рис. 5).
Изучали зону сплавления, присущую как
сплошным, так и полым слиткам независимо от диа-
метра слитка. Металлографические исследования
зоны сплавления модельного двухслойного слитка
диаметром 110/180 мм из высоколегированной
стали типа АISI 316 свидетельствуют о наличии од-
нородной плотной структуры, высокой химической
однородности, отсутствии дефектов усадочного и
ликвационного характера. Литой металл ЭШП от-
личается высоким стабильным уровнем и изотроп-
ностью физико-механических свойств в диапазоне
требований, предъявляемых к деформированному
металлу традиционных способов выплавки [11].
Выводы
Применение способов математического и физичес-
кого моделирования, а также результатов металло-
графических исследований зоны сплавления слоев
одного химического состава модельного двухслой-
ного слитка диаметром 110/180 мм из высоколеги-
рованной стали АISI типа 316 позволило оценить
эффективность процесса ЭШН ЖМ при получении
крупных полых слитков диаметром до 1100 мм
способом ЭШН ЖМ.
1. Механіка матеріалів і міцність матеріалів: Довідн. посіб-
ник. Т. 8: Міцність матеріалів і довговічність елементів
конструкцій атомних електростанцій / О.І. Балицький,
О.В. Махненко, О.О. Балицкий та ін. – Київ: Академпе-
ріодика, 2005. – 544 с.
2. Манько П.А., Солоимский Б.Е. Производство судовых
реакторов и парогенераторов. – М.: Судостроение,
1969. – 220 с.
3. Стольный В.И., Бережко Б.И., Бушуев С.В. Технологи-
ческие особенности изготовления крупногабаритных полу-
фабрикатов из жаропрочных сплавов для высокотемпера-
турных ядерных газовых реакторов // Прогрессивные
материалы и технологии. – 1999. – № 3. – С. 88—91.
4. Перспективы производства сварных толстостенных биме-
таллических корпусов сосудов высокого давления /
Б.Е. Патон, А.Д. Чепурной, В.Я. Саенко, Л.Б. Медо-
вар // Автомат. сварка. – 2004. – № 1. – С. 30—39.
5. Концептуальная оценка технических и экономических пре-
имуществ производства крупногабаритных поковок из по-
лого слитка / Б.И. Бережко, В.Н. Орлова, О.Н. Рома-
нов, А.А. Хохлов // Вопросы материаловедения. –
2000. – № 1. – С. 17—22.
6. Колпишон Э.Ю., Уточкин Ю.И. Производство крупных
изделий ответственного назначения для энергомашино-
строения // Электрометаллургия. – 2004. – № 5. –
С. 43—46.
7. Митчелл А. Об изготовлении крупных поковок из спла-
вов, чувствительных к сегрегации // Современ. электро-
металлургия. – 2005. – № 2. – С.3—8.
8. Исследование качества крупногабаритной обечайки из
360-тонного слитка стали 15Х2НМФА для атомного реак-
тора / В.А.Дурынин, Т.И. Титова, Г.П. Матвеев,
С.Ю. Баландин // Электрометаллургия. – 2003. –
№ 8. – С. 45—48.
Рис. 5. Качественные и энергетические параметры процесса ЭШН ЖМ при увеличении диаметра полых слитков в процессе ЭШН
ЖМ: а – время пребывания металла в двухфазной зоне; б – градиент температур; в – расстояние между вторичными осями
дендритов; г – параметр Балантайна A; д – производительность процесса ЭШН ЖМ; е – мощность P процесса ЭШН ЖМ;
d – диаметр слитка
6
9. Новый технологический процесс получения сверхкрупных
стальных слитков способом ЭШН ЖМ / Б.Е. Патон,
Л.Б. Медовар, В.Я. Саенко и др. // Современ. электро-
металлургия. – 2007. – № 1. – С.3—7.
10. Пат. 94333 Україна МПК В22D 19/16;C22B 9/18; B23K
25/00;C23C 6/00. Спосіб виготовлення великотоннажного
металевого зливка / Л.Б. Медовар, Г.П. Стовпченко,
В.Я. Саєнко та ін. – Опубл. 26.04.2011; Бюл. № 8.
11. Полішко Г.О. Особливості укрупнення зливків послідов-
ним кільцевим електрошлаковим наплавленням: Автореф.
дис. ... канд. техн. наук. – Киев, 2011. – 19 с.
Manufacture of thick-walled bodies of reactors for nuclear power engineering and oil-refining industry is based on the
methods of forging, expansion, stamping and characterized by a long working cycle, significant labor consumption, large
consumption of body alloyed metal and welding consumables, a unique forge-pressing, rolling, stamping and welding
equipment is required for its realization. To manufacture bodies, both forge-welded and also stamp-welded ones, the
ingots of 100...200 t mass and more are required. The new opportunities for producing hollow high-quality billets for
reactor bodies are open due to technological process, developed at the E.O. Paton Electric Welding Institute of the
NAS of Ukraine, for producing large ingots by the method of a circumferential electroslag surfacing with liquid metal
(ESS LM) of one or more layers on central ingot, which can be both of solid section and hollow. In formation of the
deposited layer of the large hollow ingot, the technological condition of ESS LM is selected so that to provide the
minimum and uniform melting of the central hollow billet (pipe). Results of modeling of process of manufacture of
large hollow ingots of high-alloy steel AISI of 316 type using the method of circumferential ESS LM are presented.
Mathematical modeling showed that it is possible to produce not only solid, but also hollow ingots by the circumferential
surfacing of metal layers. The number of layers being deposited depends on sizes and mass of the ingots. Metallographic
examinations on model ingots confirmed the high structural and chemical homogeneity of the metal fusion zone. Here,
the ESS LM allows producing hollow ingots both of similar chemical composition and also heterogeneous ones, Ref. 11,
Figs. 5.
K e y w o r d s : ESS LM; power machine building; petrochemical machine building; reactor body; mathematical
modeling; hollow ingot; high-alloy steel; model ingot; fusion zone
Поступила 24.12.2012
7
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-96696 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0233-7681 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T13:39:21Z |
| publishDate | 2013 |
| publisher | Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Махненко, В.И. Медовар, Л.Б. Саенко, В.Я. Саенко, В.Я. Федоровский, Б.Б. Григоренко, С.Г. Зайцев, В.А. 2016-03-19T16:02:46Z 2016-03-19T16:02:46Z 2013 Моделирование процесса изготовления крупных полых слитков из высоколегированных сталей и сплавов способом ЭШ НЖМ / В.И. Махненкo, Л.Б. Медовар, В.Я. Саенко, А.А. Полишкo, Б.Б. Федоровский, С.Г. Григоренкo, В.А. Зайцев // Современная электрометаллургия. — 2013. — № 3 (112). — С. 3-7. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. 0233-7681 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/96696 669.117.56 Производство толстостенных корпусов реакторов для атомной энергетики и нефтеперерабатывающей промышленности характеризуется длительным рабочим циклом, значительной трудоемкостью, большим расходом корпусного легированного металла и сварочных материалов. Для его реализации требуется уникальное кузнечно-прессовое, прокатное и сварочное оборудование. Для изготовления корпусов как ковано-, так и штампосварных необходимы слитки массой 100...200 т и более, а выход годного иногда не превосходит 30...40 %. Новые возможности для получения полых высококачественных заготовок для корпусов реакторов открываются благодаря разработанному в ИЭС им. Е.О. Патона НАН Украины технологическому процессу получения крупных слитков, основанному на электрошлаковой наплавке жидким металлом (ЭШН ЖМ). Представлены результаты моделирования процесса изготовления крупных полых слитков из высоколегированной стали типа AISI 316 способом ЭШН ЖМ. Математическое моделирование показало, что путем кольцевого наплавления слоев металла можно получать не только сплошные слитки, но и полые. Количество наплавляемых слоев зависит от заданных размеров и массы слитков. Металлографические исследования на модельных слитках подтвердили высокую структурную и химическую однородность зоны сплавления металла. При этом ЭШН ЖМ позволяет получать полые слитки как одного химического состава, так и гетерогенные Manufacture of thick-walled bodies of reactors for nuclear power engineering and oil-refining industry is based on the methods of forging, expansion, stamping and characterized by a long working cycle, significant labor consumption, large consumption of body alloyed metal and welding consumables, a unique forge-pressing, rolling, stamping and welding equipment is required for its realization. To manufacture bodies, both forge-welded and also stamp-welded ones, the ingots of 100...200 t mass and more are required. The new opportunities for producing hollow high-quality billets for reactor bodies are open due to technological process, developed at the E.O. Paton Electric Welding Institute of the NAS of Ukraine, for producing large ingots by the method of a circumferential electroslag surfacing with liquid metal (ESS LM) of one or more layers on central ingot, which can be both of solid section and hollow. In formation of the deposited layer of the large hollow ingot, the technological condition of ESS LM is selected so that to provide the minimum and uniform melting of the central hollow billet (pipe). Results of modeling of process of manufacture of large hollow ingots of high-alloy steel AISI of 316 type using the method of circumferential ESS LM are presented. Mathematical modeling showed that it is possible to produce not only solid, but also hollow ingots by the circumferential surfacing of metal layers. The number of layers being deposited depends on sizes and mass of the ingots. Metallographic examinations on model ingots confirmed the high structural and chemical homogeneity of the metal fusion zone. Here, the ESS LM allows producing hollow ingots both of similar chemical composition and also heterogeneous ones. ru Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України Современная электрометаллургия Электрошлаковая технология Моделирование процесса изготовления крупных полых слитков из высоколегированных сталей и сплавов способом ЭШ НЖМ Modeling of process of manufacture of large hollow ingots of high-alloy steels and alloys by ESS LM method Article published earlier |
| spellingShingle | Моделирование процесса изготовления крупных полых слитков из высоколегированных сталей и сплавов способом ЭШ НЖМ Махненко, В.И. Медовар, Л.Б. Саенко, В.Я. Саенко, В.Я. Федоровский, Б.Б. Григоренко, С.Г. Зайцев, В.А. Электрошлаковая технология |
| title | Моделирование процесса изготовления крупных полых слитков из высоколегированных сталей и сплавов способом ЭШ НЖМ |
| title_alt | Modeling of process of manufacture of large hollow ingots of high-alloy steels and alloys by ESS LM method |
| title_full | Моделирование процесса изготовления крупных полых слитков из высоколегированных сталей и сплавов способом ЭШ НЖМ |
| title_fullStr | Моделирование процесса изготовления крупных полых слитков из высоколегированных сталей и сплавов способом ЭШ НЖМ |
| title_full_unstemmed | Моделирование процесса изготовления крупных полых слитков из высоколегированных сталей и сплавов способом ЭШ НЖМ |
| title_short | Моделирование процесса изготовления крупных полых слитков из высоколегированных сталей и сплавов способом ЭШ НЖМ |
| title_sort | моделирование процесса изготовления крупных полых слитков из высоколегированных сталей и сплавов способом эш нжм |
| topic | Электрошлаковая технология |
| topic_facet | Электрошлаковая технология |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/96696 |
| work_keys_str_mv | AT mahnenkovi modelirovanieprocessaizgotovleniâkrupnyhpolyhslitkovizvysokolegirovannyhstaleiisplavovsposoboméšnžm AT medovarlb modelirovanieprocessaizgotovleniâkrupnyhpolyhslitkovizvysokolegirovannyhstaleiisplavovsposoboméšnžm AT saenkovâ modelirovanieprocessaizgotovleniâkrupnyhpolyhslitkovizvysokolegirovannyhstaleiisplavovsposoboméšnžm AT saenkovâ modelirovanieprocessaizgotovleniâkrupnyhpolyhslitkovizvysokolegirovannyhstaleiisplavovsposoboméšnžm AT fedorovskiibb modelirovanieprocessaizgotovleniâkrupnyhpolyhslitkovizvysokolegirovannyhstaleiisplavovsposoboméšnžm AT grigorenkosg modelirovanieprocessaizgotovleniâkrupnyhpolyhslitkovizvysokolegirovannyhstaleiisplavovsposoboméšnžm AT zaicevva modelirovanieprocessaizgotovleniâkrupnyhpolyhslitkovizvysokolegirovannyhstaleiisplavovsposoboméšnžm AT mahnenkovi modelingofprocessofmanufactureoflargehollowingotsofhighalloysteelsandalloysbyesslmmethod AT medovarlb modelingofprocessofmanufactureoflargehollowingotsofhighalloysteelsandalloysbyesslmmethod AT saenkovâ modelingofprocessofmanufactureoflargehollowingotsofhighalloysteelsandalloysbyesslmmethod AT saenkovâ modelingofprocessofmanufactureoflargehollowingotsofhighalloysteelsandalloysbyesslmmethod AT fedorovskiibb modelingofprocessofmanufactureoflargehollowingotsofhighalloysteelsandalloysbyesslmmethod AT grigorenkosg modelingofprocessofmanufactureoflargehollowingotsofhighalloysteelsandalloysbyesslmmethod AT zaicevva modelingofprocessofmanufactureoflargehollowingotsofhighalloysteelsandalloysbyesslmmethod |