Данные должны превращаться в информацию в процессе анализа. Чтобы добиться этого, нужно научиться «свертывать» данные в определенном целевом разрезе. Для этого Вы начинаете проводить сравнительные процедуры между полученными данными, сопоставляя их с теоретическими положениями. Поиск проводится в основном для поиска качественных, количественных закономерностей, используя анализ разницы в свойствах, разностные количественные оценки, включая степенные, например, правильно выбирая шкалы для визуализации найденных закономерностей.

Подробнее эти вопросы мы будем обсуждать в рамках курса.

Требования к корпусам криогенной арматуры. Расчеты свойств и уточнение требований к сталям.

Литые хромомарганцевые стали и основные области легирующего комплекса для повышения комплекса механических и литейных свойств. Выбор сталей для корпусов криогенной арматуры. Оптимизация сталей.

Документация на литейные хромомарганцевые стали. Паспорта сталей. Технологическая инструкция на шихту, выплавку, заливку, подготовку форм и стержней. Определение свариваемости сталей. Натурные испытания. Коррозионные натурные испытания.

Проблемы внедрения литых хромомарганцевых сталей. Оценка состояния производственной системы. Тестовая эксплуатация. Совмещение с имеющимися производственными системами. Поиск решений и доработка. Правильный вход. Оптимизация литейной эффективности внедрения Cr-Mn сталей. Фракционная выплавка и разливка Cr-Mn сталей.

Модуль 4 даст представление о практике инжиниринга и разработки литых сталей для криогенной арматуры, продемонстрирует последовательность действий для быстрого и эффективного внедрения сталей в промышленном производстве.

С ростом промышленных масштабов использования криогенной техники в энергетике, металлургии, ракетной технике и др. увеличивается объем выпуска криогенного оборудования. Одним из основных направлений повышения производительности труда является снижение трудоемкости изготовления изделий без уменьшения надежности криогенных систем.

Ответственным узлом криогенных установок, работающим в условиях гидравлических и термических ударов, является запорно-регулирующая арматура. В настоящее время для ее изготовления обычно используются аустенитные хромоникелевые деформированные стали типа 12Х18Н10Т. Использование традиционной технологии изготовления арматуры из деформированных сталей (в штампосварном и кованом варианте) связано со значительными затратами на операции ковки, механической обработки и сварки. Применение точного литья из этих сталей позволяет уменьшить трудоемкость изготовления деталей, но хладостойкость отливок остается ниже, чем у изделий после обработки давлением. Поэтому при температурах 77К и ниже приходится использовать корпуса арматуры из деформированных сталей. Практически нет разработанных литейных сталей, сочетающих высокую хладостойкость и технологичность.

Выбор и оптимизацию составов можно проводить на основе регрессионных зависимостей и данных по исследованию структуры и свойств сталей. Значения предела текучести более 250МПа могут быть получены при разных соотношениях хрома и марганца, при минимуме дополнительных упрочнителей. Относительное удлинение выше 15 % и ударную вязкость более 40 Дж\см2 при криогенных температурах можно получить в области составов с 28 % марганца и содержании хрома от 8 до 13 %. При 8–13 % хрома и 28 % марганца расчетная жидкотекучесть превышает требуемые значения. Окончательно, с учетом необходимости обеспечения коррозионной стойкости оптимально использовать состав с 13 % хрома и 28 % марганца.

Для подтверждения выбранного по математической модели состава проводятся испытания стали. Так, для выбранных составов выплавка состава проводилась в открытой индукционной печи с магнезитовым тиглем емкостью 150 кг. Образцы заливались методом литья по выплавляемым моделям в формы кустов вентилей и кусты образцов для механических испытаний, а также в литейную пробу Нехендзи-Купцова. Химический состав сталей соответствовал 07Х13Г28АНФЛ и тестовой стали 12Х18Н10ТЛ, табл.1.2.

Табл. 1.2. Химический состав опытных сталей

Следующим этапом проводится анализ механических испытаний отливок при криогенных температурах, как это показано для выбранных составов в табл.1.3.

Табл.1.3. Механические и литейные свойства сталей

* в числителе приведены опытные, в знаменателе – расчетные данные

Хромомарганцевая сталь обладает более высоким комплексом механических и литейных свойств по сравнению со сталью 12Х18Н10ТЛ. Фактические данные достаточно хорошо совпадают с расчетными. Хромомарганцевая сталь имеет вязкий характер разрушения при всех температурах испытания. Большую часть поверхности разрушения имеют ямки диаметром не менее 10–15 мкм.