38565

Усовершенствование технологии производства поковок флокеночувствительной стали марки 40ХН2МА, забракованных при УЗК

Дипломная

Производство и промышленные технологии

Завод специализируется на производстве металлопродукции нержавеющих инструментальных легированных конструкционных быстрорежущих штамповых жаропрочных и прецизионных марок стали и сплавов поставка которых осуществляется на внутренний и внешний рынок. Завод производит около 1000 марок стали и сплавов выплавленных в мартеновских открытых дуговых и индукционных электропечах рафинированных электрошлаковым ЭШП и вакуумнодуговым ВДП переплавами в агрегате ковшпечь АКП. Конструкционные стали должны обладать высокой конструктивной...

Русский

2013-09-28

1.16 MB

49 чел.

Введение

Златоустовский металлургический завод является старейшим предприятием по производству специальных марок стали и сплавов, имеющих повышенные прочностные и пластические свойства при низких и высоких температурах, стойких к щелочам и кислотам, предназначенных для холодной высадки и горячей обработки, автоматных марок стали с регламентированными механическими свойствами и стали со специальными свойствами.

Завод специализируется на производстве металлопродукции нержавеющих, инструментальных, легированных конструкционных, быстрорежущих, штамповых, жаропрочных и прецизионных марок стали и сплавов, поставка которых осуществляется на внутренний и внешний рынок.

Завод производит около 1000 марок стали и сплавов, выплавленных в мартеновских, открытых дуговых и индукционных электропечах, рафинированных электрошлаковым (ЭШП) и вакуумно-дуговым (ВДП) переплавами, в агрегате ковш-печь (АКП).

Конструкционные стали должны обладать высокой конструктивной прочностью, обеспечивать длительную и надежную работу конструкции в условиях эксплуатации. Поэтому особенность требований, предъявляемых к конструкционным материалам, состоит в необходимости обеспечения комплекса высоких механических свойств, а не одной какой-либо характеристики.

Материалы, идущие на изготовление конструктивных элементов, деталей машин и механизмов, должны наряду с высокой прочностью и пластичностью хорошо сопротивляться ударным нагрузкам, обладая запасом вязкости. При знакопеременных нагрузках конструкционные материалы должны обладать высоким сопротивлением усталости, а при трении — сопротивлением износу. Во многих случаях необходимо сопротивление коррозии. Учитывая, что в деталях всегда имеются дефекты, являющиеся концентраторами напряжений, конструкционные материалы должны обладать высоким сопротивлением хрупкому разрушению и распространению трещин.

Помимо высокой надежности и конструктивной прочности конструкционные материалы должны иметь высокие технологические свойства — хорошие литейные свойства, обрабатываемость давлением, резанием, хорошую свариваемость. Конструкционные материалы должны быть дешевы и не должны содержать дефицитных легирующих элементов.

Из всех материалов, применяемых в настоящее время и прогнозируемых в будущем, только сталь позволяет получать сочетание высоких значений различных механических характеристик и хорошую технологичность при сравнительно невысокой стоимости. Поэтому сталь является основным и наиболее распространенным конструкционным материалом.

Конструкционные стали универсального применения разделяются на углеродистые и легированные.

Основными преимуществами легированных конструкционных сталей перед углеродистыми являются более высокая прочность за счет упрочнения феррита и большей прокаливаемости, меньший рост аустенитного зерна при нагреве и повышенная ударная вязкость, более высокая прокаливаемость и возможность применения более мягких охладителей после закалки, устойчивость против отпуска за счет торможения диффузионных процессов. Отпуск при более высокой температуре дополнительно снижает закалочные напряжения. Легированные стали обладают более высоким уровнем механических свойств после термической обработки. Поэтому детали из легированных сталей, как правило, должны подвергаться термической обработке.

Флокены - внутренние трещины в стальных поковках и прокатной продукции (иногда – в слитках или отливках), резко снижающие механические свойства стали. На протравленных шлифах флокены выявляются в виде тонких волосовин, а в изломе закалённых образцов флокены представляют собой овальные кристаллические пятна серебристо-белого цвета, отличающиеся от основной серой массы излома. Наибольшую склонность к поражению флокенами имеют легированные и углеродистые стали мартенситного и перлитного классов (конструкционные, подшипниковые, броневые, рельсовые и т.д.); в сталях аустенитного и карбидного классов (нержавеющие, быстрорежущие) эти дефекты не встречаются.

Основная причина образования флокенов – присутствие в стали повышенного количества водорода, а наиболее вероятный механизм этого процесса – адсорбция водорода на поверхностях микронесплошностей с понижением поверхностной энергии, что облегчает разрушение.

Конструкционные легированные хромоникельмолибденовые стали 40ХН2МА, используются для производства высокоответственных тяжелонагруженных деталей. Наличие флокенов недопустима.

Дипломная работа направлена на усовершенствование технологии производства поковок флокеночувствительной стали марки 40ХН2МА, забракованных при УЗК.

  1.   Общая часть

1.1 Назначение конструкционной стали марки 40ХН2МА

Конструкционные легированные хромоникельмолибденовые стали 40ХН2МА, используются для производства высокоответственных тяжелонагруженных деталей.

Сталь марки 40ХН2МА применяется для изготовления: коленчатых валов, клапанов, шатунов, крышек  шатунов, ответственных болтов, шестерен, кулачковых муфт, дисков и других тяжелонагруженных деталей,  валков для холодной прокатки металлов.

  1.  Характеристика стали марки 40ХН2МА

Сталь  марки 40ХН2МА относится к перлитно-мартенситному  классу доэвтектоидной группе, высококачественная, хромоникельмолибденовая, среднеуглеродистая (0,3…0,7%С), низколегированная (менее 2,5%).

Данная группа сталей отличается от конструкционных улучшаемых хромоникелевых сталей отсутствием обратимой отпускной хрупкости за счет дополнительного легирования молибденом или вольфрамом.

Химический состав стали приведен в таблице 1.

Таблица 1 -  Химический состав стали марки 40ХН2МА (40ХНМА) по ГОСТ4543

Химический элемент

% по массе

Углерод (С)

0,37-0,44

Железо (Fe)

основа

Кремний (Si)

0,17 - 0,37

Медь (Cu), не более

0,3

Молибден (Mo)

0,15 - 0,25

Марганец (Mn)

0,5 - 0,8

Никель (Ni)

1,25 - 1,65

Фосфор (P), не более

0,025

Хром (Cr)

0,6 - 0,9

Сера (S), не более

0,025

Влияние углерода и легирующих элементов на свойства стали

С ростом содержания углерода в структуре стали увеличивается количество цементита,  при одновременном снижении доли феррита. Изменение соотношения между составляющими приводит к  уменьшению пластичности, а также к повышению  прочности и твердости. Прочность повышается до содержания углерода около 1%, а затем она уменьшается,  так как  образуется грубая сетка цементита вторичного.

Углерод влияет на вязкие свойства. Увеличение содержания углерода повышает порог хладоломкости и снижает ударную вязкость.

Повышаются электросопротивление и  коэрцитивная сила, снижаются магнитная проницаемость и плотность магнитной индукции.

Углерод оказывает влияние и на технологические свойства. Повышение содержания углерода ухудшает литейные свойства стали (используются стали с содержанием углерода до 0,4 %), обрабатываемость давлением и резанием, свариваемость. Следует учитывать, что стали с низким содержанием углерода также плохо обрабатываются резанием. Влияние углерода на механические свойства стали приведены на рисунке 1.

Рисунок 1- Влияние углерода на механические свойства стали.

Влияние хрома на повышение прочности феррита меньше, чем влияние других легирующих элементов. В весьма чистых сплавах при введении в них до 3% Cr было отмечено даже небольшое снижение предела прочности. Твердость, а следовательно, и прочность феррита вначале растут незначительно. Относительное удлинение  и сужение до 10% Cr несколько возрастают; ударная вязкость возрастает до 26% Cr; до этого же содержания хрома и критическая температура хладноломкости незначительно сдвигается к более низким температурам. На пластические свойства железохромистых сплавов небольшие количества кислорода, азота и углерода, а также и величина зерна оказывают очень сильное влияние. Хром относительно слабо воздействует на механические свойства стали в отожженном состоянии (рисунок  2).

Вообще говоря, благодаря влиянию хрома на увеличение содержания перлита и более тонкое распределение карбидов прочность отожженной стали при увеличении содержания хрома медленно возрастает. Влияние хрома и никеля на критическую скорость охлаждения и взаимодействия хрома и углерода служат причиной того, что наиболее качественной сталью для изготовления крупных изделий является хромоникелевая сталь. Хотя хром, в противоположности никелю, при производстве стали окисляется легче, чем железо, возможные продукты окисления хрома можно восстановить еще более сильными раскислителями, например кремнием, алюминием и др. Поэтому хромоникелевая сталь имеет очень хорошую ударную вязкость на поперечных образцах. Изменяя состав, можно получить  весьма широкий диапазон механических свойств. Из-за непрерывно ощущающегося недостатка никеля хромоникелевую сталь применяют сейчас только в случае изготовления изделий больших размеров, к которым предъявляются  высокие требования прочности и вязкости. Хромоникелевая сталь с содержанием 1-2% Cr и 1-2% Ni широко используется в промышленности в качестве высококачественной конструкционной. Для устранения отпускной хрупкости в большинстве случаев в нее добавляют 0,15-0,35%Мо. Хромоникелевая сталь уже в отожженном состоянии имеет более высокую твердость, чем никелевая. Это в сочетании с высокой вязкостью и большей ликвационной неоднородностью обусловливаются  худшую обрабатываемостью хромоникелевой стали по сравнению с никелевой. По этой причине при массовом изготовлении изделий часто отказываются от применения хромоникелевой стали.

Рисунок 2 – Механические свойства отожженной хромистой стали с содержанием углерода 0,2 и 0,8%

Преимущества комплексного легирования хромом и никелем особенно отчетливо проявляются в улучшенном состоянии. Как следует из рисунка 3, в хромоникелевой стали можно получить предел прочности до 1,8Гн/м2                 (180 кГ/мм2). Такая высокая прочность необходима, например, в закаливаемых нецементуемых шестернях. Для их изготовления можно применять, например, сталь с 0,30-0,50%С; 4,5%Ni и 1.5% Cr закаливаемую на воздухе, что обеспечивает меньшее коробление.  Для изготовления шестерен применяют также сталь с 0,3%С; 3%Ni и 1,3%Cr, закаливаемую в масле.   После отпуска при 250-300 0С для уменьшения напряжений эта сталь также имеет предел прочности до 1,8Гн/м2(180кГ/мм2). Таким образом, при увеличении содержания никеля с 3 до 4,5% создается возможность перейти от закалки в масле к закалке на воздухе. В большинстве случаев термическую обработку ведут на предел прочности немного выше 1,4Гн/м2(140кГ/мм2), так как в противном случае весьма затруднительна механическая обработка. Кроме того после низкого отпуска в изделиях остаются еще значительные закалочные напряжения. Необходимо еще раз подчеркнуть, что все до сих пор приводившиеся диаграммы улучшения были получены на образцах диаметром не более 70 мм. Для более крупных сечений трудно установить общие нормы прочности и химического состава, так как получаемые свойства зависят от отношения длины к толщине, а также от условий ковки и улучшения. В сердцевине крупных поковок из-за склонности стали к отпускной хрупкости получается, как правило, более чем в наружной зоне, особенно в тех случаях, когда поковки после отпуска сравнительно медленно охлаждаются на воздухе.

Рисунок  3 – Диаграммы изменения механических свойств в зависимости от температуры отпуска хромоникелевой стали с различным содержанием хрома и никеля.

Охлаждения после отпуска в воде стараются избегать, так как оно может вызвать значительные напряжения. Легирующие добавки, например ванадий, позволяют применять более высокие температуры отпуска и таким образом в значительной мере устранить отпускную хрупкость.

Влияние постоянных примесей на структуру и свойства стали

Любая сталь и чугун имеют в своем составе в качестве неизбежных спутников кремний, марганец, фосфор и серу. У обычных сталей допускается следующее количество указанных примесей: кремния - до 0,4%, марганца - до 0,8%, фосфора - до 0,05%, серы - до 0,05%. Такие примеси, как марганец, кремний и фосфор, не образуют в структуре стали самостоятельных зерен, - они в основном растворяются в феррите. В кристаллической решетке феррита расположены, кроме атомов углерода, также и атомы кремния, марганца и фосфора. Следовательно, рассматривая структуру стали, мы этих примесей не увидим. Сера в железе почти не растворима, а в структуре стали она образует химические соединения - сернистое железо (FeS) или сернистый марганец (MnS). Сульфиды железа и марганца, а также соединения кислорода с металлом (FeO, МпО), находящиеся в структуре стали, называют неметаллическими включениями. Они наблюдаются под микроскопом на нетравленом полированном микрошлифе. Влияние примесей на свойства стали неодинаково. Наиболее серьезное влияние на свойства стали оказывает углерод. С увеличением содержания углерода твердость стали повышается, а относительное удлинение δ и относительное сужение ψ понижаются. Предел прочности и предел упругости стали повышаются с увеличением содержания углерода до 0,8-0,9%. При дальнейшем увеличении содержания углерода в структуре стали появляется свободный цементит, который располагается по границам зерен перлита в виде сетки. Вследствие исключительной хрупкости цементита понижается не только пластичность стали, но и ее упругость и прочность. Изменение механических свойств стали в зависимости от содержания углерода приведено на рисунке 4.      Кремний и марганец в тех количествах, в каких они содержатся у обычной стали, не оказывают заметного влияния на ее свойства. Сера и фосфор - вредные примеси стали. При повышенном содержании фосфора в стали наблюдается явление хладноломкости, т. е. сталь делается хрупкой, особенно при низкой температуре (на морозе). Причина этого явления состоит в том, что атомы фосфора, располагаясь в решетке железа, сильно искажают ее, так как атомы фосфора резко отличаются от атомов железа. Кроме того, фосфор неравномерно распределяется в стали, скапливаясь на отдельных участках в значительном количестве. Такое неравномерное распределение примесей в данном объеме стали и в объеме каждого кристалла называется ликвацией. Вредное влияние фосфора особенно сильно проявляется в сталях с повышенным содержанием углерода, так как углерод уменьшает растворимость фосфора и стали. Вытесненный из твердого раствора фосфор располагается в виде хрупкой эвтектики по границам структурных составляющих, ослабляет сцепление между ними и способствует хрупкости стали. Повышенное содержание в стали серы вызывает явление красноломкости: в стали при обработке ее давлением при температурах 900 - 1200° образуются трещины. Причина этого заключается в том, что сернистое железо располагается по границам зерен железа в виде механической смеси, которая имеет температуру плавления 985°. При высоких температурах эта смесь расплавляется, вследствие чего уменьшается связь между зернами. Если сера находится в виде сернистого марганца, то она оказывает менее вредное влияние на свойства стали. Сернистый марганец имеет более высокую температуру плавления (1620°), поэтому он затвердевает раньше стали и располагается не по границам зерен, а обособленными участками. В отдельных случаях примеси серы и фосфора в стали играют положительную роль, так как способствуют хорошей обрабатываемости ее на станках.

Газы попадают в сталь при её выплавки. В твёрдой стали они могут присутствовать, либо растворяясь в феррите, либо образуя химическое соединение (нитриды, оксиды) . Газы могут находиться и в свободном состоянии в различных несплошностях. Даже в очень малых количествах азот, кислород и водород сильно ухудшают пластические свойства стали. Содержание их в стали допускается 10-2 - 10-4 %. В результате вакуумирования стали их содержание уменьшается, свойства улучшаются.

Температура критических точек стали марки 40ХН2МА приведена в таблице 2.

Таблица 2- Температура критических точек стали 40ХН2МА, 0С

Ac1

Ac3(Acm)

Ar3(Arcm)

Ar1

Mn

730

820

550

380

320

Твердость   40ХН2МА   после отжига , HB 10 -1 = 269 Мпа.

Физические свойства стали 40ХН2МА приведены в таблице 3.

Таблица 3 - Физические свойства стали 40ХН2МА

Температура, °С

Модуль упругости нормальный, МПа (E 10- 5)

Коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o - T ), 1/°С (a 10 6)

Коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала), Вт/(м·°С) (l)

Плотность кг/м3 (r)

Удельная теплоемкость материала (диапазон 20o - T ), [Дж/(кг·град)] (C)

Удельное электросопротивление, Ом·м (R 10 9)

20

2.15

-

39

7850

-

331

100

2.11

11.6

38

-

490

-

200

2.01

12.1

37

-

506

-

300

1.9

12.7

37

-

522

-

400

1.77

13.2

35

-

536

-

500

1.73

13.6

33

-

565

-

600

-

13.9

31

-

-

-

700

-

-

29

-

-

-

800

-

-

27

-

-

-

Сталь трудносвариваемая, поэтому необходим подогрев и последующая термообработка (для получения качественных сварных соединений требуются дополнительные операции: подогрев до 200-300 град. при сварке, термообработка после сварки - отжиг ).

При обработке стали 40ХН2МА твердым сплавом Кυ=0,7, быстрорежущей сталью Кυ=0,4 при НВ 228 – 235ед. и σв=570Мпа, сталь флокеночувствительна, имеет низкую коррозионную стойкость.

Термообрабока и механические свойства стали (ГОСТ 4543) приведены в таблице 4.

Таблица 4 - Механические свойства стали марки 40ХН2МА (ГОСТ 4543-71)

Термообработка

Предел текучести Т, Н/мм2 (кгс/мм2)

Временное сопротивление в, Н/мм2 (кгс/мм2)

Относительное удлинение s, %

Относительное сужение ,

Ударная вязкость KCU, Дж/см2

Размер сечения заготовок для термической обработки (диаметр круга или сторона квадрата), мм

закалка

отпуск

Температура, 1-й закалки или нормализации 0С

Среда охлаждения

Температура, 0С

Среда охлаждения

850

Масло

620

Вода или масло

Не менее

25

930 (95)

1080 (110)

12

50

78 (8)

Для стали 40ХН2МА может быть рекомендована ТМО, как и для стали 30ХГСН2А. При  ТМО оптимальной температурой деформации (обжатия) является температура 500 – 5500С, обеспечивающая наибольшие пределы прочности и текучести без существенного снижения относительного удлинения и ударной вязкости. Режим ТМО: аустенизация при 11500С, подстуживание на воздухе до температуры обжатия, выдержка в печи при температуре обжатия  20мин., прокатка с обжатием 50%, охлаждение в масле, отпуск при 2000С, 4 часа, толщина заготовок после ТМО 20мм.

Механические свойства стали типа 40ХН2МА (0,41-0,45% С и 0,45%Мо) после термомеханической обработки приведена в таблице 5.

Ударная вязкость сталей при отрицательных температурах приведены в таблице 6.

Таблица 5 - Механические свойства стали типа 40ХН2МА (с 0,41-0,45% С и                       0,45%Мо) после термомеханической обработки

Температура деформации (обжатия), 0С

σв

σт

δв

ψ

КCU, Дж/см2

МПа

%

Не более

900

764

590

0

0

5

600

920

665

6

1

0

500

0,60

765

7

20

1

400

570

275

1

5

9

Таблица 6 - Ударная вязкость сталей при отрицательных температурах

Сталь

Режимы термообработки (t,0С)

KCV, Дж/см2, при температуре, 0С

+20

-20

-40

-60

40ХН2МА

Закалка 860, масло + Отпуск 580, вода

130

-

92

59

Сталь 40ХН2МА после закалки и высокого отпуска может применятся при t= -600С в деталях с толщиной стенки не более 120мм.

Свойства при повышенной температуре стали 40ХН2МА после закалки с 8600С и отпуска при 5800С приведены в таблице 7.

Таблица 7 - Свойства при повышенной температуре стали 40ХН2МА после закалки с 8600С и отпуска при 5800С

Температура, 0С

σв

σт

δ

ψ

KCV, Дж/см2

МПа

%

20

1070

950

15,6

58

78

250

1010

830

13,0

47

90

400

950

770

17,0

63

84

500

695

670

18,0

80

53

 

Предел выносливости стали 40ХН2МА приведены в таблице 8.

Таблица 8 - Предел выносливости стали 40ХН2МА

Режим термообработки (t,0C)

σв

σ-1

τ-1

МПа

Закалка 850, масло + Отпуск 620, вода или масло

1080

520

-

Закалка 850, масло + Отпуск 560, вода

980

445

225

Сталь 40ХН2МА имеет большую прокаливаемость. Это подтверждается рисунком 4.

Рисунок 4 – Полоса  прокаливаемости.

1. 3 Технические требования по ГОСТ 4543

В зависимости от химического состава и свойств конструкционная сталь делится на категории:

качественная;

высококачественная - А;

особовысококачественная – Ш (сталь электрошлакового переплава).

1.3.1 Сортамент

По видам обработки прокат делят на:

горячекатаный и кованый (в том числе с обточенной или ободранной поверхностью);

калиброванный;

со специальной отделкой поверхности.

В зависимости от качества поверхности горячекатаный и кованый прокат изготовляют групп: 1, 2, 3.

По состоянию материала прокат изготовляют:

без термической обработки;

термически обработанный - Т;

нагартованный - Н (для калиброванного и со специальной отделкой поверхности проката).

На поверхности проката группы качества поверхности 1 местные дефекты должны быть удалены пологой вырубкой или зачисткой, ширина  которой должна быть не менее пятикратной глубины.

Таблица 9 - Химический состав стали марки 40ХН2МА

Группа стали

Марка

стали

Массовая доля элементов, %

Углерод

Кремний

Марганец

Хром

Никель

Молибден

Алюминий

Титан

Ванадий

Хромонике

льмолибденовая

40ХН2МА (40ХНМА)

0,37

0,44

0,17

0,37

0,50

0,80

0,60

0,90

1,25

1,65

0,15

0,25

-

-

-

Глубина зачистки дефектов, считая от фактического размера, не должна превышать норм, указанных в таблице 10. В одном сечении проката размером (диаметром или толщиной) более 140 мм допускается не более двух зачисток максимальной глубины.

На поверхности проката допускаются без зачистки отдельные мелкие риски, вмятины и рябизна в пределах половины суммы предельных отклонений. Волосовины не допускаются. На поверхности проката группы качества поверхности 2 допускаются без зачистки отдельные мелкие риски, вмятины и рябизна в пределах половины суммы предельных отклонений, а также мелкие волосовины глубиной, не превышающей 1/4 суммы предельных отклонений на размер, но не более 0,2 мм. На поверхности проката из особовысококачественной стали волосовины не допускаются. Остальные требования к поверхности - как для проката группы качества поверхности 1.

Таблица 10 - Нормы глубины зачистки дефектов

Размер проката, мм

Глубина зачистки дефектов, не более

Прокат из качественной и высококачественной стали

Прокат из особовысококачественной стали

Св. 200

6 % размера

3 % размера

От 140 до 200

5 % размера

3 % размера

» 80 » 140

Суммы предельных отклонений

Половины суммы предельных отклонений

Менее 80

Половины суммы предельных отклонений

На поверхности проката группы качества поверхности 3 местные дефекты не допускаются, если их глубина, определяемая контрольной запиловкой и вырубкой, считая от номинального размера, превышает нормы, указанные в таблице 11.

Таблица 11 – Нормы качества поверхности

Размер проката,

мм

Глубина зачистки дефектов, не более

Проката из качественной и высококачественной стали

Проката из особовысококачественной стали

100 и более

Суммы предельных отклонений

Минусового допуска

Менее 100

Минусового допуска

Качество поверхности и требования по обрезке концов калиброванного проката должны соответствовать ГОСТ 1051-73, проката со специальной отделкой поверхности - ГОСТ 14955-77.

Прокат сортовой должен быть обрезан. Допускаются смятые концы и заусенцы. Косина реза проката размером до 30 мм не регламентируется, свыше 30 мм - не должна превышать 0,1 диаметра или толщины. Прокат сортовой размером до 40 мм немерной длины допускается изготовлять с необрезными концами.

По требованию потребителя сортовой прокат изготовляют:

с нормированной величиной смятия концов не более 70 мм;

размером до 140 мм без заусенцев и смятых концов.

Прокат группы качества поверхности 1 испытывают на осадку в горячем состоянии.

Предприятие-изготовитель может не проводить испытание на осадку проката размером более 80 мм.

1.3.2 Технические требования

1.3.2.1 Химический состав стали марки 40ХН2МА должен соответствовать указанному в таблице 9.

Массовая доля фосфора, серы, остаточных меди, никеля и хрома в стали всех марок не должна превышать норм, указанных в таблице 12.

Допускается наличие вольфрама до 0,20 %, молибдена до 0,15 %, титана до 0,03 % и ванадия до 0,05 % в сталях, не легированных этими элементами.

Таблица 12 – Нормы химических элементов

Категории стали

Массовая доля элементов, %, не более

Фосфор

Сера

Медь

Никель

Хром

Качественная

0,035

0,035

0,030

0,030

0,030

Высококачественная

0,025

0,025

0,030

0,030

0,030

Особовысококачественная

0,025

0,015

0,025

0,030

0,030

Для высококачественной стали, выплавленной в основных мартеновских печах и в печах с кислой футеровкой, допускается массовая доля фосфора до 0,030 %.

В соответствии с заказом в стали, изготовленной скрап-процессом и скрап-рудным процессом остаточная массовая доля никеля и хрома не более 0,40 % каждого.

Качественная сталь всех марок может быть изготовлена с массовой долей серы и фосфора в соответствии с требованиями таблице 13 для высококачественной стали. В этом случае к наименованию марки стали добавляется буква А.

В готовом прокате и поковках при соблюдении норм механических свойств и других требований настоящего стандарта допускаются отклонения по химическому составу. Допускаемые отклонения должны соответствовать указанным в таблице 13.

Таблица 13 - Допускаемые отклонения

Наименование элементов

Верхняя предельная массовая доля элементов, %

Допускаемые отклонения, %

Наименование элементов

Верхняя предельная массовая доля элементов, %

Допускаемые отклонения, %

Углерод

По табл. 10

± 0,01

Ванадий

0,06-0,12

0,10-0,18

± 0,02

± 0,02

Алюминий

По табл. 10

± 0,10

Марганец

Менее 1,0

1,0 и более

± 0,02

± 0,05

Кремний

Менее 1,0

1,0 и более

± 0,02

± 0,05

Никель

Менее 2,5

2,5 и более

- 0,05

- 0,10

Титан

По табл. 10

± 0,02

Молибден

По табл. 10

± 0,02

Хром

Менее 1,0

1,0 и более

± 0,02

± 0,05

Вольфрам

По табл. 10

± 0,05

С согласия потребителя в качественной стали допускается отклонение по массовой доле серы и фосфора не более чем на + 0,005 % каждого.

1.3.2.2 Горячекатаный и кованый прокат изготовляют термически обработанными (отожженным, высокоотпущенным, нормализованным или нормализованным с высоким отпуском) и без термической обработки; калиброванный и со специальной отделкой поверхности прокат изготовляют нагартованным или термически обработанным (отожженным, отпущенным, нормализованным, закаленным и отпущенным).

1.3.2.3 Твердость по Бринеллю (НВ) отожженного или высокоотпущенного проката диаметром или толщиной свыше 5 мм должна соответствовать нормам, указанным в таблице 14. Определение твердости по Бринеллю проводят по ГОСТ 9012-59. Количество отпечатков - не менее трех.

Таблица 14 – Нормы твердость по Бринеллю

Группа стали

Марка стали

Диаметр отпечатка, мм, не менее

Число твердости, НВ, не более

Хромоникельмолибденовая

40ХН2МА (40ХНМА)

3,7

269

По согласованию изготовителя с потребителем допускается изготовлять прокат без отжига и высокого отпуска с твердостью, соответствующей нормам, указанным и таблице 14.

Твердость калиброванного проката в отожженном или высокоотпущенном состоянии, а также горячекатаного проката нормализованного с последующим высоким отпуском может быть на 15 единиц НВ более, указанной в таблице 14.

Норма твердости проката, изготовляемого в нормализованном состоянии устанавливается по согласованию изготовителя с потребителем.

Твердость отожженного и нагартованного калиброванного и со специальной отделкой поверхности проката диаметром до 5 мм включительно, а также закаленного с отпуском проката всех размеров устанавливается по согласованию изготовителя с потребителем.

1.3.2.4 Механические свойства проката при нормальной температуре, определяемые на продольных термически обработанных образцах или образцах изготовленных из термически обработанных заготовок, должны соответствовать нормам, указанным в таблице 15. Контроль механических свойств калиброванного и со специальной отделкой поверхности проката проводится по требованию потребителя с указанием в условном обозначении буквы М.

Прокат из хромоникельмолибденовой и хромоникельмолибденованадиевой стали дополнительно испытывают на ударную вязкость при нормальной температуре на образцах типа 11 по ГОСТ 9454-78.

Образцы для механических испытаний проката, изготовляемого в закаленном и отпущенном состояниях, термообработке не подвергаются; нормы механических свойств устанавливаются по согласованию изготовителя с потребителем.

Таблица 15 - Механические свойства проката при нормальной температуре

Марка стали

Термообработка

Предел текучести sТ, Н/мм2 (кгс/мм2)

Временное сопротивление sв, Н/мм2 (кгс/мм2)

Относительное удлинение ds, %

Относительное сужение

Ударная вязкостьKCU, Дж/см2

Размер сечения заготовок для термической обработки (диаметр круга или сторона квадрата), мм

Закалка

Отпуск

Температура, °С

Среда охлаждения

Температура, °С

Среда охлаждения

1-й закалки или нормализации

2-й закалки

не менее

40ХН2МА (40ХНМА)

850

-

Масло

620

Вода или масло

1)930

2)835

1080

980

12

12

50

55

78

98

25

25

При термической обработке заготовок по режимам, указанным в      таблице 15, допускаются следующие отклонения по температуре нагрева:

                                                      при закалке . ......... ± 15 °С

                                                      при низком отпуске ....... ± 30 °С

                                                      при высоком отпуске ...... ± 50 °С.

Нормы механических свойств относятся к образцам, отобранным от прутков диаметром или толщиной до 80 мм включительно.

При испытании прутков диаметром или толщиной свыше 80 до 150 мм допускается понижение относительного удлинения на 2 абс. %, относительного сужения на 5 абс. % и ударной вязкости на 10 % по сравнению с нормами, указанными в таблице 16.

Для прутков диаметром или толщиной 151 мм и выше допускается понижение относительного удлинения на 3 абс. %, относительного сужения на 10 абс. % и ударной вязкости на 15 %.

Нормы механических свойств образцов и прутков из стали диаметром или толщиной свыше 100 мм, перекатанных или перекованных на квадрат размером 90 - 100 мм, должны соответствовать указанным в таблице 16.

Для стали с нормируемым временным сопротивлением не менее 1180 Н/мм2 (120 кгс/мм2) допускается снижение норм ударной вязкости на 9,8 Дж/см2     (1кгс·м/см2) при одновременном повышении временного сопротивления не менее чем на 98 Н/мм2 (10 кгс/мм2).

Нормы ударной вязкости приведены для образцов типа 1 по      ГОСТ 9454-78.

По согласованию изготовителя с потребителем при определении механических свойств стали допускается изменение режима термической обработки, указанного в таблице 15, с соответствующей корректировкой норм механических свойств.

Допускается перед закалкой производить нормализацию. Для стали, предназначенной для закалки токами высокой частоты, нормализация перед закалкой производится с согласия потребителя.

Допускается проводить испытания проката из стали всех марок после одинарной закалки, при условии соблюдения норм, приведенных в таблице 15.

В тех случаях, когда при испытании на растяжение на металле не обнаруживается участка текучести и нельзя определить предел текучести (sТ), допускается определять условный предел текучести (s0,2).

Прутки сечением менее указанного в таблице 16  подвергаются термической обработке в полном сечении проката.

В графе «Размеры сечения заготовок для термической обработки (круг или квадрат)» знак «-» означает, что термическая обработка производится на готовых образцах.

Варианты механических свойств проката из стали марки 40ХН2МА (40ХНМА) указывает потребитель. При отсутствии указания варианта механических свойств он выбирается изготовителем. Отбор проб для механических испытаний проводят по ГОСТ 7564-73

Испытание на растяжение (предел текучести, временное сопротивление, относительное удлинение, относительное сужение) проводят по ГОСТ 1497-84 на круглых образцах пятикратной длины диаметром 5 или 10 мм. Допускается проводить испытания на натурных образцах сечением, менее указанного в таблице 15.

Испытание на ударную вязкость при нормальной температуре проводят на образцах типа 1 и типа 11 по ГОСТ 9454-78, при температуре минус 60 °С - на образцах типа 1 по ГОСТ 9454-78. Допускается проводить испытание на ударную вязкость на образцах типа 3 при толщине проката менее 10 мм.

1.3.2.5 Полосы прокаливаемости и диаметры проката, имеющего после объемной закалки в воде и в масле такую же твердость, как и торцовый образец, на соответствующем расстоянии от охлаждаемого торца образца, и место измерения твердости по сечению проката.

Пределы колебаний твердости (максимальной и минимальной) по длине торцовых образцов для суженной и марочной полос прокаливаемости.

По согласованию изготовителя с потребителем при изготовлении проката с контролем на прокаливаемость допускается не проводить контроль механических свойств при условии соответствия этих свойств нормам, указанным в таблице 15.

Испытание на прокаливаемость проката из стали всех марок, допускается не проводить при условии соответствия норм прокаливаемости требованиям настоящего стандарта.

При согласовании изготовителя с потребителем пределы колебаний твердости (максимальной и минимальной) по длине торцовых образцов могут быть изменены. Прокаливаемость определяют методом торцовой закалки по ГОСТ 5657-69.

1.3.2.6 Обезуглероживание проката с обточенной, ободранной и шлифованной поверхностью и проката со специальной отделкой поверхности, в том числе проката, предназначенного для закалки током высокой частоты, не допускается.

По требованию потребителя в прокате, изготавливаемом без обточки, обдирки и шлифовки, с массовой долей углерода более 0,3 % (по нижнему пределу) проверяют глубину общего обезуглероженного слоя (феррит + переходная зона), которая не должна превышать 1,5 % диаметра или толщины.      Глубину обезуглероженного слоя определяют методом М по ГОСТ 1763-68. По согласованию изготовителя с потребителем допускается определять степень обезуглероженности калиброванной стали методом Т по ГОСТ 1763-68.

1.3.2.7  Макроструктура проката при проверке на протравленных темплетах или в изломе не должна иметь усадочной раковины, рыхлости, пузырей, трещин, расслоений, шлаковых включений и флокенов и должна соответствовать требованиям, указанным в таблице 16.  Контроль макроструктуры проката методом травления или по излому проводят по ГОСТ 10243-75, а ультразвуком - по методике предприятия-поставщика.

Таблица 16 -

Категория стали

Макроструктура проката в баллах, не более

Центральная пористость

Точечная неоднородность

Ликвационный квадрат

Общая пятнистая ликвация

Краевая пятнистая ликвация

Подусадочная ликвация

Подкорковые пузыри

Межкристаллитные трещины

Качественная

3

3

3

1

1

1

Не допускаются

Высококачественная

2

2

2

Не допускаются

1

Особовысококачественная

1

1

1

Не допускаются

В прокате из особовысококачественной стали допускается послойная кристаллизация и светлый контур не более балла 3.

В прокате, предназначенном для холодной механической обработки, допускаются подкорковые пузыри на глубину не более половины допуска на диаметр или толщину.

Допускается проводить проверку макроструктуры проката методом ультразвукового контроля (УЗК).

1.4 Маршрутная технология производства стали

Выплавка производится:

- на углеродистых  отходах с окислением окатышами (рудой);

- переплавом  легированных отходов окислением кислородом.

Рекомендуется сталь выплавлять в суженных пределах заданного хим. состава в соответствии с таблицей  17 (для электродов ЭШП).

Таблица 17 - Химический состав в %

Суженные пределы

Примечание

Mn

Si

P (не более)

0,35-0,80

0,35-0,80

0,17-0,27

0,22-0,37

0,012

0,021

ТУ 14-1-2765-79

ГОСТ 4543

ТУ 14-1-950-86

Содержание марганца в исходном для  ВДП металле должно быть, %: 0,8-1,0 (для ВДП с охлаждением слитков гелием 0,3-0,9).

При выплавке стали по заказам «АВИА» и  АЭС для раскисления использовать первичный алюминий.

1.4.2 Шихта

Шихта должна быть составлена из расчета получения по расплавлении:

- содержания углерода, обеспечивающего окисление его не менее 0,40% - при выплавке стали на углеродистых отходах с окислением окатышами (рудой);

- расчетного содержания углерода на 0,18-0,40% выше верхнего предела заданного хим. состава – при выплавке переплавом легированных отходов с кислородом.

1.4.3 Рафинировка

Рафинировку следует проводить с осадочным раскислением. После  снятия окислительного шлака металл раскисляют кусковым алюминием на штанге в количестве 0,8 кг/т и в печь дают необходимое количество ферромарганца или ферросиликомарганца.

Допускается производить науглероживание металла  молотым коксом, электродной крупкой или электродным боем не более чем на 0,10% углерода.

Основной  рафинировочный шлак должен наводиться шлакообразующей смесью в соответствии с таблицей 18 или смесью извести и оплавникованного известняка в том же количестве и соотношении (1-1,2):1.

Таблица 18 – Состав рафинировочного шлака

Вместимость печи, т

Составляющие смеси, кг

Всего, кг

Известь

Флюорит, флюс АНФ-6

Кварцит

Шамот

5

10

20

60

300

800

50

90

135

20

45

60

20

45

60

250

480

755

Перед третьей порцией  ферросилиция в металл вводят кусковой алюминий на штанге в количестве 0,3кг/т.

Корректировку хим. состава стали по никелю производят прокаленным электролитическим никелем марок Н-1 и Н-2.

Допускается производить корректировку хим. состава  по углероду прокаленным чугуном из расчета введения не более 0,03% углерода.

Для окончательного раскисления перед выпуском в металл вводят кусковой алюминий на штанге в количестве 0,6 кг/т.

Перед введением кускового алюминия  шлак раскисляют порошком алюминия в количестве 1кг/т в смеси с флюоритом (1 кг/т) и известью (1 кг/т).

продолжительность рафинировки должна быть 40 мин. -1ч. 30мин.

Выпуск плавки производят в ошлакованный ковш с последующей  продувкой аргоном. В ковш перед выпуском металла дают силикокальцый в количестве 1-2 кг/т.

Температура металла должна быть: перед выпуском 1600-16400С, в ковше: перед продувкой аргоном – 1580-16200С, после продувки аргоном – 1560-15900С. Для 20-тонной плавки допускается снижение температуры на 100С.

В случае обработки плавок на АПК и УВС количество проб должно быть не более 3, в том числе проба отобранная из ковша после выпуска плавки.

Указанное количество проб при нормальном ходе плавки является предельным. В случае отклонения от нормального ведения плавки допускается отбирать необходимое количество проб. При производстве сортового проката температура конструкционных марок стали 1170 0С.

Температура и продолжительность нагрева заготовок в нагревательных печах стана «350/500» в зависимости от марки стали приведении в таблице 19.

Таблица 19 - Продолжительность нагрева заготовок в нагревательных печах стана «350/500»

Марка стали

Продолжительность нагрева ч не менее, для заготовок профразмерами, мм

Количество заготовок, выдаваемых в час не менее, профразмерами, мм,

Температура в зоне печи, 0С

Томильная зона

2-я сварочная зона

1-я сварочная зона

Нижняя зона

Методическая зона

40ХН2МА

125

145

150

200

201

205

40

30

20

1200

1250

1220

1280

1200

1250

1200

1250

Не ограничивается

1-20

1-40

2-10

Технологическая температура металла под прокатку, не менее 1125 0С.

Место и параметры охлаждения прутков металла после прокатки на стане «350/500»и продолжительность времени их передачи на термообработку в ТКЦ представлены в таблице 20.

Таблица 20 - Охлаждение после прокатки на стане «350/500»

На первой линии  профразмерами, мм

На 3 линии профразмерами, мм

  1.  90мм и выше

Охлаждение в колодцах в течение не менее 48 ч. до температуры 120-160 0С. Прутки профразмерами 120 мм и более передаются на термообработку, не позднее 40 ч. из них 8 ч. на передачу документов.

  1.  Менее 90 мм

Охлаждение в открытых колодцах до температуры не более 160 0С, без термообработки.

  1.  От 80 до 50 мм

Охлаждение на холодильнике до температуры не менее 300 0С перед порезкой, с последующей передачей на термообработку не позднее 24 ч. из них 8 ч. на передачу документов.

  1.  Менее 50 мм

Охлаждение на холодильнике до температуры перед порезкой не менее 300 0С, с последующей укладкой пакетов в штабели.

Для стали 40ХН2МА  продолжительность нагрева 8 слитков массой 2,8т в одном колодце при назначении их для прокатки товарных блюмов должна быть 4 – 4,5 часа. Режимы нагрева слитков приведены в таблице 21.

Таблица 21 -  Режимы нагрева слитков в нагревательных колодцах стана «1150»

Масса слитков, т

Кол-во слитков в ячейке

2,8

2,8

3,7

4,4-4,7

4,9

5,85

4

8

6

4

5-6;4-6

4;5-6

Технологическая температура металла под прокатку 1200-1280 0С.

Продолжительность нагрева и выдержки горячих слитков в зависимости от температуры их поверхности при посадке в ячейку, час, мин. приведены в  таблице 22.

Таблица 22 - Продолжительность нагрева и выдержки горячих слитков на стане «1150»

От 500 до 600

От 600 до 650

От 650 до 700

От 700 до 750

От 750 до 800

От 800 до 850

От 850 и более

3-25

3-50

4-15

4-30

5-05

5-20

4-50

5-45

3-05

3-15

3-25

4-00

4-25

4-40

4-20

5-05

2-35

2-50

3-05

3-30

4-05

4-20

3-50

4-45

2-15

2-30

2-45

3-00

3-25

3-40

3-20

4-05

1-55

2-10

2-25

2-40

3-05

3-20

3-00

3-45

1-35

1-50

2-05

2-20

2-45

3-00

2-40

3-25

1-15

1-30

1-45

2-00

2-25

2-40

2-20

3-05

1.5 Эхо – импульсный метод акустического контроля.

Методы отражения используют сигналы, отраженные от дефектов -несплошностей. Информативными параметрами могут быть амплитуда волны, время прихода импульса, фаза колебаний. Методы отражения включают в себя следующие: эхо-метод, зеркальный эхо-метод, дельта-метод, реверберационный метод. В методах отражения применяют, как правило, импульсное излучение.

Эхо - метод

Эхо - метод основан на регистрации эхо - сигналов от дефектов. Дефектоскоп работает в импульсном режиме. Схема эхо - метода приведена на рисунок  5.

1 – Синхронизатор, 2 - генератор зондирующих импульсов, 3 - генератор развертки, 4 – преобразователь, 5 - объекте контроля, 6 – дефекты, 7 - приемно-усилительный блок, 8 - пластины электроннолучевой трубки.

Рисунок 5 - Схема эхо - импульсного метола

Синхронизатор вырабатывает короткие электрические импульсы через определенные промежутки времени. Эти импульсы запускают генератор зондирующих импульсов  и генератор развертки . Генератор зондирующих импульсов вырабатывает либо радио-, либо видео-импульсы, которые поступают на преобразователь  и превращаются в нем в упругие колебания. Эти колебания, распространяясь в объекте контроля , образуют волны. Волны отражаются от препятствии на своем пути, таких как дефекты  и донная поверхность объекта контроля. Отраженные импульсы возвращаются на преобразователь и превращаются в электрические сигналы. Принятые сигналы после усиления и детектирования в приемно-усилительном блоке  подаются на Y - отклоняющие пластины электроннолучевой трубки  или другого индикатора.  Генератор развертки  вырабатывает напряжение, зависящее от времени по пилообразному закону. Это напряжение поступает на X - отклоняющие пластины электронно-лучевой трубки. На экране УЗ эхо- дефектоскопа видны линия развертки (горизонтальная линия в нижней части экрана) и один или несколько пиков. Высокий пик в левой, начальной части экрана соответствует зондирующему импульсу. Пик "Д" соответствует донному сигналу, отраженному от дна объекта контроля. Пик "ДЕФ" соответствует эхо - сигналу от дефекта.

Эхо - метод использует два информативных параметра : 1) амплитуда эхо -сигнала А характеризует отражательную способность дефекта, она пропорциональна его эквивалентной площади; 2) время прихода эхо - сигнала t позволяет рассчитать глубину залегания или координаты дефекта. Варианты применения преобразователей различных типов в эхо - методе иллюстрирует рисунок 6.

   прямой преобразователь   наклонный преобразователь     раздельно-совмещенный                                       преобразователь

Рисунок 6 -  Применение преобразователей различных типов эхо - импульсном методе

Благодаря универсальности, надежности, высокой чувствительности к выявлению дефектов, возможности применения к различным материалам, эхо - метод получил наибольшее распространение среди акустических методов контроля. Он применяется в разных отраслях промышленности на самых разных этапах технологического процесса.

1.6 Флокены в стали, меры их предупреждения

Флокены (нем. Flocken, буквально – хлопья), внутренние трещины в стальных поковках и прокатной продукции (иногда – в слитках или отливках), резко снижающие механические свойства стали. На протравленных шлифах флокены выявляются в виде тонких волосовин, а в изломе закалённых образцов флокены представляют собой овальные кристаллические пятна серебристо-белого цвета, отличающиеся от основной серой массы излома. Наибольшую склонность к поражению флокены имеют легированные и углеродистые стали мартенситного и перлитного классов (конструкционные, подшипниковые, броневые, рельсовые и т.д.); в сталях аустенитного и карбидного классов (нержавеющие, быстрорежущие) эти дефекты не встречаются.

Для предупреждения образования флокенов ( водородных пузырей) в сталях горячие поковки из них после изготовления рекомендуется термообрабатывать по специальному режиму: выдержка в предварительно прогретой до 600 С печи в течение 5 - 6 часов с последующей изотермической выдержкой при температуре наименьшей устойчивости аустенита. Продолжительность выдержки выбирают так, чтобы обеспечивалось полное превращение аустенита и необходимое снижение содержания Н2 в стали. 

Для предупреждения образования флокенов необходимо кованые заготовки из легированных сталей охлаждать замедленно по особым режимам. Средние и мелкие поковки из этих сталей подвергают первичной термической обработке не позднее чем через 8 часов после окончания ковки. 

Специальная термическая обработка как мера предупреждения образования флокенов является необходимой для изделий больших сечений. 

Предварительную термическую обработку - отжиг проводят перед основной механической обработкой в целях снижения твердости, уменьшения внутренних напряжений и предупреждения образования флокенов

С учетом вышеприведенных положений о флокеночувствитель-ности сталей в справочнике для каждой стали указаны в общих чертах необходимые условия охлаждения или термическая обработка после горячей обработки давлением с целью предупреждения образования флокенов

Одним из опасных дефектов легированных сталей являются флокены  (волосные трещины), образующиеся при быстром охлаждении после ковки. Поэтому для предупреждения образования флокенов поковки после ковки медленно охлаждают до 150 - 200 С. Поверхность штампов должна быть чистой, без рисок, мелких трещин и неровностей, чтобы не происходило налипание и приваривание деформируемого металла. Чтобы не образовывались трещины в процессе работы, необходим предварительный нагрев до 300 - 350 С. В процессе работы штампы необходимо охлаждать для предупреждения перегрева. Можно применять наружное охлаждение, но лучшие результаты дает внутреннее водяное охлаждение. Во всех случаях необходимо применять смазки. Для предотвращения износа штампов необходимо сбивать окалину с деформируемого металла или нагревать заготовки в печах с защитной атмосферой. В процессе работы в поверхностных слоях штампов появляются внутренние напряжения, которые могут привести к образованию трещин. Поэтому после определенного срока эксплуатации штампы отпускают при 300 - 400 С (1 - 2 ч) или кипятят в масле. 

К прокатным валкам предъявляются все более высокие требования как с точки зрения интенсификации процесса прокатки, так и исходя из систематически повышающегося требования к качеству поверхности изделий, а также прокатки высокопрочных и труднодеформируемых марок стали. Поковки после обработки давлением подвергают отжигу с целью предупреждения образования флокенов, нормализации и высокому отпуску. 

Для крупных блюмов, заготовок и поковок сталей с устойчивым аустенитом обычного медленного охлаждения оказывается недостаточно, и в этом случае применяют специальную противофлокенную термическую обработку. После горячей обработки давлением блюмы, заготовки можно охлаждать на воздухе в штабелях до температуры 200 - 150 С и затем подвергать их не позже чем через четыре часа высокому отпуску для удаления водорода и предупреждения образования флокенов. Аналогично можно охлаждать и крупные поковки на воздухе или загружать их в холодную печь для накопления и охлаждения до этой температуры и затем проводить однократный или двукратный высокий отпуск. В случае двукратного отпуска охлаждение поковок в печи после первого отпуска нужно проводить до температуры 100 - 150 С для более полного распада аустенита, что позволит при отпуске наиболее полно удалить водород и предупредить образование флокенов.

Поковки из сталей, обладающих повышенной устойчивостью переохлажденного аустенита, подвергают переохлаждению до 250 - 350 С и выдержке при этих температурах. Превращение переохлажденного аустенита в бейнит при этих температурах приводит к интенсификации процесса удаления водорода из поковки. Выдержка при 550 - 650 С и последующее медленное охлаждение с печью способствуют предупреждению образования флокенов.

Некоторые работники заводов придерживаются мнения, что заготовки из углеродистой стали обладают весьма низкой флокено-чувствительностью или даже ее полным отсутствием. Однако еще исследования  В. Я. Дубового показали,  что углеродистые стали с содержанием углерода свыше 0 35 % и марганца свыше 0 40 % обладают ясно выраженной флокено-чувствительностью.

     Знание того, когда возникают флокены — при горячем пластическом деформировании или после него, необходимо как для выяснения природы дефекта, так и для успешной борьбы с ним. Систематическое исследование этого вопроса должно исходить из хорошо установленных фактов о флокенах. Такими фактами являются характерное хрупкое разрушение по флокену и большая по сравнению с литым металлом пораженность флокенами кованой и прокатной стали.

     Это направляет исследование в сторону горячей деформации стали и в какой-то мере ориентирует на поиски момента образования флокенов в области температур от 600 до 20°. В этой зоне температур сосредоточены для многих сталей такие состояния, которые связаны с пониженными вязкостью и пластичностью и с высокой хрупкостью. Исследование с целью определения температур, при которых образуются флокены, можно и следует сочетать с исследованием влияния на момент образования флокенов времени пребывания сплава при соответствующих температурах.

     Итак, основными факторами, определяющими момент возникновения этого дефекта, являются температура остывающего после деформации металла и время пребывания его при каждой интересующей нас температуре. Изучение влияния этих двух факторов никаких затруднений представить не может:, фиксируется состояние только что остывшего до заданной температуры образца, выдержанного при данной температуре в ряде наблюдений от 0 до N часов.

     Чтобы зафиксировать данное состояние стали, ее подвергают определенной тепловой обработке: образец сажают в печь с постоянной температурой и выдерживают его там в течение времени, достаточного для предупреждения флокенообразования.

     Техническая сложность вопросов, связанных с распознаванием природы флокенов, большая стоимость опытов объясняют в известной мере такое состояние знаний и обилие разноречивых гипотез.

     Все существующие гипотезы о флокенообразовании можно представить в виде четырех групп:

гипотезы, относящие причину флокенов к различным металлургическим дефектам литой стали;

гипотезы, усматривающие причину флокенов в каких-либо операциях технологии кузнечно-прокатного производства;

гипотезы, объясняющие образование флокенов в результате высоких давлений, развиваемых в порах металла газами;

гипотезы, считающие флокены результатом внутренних напряжений, обусловленных неодновременностью фазовых превращений в различных объемах стали.

2 Специальная часть

  1.  состояние вопроса и цель исследования

На ОАО «ЗМЗ» поступили образцы поковок поперечным сечением круг 200мм и круг 177мм, принадлежащих двум разным электро-плавкам стали марки 40ХН2МА. Поковки предварительно были забракованы при ультра звуковом контроле, в связи с чем потребовалось исследование их качества.

Целью работы явилось:

  1.  Определить химический состав материала образцов поковок на соответствие стали марки 40ХН2МА.
    1.  Определить наличие и характер дефектов, выявленных при УЗК.
      1.  Определить возможность дополнительного исследования поковок.

Объекты исследования:

- образец поковки круга 200мм (клеймо «ВСП5») в виде усеченного сегмента, вырезанного по хорде круглого поперечного профиля диаметром  более 200мм, высотой 77мм (рисунок 1а);

- образец поковки круга 117мм (без клейма, на внешней продольной поверхности нанесено покрытие краской) в виде полого цилиндра наружным диаметром перечного сечения 117мм, толщиной стенки 35мм, высотой 77мм (рисунок 1б).

2.2 Методика исследования

Для определения материала образцов поковок и выявления дефектов применены следующие методы исследования:

-химический анализ элементов (Mn, P, Ni, Cr, Cu, Mo, W, Ti) в пробе атомно-эмиссионным методом;

-спектральный анализ элементов (C, S) в пробе  ИК-спектроскопией;

-эхоимпульсный метод на наличие внутренних дефектов

-метод оценки макроструктуры протравленных темплетов в исходном состоянии и характера излома закаленных темплетов, вдоль и поперек волокна; визуально и при оптическом увеличении 6,3-40 крат

-металлографический метод оценки микроструктуры при увеличении 50-1000 крат

-статический метод испытания на определение

-динамический метод испытания на ударный изгиб

2.2.1 Атомно-эмиссионный метод

Методы анализа, основанные на измерении какого-либо излучения определяемым веществом носят названия эмиссионных. Эта группа методов основана на измерении длины волны излучения и его интенсивности.

Метод атомно-эмиссионной спектроскопии основан на термическом возбуждении свободных атомов или одноатомных ионов и регистрации оптического спектра испускания  возбужденных атомов.

Для получения спектров испускания элементов, содержащихся в образце, анализируемый раствор вводят в пламя. Излучение пламени поступает в монохроматор, где оно разлагается на отдельные спектральные линии. При упрощенном применении метода светофильтром выделяется определенная линия.     Интенсивность выбранных линий, которые являются характеристическими для определяемого элемента, регистрируется с помощью фотоэлемента или фотоумножителя, соединенного с измерительным прибором. Качественный анализ проводится по положению линий в спектре, а интенсивность спектральной линии характеризует количество вещества.

2.2.2  Спектральный анализ элементов ИК-спектроскопия

Колебательные переходы и соответствующие им колебательные спектры молекул можно получить как при непосредственном поглощении веществом инфракрасного излучения (диапазон волн 2 - 50 мкм), так и при поглощении видимого и ультрафиолетового излучения. В последних случаях лишь часть поглощенной энергии расходуется на возбуждение молекул, большая часть реэмиттируется веществом. В соответствии с этим колебательная спектроскопия разделяется на инфракрасную (ИК) и спектроскопию комбинационного рассеяния (КР).

2.2.3  Эхоимпульсный метод с применением дефектоскопа УД2-70

Ультразвуковой импульсный эхо-метод основан на регистрации эхо-сигналов отраженных от несплошности в объекте контроля. Эхо-метод относится к активным акустическим методам отражения.

2.2.4  Метод оценки макроструктуры с применением микроскопа бинокулярного

Оценку выполняют по эталонным шкалам НТД. В каждой ЦЗЛ для всей производимой продукции и контролируемого металла должны быть специальные инструкции с четким указанием допустимых видов и степени развития макродефектов и неоднородности.

Оценка макроструктуры основана на различной травимости бездефектного металла и его участков с дефектами (неоднородность, пористость, шлаковые включения и др.); контроль по излому проводят как дополнительный или взамен, если это допускается НТД. Методику контроля макроструктуры во многих случаях увязывают с видом металлопродукции и технологией производства. Так, при разливке металла сверху надо контролировать заготовки от первого и последнего слитков, вакуумный индукционный металл контролируют в подприбыльной части каждого слитка, металл переплавных процессов (ЭШП, ВДП и др.) — на пробах от заготовок из верхней и нижней частей одного или двух слитков от партии-плавки.

Технология подготовки макрошлифов и требования к качеству поверхности шлифов указаны в предыдущем разделе. При арбитражных испытаниях шероховатость поверхности темплетов не должна превышать 20 мкм (ГОСТ 2789—73). Основные реактивы для выявления макроструктуры и режимы травления рекомендованы ГОСТ 10243—75. Травление макротемплетов осуществляют в специализированном помещении ЛКИ, оборудованном травильными ваннами (чаще всего — металлический кожух с кислотоупорной футеровкой и заделкой швов кислотостойкими веществами), промывочными ваннами, подводкой воздуха и пара, вентиляцией, средствами нейтрализации кислотных остатков. Макротемплеты травят в горячих и холодных растворах.

При горячем травлении раствор подогревают паром до температуры около 90 °С, время травления подбирают для отдельных групп сталей и сплавов опытным путем. Травление при 20 °С проводят в специальных ваннах из винипласта или свинца. После травления в любом реактиве образцы тщательно промывают в проточной воде и сушат сухим воздухом.

2.2.5  Металлографический метод оценки микроструктуры с применением микроскопа NEOPHOT-2

Микроскопический анализ металлов заключается в исследовании их структуры с помощью оптического микроскопа (использующего обычное белое или ультрафиолетовое излучение) и электронного микроскопа.

При использовании оптического микроскопа структуру металла можно изучать при общем увеличении от нескольких десятков до 2 000–3 000 раз. Микроанализ позволяет характеризовать размеры и расположение различных фаз, присутствующих в сплавах, если размеры частиц этих фаз не менее 0,2 мкм. Многие фазы в металлических сплавах имеют размеры 10–4–10–2 см и поэтому могут быть различимы в микроскопе.

2.2.6  Статический метод испытания с применением твердомера типа Бринелль

Определение твердости на приборах Бринелля осуществляется вдавливанием стального закаленного шарика с определением твердости по величине поверхности оставляемого отпечатка.

При измерении твердости металлов  по Бринеллю стальной закаленный шарик диаметром вдавливается в испытуемый образец или изделие под нагрузкой в течение определенного времени.

2.2.7  Динамический метод испытания с применением маятникового копра КМ 21-30.

Динамические испытания на ударный изгиб выявляют склонность металла к хрупкому разрушению. Метод основан на разрушении образца с концентратором (надрезом) посередине одним ударом маятникового копра. Концы образца  располагают на опорах. В результате испытания  определяют полную работу, затраченную при ударе (работу удара), или ударную вязкость.

2.3 Оборудование для проведения исследования

2.3.1  Ультразвуковой дефектоскоп

Ультразвуковой импульсный эхо-метод основан на регистрации эхо-сигналов отраженных от несплошности в объекте контроля. Эхо-метод относится к активным акустическим методам отражения. Схема контроля ультразвуковым импульсным эхо-методом представлена на рисунке7.


1 – генератор; 2 – излучатель; 3 – объект контроля; 4 – приемник; 5 – усилитель; 6 – синхронизатор; 7 – индикатор.

Рисунок 7 - Схема контроля ультразвуковым импульсным эхо-методом.

           На экране индикатора обычно наблюдают посланный (зондирующий) импульс I, импульс III, отраженный от противоположной поверхности (дна) изделия (донный импульс) и эхо-сигнал от несплошности II. Время прихода импульсов II и III пропорционально глубине залегания несплошности и толщине изделия. При совмещенной схеме контроля один и тот же преобразователь выполняет функцию излучателя и приемника. Если эти функции выполняют разные преобразователи, то схему называют раздельной.
            Для контроля эхо-методом применяются ультразвуковые импульсные эхо-дефектоскопы. На рисунке 8 представлен ультразвуковой импульсный дефектоскоп УД2-70.

Рисунок 8 -  Ультразвуковой импульсный дефектоскоп УД2-70

Достоинства переносного дефектоскопа:

-Ультразвуковой контроль изделий из разных металлов и неметаллов.

-Высокая скорость исследования.

-Дешевизна.

-Безопасность для здоровья человека в сравнении с рентгеновскими дефектоскопами.

-Высокая мобильность – переносной дефектоскоп.
Ультразвуковой дефектоскоп УД2-70 используется для ведения контроля продукции на наличие дефектов  типа деструктивных нарушений сплошности материалов изделий и сварных соединений, для проведения замеров глубины и определения координат залегания дефектов, замеров толщины и скорости распространения ультразвуковых колебаний в структуре материалов, замеров отношений амплитуд сигналов, получаемых от дефектов.

Отличительные особенности ультразвукового дефектоскопа УД2-70:

- небольшие габариты

-большой полноцветный дисплей с высоким разрешением (320х240) и контрастностью

-память настроек, что позволяет настроить дефектоскоп в лаборатории и применять программу на диагностируемом объекте.

-количество программ настройки, изображений, развертки(А-Скан изображений) и спецнастроек дефектоскопа УД2-70 в запоминающем устройстве порядка 700

- два независимых строба автосигнализации дефектов (АСД)

- интегрированный глубиномер для замеров дистанции до эхо-сигнала в первом и втором стробе, по лучу в координатах Х,У, а также расстояния меж сигналами в двух стробах

- память порядка 4000 значений глубиномера

- цифровая временная регулировка чувствительности (ВЧР)

- ПК порт RS 232 

- встроенный таймер и календарь

- крепкий алюминиевый корпус

Технические характеристики ультразвукового дефектоскопа УД2-70 приведены в таблице 23.

Таблица 23 - Технические характеристики ультразвукового дефектоскопа

              УД2-70

Диапазон значений толщины (сталь)

2 ... 5000 мм.

Частоты

0,4; 1.25; 1.8; 2.5; 5.0; 10.0 МГц.

Зондирующие импульсы

30; 60; 120; 250; 500; 1000 Гц.

Полярность импульса

отрицательная.

Амплитуда импульса на нагрузке 50 Ом

от 180 В.

Длительность  импульса

до 80 нсек.

Длительность  импульса

0...100 дБ.

Шаг регулировки 

0.5 ; 1 дБ.

Дискретность усиления скачком "+дБ"

3 ... 30 дБ.

Задержка развертки

минус 2 ... 5000 мм.

Диапазон значений глубины залегания (сталь)

2 ... 5000 мм.

Дискретность глубины

0,1 мм.

Погрешность 

Не более ± (0,5 + 0,02 Н) мм.

Угол ввода ПЭП

0...90°.

Дискретность установки ПЭП

1°.

Количество стробов автосигнализации дефекта(АСД)

2.

Диапазон установки скорости УЗК

1000...15000 м/сек.

Глубина регулировки ВРЧ

80 дБ.

Отсечка - линейная

0...100% высоты экрана.

Размер рабочей части 

320 х 240 

Рабочие температуры

-10...+50 °С.

Электропитание:
-АКБ
- сеть 

12В;
220 В 50 Гц.

Ресурс непрерывной работы АКБ

от 8 ч.

Класс защиты корпуса

IP 63.

Габариты дефектоскопа УД2-70

245х145х77 мм.

Масса дефектоскопа УД2-70 с АКБ

не превышает 3 кг.

2.3.2  Бинокулярный микроскоп

Объемное изображение объекта облегчает его исследование. Микрошлифы, содержащие различные включения и имеющие дефекты, а также изломы, часто излучают с помощью стереоскопического микроскопа, дающего прямое объемное изображение предмета. На рисунке 9 показан общий вид стереоскопического микроскопа МБС – 2.

Рисунок 9 - Общий вид стереоскопического микроскопа МБС – 2.

Микроскоп смонтирован на универсальном штативе с массивным основанием. Исследуемый объект устанавливают на предметном столике с подлокотниками (для удобного расположения рук при работе). В отверстие предметного столика можно вставлять стеклянный или металлический вкладыши для изучения объектов в проходящем или отраженном свете, а также наклонный столик со сферической опорой. На предметном столике имеются отверстия для установки пружинных зажимов (чтобы крепить образец) и препаратоводителя. Конструкция штатива позволяет передвигать микроскоп в вертикальном направлении по колонке и в горизонтальном направлении. Оптическая головка может вращаться вокруг вертикальной оси. Объект освещается (проходящим светом и падающим светом) осветителем. Внутри оптической головки находится барабан набором объективов, которые переключаются рукояткой . микроскоп имеет также набор различным увеличением, что позволяет получить при излучении объекта увеличение от 4 до 100х. При фотографировании исследуемых объективов с микроскопа снимают бинокулярную насадку, на оптическую головку устанавливают переходную втулку и на нее микрофотонасадку типа МФН.

2.3.3  Микроскоп Neophot 2

Микроскоп Neophot 2 (рисунок 10)  предназначается для металлографической и рудной микроскопии и создания фотоснимков. Наблюдение может производиться методом светлого и темного поля, в поляризованном свете, с изменением кратностей увеличения.

Устройство микроскопа

Оптическая система микроскопа состоит из основных элементов — объектива и окуляра. Они закреплены в подвижном тубусе, расположенном на металлическом основании, на котором имеется предметный столик. Увеличение оптического микроскопа без дополнительных линз между объективом и окуляром равно произведению их увеличений.

В современном микроскопе практически всегда есть осветительная система (в частности, конденсор с ирисовой диафрагмой), макро- и микро- винты для настройки резкости, система управления положением конденсора.

В зависимости от назначения, в специализированных микроскопах могут быть использованы дополнительные устройства и системы.

Объективы

Объектив микроскопа - микрообъектив представляет собой сложную оптическую систему, образующую увеличенное изображение объекта, и является основной и наиболее ответственной частью микроскопа. Микрообъектив создает действительное перевернутое изображение, которое рассматривается через окуляр.

Назначение:

Микроскоп Neophot 2 предназначается для металлографической и рудной микроскопии и создания фотоснимков. Наблюдение может производиться методом светлого и темного поля, в поляризованном свете, с изменением кратностей увеличения.  Для установки микроскопа требуется виброустойчивое помещение, свободное от пыли и химических паров.

Технические характеристики микроскопа Neophot 2:

-увеличение микроскопа, крат: от 10 до 2000

-диапазон вращения столика, град.: от 0 до 360

-размеры фотопластинок, см: 9 х 12, 13 х 18

-размер кадра фотопленки, мм: 24 х 36

-источники света: галогенная лампа 12В – 100Вт, ксеноновая лампа ХВО 101

Рисунок  10 – микроскоп  Neophot 2

 2.3.4  Определение твердости по Бринеллю

Определение твердости на приборах Бринелля рисунок 11 осуществляется вдавливанием стального закаленного шарика с определением твердости по величине поверхности оставляемого отпечатка.

При измерении твердости металлов  по Бринеллю стальной закаленный шарик диаметром вдавливается в испытуемый образец или изделие под нагрузкой в течение определенного времени.

Испытание проводится на стационарных твердомерах (прессах Бринелля). Давление создается гидравлическим ручным способом и механическим способом – от электродвигателя. Испытуемый образец устанавливают на столике 22 (опоре для плоских образцов) в нижней части неподвижной станины 17 прибора, зашлифованной поверхностью кверху. Поворотом вручную маховика 20 по часовой стрелке столик прибора поднимают с помощью винта 21 до упора 23. Затем нажатием кнопки 19 включают электродвигатель 12. Электродвигатель через редуктор 16 и систему рычагов 13, 9, 7 опускает большой грузовой рычаг 6 (коромысло) и постепенно через рычаги 6 и 4 производит нагружение шпинделя 2, а следовательно, и вдавливание шарика, укрепленного в оправке 1, в металл под действием нагрузки, сообщаемой подвешенным с помощью подвески 10 к коромыслу набором грузов 11. Отношение плеч рычага 4 равно 1 : 4, а рычага 6 – 1 : 10. Общее отношение плеч этих двух рычагов будет  4*10=40. Набор грузов с подвеской имеет собственный вес 735 Н (75 кгс), но благодаря рычагам 4 и 6 с соотношением 1 : 40 усилие на шарик диаметром 10 мм будет составлять 75*40=29 430Н (3000 кгс).

Для создания других усилий  соответственно подбираются грузы на подвеске. Это нагружение сохраняется в течение определенного времени, после чего двигатель с помощью переключателя 18, вращаясь в обратную сторону, соответственно перемещает коромысло и снимают нагрузку. После автоматического выключения двигателя, поворачивая рукой маховик 20 с гайкой против часовой стрелки, опускают столик прибора и снимают образец.

Продолжительность выдержки образца или детали под нагрузкой регулируют с помощью концевых переключателей, установленных на редуктора.

При вдавливании шарик образует на поверхности образца сферический отпечаток – лунку, диаметр которого измеряется после удаления нагрузки и снятия детали со столика.

Диаметр отпечатка следует измерять с точностью до 0,05 мм при вдавливании шарика диаметром 10 и 5 мм в двух взаимно перпендикулярных направлениях и принимать среднюю из полученных величин.

1 – оправка с шариком, 2 – шпиндель, 3 – пружина, 4 – малый грузовой рычаг, 5 – серьга, 6 – большой грузовой рычаг, 7 – качающийся рычаг, 8 – опорный ролик, 9 – шток, 10 – подвеска для грузов, 11 – грузы (гири), 12 – электродвигатель, 13 – кривошип, 14 – неподвижный упор автоматического выключателя, 15 – подвижный  упор автоматического выключателя, 16 – червячный редуктор, 17 – станина прибора, 18 – переключатель, 19 – пусковая кнопка, 20 – маховик с гайкой, 21 – подъемный винт, 22 – столик  для плоских образцов, 23 – неподвижный упор.

Рисунок 11 – Прибор Бринелля с механическим приводом.

 2.3.5  Определение ударной вязкости

Динамические испытания на ударный изгиб выявляют склонность металла к хрупкому разрушению. Метод основан на разрушении образца с концентратором (рисунок 5) посередине одним ударом маятникового копра. Концы образца  располагают на опорах. В результате испытания  определяют полную работу, затраченную при ударе (работу удара), или ударную вязкость.

Испытания производится на специальных приборах – маятниковых копрах .  На рисунке 13 показан общий вид маятникового копра МК-15 с переменным запасом энергии в 147Дж (15кгс*м). На тяжелом основании 1 установлены две металлические стойки 11, которые поддерживают вращающуюся в шариковых подшипниках ось. К этой оси на растяжках 10 (тягах) подвешен в строго вертикальном положении тяжелый маятник 2, в прорези которого находится нож в виде клина. Маятник на необходимую высоту поднимают вручную. Для удерживания поднятого маятника служит подъемная рамка 5, которую можно  установить в любом положении по высоте и закрепить в этом положении с помощью  храповых механизмов  6, закрепленных на стойках 11. Поднятый маятник скрепляется с поднятой и закрепленной рамкой с помощью  защелки и крючка 3, запирающихся диском 4. Для нанесения удара по предварительно уложенному на опорах 12 образцу необходимо повернуть предохранительный диск, затем поднять защелку с помощью стального тросика, один конец которого скреплен с  защелкой, а другой пропущен через одну из стоек и в нужный момент может быть оттянут специальной ручкой. Маятник снабжен перекинутым через неподвижный блок 8 фрикционным веревочным тормозом 9, который заканчивается грузом 7. Тормоз предназначен для остановки качания маятника сразу после испытания.

Подъемная рамка позволяет менять запас сообщаемой маятнику энергии в пределах от 9,8 до 147 Дж (от 1 до 15 кгс*м). Вес маятника около 127 Н (13 кгс), наибольшая высота подъема маятника 1200мм.

Для проведения испытаний на опоры станины маятникового копра образец кладут таким образом, чтобы надрез был со стороны, противоположной удару, и находится против острия ножа маятника.

Маятник весом Q с длиной подвески l поднимают на высоту Н (угол отклонения а1), закрепляют и устанавливают стрелку шкалы на нуль. В этом положении маятник обладает известным запасом потенциальной энергии К1 = QH, где Н =l*cos a1. Затем освобождают маятник и он, свободно падая, ударяет по образцу и разрушает его. На это расходуется часть энергии. Оставшаяся энергия поднимает маятник на некоторую высоту h, угол а2 определяют по шкале прибора. Оставшаяся энергия К2 = Qh, где h = l*cos a2.

Количество энергии [Дж (кгс*м)], затраченное на разрушение образца, или работа удара, поглощенная образцом, вычисляется по формуле К = К1 - К2 = Q(Hh), где К – абсолютная вязкость. Ударная вязкость – способность металлов оказывать сопротивление действию ударных нагрузок – характеризуется относительной или удельной вязкостью.

За окончательный результат испытания принимают работу удара или ударную вязкость для образцов с концентраторами видов U, V и T.

Работу удара обозначают двумя буквами (КU, КV, КТ) и цифрами. Первая буква К – символ работы удара, вторая (U, V или Т) – вид концентратора. Последующие цифры обозначают максимальную энергию удара маятника, глубину концентратора и ширину образца. Цифры не указываются при определении работы удара на копре с максимальной энергией удара маятника 300 Дж (30 кгс*м) при глубине 2 мм для концентраторов видов U и V и 3 мм для концентратора вида Т и ширине образца 10 мм. Ударная вязкость обозначается символом КС. Третья буква – вид концентратора, первая цифра – максимальная энергия удара маятника, вторая – глубина концентратора и третья – ширина образца. Для определения ударной вязкости при пониженной или повышенной температурах вводится цифровой индекс, указывающий температуру испытания. Например, КV-40 50/2/2 – работа удара, определенная на образец с концентратором вида V при температуре -400, максимальная энергия удара 50 Дж, глубина концентратора 2 мм, ширина образца 2 мм; КСТ+100 150/3/7,5 – ударная вязкость, определенная на образце с концентратором вида Т при температуре 1000, максимальная энергия удара 150 Дж, глубина концентратора 3 мм, ширина образца 7,5 мм; КСU(КСV) – ударная вязкость, определенная на образцах с концентратором вида U(V) при комнатной температуре, максимальная энергия удара маятника 300Дж, глубина концентратора 2 мм, ширина образца 10 мм.

Ударную вязкость КС [Дж/см2 (кгс * м/см2)] вычисляют по формуле КС = К/S0, где К – работа удара, Дж (кгс * м); S0– начальная площадь поперечного сечения образца в месте концентратора, см2; вычисляется по формуле S0= Н1В, где Н1 – начальная высота рабочей части образца, см; В – начальная ширина образца, см.

Виды концентраторов показаны на рисунке 12.

Образец с концентратором вида U                       Образец с концентратором вида V  

 

Рисунок 12- Виды концентраторов маятникового копра.

Рисунок 13 – Маятниковый капер МК-15.

2.4 Результаты исследования

Химическим анализом установлено, материал образцов поковок круг 200мм и круг 117мм соответствует стали марки 40ХН2МА по ГОСТ 4543. Отличие по содержанию Mn и Ni позволяет предполагать о принадлежности материалов поковок круг 200мм и круг 117мм разным плавкам (таблица 24).

Таблица 24 - Химический состав образцы поковок круга 200мм и 117мм.

Проба

Массовая доля элементов, %

C

Mn

Si

P

S

Ni

Cr

Cu

Mo

W

V

Ti

Al

Проба круг 200мм

0,38

0,69

0,29

0,018

0,009

1,33

0,68

0,18

0,18

<0,01

0,01

<0,005

<0,005

Проба круг 117мм

0,37

0,57

0,30

0,011

0,013

1,49

0,64

0,17

0,19

<0,01

0,01

<0,005

<0,005

Норм. Уровень ГОСТ 4543 стали марки 40ХН2МА

0,37- 0,44

0,50- 0,80

0,17- 0,37

н.б. 0,025

н.б. 0,025

1,25-1,65

0,60- 0,90

н.б. 0,30

0,15- 0,25

н.б. 0,20

н.б. 0,05

н.б. 0,03

-

Образцы поковок подвергали УЗК по ГОСТ 21120-75 на частоте 2,5 МГц при следующих технологических параметрах:

ПЭП 111-2,5-к12-002 зав №74

ПЭП 112-2,5-к12-002 зав №85

Браковочная чувствительность 52дБ

Уровень фиксации 58дБ

Измерение условной протяженности дефектов на уровне фиксации.

Настройка ВРЧ по СОП с диаметром искусственного отражателя 2 мм.

Результаты контроля приведены в таблице 25.

Таблица 25 – Результаты контроля

Объект контроля

Результаты УЗК

Схема

Образец поковки круга 200мм

2 дефекта (см. рисунок)

1-дефект (∆=-8дБ) точечный, со стороны реза на глубине 65 мм;

2-дефект (∆=-8,7дБ) протяженностью 12 мм в осевой зоне ½ радиуса, со стороны реза на глубине 51-53 мм

Образец поковки круга 117мм

Дефектов не обнаружено

При осмотре протравленных макротемплетов стали установлено:

-образец поковки  круг 200мм – на поперечных и продольных темплетах, вырезанных из дефектной зоны (ось – ½ радиуса заготовки) обнаружены тонкие извилистые трещины длинной от 2 до 12 мм, беспорядочно ориентированные. В краевой зоне дефектов не выявлено (рисунок14( 2). При оптическом увеличении 6,3-40 крат трещины имеют извилистый зигзагообразный вид (рисунок15(3);

-образец поковки круг 117мм – в макроструктуре поперечного и продольных темплетов, вырезанных произвольно, выявлена точечная неоднородность 2 балла ГОСТ 10243, а также участки в виде слабовыраженных линий (рисунок16(4). При оптическом увеличении 25-40 крат участки в виде линий представляют собой цепочки точек повышенного растрава металла; на одном из образцов обнаружены шлаковые включения (рисунок17(5).

В изломе по дефектным участкам закаленных темплетов (закалка с температуры нагрева 8500С в воду) обнаружены:

-образец поковки круг 200мм – участки эллиптической формы серебристого оттенка с характерным грубокристаллическим строением (рисунок18(6а, б);

-образец поковки  круг 117мм – участок в виде узкого выступа типа расслоения, имеющего развитие вглубь металла в виде трещины (рисунок18(6в).

При металлографическом исследовании поперечных и продольных микрошлифов установлено:

-образец поковки круг 200мм дефект имеет вид весьма тонкой извилистой не окисленной трещины шириной раскрытия до 0,048 мм. На травленном шлифе изменений структуры металла в зоне трещины не наблюдаются (рисунок 19(7).

-образец поковки круг 117мм в зоне дефекта обнаружены грубые строчки неметаллических включений: силикаты пластичные более 5 балла, сульфиды 3,5 балла ГОСТ 1778 (рисунок 20(9а, б, в).

Исходная структура металла неоднородная, представляет феррит, перлит и бейнит (рисунок 10а), характеризуется грубой структурной полосчатостью (рисунок 21(10б). Твердостью 3,5 мм dотп (302 ед. НВ).

По месту расслоения обнаружена широко раскрытая извилистая трещина, с раздвоенным концом (рисунок 20(9г), не окисленная, не обезуглероженная, характер трещины (степень ее раскрытия, глубина) указывает на ее возникновение в процессе закалки темплета на ОАО «ЗМЗ».  Причиной образования трещины явилось неудовлетворительное качество исходного металла (грубая структура  металла, повышенная твердость, грубая загрязненность) и наложение закалки, как необходимой операции для проведения контроля по излому. Рассматриваем дефект флокеном не является.

Образцы поковок  круга  200мм  подвергнуты испытанию на ударный изгиб (см. таблицу 26).

Таблица 26 - Образцы поковок подвергнуты испытанию на ударный изгиб

Проба

Место вырезки продольных образцов

Режим термообработки в заготовке кв.25 мм

KCU, кгсм/см2 (образцы тип 1 ГОСТ 9454)

Образец поковки диаметром 200мм

Ближе к краевой зоне

Закалка 8500С,1ч, масло + отпуск 6000С, 1ч, вода

6,6

½ радиуса

5,9

Закалка 8500С ±150С, масло + отпуск 6200 ± 500С, вода или масло

н.м.8

Нормируемый уровень по ГОСТ 4543

Результаты испытаний свидетельствуют о низкой пластичности, что характерно для стали с наличием флокенов.

Контроль на содержание водорода  не проводился, т. к. в процессе длительного хранения стали водород из нее удаляется.

2.5 Выводы

2.5.1  Материал образцов поковок круг 200мм и круг 117мм соответствует стали марки 40ХН2МА.

2.5.2   Образец  поковки круг 200мм  характеризуется наличием флокенов (в зоне: ось-1/2 радиуса, беспорядочно ориентированные, эллиптической  формы, протяженностью до 12мм), что подтверждено результатами УЗК, оценки макроструктуры, закаленных изломов, микроструктуры и испытаниями на ударный изгиб.

Флокен – недопустимый вид дефекта. Для заваривания флокенов необходима деформация поковок со значительной степенью обжатия.

2.5.3 В образцах поковок проба диаметром 117мм дефект «флокен» не обнаружен. Вместе с тем, металл характеризуется грубой загрязненностью шлаковыми и неметаллическими включениями, неоднородностью микроструктуры, что указывает не его низкое качество.

Наличие шлаковых включений в макроструктуре не допустимо стандартами на поставку.

3 Организация производства

3.1 Организация работы при проведении исследования

 

Организация исследования — это система регламентов, нормативов, инструкций, определяющих порядок его проведения, т. е. распределения функций, обязанностей, ответственности и полномочий на выполнение исследовательских работ. Организация исследования определяет дифференциацию и интеграцию деятельности исследователей или отдельных исследовательских групп. В ней находят свое отражение распределение и комбинация ресурсов по времени, видам работ, кадрам, проблемам. Существуют различные формы организации. В каждом конкретном случае приходится выбирать, какой из видов может оказаться наиболее приемлемым или наиболее эффективным.

- Увеличение нагрузки персонала дополнительными обязанностями исследовательской работы. Такие исследования возможны в том случае, если у персонала управления есть резервы времени и его исследовательский потенциал достаточно высок. Тогда необходимо провести соответствующие консультации, организовать систему контроля и мотивации, организовать координацию деятельности по этим заданиям. Можно организовать конкурс проектов и дополнительную оплату труда. Возможна добровольная или обязательная форма.

- Создание специализированных групп из наиболее творческой и активной части персонала с освобождением участников этих групп на определенное время от основной работы.

- Приглашение консалтинговых фирм на договорной основе и предоставление им организационных и информационных возможностей для проведения исследования и разработки соответствующих рекомендаций.

- Создание собственных консультационных, а лучше образовательно-исследовательских структур в системе управления, позволяющих, совместить повышение профессионализма персонала с развитием исследований и обеспечением их необходимого качества.

- Возможна комбинация этих форм, и во многих случаях она оказывается весьма полезной и эффективной. Например, создание творческих коллективов, состоящая как из собственных работников, так и из приглашенных специалистов консультационной фирмы. При этом очень важно учитывать (и здесь часто возникают сложности) социально-психологические моменты формирования таких коллективов.

Вообще в исследовании управления и в управлении такими исследованиями возникает много проблем, к решению которых надо быть готовыми. Это проблемы полномочий на организацию наблюдений, тестирования, социометрического анализа и пр., проблемы предоставления и поиска необходимой информации, которую не всегда работники стремятся открыть и предоставить, проблема обеспечения соответствующих условий, административного вмешательства в рабочий процесс исследуемого объекта, которое должно быть минимальным, проблема доверия и влияния на социально-психологическую атмосферу работы. Исследования управления не должны нарушать порядок и ритм нормального функционирования системы управления.

Все эти вопросы должны быть заранее продуманы при планировании и построении организации исследования.

3.2 Лаборант – металлограф обязан:

1) Обеспечивать лабораторный контроль качества продукции в соответствии с действующими стандартами и техническим условиям.

2) Эксплуатировать оборудование лаборатории в соответствии с инструкции по эксплуатации, осуществлять контроль за состоянием лабораторного оборудования, не прошедшем периодическую поверку.

3) Постоянно повышать свой профессиональный и технический уровень.

4) Принимать участие в проведении арбитражных исследований по распоряжению начальника лаборатории, начальника АЦ.

5) Знать и строго соблюдать требования по охране труда, устанавливающие безопасные и санитарно – гигиенические приемы проведения испытания, требования пожарной безопасности, производственной дисциплины.

6) Выполнять правила трудовой дисциплины и внутризаводского распорядка.

Лаборант – металлограф несет ответственность:

-За неисполнение или ненадлежащее исполнение своих обязанностей, предусмотренных настоящей инструкцией, в соответствии с действующим трудовым законодательством;

-За правонарушения и преступления, совершенные в период осуществления своей деятельности, в соответствии с действующим административным и уголовным законодательством;

-За причинение материального ущерба в соответствии с действующим гражданским законодательством.

3.3 Организационная структура предприятия

Структура предприятия - это состав и соотношение его внутренних
звеньев (цехов, участков, отделов, лабораторий и других подразделений),
составляющих единый хозяйственный объект. Различают общую
,
производственную и организационную структуру предприятия.

Общая структура предприятия - совокупность всех производственных,
непроизводственных (по обслуживанию работников и членов их семей) и
управленческих подразделений предприятия.

К производственным подразделениям относятся цехи, участки,
лаборатории, в которых изготовляется, проходит контрольную проверку и
испытания основная продукция (выпускаемая предприятием), комплектующие
изделия (приобретаемые на стороне), материалы и полуфабрикаты
, запасные
части для обслуживания изделий и ремонта в процессе эксплуатации, вырабатываются различные виды энергии для технологических целей и т.п. К
подразделениям, обслуживающим работников, относятся жилищно-комму-
нальные службы, фабрики-кухни, столовые, буфеты, детские сады и ясли,
санатории
, медсанчасти, добровольные спортивные общества, отделы
технического обучения, занимающиеся повышением производственной
квалификации и т. д. Совокупность производственных подразделений (цехов, участков, обслуживающих хозяйств и служб) прямо или косвенно участвующих в
производственном процессе, их количество и состав определяют
производственную структуру предприятия.

К факторам, которые влияют на производственную структуру
предприятия, относят характер продукции и технологии ее изготовления,
масштаб производства, степень специализации и его кооперирования с другими
предприятиями, а также степень специализации производства внутри
предприятия.

В зависимости от того, какое подразделение является основной
структурной производственной единицей предприятия, различают цеховую
,
безцеховую, корпусную и комбинатскую производственную структуру.

Цех - это обособленное в технологическом и административном
отношении звено предприятия, в котором изготавливается полностью тот и
ли
иной продукт или выполняется определенная законченная стадия по выработке
продукта.

По характеру деятельности цехи подразделяются на:

-основные, вырабатывающие продукцию, определяющую основное
назначение предприятия;

-вспомогательные (энергетические, ремонтные, инструментальные, др.),
обеспечивающие бесперебойную и эффективную работу основных цехов;

-обслуживающие цехи и хозяйства, выполняющие операции по
транспортировке и хранению материально-технических ресурсов и готовой
продукции;

-побочные цехи, изготавливающие продукцию из отходов основного
производства или их утилизирующие;

-экспериментальные  (исследовательские)  цехи,  занимающиеся

подготовкой и испытанием новых изделий, разработкой новых технологий.

Основные цехи делятся на заготовительные (специализируются на
производстве заготовок), обрабатывающие (механообрабатывающие
,
деревообрабатывающие, термические и др.) и сборочные (агрегатной и
окончательной сборки изделий из деталей и узлов, изготовленных на других
предприятиях) .

Организационное построение основных цехов и производств ведется по
трем основным направлениям (принципам):

-технологическому - цехи и участки формируются по признаку

однородности технологического процесса изготовления различных изделий
(бетонные
, сталеплавильные цехи и т. д.);

-предметному - объединяет рабочие места, участки, цехи по выпуску
определенного вида продукции (шарикоподшипниковые цехи);

-смешанному - заготовительные цехи и участки создаются по
технологическому принципу, а выпускающие цехи и участки - по предметному.

На предприятиях с простым производственным процессом применяется
безцеховая производственная структура, основой построения которой является
производственный участок - совокупность территориально обособленных
рабочих мест, на которых выполняются технологически однородные работы или
изготавливается однотипная продукция.

При корпусной производственной структуре основным производственным
подразделением крупного предприятия является корпус, в который объединены
несколько однотипных цехов.

На предприятиях с многостадийными процессами производства и
комплексной переработкой сырья (металлургическая, химическая, текстильная
промышленность) используется комбинатская производственная структура. Ее
основу составляют подразделения, изготавливающие технологически
завершенную часть готового изделия (чугун, сталь, прокат).

Организационная структура управления - это система управления,
которая определяет состав, взаимодействие и подчиненность ее элементов.
Между элементами системы управления существуют связи, которые можно
подразделить на:

- линейные связи возникают между подразделениями разных уровней
управления, когда один руководитель административно подчинен другому
(директор - начальных цеха - мастер);

- функциональные связи характеризуют взаимодействие руководителей,
выполняющих определенные функции на разных уровнях управления, между
которыми не существует административного подчинения (начальник планового
отдела - начальник цеха);

- межфункциональные связи имеют место между подразделениями одного
уровня управления (начальник основного цеха - начальник транспортного цеха).

Известны несколько типов организационных структур управления:

- линейное управление - наиболее упрощенная система, между элементами которой существуют только одноканальные взаимодействия. Каждый
подчиненный имеет только одного руководителя, который единолично отдает
распоряжения, контролирует и руководит работой исполнителей.
Преимуществами линейного управления являются: оперативность, четкость взаимоотношений, непротиворечивость команд, повышение степени ответственности руководителей, снижение расходов на содержание управленческого персонала. Но руководитель не может быть универсальным
специалистом и учитывать все стороны деятельности сложного объекта. Поэтому
линейное управление используется на малых предприятиях с простейшей
технологией производства и в нижнем звене крупных предприятий -на уровне бригады производственного участка;

-линейно-штабное управление используется в управлении цехами и
отделами. Единоначалие сохраняется, однако руководитель подготавливает
решение, приказы и задания для исполнителей с помощью штабных
специалистов, осуществляющих сбор информации и ее анализ и
разрабатывающих проекты необходимых распорядительных документов;

- функциональное управление предусматривает разделение функций
управления между отдельными подразделениями аппарата управления, что
позволяет рассредоточить административно-управленческую работу и поручить ее наиболее квалифицированным кадрам. Однако это приводит к необходимости сложных согласований между функциональными службами при подготовке важного документа, снижает оперативность работы, удлиняет сроки принятия решений;

-дивизиональное управление позволяет централизовать стратегические
общекорпоративные функции управления (финансовую деятельность, разработку
стратегии фирмы и др.), которые сосредоточиваются в высших звеньях
администрации корпорации и децентрализовать оперативные функции
управления, которые передаются производственным подразделения. Это приводит к гибкому реагированию на изменения во внешней среде, быстрому принятию управленческих решений и повышению их качества, но в тоже время - к увеличению численности аппарата управления и затрат на его содержание;

-матричное управление выделяет временные предметно-специализированные звенья - проектные группы, которые формируются из
специалистов постоянных функциональных отделов. При этом они лишь
временно подчинены руководителю проекта. А после завершения работ над
проектом возвращаются в свои функциональные подразделения. Преимущества:
исключительно высокая гибкость системы управления и ориентация на
нововведения.

В хозяйственной практике часто встречается сложный вид управления -
сочетание перечисленных типов организационных структур управления на
разных уровнях управления предприятием.

3.4 Организация и проведение контроля качества

Особое место в управлении качеством продукции занимает контроль качества. Именно контроль как одно из эффективных средств достижения намеченных целей и важнейшая функция управления способствует правильному использованию объективно существующих, а также созданных человеком предпосылок и условий выпуска продукции высокого качества. От степени совершенства контроля качества, его технического оснащения и организации во многом зависит эффективность производства в целом. Именно в процессе контроля осуществляется сопоставление фактически достигнутых результатов функционирования системы с запланированными. Современные методы контроля качества продукции, позволяющие при минимальных затратах достичь высокой стабильности показателей качества, приобретают все большее значение. Контроль – это процесс определения и оценки информации об отклонениях действительных значений от заданных или их совпадении и результатах анализа. Контролировать можно цели (цель/цель), ход выполнения плана (цель/будет), прогнозы (будет/будет), развитие процесса (будет/есть). Предметом контроля может быть не только исполнительская деятельность, но и работа менеджера. Контрольная информация используется в процессе регулирования. Так говорят о целесообразности объединения планирования и контроля в единую систему управления (Controlling): планирование, контроль, отчетность, менеджмент. Контроль осуществляется лицами, прямо или косвенно зависящими от процесса. Проверка (ревизия) – это контроль лицами, не зависящими от процесса.

Процесс контроля должен пройти следующие стадии:

Планирование проверки:

-объекты контроля (потенциалы, методы, результаты, показатели и т.д.);

- проверяемые нормы (этические, правовые, производственные);

- субъекты контроля (внутренние или внешние органы контроля);

- методы контроля;

- объем и средства контроля (полный, сплошной, выборочный, ручной, автоматический, компьютеризированный);

- сроки и продолжительность проверок;

- последовательность, методики и допуски проверок.

Определение значений действительных и предписанных.

Установление идентичности расхождений (обнаружение, количественная оценка).

Выработка решения, определение его веса.

Документирование решения.

Метапроверка (проверка проверки).

Сообщение решения (устное, письменный отчет).

Оценка решения (анализ отклонений, локализация причин, установление ответственности, исследование возможностей исправления, меры по устранению недостатков).

Виды контроля различают по следующим признакам:

По принадлежности субъекта контроля к предприятию:

внутренний;

внешний;

По основанию для проведения контроля:

добровольный;

по закону;

по Уставу.

По объекту контроля:

контроль за процессами;

контроль за решениями;

контроль за объектами;

контроль за результатами.

По регулярности:

системный;

нерегулярный;

специальный.

Контроль качества должен подтверждать выполнение заданных требований к продукции, включая в себя:

- входной контроль (материалы не должны использоваться в процессе без контроля; проверка входящего продукта должна соответствовать плану качества, закрепленным процедурам и может иметь различные формы);

- промежуточный контроль (организация должна иметь специальные документы, фиксирующие процедуру контроля и испытаний внутри процесса, и осуществлять этот контроль систематически);

- окончательный контроль (предназначен для выявления соответствия между фактическим конечным продуктом и тем, который предусмотрен планом по качеству; включает в себя результаты всех предыдущих проверок и отражает соответствие продукта необходимым требованиям);

- регистрация результатов контроля и испытаний (документы о результатах контроля и испытаний предоставляются заинтересованным организациям и лицам).

Особым видом контроля являются испытания готовой продукции. Испытание – это определение или исследование одной или нескольких характеристик изделия под воздействием совокупности физических, химических, природных или эксплуатационных факторов и условий. Испытания проводятся по соответствующим программам. В зависимости от целей существуют следующие основные виды испытаний:

- предварительные испытания – испытания опытных образцов для определения возможности приемочных испытаний;

- приемочные испытания – испытания опытных образцов для определения возможности их постановки на производство;

- приемо-сдаточные испытания – испытания каждого изделия для определения возможности его поставки заказчику;

- периодические испытания – испытания, которые проводят 1 раз в 3-5 лет для проверки стабильности технологии производства;

- типовые испытания – испытания серийных изделий после внесения существенных изменений в конструкцию или технологию.

Точность измерительного и испытательного оборудования влияет на достоверность оценки качества, поэтому обеспечение его качества особенно важно. Из нормативных документов, регламентирующих метрологическую деятельность, выделяют: Закон РФ о единстве измерений и международный стандарт ИСО 10012-1:1992 о подтверждении метрологической пригодности измерительного оборудования. При управлении контрольным, измерительным и испытательным обору­дованием организация должна:

- определить, какие измерения должны быть сделаны, какими средства­ми и с какой точностью;

- оформить документально соответствие оборудования необходимым требованиям;

- регулярно проводить калибровку (проверку делений прибора);

- определить методику и периодичность калибровки;

- документально оформлять результаты калибровки;

- обеспечить условия применения измерительной техники с учетом параметров окружающей среды;

- устранять неисправные или непригодные контрольно-измерительные средства;

- производить регулировку оборудования и программного обеспечения с помощью только специально обученного персонала.

Прохождение контроля и испытаний продукции должно подтверждаться наглядно (например, с помощью этикеток, бирок, пломб и т.д.). Те продукты, которые не соответствуют критериям проверки, отделяются от остальных.  Также необходимо определить специалистов, ответственных за проведение такого контроля и установить их полномочия. Система контроля качества

продукции представляет собой совокупность взаимосвязанных объектов и субъектов контроля, используемых видов, методов и средств оценки качества изделий и профилактики брака на различных этапах жизненного цикла продукции и уровнях управления качеством. Эффективная система контроля позволяет в большинстве случаев осуществлять своевременное и целенаправленное воздействие на уровень качества выпускаемой продукции, предупреждать всевозможные недостатки и сбои в работе, обеспечивать их оперативное выявление и ликвидацию с наименьшими затратами ресурсов. Положительные результаты действенного контроля качества можно выделить и в большинстве случаев определить количественно на стадиях разработки, производства, обращения, эксплуатации (потребления) и восстановления (ремонта) продукции. В рыночных условиях хозяйствования существенно возрастает роль служб контроля качества продукции предприятий в обеспечении профилактики брака в производстве, усиливается их ответственность за достоверность и объективность результатов осуществляемых проверок, недопущение поставки потребителям продукции низкого качества.

Необходимость первоочередного совершенствования деятельности служб технического контроля предприятий определяется их особым местом в производственном процессе. Так, непосредственная близость к контролируемым объектам, процессам и явлениям (во времени и пространстве) создает работникам контрольных служб наиболее благоприятные условия для следующего:

- разработки оптимальных планов контроля, основанных на результатах длительного наблюдения, анализа и обобщения информации о качестве исходных компонентов готовой продукции, точности оборудования, качестве инструмента и оснастки, стабильности технологических процессов, качестве труда исполнителей и других факторах, оказывающих непосредственное влияние на качество продукции;

-предупреждения брака и обеспечения активного профилактического воздействия контроля на процессы возникновения отклонений от требований утвержденных стандартов, технических условий, параметров действующих технологических процессов и др.;

-своевременного проведения в необходимом объеме всех предусмотренных контрольных операций;

-целенаправленного оперативного изменения условий функционирования объекта контроля для устранения возникающих сбоев в работе и предотвращения производства и поставки потребителям из­делий ненадлежащего качества.

Необходимо подчеркнуть, что контроль качества, осуществляемый соответствующими подразделениями предприятий, является первичным (предшествующим во времени) по отношению к контролю со стороны других субъектов управления качеством. Это обстоятельство свидетельствует о необходимости первоочередного совершенствования деятельности служб технического контроля на предприятиях. Операции контроля качества – неотъемлемая составная часть технологического процесса производства изделий, а также их последующей упаковки, транспортировки, хранения и отгрузки потребителям. Без проведения работниками контрольной службы предприятия (цеха, участка) необходимых проверочных операций в процессе производства изделий или по завершении отдельных этапов их обработки последние не могут считаться полностью изготовленными, потому не подлежат отгрузке покупателям. Именно это обстоятельство определяет особую роль служб технического контроля. Службы технического контроля функционируют в настоящее время практически на всех промышленных предприятиях. Именно отделы и управления контроля качества обладают наиболее существенными материально-техническими предпосылками (испытательным оборудованием, контрольно-измерительными приборами, оснасткой, помещениями и т. п.) для проведения квалифицированной и всесторонней оценки качества изделий. Тем не менее, достоверность результатов контроля качества, осуществляемого персоналом этих служб, нередко вызывает обоснованные сомнения. На некоторых предприятиях требовательность и объективность работников технического контроля при приемке изготовленной продукции остаются на низком уровне. Ослабление работы по выявлению внутреннего брака практически повсеместно сопровождается увеличением рекламаций на выпускаемую продукцию. На многих предприятиях наблюдается превышение суммы убытков от претензий и рекламаций на продукцию низкого качества над величиной потерь от брака в производстве. Обнаружение многих дефектов изделий лишь потребителями продукции свидетельствует о неудовлетворительной работе служб технического контроля предприятий и в частности, об отсутствии необходимой заинтересованности и ответственности персонала контролирующих подразделений в полном выявлении брака на обслуживаемых участках производства. В структуре служб контроля качества продукции многих предприятий в основном присутствуют подразделения, обеспечивающие технические и технологические аспекты контроля качества. При этом недостаточно развиты организационно-экономические и информационные функции отделов и управлений технического контроля. На многих предприятиях в работе названных подразделений имеются такие проблемы и недостатки, как:

-низкая пропускная способность контрольных служб и недостаточная численность персонала, приводящие к нарушению ритмичности производства и реализации продукции, невыполнению отдельных работ по контролю качества, появлению бесконтрольных участков производства;

-недостоверность результатов контроля;

-низкая требовательность и субъективизм в оценке качества продукции;

-слабая техническая вооруженность и недостатки метрологического обеспечения;

-несовершенство методик измерений, дублирование и параллелизм в работе по оценке качества;

-относительно низкая заработная плата работников служб контроля качества продукции предприятий;

-недостатки в системах премирования персонала контрольных служб, приводящие к не заинтересованности в полном и своевременном выявлении брака;

-несоответствие квалификации контролеров разряду выполняемых контрольных работ, низкий образовательный уровень работников ОТК предприятий.

Устранение отмеченных недостатков в работе служб технического контроля, препятствующих достижению высокой профилактичности, достоверности и объективности проверок, может оказывать разностороннее положительное влияние на процессы формирования и оценки качества изделий. Во-первых, технический контроль, направленный на предупреждение

разбалансированности производственных процессов и возникновение отклонений от требований, установленных к качеству изделий, способствует профилактике брака, его обнаружению на наиболее ранних стадиях технологических процессов и оперативному устранению с минимальными затратами ресурсов, что, несомненно, приводит к повышению качества выпускаемой продукции, росту эффективности производства. Во-вторых, строгий и объективный контроль качества изделий работниками ОТК препятствует проникновению брака за ворота предприятий-изготовителей, способствует уменьшению объемов недоброкачественных изделий, поставляемых потребителям, снижает вероятность появления неизбежно возникающих при плохом контроле дополнительных непроизводительных расходов по выявлению и устранению различных дефектов в уже собранных изделиях, хранению, отгрузке и транспортировке недоброкачественной продукции к потребителям, ее входному контролю специальными подразделениями и возврату дефектной продукции изготовителям. В-третьих, надежная работа службы контроля качества создает необходимые предпосылки для устранения дублирования и параллелизма в работе других служб предприятия, снижения объемов перерабатываемой ими информации, высвобождения многих квалифицированных специалистов, занятых перепроверкой продукции, принятой службой технического контроля предприятия, существенного уменьшения количества разногласий, имеющих место при оценке качества продукции различными субъектами контроля, снижения затрат на технический контроль и повышения его эффективности.

Совершенствование деятельности отделов и управлений технического контроля предприятий должно предусматривать в первую оче­редь создание, развитие и укрепление в рамках контрольных служб тех подразделений, которые способны эффективно решать следующие задачи:

-разработка и реализация мероприятий по профилактике брака в производстве, предотвращению возникновения отклонений от утвержденных технологических процессов, предупреждению сбоев в рабо­те, приводящих к ухудшению качества выпускаемой продукции;

- разработка и внедрение прогрессивных методов и средств технического контроля, способствующих росту производительности и фондовооруженности труда контролеров ОТК, повышению объективнос­ти проверок и облегчению работы персонала контрольных служб;

-объективный учет и комплексная дифференцированная оценка качества труда различных категорий персонала контрольной службы, определение достоверности результатов контроля;

-подготовка необходимых данных для последующей централизованной обработки информации о фактическом состоянии и изменении основных условий и предпосылок производства высококачественной продукции (качества поставляемых по кооперации сырья, материалов, полуфабрикатов, комплектующих изделий и т. п., качества труда работающих, состояния технологической дисциплины в цехах и на участках и т. д.), а также информации о достигнутом уровне качества выпускаемой продукции;

-проведение работ по расширению внедрения самоконтроля основных производственных рабочих (в частности, формирование перечня технологических

операций, передаваемых на самоконтроль качества, оснащение рабочих мест необходимыми контрольно-измерительными приборами, инструментом, оснасткой и документацией, специальное обучение рабочих, выборочный контроль Деятельности исполнителей, переведенных на работу с личным клеймом, оценка результатов внедрения самоконтроля в производстве и т. д.);

-проведение специальных исследований динамики качества изделий в процессе их эксплуатации, предполагающих организацию эффективной информационной взаимосвязи между поставщиками и потребителями по вопросам качества продукции;

-планирование и технико-экономический анализ различных аспектов деятельности службы контроля качества продукции;

-координация работы всех структурных подразделений отделов и управлений технического контроля предприятия;

-периодическое определение абсолютной величины и динамики затрат на контроль качества продукции, влияния профилактичности, достоверности и экономичности технического контроля на качество изделий и основные показатели деятельности предприятия, оценка эффективности работы контрольной службы.

На небольших предприятиях в силу ряда объективных причин создание нескольких новых подразделений в составе службы технического контроля не всегда возможно. В подобных случаях перечисленные выше функции могут быть переданы для постоянного выполнения не вновь созданным подразделениям, а отдельным специалистам службы контроля качества, входящим в состав тех или иных ее структурных звеньев. В существующих производственных условиях достаточно быстрое и эффективное повышение объективности контроля качества продукции достигается в результате изменения сложившейся на многих предприятиях неправильной системы оценки и стимулирования труда различных категорий персонала контрольных служб, создания подлинной заинтересованности этих работников в повышении качества своего труда, обеспечении достоверности осуществляемых проверок. Для существенного улучшения результатов деятельности по конт­ролю качества продукции необходима также концентрация усилий работников контрольных служб для обеспечении приоритетного развития прогрессивных видов технического контроля, позволяющих осуществлять профилактику брака в производстве. Развитие прогрессивных видов технического контроля предполагает необходимость первоочередного совершенствования:

-контроля качества продукции на этапе ее разработки;

-нормоконтроля конструкторской, технологической и другой документации на вновь осваиваемые и модернизируемые изделия; входного контроля качества сырья, материалов, полуфабрикатов, комплектующих изделий и другой продукции, получаемой по кооперации и используемой в собственном производстве;

-контроля соблюдения технологической дисциплины непосредственными исполнителями производственных операций;

-самоконтроля основных производственных рабочих, бригад, участков, цехов и других подразделений предприятия.

Правильное использование перечисленных видов контроля способствует значительному повышению его активного воздействия на процесс формирования качества изделий, поскольку осуществляется не пассивная фиксация брака в производстве, а профилактика его возникновения. Применение указанных видов контроля позволяет осуществлять своевременное обнаружение намечающихся отклонений от установленных требований, оперативное выявление и устранение различных причин снижения качества продукции, предотвращение возможности их появления в дальнейшем.

4 Экономика производства

Расчёт затрат на проведение исследования качества поковок стали марки 40ХН2МА, забракованных при УЗК.

Для расчёта затрат на проведение исследования составляется смета затрат на производство. Смета включает 5 элементов:

-материальные затраты

-расходы на оплату труда

-отчисления на социальные нужды

- амортизация

-прочие затраты

4.1Материальные затраты – включают расходы на материалы, электроэнергию. Расход электроэнергии, использованной на проведение исследования стали марки 40ХН2МА, круг 200мм, рассчитывается по    формуле 1.

                                               Р = М·Вфакт                                                             (1)

где  Р - расход

      М - мощность микроскопа (0,012-0,1 кВт)

      Вфакт- время затраченное при работе на микроскопе, ч

Р=0,1·4,5=0,45

Расчет материальных затрат выполняется в таблице 27.

Таблица 27 -  Расчет материальных затрат

Наименование затрат

Количество

Цена, руб

Сумма, руб

Электроэнергия, кВт

0,45

3,20

1,44

Круг, кг

32,9

365,83

12035,807

Итого:

12037,247

4.2 Расходы на оплату труда работников выполняющих исследование стали марки 40ХН2МА, круг 200мм, рассчитываются по повременно - премиальной системе оплаты труда. Заработок работников определяется по формуле 2.

                              

                              ЗП = ЗПповр +П + Дрк                                                          (2)

 где ЗПповр -  повременный заработок работника, руб.

        П - производственная премия, руб.

        Дрк - доплата по районному коэффициенту, руб.

4.2.1 Расчёт повременного заработка рассчитывается по формуле 3.

                               ЗПповр=ТС*Вфакт                                                                 (3)

где ТС- тарифная ставка работников, руб.

      Вфакт- отработанное время за 1 час.

Таблица 28 -  Данные для расчета ЗП                         

Наименование профессии работника

Время операции

Установленная тарифная ставка работника, руб./час

Термист

0,3

16,80

Резчик на станках

1,5

22,40

Токарь

0,3

20,40

Шлифовщик

0,4

18,50

Контролер

0,5

22,40

Лаборант  механических испытаний

0,4

22,40

Начальник

0,2

37,70

Ведущий инженер

0,5

32,20

Инженер

0,2

26,30

Лаборант

0,3

23,50

Рассчитываем ЗП повременную, руб.

=16,80·0,3=5,04

=22,40·1,5=33,6

=20,40·0,3=6,12

                                             =18,50·0,4=7,4

=22,40·0,5=11,2

=22,40·0,4=8,96

=37,70·0,2=7,54

=32,20·0,5=16,1

=26,30·0,2=5,26

=23,50·0,3=7,05

ЗПобщ = 5,04+33,6+ 6,12+7,4+11,2+8,96+7,54+16,1+5,26+7,05 = 108,27

4.2.2 Производственная премия рассчитывается в размере 50% от повременного заработка по формуле 4.

                                                     П=ЗПповр·0,5                                                 (4)

где ЗПповр – повременная заработная плата, руб.

                                 

                                                   П=5,04·0,5=2,52

                                                   П=33,6·0,5=16,8

                                                   П=6,12·0,5=3,06

                                                   П=7,4·0,5=3,7

                                                   П=11,2·0,5=5,6

                                                   П=8,96·0,5=4,48

                                                   П=7,54·0,5=3,77

                                                   П=16,1·0,5=8,05

                                                   П=5,26·0,5=2,63

                                                   П=7,05·0,5=3,52

Побщ = 2,52+16,8+3,06+3,7+5,6+4,48+3,77+8,05+2,63+3,52 = 54,13

4.2.3 Доплаты по районному коэффициенту  составляют 15% от всех выплат включаемых в зарплату и рассчитываются по формуле 5.

                                             =(+ П)·0,15                                           (5)

где ЗПповр – повременная заработная плата, руб.

      П – производственная премия, руб.

=(5,04+2,52)·0,15=1,13

=(33,6+16,8)·0,15=7,56

=(6,12+3,06)·0,15=1,37

                                         =(7,4+3,7)·0,15=1,66

                                         =(11,2+5,6)·0,15=2,52

                                         =(8,96+4,48)·0,15=2,01

=(7,54+3,77)·0,15=1,69

=(16,1+8,05)·0,15=3,62

=(5,26+2,63)·0,15=1,18

=(7,05+3,52)·0,15=1,58

       Добщ = 1,13+7,5+1,37+1,66+2,52+2,01+1,69+3,62+1,18+1,58 = 24,32

4.3 Затраты на плату труда приведены в таблице 29.

Таблица 29- Затраты на оплату труда

Наименование профессии работника

Повременная заработная плата, руб.

Производственная премия, руб.

Уральский коэффициент 15%

Расходов на оплату труда, руб.

Термист

5,04

2,52

1,13

8,69

Резчик на станках

33,6

16,8

7,56

57,96

Токарь

6,12

3,06

1,37

10,55

Шлифовщик

7,4

3,7

1,66

12,76

Контролер

11,2

5,6

2,52

19,32

Лаборант механических испытаний

8,96

4,48

2,01

15,45

Начальник

7,54

3,77

1,69

13

Ведущий инженер

16,1

8,05

3,62

17,77

Инженер

5,26

2,63

1,18

9,07

Лаборант

7,05

3,52

1,58

12,15

Итого:

176,72

Расчет затрат на оплату труда рассчитывается по формуле 6,  руб.

                                     ЗП = ЗПповр + П + УК                                                  (6)

где ЗПповр – повременная заработная плата, руб.

      П – производственная премия, руб.

      УК – уральский коэффициент, %

ЗП = 5,04+2,52+1,13 = 8,69

 ЗП = 33,6+16,8+7,56 = 57,96

 ЗП = 6,12+3,06+1,37 = 10,55

         ЗП = 7,4+3,7+1,66 = 12,76

                                            ЗП = 11,2+5,6+2,52 = 1,32

  ЗП = 8,96+4,48+2,01 = 15,45

                                            ЗП = 7,54+3,77+1,69 = 13

 ЗП = 16,1+8,05+3,62 = 17,77

ЗП = 5,26+2,63+1,18 = 9,07

 ЗП = 7,05+3,52+1,58 = 12,15

4.4  Отчисления на социальные нужды определяются по ставке 30,2% от расходов по оплате труда из них отчисления составляют:

- фонд социального страхования 3,1%

- фонд обязательного медицинского страхования 5,1%

- пенсионный фонд РФ 22%

Отчисления на социальные нужды рассчитываются по формуле 7.

                                      ОСНобщ = ЗПобщ·30,2                                                (7)

где ЗП – общий заработок всех работников, руб.

ОСНобщ = 176,72·30,2 = 5336,94

4.5 Прочие затраты рассчитываются в размере 3÷5% от суммы предыдущих затрат стали марки 40ХН2МА, круг 200мм, по формуле 8.

                                        0,03·(МЗ+ЗП+ОСН)                                        (8)

где МЗ – материальные затраты, руб.

     ЗП – заработная плата всех работников, руб.

     ОСН – отчисления на социальные нужды, руб.

ЗПР=0,03·(0,45+176,72+533,94)=16,42

Смета затрат на проведение исследования  стали марки 40ХН2МА, круг 200мм, рассчитывается в таблице 30.

Таблица 30 -  Расчет себестоимости исследования

Элементы затрат

Сумма, руб.

Материальные затраты

12037,247

Расходы на оплату труда

176,72

ОСН

5336,94

Прочие затраты

165,42

Итого:

17716,33

5 Охрана труда

5.1Техника безопасности при подготовке и проведении НИР

Вопросы обеспечения безопасности труда возникают при любом технологическом процессе и на любом его уровне. Проведение НИР связано как с созданием новых технологических процессов, так и с охраной труда исследователей ЦЗЛ и других участников НИР, разрабатывающих новые процессы непосредственно в производственных условиях. В общем случае НИР состоит из поисково-лабораторной и промышленной частей. Спецификой многих НИР ЦЗЛ является их ограничение одной частью общей схемы: работу проводят только в промышленных условиях или только в лаборатории (поисковые работы на лабораторном оборудовании, методические НИР и др).

Выполнение НИР в промышленных условиях обусловлено использованием в качестве основного экспериментального оборудования промышленных  агрегатов  и  механизмов,  находящихся  в действующих цехах завода. В комплексных НИР применяют практически все виды основного технологического оборудования цехов. При этом часто производственное оборудование дополнительно оснащают стационарными и переносными установками и приборами, необходимыми для проведения самого эксперимента и получения всесторонней информации о происходящих в опыте процессах. Большое разнообразие средств и методов характерно и для собственно лабораторных экспериментов. В ряде случаев проведение НИР связано с созданием статистических и действующих моделей, стендов и других нестандартных установок и требует безукоризненного знания общих правил ТБ, инструкций по ТБ производственных цехов и конкретных агрегатов, установок, технологических процессов, контрольных операций, лабораторных работ. Кроме того, при подготовке любого плана НИР необходимо всесторонне рассмотреть и оценить возможное влияние экспериментов на здоровье и условия труда исполнителей и на окружающих, на экологическую среду, производственное и лабораторное оборудование, выпускаемую продукцию на основе тщательного анализа вредных отходов, образующихся в результате вносимых в данной работе изменений технологического процесса, материалов, операций и т.д. При установлении возможности таких изменений план НИР должен быть согласован с ОТБ предприятия, а при необходимости - и с вышестоящими организациями (ГОРСЭС, Госгортехнадзор, пожарная охрана и др.) с указанием дополнительных мер безопасности при проведении опытных работ.

Общие требования к безопасному ведению и разработке технологических процессов следующие:

-технологические процессы должны осуществляться в соответствии с ТЦ и инструкциями по ТБ, утвержденными главным инженером предприятия;

-опытные работы на действующем технологическом оборудовании допускаются только при наличии разработанных и утвержденных главным инженером предприятия временных ТИ, на которых при необходимости должны быть предусмотрены дополнительные и специальные меры, обеспечивающие безопасность и нормальные условия труда, а также экологические мероприятия. Меры безопасности при проведении указанных работ на объектах, подконтрольных Госгортехнадзору, должны быть согласованы с местными органами Госгортехнадзора если предусматриваются изменения, выходящие -и пределы соответствующих нормативов. При необходимости аналогичные согласования проводятся с другими инспекциями. В помещениях, в которых расположены взрывопожароопасные производства, устройство опытных установок и проведение экспериментальных работ запрещаются без предварительной проектной проработки, согласованной с контрольными инспекциями;

-для вводимых в действие новых производств организациями или службами завода, внедряющими эти производства с участием ЦЗЛ, должны быть разработаны и утверждены главным инженером предприятия временные инструкции, обеспечивающие безопасное ведение технологических процессов и безопасную эксплуатацию оборудования, сохранение экологической среды.

Анализ возможных опасностей при проведении НИР и подготовка предложении по дополнительным мерам безопасности выполняются руководителем и ответственным исполнителем темы при участии других лабораторий ЦЗЛ, соответствующих главных специалистов предприятия, администрации производственных цехов и далее рассматриваются ОТБ. Подготовку дополнительных инструкций по ТБ для проведения   НИР  проводит   администрация   производственных  цехов,  в  которых  намечены опытные работы повышенной опасности и ответственное лицо от цеха из числа руководящих ИТР.

Для обеспечения безопасности при проведении опытных и научно-исследовательских работ повышенной опасности установлен следующий порядок:

-разрешением на проведение подобных работ является приказ директора или  распоряжение главного инженера завода с указанием цеха (цехов), где проводится работа, ответственного за составление плана безопасного проведения работы и дополнительных мер безопасности, ответственного от цеха (цехов) за составление временной инструкции по ТБ для персонала, участвующего в выполнении данной  работы, ответственного руководителя от цеха, и котором будет проводиться работа,  для непосредственного руководства работой;

-в плане проведения работы должны быть указаны возможные опасности для людей, среды, оборудования и меры безопасности; новые процессы должны удовлетворять требованиям правил ТБ, а оборудование и инструмент  

изготавливается по чертежам по чертежам и нормам при наличии необходимых расчетов;

-персонал, участвующий и проведении НИР повышенной опасности, в том числе сторонних организаций и других цехов, подчиняется цеховому руководителю работ, под непосредственным руководством которого проводятся эти работы;

-руководитель работы от цеха обязан проинструктировать всех работников, участвующих в проведении работы, по временной инструкции по ТБ, плану проведения НИР и организации работы, а также принять меры, исключающие пребывание Посторонних лиц в зоне проведения работ.

Все рабочие и ИТР исследовательских организаций должны соблюдать следующие инструкции:

-общие правила безопасности для предприятий и организаций металлургической промышленности;   

-по электробезопасности;

-должностные для ИТР;

-технологические;

-по обслуживанию промышленного и лабораторного оборудования, ремонту, организации работы, выполнению работ по данной профессии (последняя - только для рабочих).

Инструкции по ТБ должны быть составлены в соответствии с технологическими и организационными схемами производства, общими правилами безопасности для предприятий, требованиями производственной санитарии и других нормативных документов.

Работники исследовательских лаборатория во время нахождения в цехах обязаны не только подчиняться общим требованиям ТБ, но и соблюдать правила, изложенные в конкретных инструкциях по данному виду работы.

При проведении опытных работ или наблюдений за технологическим процессом предварительно персонал должен ставить в известность об этом мастера или старшего мастера. Расположение рабочих мест работников ЦЗЛ в цехе должно исключить возможность травмирования технологическим оборудованием и транспортными средствами.

Перед выполнением новых работ в цехе или при направлении работника исследовательской лаборатории в цех, в котором он ранее не работал, начальник лаборатории обязан лично проинструктировать работника на месте выполнения задания. При этом отметка о проведении инструктажа и роспись инструктируемого  должны быть сделаны в лабораторной книге инструктажа. При проведении исследования в лабораторных условиях работы осуществляются соответствии с утвержденными главным инженером предприятия инструкциями о эксплуатации и ТБ при работе на данном лабораторном оборудовании.   Для нового оборудования и новых работ составляют временные инструкции по опробованию оборудования и ТБ. Эти инструкции подготавливают начальники соответствующих лабораторий, которые подписывают их вместе начальником

ЦЗЛ, согласовывают с цеховым комитетом профсоюза и ОТБ. Инструкции по ТБ утверждаются главным инженером предприятия. Всю организационную работу   по  подготовке инструкций по ТБ и их учету проводит инженер ЦЗЛ по ТБ. Эту обязанность как правило, выполняет по совместительству один из работников ЦЗЛ, имеющий определенный опыт работы в этом подразделении предприятия.

Для всех сотрудников ЦЗЛ обязательны общие требования по ТБ  установкам для лиц неэлектротехнического персонала. С работниками исследовательских и других лабораторий, связанными по работе с токами высокой частоты, высоким напряжением, ионизирующими и проникающими излучениями, специфическими вредностями, высокими температурами, различными газами под давлением вакуумом, стеклодувными    работами, скоростными установками и процессами др., проводят специальный инструктаж и систематические экзамены для определения профессиональной подготовки с выдачей удостоверений на право проведения особых, с точки зрения ТБ, работ.

Работе по ТБ в ЦЗЛ уделяют основное внимание как в выполнении общих систем организации этой работы, действующих в отрасли и на предприятии так и при решении специфических задач ЦЗЛ. В ЦЗЛ под председательство на начальника постоянно действует, комиссия по ТБ, в состав которой также входит член цехового комитета профсоюза, отвечающий за данную работу. Один день в неделю отводится обходам цеховой комиссии, большей частью целевым, по объектам ЦЗЛ. Результаты обходов и проверку выполнения ранее принятых решений рассматривают на заседаниях комиссии в присутствии ответственных лиц. На комиссии заслушивают также отчеты по ТБ начальников лабораторий и других ИТР и старели рабочих  (бригадиров). Решения, принятые   комиссией, оформляют распоряжения по ЦЗЛ. Раз в месяц проводят совещание ИТР по ТБ промсанитарии и заболеваемости трудящихся ЦЗЛ (в обсуждении последнего вопроса участвует цеховой врач).

Ежемесячно в лабораториях проводят собрания по ТБ, предложения трудящихся немедленно рассматриваются администрацией. На ежедневных "оперативках"' лабораториях прежде всего рассматривают текущие вопросы ТБ. Обязательным элементом в организации работы по ТБ являются тренировки персонала на наиболее опасных работах и объектах, в том числе по пожарной безопасности, с целые отработки и закрепления практических навыков.

5.2 Техника безопасности в лаборатории контрольных испытаний

В ЛКИ имеются разнообразное станочное оборудование, нагревательные средства, испытательные машины и приборы, трубные коммуникации (холодная и горячая вода, воздух под давлением, пар и др.). электрические машины и разводки, подъемные механизмы, внутрицеховой безрельсовый транспорт. В большом количестве используют горючесмазочные материалы, химические реактивы, и др. Наличие открытых движущихся частей оборудования и испытательных машин, перемещения грузов, участков с повышенной вибрацией и шумом, пожароопасных источников, пунктов электропитания, электродвигателей требует проведения систематической работы по созданию и поддержанию безопасных условий трут и разработки организационно-технических мероприятий по предупреждению возможных аварий и травм, повышению культуры производства в целом. Основные опасности при работе в ЛКИ можно подразделить на следующие виды:

-падение тяжелых проб, заготовок и образцов при проведении погрузочно- разгрузочных работ (прием металла на контроль складирование проб и отходов, вывоз отходов), транспортировании металла по участкам ЛКИ внутрецеховым наземным транспортом и кранбалками, закреплении проб и заготовок в металлообрабатывающих станках, загрузке в печи и выгрузке из них;

-отлетание металлической стружки, крупных абразивных частиц, образование абразивной пыли, разбрызгивание жидкого стекла и эмульсола при механической обработке проб, заготовок и образцов с применением дисковых и анодно-механических пил, абразивных, токарных-винторезных, фрезерных и других станков;

-выброс из станков и струбцин плохо закрепленных темплетов заготовок и образцов на операциях торцовки, шлифовки, полировки, изготовления прорезных канавок, площадок и т.п.;

-опасности теплового характера: высокая температура заготовок и образцов непосредственно после их вырезки на абразивных станках; перегрев и ожоги при работе с нагревательными средствами; самовозгорание селитряных и масляных ванн в результате превышения допустимой температуры нагрева; выброс реактивов из различных ванн; ожоги и обморожения при испытаниях при высоких и низких температурах;

-травмирование движущимися частями станочного и контрольного оборудования и разрушившимися при испытании образцами;

-ожоги и отравления при пользовании химическими реактивами для травления металла;

-поражения электрическим током.

Работы по ТБ в ЛКИ ведут в соответствии с общими правилами безопасности для предприятий отрасли, стандартами предприятий и разработанными на их основе инструкциями ЦЭЛ по ТБ (по профессиям).

В ЛКИ с большим объемом работ составляют инструкции по ТБ для резчиков на пилах холодной резки металла, стропальщиков, резчиков на абразивных отрезных станках, резчиков на анодно-механичееких пилах, токарей,

фрезеровщиков, заточников инструмента на пилозаточных станках, рабочих на шлифовке металлических изделии сухим способом (макрошлифовка), травильщиков, рабочих по сливу кислот и щелочей, термистов, лаборантов-макрооценщиков, лаборантов-металлографов (оценка микроструктуры), лаборантов мехиспытаний, физических испытаний. Инструкция является основным документом, регламентирующим характер выполняемых работ и действия работников, обеспечивающие их безопасное выполнение.

Ответственность за состояние ТБ в ЛКИ несет ее начальник, который руководит разработкой и пересмотром инструкций но ТБ, контролирует их исполнение, планирует повремени и объему работу по улучшению условий труда и промсанитарии по ЛКИ в целом и на отдельных участках, периодически по специальным графикам совместно с ИТР проверяет состояние оборудования и применяемых приемов труда, разрабатывает мероприятия по устранению обнаруженных недостатков и добивается их выполнения, руководит организацией профилактической работы по TБ в соответствии с СТП предприятия, обеспечивает создание безопасных условий при ремонтеоборудования и помещений ЛКИ, контролирует работу ИТР, ответственных за состояние ТБ на отдельных участках, и работу начальников смен, организует обучение вновь поступивших работников и периодическую проверку их знаний по ТБ подготавливает совместно с нормировщиком ЦЗЛ проекты распоряжений по ЦЗЛ о допуске рабочих к самостоятельной работе, в том числе после овладения смежной профессией.

Работу по ТБ в сменах ведут начальники смен и сменные мастера, которые перед началом каждой смены проводят "оперативки" с разбором нарушений по ТБ и особенностей работы в предстоящей смене. В течение смены они систематически контролируют состояние работающих и способы выполнения работ, применяемый инструмент и приборы, пользование спецодеждой и индивидуальными средствами зашиты, правильность эксплуатации оборудования, соблюдение норм санитарии. Ими проводятся плановые и внеочередные инструктажи по ТБ по профессиям с указанием в журнале инструктажа номеров инструкций и даты инструктажа, подготавливаются к каждому инструктажу дополнительные вопросы для проработки.

Руководители участков ЛКИ обеспечивают выполнение всех работ по ТБ на подведомственных участках и проводят инструктаж рабочих, не входящих в состав какой-либо смены. Все ИТР в подчинении которых имеются рабочие, должны иметь личные планы работы по ТБ, включающие перечень мероприятий, выполняемых ими для обеспечения безопасных условий труда ежедневно, ежемесячно, ежеквартально, а также целевые мероприятия в соответствии со спецификой работы, составом коллектива и необходимостью ликвидации опасных мест, тяжелых работ, внедрения нового оборудования и т.п. Работа по

ТБ в ЛКИ ведется под руководством цеховой комиссии по ТБ, возглавляемой начальником ЦЗЛ. Эта комиссия контролирует по графику выполнение личных планов по ТБ каждым ИТР ЛКИ.

Рабочие ЛКИ, как правило, имеют несколько смежных профессий, они должны четко знать и выполнять несколько соответствующих инструкций по ТБ. Так, термисты на печах с выдвижным подом, кроме основной инструкции, должны знать инструкцию для стропальщиков и лиц, обслуживающих кран-балки и тельферы, так как сами занимаются погрузочно-разгрузочными работами и перемещением тяжелых проб металла. Они должны знать и правила безопасной работы на прессах  инструкции по электробезопасности для лиц неэлектротехнического персонала (работа с электропечами и другими электроустройствами). Рабочие, занятые на анодно-механической резке металла, для осуществления всего объема работ по профессии должны руководствоваться также инструкциями: для стропальщиков; станочников металлообрабатывающих станков; водителей безрельсового транспорта; лиц, управляющих кранбалками и тельферами; заточников; по электробезопасности - для лиц неэлектротехнического персонала; по работе с легковоспламеняющимися и горючими жидкостями.

Наличие в крупных ЛКИ большого парка металлорежущих станков и другого оборудования требует соблюдения норм его размещения, обеспечивающих необходимую безопасность (в частности, проходов и проездов) и рациональную организацию рабочих мест (наличие вспомогательного оборудования, комплекта инструменте, индивидуального освещения, правильно расположенных ограждений движущихся частей станков и испытательных машин и экранов для защиты от металлической стружки, наличие шумопоглощающих устройств и средств индивидуальной защиты - очков, щитков и т.п.).

Большую опасность при разделке проб и изготовлении образцов представляет разрушение вращающихся с большой скоростью прорезных абразивных кругов, поэтому все абразивные станки оснащают прочными защитными кожухами, исключающими вылет частей разрушенного круга в сторону работающего. Работа на испытательных машинах требует тщательной их проверки перед началом испытаний (исправность заземлений, электропроводки, отсутствие механических повреждений, надежность захватов, исправность тепло- и электрозащиты нагревательных устройств, наличие защитных ограждений и т.п.). Безопасность испытаний требует постоянного повышенного внимания работников, использования только такого оборудования и образцов, которые предназначены для данного вида контроля, строгого соблюдения технологии испытания. Особую осторожность необходимо соблюдать при проведении горячих" и "холодных" испытаний. Многие виды контроля связаны с применением химических реактивов, приемы работы с ними аналогичны правилам ТБ для химиков ЦЗЛ. Наиболее опасным является травление крупных макротемплетов металла в сравнительно больших

травильных ваннах, работа на станции нейтрализации. Безопасная работа здесь обеспечивается эффективной приточно-вытяжной вентиляцией, применением механизированных средств доставки, налива и отлива реактивов, спецодеждой, обувью и защитными очками, специальными приемами работы.

Все работы в ЛКИ должны выполняться лицами не моложе 18 прошедшими медицинское освидетельствование, обученными и аттестованными по профессии и знающими необходимые для их работы инструкции по ТБ.

5.3 Защита водного и воздушного бассейнов

Каждое промышленное предприятие имеет санитарно-техническую службу, ведущую систематическую работу по защите прилегающих к предприятию водного и воздушного бассейнов под контролем местных санитарных органов, а также инспекций — региональных бассейновых, рыбозащиты и др. Важнейшим правовым аспектом в политике охраны вод является  стандартизация,  которая развивает и дополняет водное законодательство в части правил и нормативов водопользования и охраны  вод.

Степень совершенства системы водоохранных мероприятий определяется

тремя факторами: выбором схемы водного хозяйства промышленного объекта; выбором схемы канализования и системы очистных coopужений этого объекта; конструкциями используемых очистных сооружений. Наиболее рациональной схемой водного хозяйства промышленного объекта является полностью замкнутая система водоснабжения без сброса сточных вод в водоем с правильным сочетанием локальных и общезаводских очистных систем и установок. Система водоохраны предусматривает также применение высокопроизводительных, эффективных и экономичных очистных сооружений механической очистки методами флотации (при необходимости удаления из стоков тонкодисперсных взвесей, синтетических поверхностно-активных веществ (СПАВ), жиров, нефтепродуктов   в металлургической, машиностроительной, химической и других отраслях промышленности), различными химическими и физико-химическими   (экстракция,   эвапорация,   фильтрация,   сорбция,  ионный обмен, сжигание), электрохимическими и сорбционными (для глубокой очистки от растворенных органических веществ).

Основными загрязнителями промышленных сточных вод заводов являются взвешенные вещества, металлы, нефтепродукты, химические продукты, эмульсии от производственных цехов, травильного, масло- и нефтехозяйства, турбокомпрессорных и кислородных станций, станков механической обработки металла. Для очистки отработанных травильных растворов на многих заводах действуют станции нейтрализации с баками-реакторами и вакуум-фильтрацией нейтрализованного раствора.

Водные лаборатории (группы) ЦЗЛ проводят исследовательские работы по улучшению качества сточных вод станций нейтрализации, изучают возможность использования коагулянтов в отстойниках (рекомендуется полиакриламид. ПАА), возврата нейтрализованных вод в оборотные циклы, производства железного купороса, замены сернокислотного травления на солянокислое с регенерацией отработанного раствора, извлечения металлов из травильных остатков и др. резко сократить содержание нефтепродуктов и взвешенных веществ в стоках.

                                                                    КП 150101. 51. 14. 00. 00 ПЗ


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

63773. Медицинская этика и деонтология 32.5 KB
  Основными аспектами медицинской деонтологии являются: врач и больной врач и общество взаимоотношения между врачами медицинским персоналом врачебная тайна врачебные ошибки этическая оценка эксперимента.
63774. Здравоохранение зарубежных стран, типы 39 KB
  ВОЗ определила системы и виды здравоохранения по уровню управления: централизованные учреждения здравоохранения подчиняются местным органам здравоохранения; частичной децентрализации учреждения и местные органы здравоохранения не подчиняются центральным органам...
63775. Всемирная организация здравоохранения 26.5 KB
  ВОЗ это крупнейшая международная медицинская организация. Основной целью ее деятельности является достижение всеми народами возможно высшего уровня здоровья.
63776. Контроль качества медицинской помощи. Компоненты качества 25.5 KB
  Компоненты качества В последние годы вопросы контроля качества медицинской помощи являются наиболее острыми для российского здравоохранения. Отрасль в целом и каждое ЛПУ в отдельности заняты не только поиском дополнительного финансирования но и путей снижения...
63777. Система обеспечения качества медицинской помощи 31 KB
  Система обеспечения качества медицинской помощи состоит из 3х элементов. Законодательная база к числу участников контроля качества медицинской помощи относит: медицинские учреждения; общественные объединения потребителей; органы управления здравоохранением...
63778. Контроль качества медицинской помощи. Средства 30.5 KB
  В последние годы вопросы контроля качества медицинской помощи являются наиболее острыми для российского здравоохранения. Отрасль в целом и каждое ЛПУ в отдельности заняты не только поиском дополнительного финансирования но и путей снижения...
63779. Социальная медицина (СМ) 29 KB
  Социальная медицина СМ наука о здоровье общества о социальных проблемах медицины. Вопросам профилактической медицины уделяли много внимания Боткин Захарьин Остроумов. Первую кафедру Социальной медицины организовал в Берлинском университете...
63780. Здоровье 26 KB
  факторам относятся: условия труда жилищные условия условия питания культура образование состояние здоровья. Показатели определяющие здоровье населения: медико-демографические рождаемость смертность естественный прирост...