x

Ing. Zdeněk JANDA

Disertační práce

STUDY OF PROBLEMS OF FERRITIC-MARTENSITIC STEEL P91 MILLING

Anotace:

Tak, jako z důvodu zvýšení energetické účinnosti, podobně i z hlediska snížení znečištění životního prostředí, je jednou z možností zvyšovat provozní teploty a tlaky pracovního média v elektrárnách až na teploty přesahující hodnoty 600°C při tlaku více než 25MPa. To s sebou přináší zvýšené nároky na konstrukční materiály těchto zařízení. Celý energetický průmysl se pomalu začíná přeorientovávat na práci s takovými konstrukčními materiály, které mají významně zlepšené užitné vlastnosti právě za vysokých teplot. Vhodnou volbou jsou feriticko-martenzitické oceli. Mezi jejich výhody, v porovnání s běžně používanými austenitickými ocelemi zejména patří: výrazně lepší odolnost proti koroznímu praskání, vyšší tepelná vodivost a nižší koeficient tepelné roztažnosti. Jejich nasazení však s sebou přináší i jeden problém a to jejich zpracování. Právě vysoký obsah legujících prvků, který těmto materiálům zaručuje tolik žádané provozní vlastnosti značně zhoršuje jejich obrobitelnost. Mezi tyto progresivní, avšak těžkoobrobitelné materiály patří také ocel EN ISO X12CrMoVNbN9-1 (ekv. ČSN 17 119, DIN 1.4903), pro kterou se vžilo spíše obchodní označení P91. Tato práce je zaměřena právě na oblast obrábění oceli P91. Hlavní pozornost je věnována experimentálnímu studiu a diagnostice řezného procesu. Stěžejním cílem práce je sledování a objasnění některých jevů, které doprovázejí proces obrábění, zejména s ohledem na vznikající povrch a splnění požadavků na něj kladených. V úvodní, rešeršní části, jsou nejprve představeny korozivzdorné oceli, používané v energetickém průmyslu. Největší pozornost je věnována oceli P91. Určitá část je také věnována charakteristice obrobeného povrchu. Zejména je sledována vazba mezi opotřebením nástroje a stavem obrobeného povrchu. Vše se zaměřením na obrábění korozivzdorných ocelí. Úkolem druhé části je, v závislosti na experimentálním studiu, popsat problematiku obrábění oceli P91 pro speciální aplikace v energetickém průmyslu ? obrábění dělící roviny tělesa parní turbíny. Tato část je rozdělena na několik kapitol, kdy nejpodstatnější jsou dvě z nich, popisující obrábění ve fázi předdokončovacího a dokončovacího frézování.

Abstract:

Increasing of service temperature and pressure of working medium in power station as far as on values higher than 600°C and more than 25 MPa causes an increasing of power efficiency and a decrease of heat pollution. It causes increased requirements to construction materials of this machinery. Whole power industry begins with reorientation on work with these construction materials, which have significantly improved usable properties under high temperatures. Acceptable choice are ferritic-martensitic steels. Among their benefits in comparison with common use austenitic steels) belong: markedly better corrosive cracking resistance, higher heat conductivity and lower coefficient of heat expansivity. But problem is with fabrication of them. Because of high content of alloying elements, which guarantee so much requested operational characteristics, considerably deteriorate their machinability. Among these progressive but hard to machine materials belongs also steel EN ISO X12CrMoVNbN9-1 (ESN 17119, DIN 1.4903), which is known under trade name P91. This thesis is aimed to area of machining of steel P91. Main attention is devoted to experimental study and diagnostic of cutting process. Main aim of this work is to monitoring and explanation of some effect which accompany the cutting process, especially in light of generation of surface and its quality requirements. In the part of introduction, there are introduced stainless steels which are used in power industry. The biggest focus is given to steel P91. The specific part of this dissertation is also focused to characteristic of machined surface. Especially there is monitored the link between tool wear and the state of machined surface all of it with focus on machining of stainless steels. The aim of the second part is to describe problems of machining steel P91, depending on experimental study, for special applications in power industry ? machining of dividing plane of body steam turbine. This part of the dissertation is divided to several chapters, where the most important chapters are two of them, which are describing machining during semi-finishing and finishing cut.

Klíčová slova

frézování, feriticko-martenzitická ocel, obrobitelnost, obrobený povrch

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 20. 3. 2012

Zveřejnit od: 31. 12. 2999

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 3. 5. 2012

ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI

Fakulta strojní

Doktorský studijní program / obor:
Strojní inženýrství / Strojírenská technologie-technologie obrábění