Дипломная работа на тему "ТЮМГУ | Использование технологий цементации для улучшения характеристик керноприемных устройств"

Работа на тему: Использование технологий цементации для улучшения характеристик керноприемных устройств
Оценка: отлично.
Оригинальность работы на момент публикации 50+% на антиплагиат.ру.
Ниже прилагаю все данные для покупки.
https://studentu24.ru/list/suppliers/Anastasiya1---1326

Описание работы

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
Кафедра прикладной и технической физики

РЕКОМЕНДОВАНО К ЗАЩИТЕ В ГЭК

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА
бакалаврская работа
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ ЦЕМЕНТАЦИИ ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК КЕРНОПРИЕМНЫХ УСТРОЙСТВ

16.03.01 Техническая физика
Профиль «Техническая физика в нефтегазовых технологиях»

Тюмень 2022 год

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 5
1.1 ОТБОР КЕРНА 5
1.2 АНАЛИЗ ПРОБ КЕРНА 6
1.3 КЕРНООТБОРОЧНЫЙ СНАРЯД. ПАТЕНТНЫЙ ОБЗОР 9
1.4 КЕРНОПРИЕМНОЕ УСТРОЙСТВО 12
1.5 НАПЛАВКА КАРБИДА-ВОЛЬФРАМА 14
1.6 ЦЕМЕНТАЦИЯ 15
1.7 АЗОТИРОВАНИЕ 18
ГЛАВА 2. ФИЗИЧЕСКОЕ И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССА ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ 20
2.1 ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЦЕССА 20
2.2 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПРОЦЕССА 21
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОГО ЭКСПЕРИМЕНТА 25
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 30
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 32
ПРИЛОЖЕНИЕ. ЛИСТИНГ ДОКУМЕНТА ПРОГРАММЫ MATHCAD 35

ВВЕДЕНИЕ
Работа относится к нефтяной и газовой отрасли. Эта отрасль одна из важнейших для экономики России и процесс кернодобычи занимает в ней важное значение.
Поверхностное упрочнение металлических изделий широко используется в современном машиностроении, поскольку позволяет получить уникальное сочетание высокой прочности, износостойкости, коррозионной стойкости на поверхности и высокой вязкости и пластичности в сердцевине деталей. При этом достижение необходимых характеристик поверхностного слоя достигается как за счет изменения его химического состава, так и за счет изменения фазового и структурного состояния по сравнению с сердцевиной. Химико-термическая обработка (поверхностное легирование) — вид термической обработки, сочетающий термическое и химическое воздействие для изменения химического состава, структуры и свойств поверхностных слоев металлов и сплавов. В первом приближении химико-термическая обработка сводится к диффузионному насыщению (легированию) поверхностного слоя стали неметаллами (углеродом, азотом, наплавкой карбида-вольфрама) в процессе выдержки при определенной температуре в активной среде. Взаимодействие металла и насыщающей среды происходит на поверхности нагретого до определенной температуры изделия.
Науглероживание обычно используется для повышения поверхностной твердости и, следовательно, усталостной стойкости и износостойкости стальных деталей, работающих в тяжелых условиях ударных нагрузок и абразивного износа. Науглероживание поверхности с последующей закалкой и низкотемпературным отпуском обеспечивает высокое значение твердости на поверхности (до 63 HRC (обозначение твердости по шкале Роквелла)) и отличную пластичность и ударную вязкость сердечника. Упрочнение корпуса также повышает усталостную прочность деталей за счет образования остаточных напряжений сжатия на поверхности.
Науглероживание стальных деталей может быть выполнено с использованием твердых, жидких и газовых сред. Основным параметром
процесса науглероживания является углеродный потенциал, который определяет (в зависимости от температуры процесса) скорость процесса науглероживания и параметры поверхностного слоя (глубину, содержание углерода и твердость мартенсита).
Температура и время процесса цементации должны быть известны для получения поверхностного слоя с заданной твердостью и глубиной. Различные методы могут быть использованы для исследования влияние технологических параметров цементации на характеристики поверхностного слоя.
Экспериментальные методы, основанные на эмпирических моделях, требуют очень много времени и материалов. Вычислительные методы, интегрированные в коммерческие программные продукты, основаны на законах термодинамики и диффузии и часто дают неправильные расчетные результаты из-за неопределенности в определении неизвестных физических величин и параметров подгонки.
В настоящей работе предлагается упрощенный численный метод моделирования процесса цементации стали на основе решения дифференциального уравнения диффузии.
Дипломная работа посвящена проблемам повышения надежности и твердости керноприемных устройств, что позволит сделать процесс керноизвлечения более эффективным.
Цель: изучение технологий цементации узлов керноприемного устройства. Задачи:
1. Изучить литературу по проблеме технологий керноотборочных устройств.
2. Произвести сравнение различных методов упрочнения керноприемного оборудования.
3. Построение математической модели физического процесса.
4. Анализ результата математического эксперимента.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК:
1. Maisuradzea M.V., Kuklinab A.A. Numerical Solution of the Differential Diffusion Equation for a Steel Carburizing Process // Trans Tech Publications. 2018.
№ 284. Pp. 1230-1234.
2. Yang Y.H., Wang M.-Q., Chen J.-C., Dong H. Microstructure and Mechanical Properties of Gear Steels After High Temperature Carburization // J. Iron Steel Res. 2013. № 20. Pp. 140-145.
3. Lingamanaik S.N., Chen B.K. The effects of carburising and quenching process on the formation of residual stresses in automotive gears // Comp. Mat. Sci. 2012. № 22. Pp. 99-104.
4. Pang, Z. S., Yu, J. X. Study of effect of quenching deformation influenced by 17CrNiMo6 gear shaft of carburization // Phys. Proc. Int. 2013. № 50. Pp. 103-112.
5. Walvekar A.A., Sadeghi F. Rolling contact fatigue of case carburized steels //
J. Fatig Stel Res. 2017 № 95. Pp. 264-281.
6. Loganathan T.M., Purbolaksono J., Inayat-Hussain J.I., Wahab N. Effects of carburization on expected fatigue life of alloys steel shafts // Mater. Design. Int. 2011.
№ 32. Pp. 3544-3547.
7. Paulson N.R., Golmohammadi Z., Walvekar A.A., Sadeghi F., Mistry K. Rolling contact fatigue in refurbished case carburized bearings // Tribol. Int. 2017. № 115. Pp. 348-364.
8. Jo B., Sharifimehr S., Shim Y., Fatemi A. Cyclic deformation and fatigue behavior of carburized automotive gear steel and predictions including multiaxial stress states // J. Fatig. Int. 2017. № 100. Pp. 454-465.
9. Conrado E., Gorla C., Davoli P., Boniardi M. A comparison of bending fatigue strength of carburized and nitrided gears for industrial applications // Eng. Fail. Anal. 2017. № 78. Pp. 41-54.
10. Jacquet Ph., Rousse D.R., Bernard G., Lambertin M. A novel technique to monitor carburizing processes // Mater. Chem. Phys. 2002. № 77. Pp. 542-551.
11. Lee S.-J., Matlock D.K., Van Tyne C.J. An Empirical Model for Carbon Diffusion in Austenite Incorporating Alloying Element Effects // ISIJ. Int. 2011. № 51. Pp. 1903-1911.
12. Cavaliere P., Zavarise G., Perillo M. Modeling of the carburizing and nitriding processes // Comp. Mater Sci. 2009. № 46. Pp. 26-35.
13. Lee S.-J., Matlock D.K., Van Tyne C.J. Comparison of two finite element simulation codes used to model the carburizing of steel // Comp. Mater. Sci. 2013. № 68. Pp. 47-54.
14. Kim D.-W., Cho H.-H., Lee W.-B., Cho K.T., Cho Y.-G., Kim S.-J., Han
H.N. A finite element simulation for carburizing heat treatment of automotive gear ring incorporating transformation plasticity // Mater. Design Int. 2016. № 99. Pp. 243-253.
15. Rong D.S., Gong J.M., Jiang Y. Thermodynamic Simulation of Low Temperature Colossal Carburization of Austenitic Stainless Steel // Proc. Eng. Int. 2015. № 130. Pp. 676-684.
16. Sugianto A., Narazaki M., Kogawara M., Shirayori A., Kim S.-Y., Kubota
S. Numerical simulation and experimental verification of carburizing-quenching process of SCr420H steel helical gear // J. Mater. Process. Technol. Int. 2009. № 209. Pp. 3597-3609.
17. Totten G.E., Howes M.A. Steel Heat Treatment Handbook // CRC Press, USA, Int. 1997. Pp. 5-39.
18. Gao W., Kong L., Long J.M., Hodgson P.D. Measurement of the mass transfer coefficient at workpiece surfaces in heat treatment furnaces // J. Mater. Process. Technol. Int. 2009. № 209. Pp. 497-505.
19. Цементация, нитроцементация и азотирование стальных изделий: учебное пособие / М.В. Майсурадзе, М.А. Рыжков, С.В. Беликов, О.Ю. Корниенко, М.С. Карабаналов, А.Ю. Жиляков; М-во науки и высшего образования РФ. Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2021. 102 с.
20. Andreev, Y.N., Chernyakhovskii, E.Z. A comparison of two methods of solution of the problem of obtaining the specified carbon distribution in the minimum time // Metal Science and Heat Treatment. 1989. № 31. Pp. 181–184.
21. Andryushechkin, V.I. Gas carburizing performed while heating with an internal heat source // Metal Science and Heat Treatment. 1989. № 31. Pp. 174–177.
22. Bengston, A. Quantitative depth profile analysis by glow discharge // Spectrochimica Acta B. 1989. № 49. Pp. 411–429.
23. Chernov, I.A. Some laws governing surface mass transfer during gas carburizing // Metal Science and Heat Treatment. 1980. № 22. Pp. 646–648.
24. Collin, R. Influence of reaction rate on gas carburizing of steel. // Journal of the Iron and Steel Institute. 1972. Pp. 777–784.
25. Edenhofer, B. Technology, advantages and applications of direct-feed atmospheres for carburising // Heat Treatment of Metals. 1995. № 22. Pp. 55–60.
26. Gao, W.M. Experimental investigation and numerical simulation of heat transfer in quenching fluidised beds // International Journal of Materials & Product Technology. 2005. № 24. Pp. 325–344.
27. Gao, W.M. Numerical simulation of heat and mass transfer in fluidised bed heat treatment furnaces // Journal of Materials Processing Technology. 2002. Pp. 125– 126, 170–178.
28. Gao, W.M. Influence of the geometry of an immersed steel workpiece on mass transfer coefficient in a fluidised bed furnace // ISIJ. Int. 2004. № 44. Pp. 869– 877.
29. Князев И.К. Бурильщику об отборе керна // Издательство М.: Недра.
1981. 102 с.