Автор работы: Пользователь скрыл имя, 04 Февраля 2015 в 22:15, контрольная работа
Сущность производства стали. Какие разновидности процессов получения стали существуют?
Для серии отливок такие формы изготавливают вдуванием гранул пенополистирола в алюминиевые пресс-формы с последующим вспениванием и спеканием гранул путем нагрева пресс-форм в течение нескольких минут до .
Для разовых и крупных отливок весом до нескольких тонн модели вырезают из плит пенопласта нагретой нихромовой проволокой по шаблонам или на гравировально-фрезерных станках с ЧПУ. Затем полистироловую модель покрывают быстросохнущей краской с порошком-огнеупором, склеивают с пенопластовым литником, помещают в контейнер, где засыпают ее сухим песком, и заливают расплавленным металлом через этот литник. При заливке полистирол испаряется и модель замещается металлом. При этом металл затвердевает в виде отливки в неподвижном песке, который, облегая модель при засыпке песка, принял форму зеркального отображения этой отливки.
Образующиеся при заливке металла газы из контейнера отсасывают насосом – разрежение поддерживают примерно на уровне 0,5 атм, одновременно это разряжение уплотняет и удерживает в неподвижном состоянии песок в процессе замещения модели металлом.
Решение:
Литейное производство – это отрасль машиностроения, занимающаяся изготовлением заготовок и деталей путем заливки расплавленного металла в форму, полость которой имеет конфигурацию заготовки. Заготовка полученная методом литья называется отливка.
Отливки изготавливают из чугуна, стали, сплавов цветных металлов, которые должны иметь определенные литейные свойства: жидкотекучесть, усадку, склонность к образованию трещин, газовых раковин, пористости и т.д.
Большую часть отливок различной сложности получают в разовых песчано-глинистых литейных формах. Преимуществами этого способа являются универсальность форм и низкая себестоимость. К недостаткам относятся низкая точность размеров отливок и большая шероховатость поверхности, что увеличивает объем последующей механической обработки отливки; неблагоприятные условия труда из-за загазованности и запыленности литейного цеха.
Технологическая схема производства отливок состоит из следующих этапов:
Литейная оснастка – это комплект приспособлений для изготовления отливок, в который входят модель отливки, модели элементов литниковой системы, модельные плиты, стержневые ящики, опоки и т.д.
Полный комплект оснастки, необходимый для получения разовой формы, называется формовочный комплект.
Модель отливки – это копия отливки, отражающая ее внешние очертания, размер которой больше отливки на величину усадки сплава и служит для образования отпечатка в литейной форме, соответствующего наружной конфигурации и размерам отливки. Также, в отличие от отливки, модель имеет выступы, называемые стержневыми знаками. Стержневые знаки модели создают в форме углубления для установки стержней.
Модели простых отливок обычно неразъемные, а сложных – разъемные и изготавливаются из древесины, металлических сплавов, пластмассы и некоторых других материалов.
Стержень, являясь элементом литейной формы, служит для образования отверстий и полостей в отливке и состоит из рабочей части, образующей поверхность отливки, и знаков, которые крепят стержни в форме.
Изготавливают стержни из специальных стержневых смесей в стержневых ящиках из древесины, металлических сплавов, пластмассы.
Стержневой ящик обычно состоит из двух частей. Рабочая полость ящика изготавливается в соответствии с конфигурацией отверстий в отливке и стержневых знаков.
Для заливки металла, выхода газов, отделения неметаллических включений и контроля заливки форма имеет систему каналов, которая называется литниковой системой. Литниковая система состоит из следующих элементов:
В зависимости от марки сплава, конструкции изделия, литниковая система может быть различной. Так, подвод металла может осуществляться и в горизонтальной плоскости и в вертикальной, шлакоуловитель может быть прямым и кольцевым.
Опоки –это жесткие деревянные или металлические рамки различной формы. Они служат для удержания формовочной смеси, образующей литейную форму как при ее изготовлении и транспортировке, так и при последующей заливке и охлаждении отливки.
Опока с уплотненной формовочной смесью и отпечатком от модели называется полуформой, если модель разъемная, и формой, если модель неразъемная.
Для изготовления песчано-глинистой формы используют специальные формовочные смеси. По применению формовочные смеси разделяют на облицовочные, наполнительные и единые.
Облицовочная смесь при формовке наносится на модель тонким слоем (15-40мм), при заливке она непосредственно соприкасается с металлом.
Наполнительная смесь служит для набивки остальной части формы.
Единые смеси применяют в массовом производстве, когда вся форма изготавливается из однородной формовочной смеси.
В зависимости от вида сплава и веса отливки применяют различные стандартные составы формовочных смесей с определенными пропорциями составляющих материалов.
В состав формовочных смесей входят: кварцевый песок, глина, специальные добавки. Формовочные и стержневые смеси должны обладать газопроницаемостью, прочностью, податливостью, противопригарностью и т.д.
Конструкция литой детали должна обеспечивать направленное затвердевание отливки и быть технологичной. Внешние контуры литой детали должны быть плавными, что снижает концентрацию остаточных напряжений в местах сопряжения прямоугольных участков, уменьшает торможение усадки при охлаждении формы. необходимо стремиться к уменьшению общих габаритных размеров литой детали, особенно ее высоты, к устранению чрезмерно выступающих частей, тонкостенных ребер большой протяженности, глубоких впадин и поднутрений.
Конструкция литой детали должна обеспечивать минимальное количество стержней.
При конструировании литых деталей необходимо стремиться, по возможности, к одинаковой толщине стенок по всему сечению, избегать локального скопления металла, так называемых горячих мест или термических узлов.
На качество литой детали большое влияние оказывает правильный выбор радиусов закруглений в местах переходов от одних сечений к другим.
Литую деталь необходимо конструировать с минимальным количеством бобышек, приливов и буртов, так как они образуют локальное скопление металла и являются причиной возникновения усадочных раковин и рыхлости, требуют применения отъемных частей формы, что в конечном счете удорожает стоимость отливки.
Узкие полости, различного рода пазы и выемки также являются одной из причин, вызывающих брак литых деталей, поэтому при конструировании следует избегать подобного рода элементов.
Решение:
В процессе эксплуатации металлические изделия подвергаются различным видам нагрузок: статическим, динамическим, переменным, растягивающим, сжимающим, изгибающим, скручивающим, срезывающим, сосредоточенным, распределенным, сплошным и др.
Под влиянием внешних нагрузок и различных внутренних физико-механических процессов в металле между частицами возникают внутренние силы (силы упругости), которые оказывают сопротивление деформации.
Внутренние напряжения оказывают значительное влияние на свойства металлов и протекающие в них превращения.
Появление внутренних напряжений связано, как правило, с неравномерным распределением деформаций по объему изделия. Так, при быстром нагреве или охлаждении из-за неодинакового расширения (сжатия) поверхностных и внутренних слоев появляются тепловые напряжения. Фазовые или структурные напряжения возникают в процессе кристаллизации, при термической обработке вследствие структурных превращений и т. д.
Внутренние напряжения подразделяются на напряжения 1-го рода, возникающие в объеме всего изделия; 2-го рода, возникающие в объеме одного зерна (кристаллита); 3-го рода, возникающие в объемах кристаллической ячейки (субмикроскопические).
Силы, приложенные к изделию, вызывают деформацию металла. Деформация – это изменение геометрии изделия под действием внешних сил, при изменении температуры, влажности, фазовых превращений и др.
Существует два основных вида деформаций – упругие (обратимые) и пластические.
Пластическая (остаточная) деформация после снятия нагрузки остается, так как связана с перемещением атомов внутри кристаллов на относительно большие расстояния. Она вызывает остаточные изменения формы, структуры и свойств металла без макроскопических нарушений сплошности. Пластическая деформация может осуществляться скольжением или двойникованием.
При деформации скольжением отдельные части кристалла смещаются относительно друг друга под действием касательных напряжений, достигающих определенной критической величины.
При деформации двойникованием (рис. 10, в) происходит перестройка части кристалла в новое положение, зеркально симметричное к недеформируемой части относительно плоскости А–А, называемой плоскостью двойникования.
Пластическая деформация поликристаллического металла протекает аналогично деформации монокристалла при этом изменение формы изделия происходит в результате пластической деформации каждого зерна.
При значительных деформациях, вследствие скольжения, зерна (кристаллы) меняют свою форму из округлой в вытянутую, образуя так называемую волокнистую структуру. Под воздействием возрастания напряжения до определенного значения возникает такая остаточная деформация, при которой появляются трещины, а затем и полное разрушение изделия.
От напряжений и способности сопротивляться деформациям в большой степени зависят механические свойства металлов.
К основным механическим свойствам относятся: прочность – сопротивляемость металла деформациям и разрушению; упругость – способность металла восстанавливать свою форму и объем после прекращения воздействия причин, вызывающих деформацию; пластичность – способность металла под действием внешних сил изменять (не разрушаясь) свою форму и размеры и сохранять остаточные деформации после устранения этих сил; твердость – сопротивление металла проникновению в него более твердого тела; ударная вязкость – способность металла сопротивляться действию ударных нагрузок; изнашиваемость – способность металла истираться от действия сил трения.
Решение:
Для соединений, выполненных сваркой плавлением возможно образование следующих видов дефектов:
- пористость шва: сферическая, канальная, цепь пор, группа пор, линейная;
- шлаковые и металлические включения разделяются на шлак компактный, шлак линейный, металлические включения, поверхностные включения;
- несплавление: по кромкам и между слоями многослойного шва;
- непровар в корне одностороннего шва без подреза и с подрезом, двухстороннего шва, межслойный непровар многослойного шва;
- трещины: поперечные и продольные;
- дефекты формы шва: чрезмерный провар корня (прожог, протек), неровности (наплывы, вмятины), подрезы, несовпадение кромок и т.п.
Все эти дефекты ухудшают механические свойства сварных соединений и работоспособность конструкции.
Такие дефекты как наружная пористость и наружные включения, прожоги, неплотности шва, подрезы, вмятины, недостаточные размеры швов и усилений, должны быть исправлены немедленно при обнаружении силами сварщика, допустившего дефект.
Непровары, внутреннюю пористость, включения, наплывы, резкие переходы и чрезмерную выпуклость, грубую чешуйчатость можно исправить только путем вырубки или вышлифовки дефектных мест с последующей заваркой, если это требуется.
Особое внимание следует уделить предупреждению непроваров, которые образуются при неправильной форме разделки стыкового шва, слишком большом притуплении и малом зазоре или вследствие плохой очистки корня шва перед выполнением подварочного валика, а также обратного шва при двухсторонней сварке.
Наиболее опасны и недопустимы трещины всех видов, при обнаружении которых сварное соединение бракуется или подлежит исправлению. Исправление возможно при наличии единичных трещин.
К неразрушающим физическим методам контроля качества сварных швов относятся: радиационный контроль просвечиванием швов; ультразвуковой контроль; магнитный и электромагнитный контроль.
Информация о работе Контрольная работа по «Материаловедение. ТКМ»