Контрольная работа по "Металлургии"

Тенденция ко всё более широкому применению пластических масс (особенно плёночных материалов) характерна для всех стран с развитым сельским хозяйством. Их используют при строительстве культивационных сооружений, для мульчирования почвы, дражирования семян, упаковки и хранения с.-х. продукции и т.д. В мелиорации и с.-х. водоснабжении полимерные плёнки служат экранами, предотвращающими потерю воды на фильтрацию из оросительных каналов и водоёмов; из Пластические массы изготовляют трубы различного назначения, используют их в строительстве водохозяйственных сооружений и др.

В медицинской промышленности применение пластических масс позволяет  осуществлять серийный выпуск инструментов, специальной посуды и различных  видов упаковки для лекарств. В  хирургии используют пластмассовые  клапаны сердца, протезы конечностей, ортопедические вкладки, туторы, стоматологические  протезы, хрусталики глаза и др.

Лакокрасочные материалы (ЛКМ) — это композиционные составы, наносимые  на отделываемые поверхности в жидком или порошкообразном виде равномерными тонкими слоями и образующие после высыхания и отвердения пленку, имеющую прочное сцепление с основанием. Сформировавшуюся пленку называют лакокрасочным покрытием, свойством которого является защита поверхности от внешних воздействий (воды, коррозии, температур, вредных веществ), придание ей определённого вида, цвета и фактуры.

ЛКМ подразделяются на следующие  группы

Краска— общее наименование для группы цветных красящих веществ, предназначенных для непосредственного использования в той или иной сфере быта. По химическому составу пигменты и изготовленные из них краски разделяются на минеральные (неорганические соли или оксиды металлов) и органические (сложные соединения, в основном растительного или животного происхождения). И те и другие могут быть естественными (природными) и искусственными (синтетическими).

Чаще всего под словом «краски» подразумевают суспензии  пигментов или их смеси с наполнителями, в связующем — олифе, ПВА-эмульсии, латексах или других пленкообразующих веществах. Краски наносят непосредственно на имеющийся материал или на грунт (живопись).

Краски для малярных работ существуют следующих видов:

 строительные сухие  краски (пигменты);

масляные краски ;

эмалевые краски;

водоэмульсионная краска.

водно-дисперсионные краски

 По виду используемого растворителя краски можно разделить на группы:

 водоэмульсионные (водорастворимые);

 масляно-алкидные (растворителем служит уайт-спирит, пр.);

 нитроэмали

Лак — раствор органических полимеров искусственно синтезированных или природного происхождения (смолы), в различных органических растворителях или воде. При отверждении образует прозрачную, блестящую или матовую плёнку. В настоящее время существуют лаки, не содержащие в составе растворителей. Их низкую вязкость обеспечивают олигомеры, которые способны отверждаться в присутствии специальных веществ - отвердителей или катализаторов. Лаки условно делят на термопластичные и термореактивные. Отверждение пленки лака происходит либо за счет испарения растворителя, либо за счет химической реакции полимеризации. Лаки представляют собой растворы твёрдых веществ в жидкостях, способных или испаряться, или высыхать; твёрдые вещества — различные смолы, а жидкостями-растворителями служат этиловый (винный) и метиловый (древесный) спирты, эфирные и растительные высыхающие масла. Смоляной раствор, наложенный на лакируемую поверхность, высыхает, оставляя тонкую, прозрачную и блестящую плёнку (в практике называемую лакировкой), свойства и качества которой определяют достоинства взятого лака.

Масляные лаки — растворы высыхающих или полувысыхающих растительных масел, либо продуктов их переработки.

Алкидные лаки — лаки на основе алкидных смол и органических растворителей.

Нитролаки  - растворы лакового коллоксилина различных марок, смол и пластификаторов в смеси летучих органических растворителей.

Эпоксидные лаки — получают растворением эпоксидных смол в органических растворителях с последующим введением добавок и отвердителей.

Акриловые лаки — лаки на водной основе.

Полиуретановые лаки — лакокрасочные материалы на основе гидроксилсодержащих и изоционатсодержащих соединений, которые реагируя между собой, образуют полиуретаны.

Виды клея:

1. Клей ПВА (поливинилацетатный) склеивает дерево, картон, стекло, кожу, ткань. Клей наносят тонким слоем на обезжиренные поверхности, соединяют и сжимают их. "Схватывает" клей за 20 мин. а полностью высыхает за 24 часа. До высыхания клеевой шов нетрудно очистить влажной тряпочкой.
2. Клеи 88Н хорошо приклеивает резину и другие материалы к металлу. Клей разжижают бензолом до консистенции жидкой сметаны (не тянется за кистью и не стекает с неё), намазывают им резину (или другой материал) и сушат 3 - 5 минут. Затем наносят второй слой на резину и первый - на метал. Оба слоя сушат 5 - 6 мин. Детали соединяют и резину прикатывают роликом, и сушат в течении суток (лучше под прессом).
3. лей столярный водостойкий можно получить если добавить в обычный столярный клей натуральную алифу в массовом соотношении 4:1.
4. Клеевая паста применяется для грунтования, шпаклевания и склеивания деталей из древесины, зазоры при соединении которых превышают 0,2 мм. Пасту получают путём смешивания в горячем клее мелко просеянной золы, или сухого просеянного мела, или миканитовой пыли и т. п. Клеевую пасту можно также получить, смешивая вышеуказанные наполнители и с другими клеями.
5. Теплостойкая клеевая паста пригодна для ремонта остеклованных резисторов, для изоляции их выводов, а также для изоляции нагревательных элементов. Просушенный тальк (6 массовых долей) смешивают с жидким стеклом (или силикатным клеем), которого берут столько, чтобы получить массу консистенции сметаны (примерно 8 - 12 частей). Повреждённые или формуемые участки покрытия промазывают пастой и сушат при комнатной температуре около часа. Затем деталь нагревают до 100 - 110 ºС и выдерживают при температуре 10 - 15 мин.

Нанесение лакокрасочных покрытий

Как известно, основные функции  лакокрасочных покрытий - декоративная и защитная. Хорошая укрывистость и белизна обеспечивают скорее декоративные функции. Но для того чтобы покрытие выполняло предъявляемые к нему требования по влагостойкости, стойкости к истиранию, стойкости к климатическим воздействиям, необходимо достижение определенной толщины высохшей пленки. Для фасадных покрытий это обычно 100 - 120 мкм, т, е. приблизительно 200 мл краски на 1 м2. Нанесение более тонких слоев приводит к дефектам лакокрасочного покрытия и в дальнейшем - к повреждению ограждающих конструкций.

Если применять жидкие краски для получения толстой  пленки на вертикальных поверхностях, потребуется нанесение как минимум 4 -5 слоев. Если же использовать высококачественные, тиксотропные краски, то такое покрытие можно получить за один проход. (Тиксотропные краски имеют густую консистенцию в спокойном состоянии, при механические воздействии они разжижаются, а после снятия такого воздействия снова приобретают желеобразную консистенцию). Кроме того, тиксотропные краски позволяют использовать при окраске наиболее прогрессивный и производительный способ безвоздушного распыления - Airless.

7 Коррозия металлов  и сплавов. Виды коррозии. Методы  защиты от коррозии 

Коррозией металла называется разрушение его в результате химического или электрохимического взаимодействия с внешней средой.

Ржавление железа под действием среды, разрушение деталей химической аппаратуры от воздействия растворов солей, кислот и щелочей, окисление стали при нагреве ее в печах (окалинообразование) являются примерами коррозионного разрушения металлов.

На процесс коррозии оказывают  влияние внутренние и внешние  факторы. К первым относятся химический состав металла или сплава, наличие  в нем посторонних включений, физическое состояние (структура, состояние  поверхности, степень напряжения), а  к внешним факторам - характер корродирующей среды, скорость ее движения, ее температура и концентрация.

Чистые металлы подвержены коррозии в меньшей степени, чем их сплавы. Посторонние включения снижают сопротивление коррозии. Наибольшей коррозионной стойкостью обладают однофазные сплавы (чистые металлы, твердые растворы, химические соединения). Многофазные сплавы (механические смеси) корродируют быстрее. По характеру коррозионных разрушений различают общую (сплошную), местную (пятнами, язвами, точками), интеркристаллитную (по границам зерен), транскристаллитную (по определенным кристаллографическим плоскостям).

Местная коррозия протекает  при местных нарушениях поверхностной  окисной пленки, образующейся на некоторых  металлах.

Интеркристаллитиая и транскристаллитная коррозии имеют место при наличии неоднородности химического состава. Они наблюдаются по границам зерен или по направлению линии сдвига в кристаллах.

Большое распространение  эти виды коррозии получают при наличии  в металле напряжений (особенно переменных). Разрушение металла, в случае одновременного действия коррозии и переменных напряжений называется коррозионной усталостью. В результате коррозионной усталости  в деталях появляются микротрещины, переходящие затем в более  крупные, приводящие к полному разрушению детали. Потери цветных и черных металлов от коррозии составляют 10% ежегодной  мировой выплавки.

Существует два типа коррозии: химическая и электрохимическая.

В основе химической коррозии лежат реакции между металлом и веществами внешней среды, не сопровождающиеся возникновением электрического тока.

При электрохимической коррозии разрушение металлов связано с возникновением электрического тока под действием электролитов или других причин.

При погружении металла в  электролит ионы (электрически положнтельно заряженные частицы, находящиеся на поверхности металла) переходят в раствор в количестве, зависящем от природы металла и электролита. В результате этого электролит, прилегающий к металлической пластине, заряжается положительно, а сама пластина - отрицательно за счет оставшихся на ней электронов. Разность потенциалов, создающаяся на поверхности соприкосновения металла с электролитом и характеризующая способность металла к растворению, называется электродным потенциалом. Металлы обладают различной способностью переходить в раствор, т. е. различной упругостью растворения. Электродные потенциалы металлов определяются экспериментально по отношению к водородному потенциалу, значение которого принято за нуль.

Широко применяются следующие  основные решения защиты металлических  конструкций от коррозии:

 Защитные покрытия;

 Обработка коррозионной  среды с целью снижения коррозионной  активности. Примерами такой обработки  могут служить: нейтрализация  или обескислороживание коррозионных сред, а также применение различного рода ингибиторов коррозии;

 Электрохимическая защита металлов;

 Разработа и производство новых металлических конструкционных материалов повышенной коррозионной устойчивости путем устранения из металла или сплава примесей, ускоряющих коррозионный процесс (устранение железа из магниевых или алюминиевых сплавов, серы из железных сплавов и т.д.), или введения в сплав новых компонентов, сильно повышающих коррозионную устойчивость (например хрома в железо, марганца в магниевые сплавы, никеля в железные сплавы, меди в никелевые сплавы и т.д.);

 Переход в ряде конструкций от металлических к химически стойким материалам (пластические высокополимерныме материалы, стекло, керамика и др.);

 Рациональное конструирование  и эксплуатация металлических сооружений и деталей (исключение неблагоприятных металлических контактов или их изоляция, устранение щелей и зазоров в конструкции, устранение зон застоя влаги, ударного действия струй и резких изменений скоростей потока в конструкции и др.).

8 основные способы обработки  металлов давлением. Сущность  прокатки, прессования, ковка штамповка  

Способы обработки металлов давлением 

Обработкой металлов давлением называют такой вид обработки, при которой заготовке (в нагретом или холодном состоянии) придают заданную форму, размеры и прочностные свойства под действием внешних сил.

Обработка металлов давлением  основана на использовании пластичности металлов, т. е. способности их под  действием внешних - сил необратимо изменять форму и размеры без  разрушения. Пластические изменения  формы тела называют пластической деформацией.

Пластичность металлов и  сплавов зависит от химического  состава, структуры, температуры нагрева, скорости и степени дефор­мации и других факторов. У чистых металлов более высокая пластичность, чем у их сплавов. Пластичность литого металла ниже, чем деформированного, так как структура их различна. При повышении температуры пластичность металлов обычно увеличивается, а прочность снижается, что позволяет легче придать металлу необходимую форму и размеры. Низкая прочность металлов при нагреве снижает затраты механической работы на его деформирование.

С увеличением скорости деформирования до определенной величины пластичность понижается, а при дальнейшем увеличении этой скорости пластичность металла  возрастает. Превышение предельной для  каждого конкретного случая степени  деформирования приводит к появлению  трещин, надрывов и других дефектов, связанных с нарушением целостности  металла.

В процессе пластического  деформирования объем деформируемого металла практически остается неизменным. Деформируемый металл течет (перемещается) главным образом в ту сторону, где он встречает наименьшее сопротивление. Деформирование осуще­ствляется за счет внутренних напряжений, возникающих в металле на так называемых поверхностях скольжения при приложении внешних сил.

В зависимости от формы  изготовляемых изделий, свойств  обрабатываемого металла и масштабов  производства применяют следующие  способы обработки металлов давлением: прокатка, волочение, прессование, ковка, объемная и листовая штамповка.

Прокатка заключается в пластическом деформировании металла в горячем или холодном состоянии при пропускании его между вращающимися валками 2. Заготовка 1, имеющая большую толщину Н по сравнению с зазором между валками h, силами трения втягивается в зазор, толщина ее уменьшается, а ширина и длина увеличиваются. Прокатку выполняют на специальных машинах — прокатных станах. Форму поперечного сечения проката называют профилем. Прокаткой изготовляют профили круглой и квадратной формы, рельсы, швеллеры, двутавры, листы и др. Совокупность различных профилей называют сортаментом.

Волочением называют процесс протягивания заготовки 3 с усилием Р через отверстие в матрице 4, размеры поперечного сечения которого меньше размеров исходной заготовки. Волочение осуществляют на волочильных станках обычно без нагрева заготовки, что позволяет получать изделия с хорошим качеством поверхности. Волочением получают разнообразные пустотелые профили, высококачественные трубы диаметром от 0,2 до 20 мм, проволоку диаметром до 16 мм и т. д.