Автор работы: Пользователь скрыл имя, 17 Декабря 2013 в 21:10, курс лекций
Слесарь-ремонтник
Слесарь-ремонтник профессия, представители которой имеют дело с большим разнообразием объектов, материалов, условий, средств и приемов труда. Слесарь-ремонтник выполняет текущий, капитальный и планово-предупредительный ремонт, а также монтаж, проверку и регулировку оборудования, машин и агрегатов. Для определения неисправностей, осуществляет техническую диагностику механизмов и намечает план ремонтных работ. Знакомится с паспортом машины, чертежами ее основных частей, после чего приступает к разборке.
По принятой маркировке обозначения марок доменных чугунов содержат буквы и цифры. Буквы указывают основное назначение чугуна: П — передельный для кислородно-конверторного и мартеновского производства и Л — литейный для чугунолитейного производства. Литейный коксовый чугун обозначают ЛК, в отличие от чугуна, выплавленного на древесном угле (ЛД). С увеличением числа в обозначении марки уменьшается содержание кремния (например, в чугуне ЛК5 содержится меньше кремния, чем в чугуне ЛК4). Каждая марка чугуна в зависимости от содержания Mn, Р, S подразделяется соответственно на группы, классы и категории. Марки чугуна литейного производства обозначаются буквами, показывающими основной характер или назначение чугуна: СЧ — серый чугун, ВЧ — высокопрочный, КЧ — ковкий; для антифрикционного чугуна в начале марки указывается буква А (АСЧ, АВЧ, АКЧ). Цифры в обозначении марок нелегированного чугуна указывают его механические свойства. Для серых чугунов приводят регламентированные показатели пределов прочности при растяжении и изгибе (в кгс/мм2), например СЧ21-40. Для высокопрочного и ковкого чугуна цифры определяют предел прочности при растяжении (в кгс/мм2) и относительное удлинение (в %), например ВЧ60-2. Обозначение марок легированных чугунов состоит из букв, указывающих, какие легирующие элементы входят в состав чугуна, и стоящих непосредственно за каждой буквой цифр, характеризующих среднее содержание данного легирующего элемента; при содержании легирующего элемента менее 1,0% цифры за соответствующей буквой не ставятся. Условное обозначение химических элементов такое же, как и при обозначении сталей (Сталь). Пример обозначения легированных чугунов: ЧН19ХЗ — чугун, содержащий ~19% Ni и ~3% Cr. Если в легированном чугуне регламентируется шаровидная форма графита, в конце марки добавляется буква Ш (ЧН19ХЗШ).
1.2.2. Стали. Термическая обработка стали. Физические, механические и технологические свойства стали.
Сталью называют железоуглеродистый сплав, содержащий (%): углерода от 0,01 до 2,0 и примеси марганца 0,3—0,9, кремния 0,15—0,35, серы до 0,06 и фосфора до 0,07. Главной составляющей, определяющей свойства стали, является углерод. С увеличением процентного содержания углерода прочность стали повышается, а способность к пластической деформации понижается.
Термической обработкой металлов и сплавов называется процесс изменения внутреннего строения (структуры) путем нагрева, выдержки и охлаждения с целью получения необходимых свойств.
Термообработку применяют для улучшения технологических свойств (обрабатываемости давлением, резанием и др.) и как окончательную операцию для придания металлу и сплаву комплекса механических, физических и химических свойств, который обеспечивает необходимые характеристики изделия.
В зависимости от температуры нагревания и условий охлаждения различают следующие виды термической обработки: отжиг, нормализация, закалка и отпуск. Они имеют различные назначения и отличаются друг от друга скоростью и температурой нагрева, временем выдержки при этой температуре и скоростью охлаждения.
Отжиг - такая операция, при которой сталь нагревают до определенной температуры, выдерживают при этой температуре и медленно охлаждают вместе с печью. Отжиг улучшает обрабатываемость стали резанием и давлением.
Целью отжига является: уменьшение внутренних напряжений в деталях после механической (горячей или холодной) обработки —низкотемпературный отжиг;
устранение нежелательного изменения в структуре, вызванного обработкой— полный отжиг;
изменение структуры в целях облегчения условий обработки резанием, т. е. уменьшение сопротивления стали резанию — неполный отжиг.
Нормализация - операция нагрева стали до температуры 1200—1210°С с выдержкой при этой температуре и последующим охлаждением на воздухе. Применяется для улучшения структуры, механических свойств и обрабатываемости изделий.
Закалка - такая операция термической обработки, при которой сталь нагревают до температуры, несколько выше критической точки превращения, выдерживают при этой температуре и быстро охлаждают в воде, масле, водных растворах солей и др.
Цель закалки — получение стали с высокими твердостью, прочностью, износоустойчивостью и другими свойствами, повышающими надежность и долговечность деталей и инструмента. Качество закалки зависит от температуры и скорости нагрева, времени выдержки и скорости охлаждения.
Отпуск - процесс термической обработки, применяемый после закалки стали с целью устранения внутренних напряжений, уменьшения хрупкости, понижения твердости, увеличения вязкости и улучшения обрабатываемости.
Отпуск заключается в медленном нагреве стали до температуры 727° С, выдержке при этой температуре и охлаждением на воздухе, в воде, масле или другой среде. В зависимости от температуры нагрева различают низкий, средний и высокий отпуск.
Химико -термической обработкой называется процесс изменения химического состава, структуры и свойств поверхностных слоев стальных деталей. Такой обработке детали подвергают с целью повышения твердости, износоустойчивости и коррозионной стойкости поверхностного слоя при сохранении вязкой и прочной сердцевины.
Наиболее распространенными видами химико-термической обработки являются цементация, азотирование, цианирование, диффузионная металлизация хромирование (насыщение поверхности слоя хромом), силицирование (насыщение кремнием), борирование (насыщение бором).
Цементацией называется процесс насыщения поверхностного слоя низкоуглеродистой стали углеродом. Цель цементации — получение высокой твердости поверхностного слоя деталей при сохранении вязкой и мягкой сердцевины, а также повышение износостойкости и предела усталости. Насыщенный углеродом поверхностный слой называется цементированным.
Азотированием называется процесс насыщения поверхностного слоя стальных деталей азотом. Цель азотирования — получение высокой твердости и износоустойчивости, хорошей сопротивляемости действию переменных нагрузок, высокого предела выносливости и коррозионной стойкости.
Цианированием называется процесс одновременного насыщения поверхности деталей углеродом и азотом. В зависимости от температур, при которых осуществляется процесс, различают три вида цианирования: высокотемпературное, среднетемпературное и низкотемпературное. Одновременное присутствие в среде углерода и азота ускоряет их совместную диффузию (насыщение) в поверхностные слои стали.
Диффузионной металлизацией называется процесс насыщения поверхностного слоя стальных изделий алюминием, хромом, кремнием, бором и другими элементами с целью придания ему окалиностойкости, коррозионной стойкости, износостойкости и твердости.
Плотность стали, удельный вес стали и другие характеристики стали |
Плотность стали - (7,7-7,9)*103 кг/м3; Удельный вес стали - (7,7-7,9) г/cм3; Удельная теплоемкость стали при 20oC - 0,11 кал/град; Температура плавления стали - 1300-1400oC ; Удельная теплоемкость плавления стали - 49 кал/град; Коэффициент теплопроводности стали - 39ккал/м*час*град; Коэффициент линейного расширения стали (при температуре около 20oC) : сталь 3 (марка 20) - 11,9 (1/град); сталь нержавеющая - 11,0 (1/град). Предел прочности стали при растяжении : сталь для конструкций - 38-42 (кГ/мм2); сталь кремнехромомарганцовистая - 155 (кГ/мм2); сталь машиноподелочная (углеродистая) - 32-80 (кГ/мм2); сталь рельсовая - 70-80 (кГ/мм2); |
Химический состав углеродистых сталей обыкновенного качества по ГОСТ 380-71 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Стали являются многокомпонентными системами на основе железа. В зависимости от добавок их свойства меняются. Первой и основной добавкой к железу является углерод.
Влияние различных добавок на сталь.
1. Содержание углерода. Чем больше углерода, тем более хрупкая, менее вязкая, менее пластичная, поначалу более прочная, затем менее прочная. Растет удельное сопротивление, падает плотность, теплопроводность, магнитная проницаемость.
2. Содержание кремния и марганца. Их добавляют при выплавке для удаления окислов железа. Оставаясь в стали кремний повышает предел текучести, что затрудняет например штамповку. Марганец повышает прочность.
3. Содержание серы. Сера является вредной примесью в металле. Она образует FeS, которые нарушают контактирование зерен между собой. При этом ухудшаются коррозионная стойкость, трещиностойкость, свариваемость.
4. Фосфор также является вредной примесью. Он частично растворяется в стали, частично собирается на границах зерен. Поэтому уменьшаются пластичность, вязкость, трещиностойкость.
5. Содержание азота, кислорода и водорода. Образование оксидов и нитридов происходит, в основном на границах зерен. Поэтому они способствуют хрупкому разрушению. Особенно опасен водород, т. к. его присутствие приводит к водородной хрупкости стали.
Стали обыкновенного качества: Ст.0, Ст.1, Ст.2, Ст.3, Ст.4, Ст.5, Ст.6.
С ростом номера растет содержание углерода от 0.06% до 0.4-0.5%, во всех сталях содержится марганец (0.2-0.7%), кроме Ст.0. В названии присутствуют знаки «сп», «пс», «кп», означающие «спокойная», «полуспокойная» и «кипящая». Фактически различаются разным количеством FeO, который взаимодействует с углеродом, образуя СО, который, в свою очередь, выделяется в виде пузырьков газа. Уменьшают содержание FeO, добавляя раскислители, взаимодействующие с FeO и уменьшающие, тем самым, его количество. Эти вещества - ферромарганец, ферросилиций и алюминий. Прочность обычных сталей порядка sв»400 Мпа, s0.2»200 Мпа, удлинение до разрыва d»20%.
В качественных сталях Ст.08, Ст.10, Ст.15,
Ст.20 ,......, Ст.85 цифры означают содержание
углерода в сотых долях процента.
В них более строгие
Низкоуглеродистые обладают низкой прочностью, низкой упругостью, зато высокой пластичностью и большим удлинением до разрыва, хорошей свариваемостью. Применяют для штамповки, сварки ответственных узлов и т.п. Высокоуглеродистые стали обладают повышенной прочностью sв>700 Мпа, износоустойчивостью, упругостью. Применяют для изготовления рессор, пружин и т.п.
Легированные стали отличаются добавкой легирующих элементов: А-азот, Г-марганец, Н-никель, С-кремний, Т-титан, Х-хром, Ю-алюминий. Цифры в начале названия означают содержание углерода в сотых долях процента, цифры после букв означают содержание легирующего элемента в процентах. Например в популярной марке нержавеющей стали 12Х18Н10Т содержится 0.12% углерода, 18% хрома, 10% никеля и 1 % титана. В зависимости от добавок можно резко усилить те или иные свойства стали.
Подразделяется на:
Изготовляется согласно ГОСТ 1435-99 Сталь: У7, У8, У8Г, У9, У10, У12, У13, У7А, У8А, У8ГА, У9А, У10А, У12А. Инструментальная углеродистая сталь маркируется буквой У, что означает "углеродистая", и цифрой, показывающей содержание углерода в десятых долях процента. Если сталь повышенного качества, то в конце марки ставится буква А. Например: У12А содержит 1,2% С и является сталью повышенного качества. Назначение: предназначены для изготовления инструмента (сверла, метчики, развертки, напильники и др.), работающего в относительно легких условиях резания (небольшие скорости, температура нагрева инструмента не выше 200оС). Недостаток углеродистых инструментальных сталей заключается в низкой теплостойкости, т.е. быстром разупрочнении при нагреве.
Свариваемость: инструментальная углеродистая сталь не применяется для сварных конструкций.
Изготовляется согласно ГОСТ 5950-2000. Сталь: 13Х, 8ХФ, 9ХФ, 11ХФ, 11Х, 9ХФМ, Х, 9Х1, 12Х1, 120Х, 6ХС, 9Г2Ф, 9ХВГ, 6ХВГ, 9ХС, В2Ф, ХГС, 4ХС, ХВСГФ, ХВГ, 6ХВ2С, 5ХВ2СФ, 6Х3МФС, 7ХГ2ВМФ, 9Х5ВФ, 8Х6НФТ, 85Х6НФТ, 6Х4М2ФС, Х6ВФ, 8Х2В2МФС2, 11Х4В2МФ3С2, 6Х6В3МФС, Х12, Х12МФ, Х12Ф1, 5ХНМ, 5ХНВ, 5ХНВС, 7Х3, 8Х3, 4ХМФС, 40ХСМФ, 4ХМНФС, 3Х2МНФ, 5Х2МНФ, 4Х3ВМФ, 3ХЗМ3Ф, 4Х5МФС, 4Х4ВМФС, 4Х5МФ1С, 4Х5В2ФС, 4Х2В5МФ, 5Х3В3МФС, 05Х12Н6Д2МФСГТ
Марки: 9ХС, ХВГ, Х12МФ, Х12Ф1, 4Х5МФС и т.д. Стали Х12МФ, Х12Ф1, 4Х5МФС относятся к разряду штамповых сталей.
В обозначении марок первые цифры означают массовую долю углерода в десятых долях процента. Они могут не указываться, если массовая доля углерода близка к единице или больше единицы.