Технологія металів і конструкційні матеріали

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.


Нажми чтобы узнать.
скачати

1. Описати основні хімічні елементи, що входять до складу чавуну

Великий вплив на процес графітизації надає хімічний склад чавуну. Елементами, що сприяють графітизації, є C, Si, Ni, Cu та ін До відбілюючим, тобто перешкоджає цьому процесу, відносяться Mn, S, Cr, W та інших
Практично найбільш важливими елементами, завжди входять до складу чавунів, є кремній і марганець. Змінюючи в чавуні вміст кремнію при постійному вмісті марганцю, отримують різну кількість вуглецю у вільному вигляді, тобто різну ступінь графітизації [1, с. 8].
Чинником, що обумовлює отримання сірого чавуну при кристалізації, тобто сприяє графітизації - виділенню вуглецю у рівноважному стані, є насамперед мала швидкість охолодження. Зменшення з тієї чи іншої причини швидкості охолодження (зміна матеріалу форми, збільшення товщини стінки виливка) сприяє більшій мірі графітизації, тобто виділення більшої частини вуглецю у формі графіту.
Ступінь графітизації визначає структуру металевої основи сірого чавуну. У залежності від того, яка частина вуглецю міститься у чавуні у зв'язаному стані, розрізняють чавуни з феритної, феррито-перлітною і перлітною основами.
Таблиця 1. Склад феритних і ферритно-перлітним чавунів
C
Si
Mn
S
P
3,5 - 3,7%
2,0 - 2,6%
0,5 - 0,8%
<0,15%
<0,3%
Структура чавунів - перліт, ферит і графіт частіше у вигляді великих виділень. Ці чавуни застосовують для маловідповідальних деталей.
Перлітний чавуни (СЧ21, СЧ24, СЧ25, СЧ30, СЧ35) застосовують для відповідальних виливків.
Таблиця 2. Склад перлітним чавунів
C
Si
Mn
S
P
3,2 - 3,4%
1,4 - 2,2%
0,7 - 1,0%
<0,15%
<0,2%
Антифрикційні чавуни застосовують для виготовлення підшипників ковзання, втулок та інших деталей, що працюють при терті на метал, частіше в присутності мастильного матеріалу. Низький коефіцієнт тертя.
Таблиця 3. Склад АЧС-1
C
Si
Mn
P
S
Cr
Cu
3,2 - 3,6%
1,3 - 2,0%
0,6 - 1,2%
0,15 - 0,4%
<0,12%
0,2 - 0,5%
1,5 - 2,0%
Таблиця 4. Склад АЧС-2
C
Si
Mn
P
S
Cr
Ni
3,2 - 3,8%
1,4 - 2,2%
0,3 - 1,0%
0,15 - 0,4%
<0,12%
0,2 - 0,5%
0,2 - 0,5%
Ti
Cu
0,03 - 0,1%
0,2 - 0,5%
Таблиця 5. Склад АЧС-3
C
Si
Mn
P
Cu
Ti
S
3,2 - 3,8%
1,7 - 2,6%
0,3 - 0,7%
0,15 - 0,4%
0,2 - 0,5%
0,03 - 0,1%
<0,12%
Було оцінено вплив марганцевого еквівалента на мікроструктуру чавуну індукційної плавки. Статистична обробка для чавунів з вмістом кремнію 1.8-2.0% дозволила виявити залежності впливу марганцевого еквівалента на кількість междендрітного графіту КМД,% в структурі чавуну в наступному вигляді:

КМД = 343.24 мекв - 273.65 R = 0.993 (1)
Для чавунів з вмістом кремнію 0.8-1.1% дану залежність можна представити у вигляді:
КМД = 138.68 мекв - 25.078 R = 0.77 (2)
Безсумнівно, що значення марганцевого еквівалента також позначилося і на експлуатаційну стійкість виробів, виготовлених з чавуну.
Стійкість Ст ковальських виливниць, отриманих з чавуну індукційної плавки, оцінена в наливу, в залежності від марганцевого еквівалента, описується таким регресійним рівнянням:
Ст = 78.697 - 21.639 мекв R =- 0.848 (3)
Також встановлено, що збільшення марганцевого еквівалента негативно позначається на тріщиностійкість кокілів і кришок проміжних ковшів машин безперервного розливання сталі (МНЛЗ).
Було виявлено, що для отримання максимальної стійкості виробів необхідно мати структуру чавуну переважно перлітну, з відсутністю цементітную складової. Ферритний складову мікроструктури необхідно також по можливості звести до мінімуму. Кількість междендрітного графіту в структурі чавуну необхідно обмежити 70%. Розмір включень графіту необхідно витримувати в межах 90-350 мкм [1, 3 та ін].
Отримання зазначеної мікроструктури чавуну можна лише запровадивши «плаваючий» хімічний склад при якому легування чавуну кремній і марганецсодержащих феросплавами проводиться тільки з урахуванням вихідного вмісту в чавуні ванадію.
Впровадження даного підходу дозволило стабілізувати стійкість виробів, заощаджуючи при цьому до 20 кг на тонну дорогого феросиліцію.

2. Описати процес кристалізації металів і сплавів

Деякі метали, наприклад залізо, титан і олово, здатні по досягненні певних температур замінювати своє кристалічна будова, перебудовуючи тип елементарної комірки. Так ОЦК залізо, будучи підігрітий до 911 0 С, перебудовує кристалічну решітку при цій температурі і стає ГЦК залізо. Ця будова зберігається до 1392 0 С, після чого грати знову перебудовується й набуває ОЦКстроеніе, зберігаючи його аж до температури плавлення +1539 0 С.
Дане явище отримало назву кристалізації. Основною причиною кристалізації є прагнення будь-якої речовини володіти мінімальними запасами вільної енергії, яка зміняться залежно від абсолютної температури Т за формулою:
F = U - TS, (4)
де U - внутрішня енергія
S - ентропія (термодинамічна функція)
Якщо у металу після досягнення якоїсь певної температури зміна типу кристалічної решітки забезпечує зниження запасів вільної енергії, то такий метал зазнає перетворення.
Різні форми металу позначають літерами грецького алфавіту, при цьому низькотемпературні модифікації позначають буквою ά, а наступні у порядку зростання температури - літерами β, γ, δ і так далі.
Наявність у металів таких властивостей має важливе практичне значення, так як завдяки їм у металу змінюються такі властивості, як щільність, здатність розчиняти у своїй решітці інші елементи.
У зв'язку з цим саме завдяки кристалізації сплави на основі заліза можна піддавати термічній обробці для цілеспрямованої зміни їх властивостей [7, с. 158].

3. Описати способи захисту металів від корозії

Корозія металів найчастіше зводиться до їх окислення і перетворенню в оксиди. Зокрема, корозія заліза може бути описана спрощеним рівнянням
4Fe + 3O2 + 2H2О = 2Fe2O3 · H2О, (5)
Корозія металів буває суцільною і місцевої. Суцільна корозія не представляє особливої ​​небезпеки для конструкцій і апаратів особливо в тих випадках, коли втрати металів не перевищують технічно обгрунтованих норм. Її наслідки можуть бути порівняно легко враховані. Значно небезпечніше місцева корозія, хоча втрати металу тут можуть бути і невеликими. Один з найбільш небезпечних видів місцевої корозії - це точкова. Вона полягає в утворенні наскрізних поразок, тобто в освіті точкових порожнин - так званих питтинга. Місцевої корозії сприяють морська вода, розчини солей, зокрема галогенідних (хлорид натрію, магнію та ін.) Небезпека місцевої корозії полягає в тому, що, знижуючи міцність окремих ділянок, вона різко зменшує надійність конструкцій, споруд, апаратів [2, с. 38].
Проблема захисту металів від корозії виникла майже на самому початку їх використання. Люди намагалися захистити метали від атмосферного впливу за допомогою жиру, масел, а пізніше і покриттям іншими металами і перш за все легкоплавким оловом (лудінням). У працях давньогрецького історика Геродота (V ст. До н.е.) вже є згадка про застосування олова для захисту заліза від корозії.
Завданням хіміків було і залишається з'ясування суті явищ корозії, розробка заходів, що перешкоджають або уповільнюють її перебіг. Корозія металів здійснюється відповідно до законів природи і тому її не можна повністю усунути, а можна лише сповільнити. Є спосіб зменшення корозії металів, який суворо не можна віднести до захисту, - це легування металів, тобто отримання сплавів. Наприклад, в даний час створена велика кількість нержавіючих сталей шляхом присадок до заліза нікелю, хрому, кобальту та ін Такі стали, дійсно, не покриваються іржею, але їх поверхнева корозія хоча і з малою швидкістю, але має місце. Виявилося, що при додаванні легуючих добавок корозійна стійкість змінюється стрибкоподібно. Встановлено правило (правило Таммана), згідно з яким різке підвищення стійкості до корозії заліза спостерігається при введенні легуючої добавки в кількості 1 / 8 атомної частки, тобто один атом легуючої добавки припадає на вісім атомів заліза. Вважається, що при такому співвідношенні атомів відбувається їх впорядковане розташування в кристалічній решітці твердого розчину, що і ускладнює корозію. Одним з найбільш розповсюджених способів захисту металів від корозії є нанесення на їх поверхню захисних плівок: лаку, фарби, емалі, інших металів. Лакофарбові покриття найбільш доступні для широкого кола людей. Лаки і фарби мають низьку газо-й паропроникність, водовідштовхувальними властивостями і тому перешкоджають доступу до поверхні металу води, кисню і що містяться в атмосфері агресивних компонентів. Покриття поверхні металу лакофарбовим шаром не виключає корозію, а служить для неї лише перешкодою, а значить, лише гальмує корозію. Тому важливе значення має якість покриття - товщина шару, суцільність (пористість), рівномірність, проникність, здатність набухати у воді, міцність зчеплення (адгезія). Якість покриття залежить від старанності підготовки поверхні і способу нанесення захисного шару. Окалина та іржа повинні бути видалені з поверхні покривається металу. В іншому випадку вони будуть перешкоджати гарної адгезії покриття з поверхнею металу. Низька якість покриття нерідко пов'язано з підвищеною пористістю. Часто вона виникає в процесі формування захисного шару в результаті випаровування розчинника і видалення продуктів затвердіння і деструкції (при старінні плівки). Тому зазвичай рекомендують наносити не один товстий шар, а кілька тонких шарів покриття. У багатьох випадках збільшення товщини покриття призводить до ослаблення адгезії захисного шару з металом. Великої шкоди завдають повітряні порожнини, міхури. Вони утворюються при низькій якості виконання операції нанесення покриття.
Для зниження змочуваності водою лакофарбові покриття іноді, у свою чергу, захищають восковими складами або кремнійорганічними сполуками. Лаки і фарби найбільш ефективні для захисту від атмосферної корозії. У більшості випадків вони непридатні для захисту підземних споруд і конструкцій, так як важко попередити механічні пошкодження захисних шарів при контакті з грунтом. Досвід показує, що термін служби лакофарбових покриттів у цих умовах невеликий. Набагато практичніше виявилося застосовувати товстошарові покриття з кам'яновугільної смоли (бітуму) [6, с. 89].
У деяких випадках пігменти фарб виконують також роль інгібіторів корозії. До числа таких пігментів відносяться хромати стронцію, свинцю і цинку (SrCrO4, PbCrO4, ZnCrO4).
Часто під лакофарбовий шар наносять шар грунтовки. Пігменти, що входять до її складу, також повинні мати інгібіторних-властивостями. Проходячи через шар грунтовки, вода розчиняє деяку кількість пігменту і стає менш коррозіонноактівной. Серед пігментів, рекомендованих для грунтів, найбільш ефективним визнаний свинцевий сурик Рb3O4.
Замість грунтовки іноді проводять фосфатування поверхні металу. Для цього на чисту поверхню пензлем або напилювачі наносять розчини ортофосфатів заліза (III), марганцю (II) або цинку (II), що містять і саму ортофосфорну кислоту H3PO4. У нашій країні для цієї мети застосовують 3%-ний розчин суміші кислих солей Fe (H2PO4) 3 і Мn (H2PO4) 2 з добавками KNO3 або Cu (NO3) 2 в якості прискорювачів. У заводських умовах фосфатування ведуть при 97 ... 99 ° C протягом 30 ... 90 хв. У освіта фосфатного покриття вносять внесок метал, що розчиняється в фосфатуюча суміші, і що залишилися на його поверхні оксиди.
Для фосфатування поверхні сталевих виробів розроблено кілька різних препаратів. Більшість з них складається з сумішей фосфатів марганцю і заліза. Можливо, найбільш поширеним препаратом є «мажеф» - суміш дигідрофосфат марганцю Mn (H2PO4) 2, заліза Fe (H2PO4) 2 та вільної фосфорної кислоти. Назва препарату складається з перших літер компонентів суміші. За зовнішнім виглядом мажеф - це дрібнокристалічний порошок білого кольору із співвідношенням між марганцем і залізом від 10:1 до 15:1. Він складається з 46 ... 52% P2O5; не менше 14% Mn, 0,3 ... 3,0% Fe. При фосфатуванні мажефом сталеве виріб поміщається в його розчин, нагріте приблизно до 100 ° C. У розчині відбувається розчинення з поверхні заліза з виділенням водню, а на поверхні утворюється щільний, міцний і малорозчинний у воді захисний шар фосфатів марганцю і заліза сіро-чорного кольору. При досягненні товщини шару певної величини подальше розчинення заліза припиняється. Плівка фосфатів захищає поверхню виробу від атмосферних опадів, але мало ефективна від розчинів солей і навіть слабких розчинів кислот. Таким чином, фосфатна плівка може служити лише грунтом для подальшого нанесення органічних захисних та декоративних покриттів - лаків, фарб, смол. Процес фосфатування триває 40 ... 60 хв. Для прискорення фосфатування в розчин вводять 50 ... 70 р. / л нітрату цинку. У цьому випадку час фосфатування скорочується в 10 ... 12 разів.
У виробничих умовах використовують також електрохімічний спосіб - обробку виробів змінним струмом в розчині фосфату цинку при щільності струму 4 А/дм2 і напрузі 20 В і при температурі 60 ... 70 ° C. Фосфатні покриття являють собою сітку плотносцепленних з поверхнею фосфатів металів. Самі по собі фосфатні покриття не забезпечують надійного корозійного захисту. Переважно їх використовують як основу під фарбування, забезпечує хороше зчеплення фарби з металом. Крім того, фосфатний шар зменшує корозійні руйнування при утворенні подряпин або інших дефектів.
Для захисту металів від корозії використовують склоподібні і фарфорові емалі - силікатні покриття, коефіцієнт теплового розширення яких повинен бути близький до такого для покриваються металів. Емалювання здійснюють нанесенням на поверхню виробів водної суспензії або сухим напудріваніем. Спочатку на очищену поверхню наносять шар грунтовки і ліплять його в печі. Далі наносять шар покривної емалі і повторний випал. Найбільш поширені склоподібні емалі - прозорі або заглушені. Їх компонентами є SiO2 (основна маса), B2O3, Na2O, PbO. Крім того, вводять допоміжні матеріали: окислювачі органічних домішок, оксиди, що сприяють зчепленню емалі з емаліруемой поверхнею, глушники, барвники. Емалірующій матеріал отримують сплавом вихідних компонентів, подрібненням в порошок і додаванням 6 ... 10% глини. Емалеві покриття в основному наносять на сталь, а також на чавун, мідь, латунь і алюміній [3, с. 101].
Емалі володіють високими захисними властивостями, які обумовлені їх непроникністю для води та повітря (газів) навіть при тривалому контакті. Їх важливою якістю є висока стійкість при підвищених температурах. До основних недоліків емалевих покриттів відносять чутливість до механічних і термічних ударів. При тривалій експлуатації на поверхні емалевих покриттів може з'явитися сітка тріщин, яка забезпечує доступ вологи та повітря до металу внаслідок чого і починається корозія.
Широко розповсюдженим способом захисту металів від корозії є покриття їх шаром інших металів. Покривні метали самі корродіруют з малою швидкістю, тому що покриваються щільною оксидною плівкою. Покриває шар наносять різними методами: короткочасним зануренням у ванну з розплавленим металом (гаряче покриття), електроосадження з водних розчинів електролітів (гальванічне покриття), напиленням (металізація), обробкою порошками при підвищеній температурі в спеціальному барабані (дифузійне покриття), за допомогою газофазної реакції , наприклад 3CrCl2 + 2Fe - [1000 ° C] → 2FeCl3 + 3Cr (у сплаві з Fe).
Є й інші методи нанесення металевих покриттів, наприклад, різновидом дифузійного способу захисту металів є занурення виробів у розплав хлориду кальцію CaCl2, в якому розчинені наносяться метали.
У виробництві широко використовують хімічне нанесення металевих покриттів на вироби. Процес хімічного металювання є каталітичним або автокаталітіческій, а каталізатором є поверхню виробу. Розчин, який використовується для металізації, містить з'єднання наноситься металу і відновник. Оскільки каталізатором є поверхню виробу, виділення металу і відбувається саме на ній, а не в об'ємі розчину. У автокаталітіческіх процесах каталізатором є метал, що наноситься на поверхню. В даний час розроблені методи хімічного покриття металевих виробів нікелем, кобальтом, залізом, паладієм, платиною, міддю, золотом, сріблом, родієм, рутенієм і деякими сплавами на основі цих металів. В якості відновників використовують гіпофосфіт і боргідрід натрію, формальдегід, гідразин. Природно, що хімічним нікелюванням можна наносити захисне покриття не на будь-який метал. Найчастіше йому піддають вироби з міді.
Металеві покриття ділять на дві групи: корозійностійкі та протекторні. Наприклад, для покриття сплавів на основі заліза в першу групу входять нікель, срібло, мідь, свинець, хром. Вони більш електропозитивні по відношенню до заліза, тобто в електрохімічному ряді напруг металів стоять правіше заліза. У другу групу входять цинк, кадмій, алюміній. По відношенню до заліза вони більш електронегативні, тобто у ряді напруг знаходяться лівіше заліза.

4. Описати сутність процесу прокатки і вказати область її застосування

Прокатне виробництво - це третій переділ металургійного виробництва, де злитки або литу заготовку переробляють в готові вироби, тобто прокат різних форм і розмірів. Сутність процесу прокатки полягає в обробці металу тиском для надання йому необхідної форми і розмірів, для чого злиток або заготівлю пропускають потрібну кількість разів між обертовими валками певного профілю.
Всі прокатні вироби можна розділити на ряд основних видів: сортові профілі, лист, труби і спеціальні види прокату. До сортовим типам профілю ставляться квадрат, коло, куточок, рейки, двотавр, швелери та ін До спеціальних видів прокату відносяться шпунти, кулі, осі та ін
Тривалий період у розвитку металургії прокатний переділ вважався завершальним у процесі виробництва. Останнім часом все більшого поширення набуває будівництво цехів так званого четвертого переділу: термічних, метизних, калібрувальних, холодної прокатки, гнутих профілів та інших, де вдосконалюється форма і фізико-хімічні властивості прокатних виробів, що забезпечує значний економічний ефект у споживачів прокату [1, 7 та ін].
Прокатні стани відрізняються великою різноманітністю конструкцій і технологічних особливостей. Розрізняють стани обтискні (блюмінги, слябінг), заготівельні, рейкобалковий, крупно-, середньо-і дрібносортний, товстолистові, тонколистові, гарячої і холодної прокатки, та ін За характером руху металу в процесі прокатки розрізняють стани реверсивні, напівбеззупинним і безперервні. Останнім часом віддається перевага безперервним станам, впроваджується новий спосіб безперервної прокатки - нескінченна прокатка, коли заготовки зварюють встик в потоці виробництва і ведуть прокатку без перерв.
Відповідно двом способам розливання сталі (у виливниці і безперервна) існують дві технологічні схеми виробництва металу. За першою схемою злитки в гарячому вигляді подають у відділення нагрівальних колодязів блюмінга або слябінга. Після нагрівання їх прокатують в заготівку для наступних станів. За другою схемою лита заготівка з МБЛЗ без прокатки на обтискних станах передається безпосередньо на стани гарячої прокатки.
Потужність нового металургійного заводу або блоку раніше визначалася одиничною потужністю слябінга або блюмінга, відповідно до якої визначали склад інших основних цехів і загальнозаводського господарства. З впровадженням безперервного розливання сталі однозначного рішення по потужності металургійного заводу, в залежності від потужності одного з основних агрегатів, не може бути. У сучасних умовах в кожному конкретному випадку будівництва нового заводу потрібно економічного обгрунтування його потужності на основі вибору оптимального складу агрегатів і цехів основних виробництв.
Теорію прокатного виробництва корисно розглянути на «металі 20 століття» - алюмінії і його сплавах. Зараз відомо велика кількість сплавів, що дозволяють прокатувати їх в листи і смуги для різних потреб народного господарства.
До алюмінієвому прокату особливо тонколистовому пред'являються особливі вимоги, як по геометричних розмірах, так і за механічними властивостями.
У залежності від сплавів, технічних умов на готову продукцію і т.д. технологічні процеси виготовлення листів можуть бути різними. Типову схему виробництва листів з алюмінієвих сплавів можна розбити на наступні стадії: виливок злитків, підготовчі операції, гаряча прокатка, холодна прокатка, термічна обробка, оздоблювальні операції.
Для прокатки аркушів і плит застосовують злитки різної маси від 3 до 8 тонн. Маса зливка і його розміри визначаються технологічними властивостями даного металу або сплаву при прокатці, розмірами і призначенням готових листів, потужністю і розмірами основного устаткування і т.д.
Технологія отримання смуг з зливків алюмінію і його сплавів складається з наступних операцій [3, 4 та ін]:
- Гомогенізований відпал злитків, що забезпечує зняття внутрішніх напружень і зменшення неоднорідності злитка за структурою і химсоставу. Дана операція забезпечує різке зростання пластичних характеристик металу. Гомогенізація представляє собою нагрів злитку до температури на 20-40 град. Нижче температури плавлення низькоплавких евтектики і витримку при цьому протягом декількох годин. У даний період розчинні складові переходять в твердий розчин і, завдяки дифузії вирівнюється зміст легуючих складових. Для гомогенізації застосовують електричні шахтні печі. Злитки встановлюють вертикально на деякій відстані один від одного або укладають в стопи з прокладками між зливками.
- Фрезерування поверхонь злитків з метою видалення Лікваційне напливів, включень, полон, шлаку, тріщин, а також отримання сляба з паралельними гранями. Знімання металу становить 5-6 мм на сторону.
- Знежирення поверхонь з метою видалення механічних забруднень і накладення алюмінієвих планшет.
Нагрівання перед прокаткою із суворим температурним контролем, необхідним внаслідок високої чутливості сплавів до пережогу, що полягає в оплавленні низькоплавких евтектики, розташованих на межі зерен, і викликає утворення тріщин і падіння механічних властивостей.
Гаряча прокатка слябів: у перших проходах прокатки сплавів здійснюється плакіровка слябів листами з чистого алюмінію. Завдяки великому тиску відбувається приварювання цих аркушів (планшет), що створює міцну зв'язок алюмінієвого шару з основним металом. Ця операція охороняє основний сплав від корозії.
Прокатка аркушів і плит здійснюється на циліндричних валках з гладкою поверхнею. Заготівлею є злиток певного розміру. Прокат, який використовується вдруге, називається підкат. Валки розташовані горизонтально, і наводяться примусово до обертання ролики, які призводять злиток до руху називаються рольганг.
Метал заготівлі захоплюються обертовими валками за рахунок сил тертя, що виникають на контактній поверхні між валком і заготовкою. В осередку деформації здійснюється зменшення товщини заготовки. Товщина прокату визначається зазором між валками, на просвіт (розпір валків). При зменшенні товщини прокату незначно збільшується його ширина і інтенсивно збільшується його довжина у напрямку прокатки. Це відбувається за законом найменшого опору, тому що довжина вогнища деформації значно менше, ніж довжина валка. Прокатка звичайно з товщини заготовки до кінцевої товщини смуги проводиться за кілька переходів прокату.
Розрізняють гарячу і холодну листові прокатки [2, с. 49].
Гарячої прокаткою називають прокатку, яка відбувається при температурі вище температури рекристалізації:
Тпр = 0,4 Тпл;
Тпр = (0,7-0,9) Тпл.
Будь-яка пластична деформація металу супроводжується зміцненням (деформація зміцнення - нагартовка). Однак якщо нагріти попередньо заготовку до температури вище температури рекристалізації, то в процесі пластичної деформації такої заготівлі зміцнення відчуватися практично не буде, тому що в процесі зміцнення одночасно протікають процеси разупрочнения. Для гарячої прокатки температура нагрівання заготовки визначається - з діаграми стану матеріалу визначають максимально допустиму температуру нагрівання Тmax = 0,9 Тs, з діаграми пластичності визначають інтервал температур, який відповідає максимальній пластичності для даного сплаву
Поєднання ступеня деформації й температури можуть призвести до інтенсивного зростання зерна. Необхідно встановити правильні співвідношення між ступенем деформації в останньому проході гарячої прокатки та температурою для забезпечення дрібнозернистої структури прокатки. Існує діаграма рекристалізації.
Гаряча прокатка має істотну перевагу перед холодною - менша енергоємність, великі сумарні деформації, не потрібно проміжних отжигов. Однак гаряча прокатка обмежена товщиною прокату. Мінімальна товщина гарячих катаних аркушів ~ 3 - 3,5 мм. Меншу товщину гарячого прокату отримати не можна, тому що через інтенсивне і нерівномірного охолодження смуги на рольгангу неможливо забезпечити рівномірний розподіл механічних властивостей по всьому об'єму металу і як наслідок задану разнотолщенность по довжині і ширині смуги. Тому, алюмінієвий прокат менше 3 мм отримують методом холодної прокатки (тобто від 20-50 градусів).
Після обрізки кінців смуги і змотування її в рулон останній піддається отжигу. Попередня правка і різання рулонів, де розгорнений смуга піддається виправленню, обрізки бічних крайок і різанню на листи. Складені в стопи листи проходять подальші операції в лінії обробки (загартовані листи): термічна обробка, сушка, правка, прогладка, розтяжка на розтяжної машині, обрізка в розмір по довжині і остаточна правка. Після цього аркуші проходять контроль, маркування, мастило і упаковку в ящики. Листи є основним видом напівфабрикатів з алюмінію і його сплавів. Завдяки цінному поєднанню механічних, фізичних і технологічних властивостей алюміній у вигляді листів з високолегованих сплавів АМГ 2 є в даний час основними матеріалами для зварних силових конструкцій у суднобудуванні, транспортному і вагонобудівному машинобудуванні, хімічній промисловості.
Для збереження високої корозійної стійкості невідпалений зварні конструкції зі сплавів Амг2 не повинні нагріватися вище 100 ° С (при 100 ° С - не більше 100 год). Високолеговані Al-Mg сплави знаходять застосування в нових композиційних матеріалах, наприклад, у виробництві багатошарових металів.

5. Описати сутність процесу газового зварювання вказати область її застосування

Зварювання - це один з провідних технологічних процесів обробки металів. Великі переваги зварювання забезпечили її широке застосування в народному господарстві. За допомогою зварювання здійснюється виробництво суден, турбін, котлів, літаків, мостів, реакторів та інших необхідних конструкцій.
Зварюванням називається технологічний процес отримання нероз'ємних з'єднань шляхом встановлення міжатомних зв'язків між зварюються частинами при їх місцевому або загальному нагріванні, або пластичному деформуванні, або спільною дією того й іншого.
Сутність газового зварювання. При газополум'яної обробки металів як джерела теплоти використовується газове полум'я - полум'я горючого газу, що спалюється для цієї мети в кисні в спеціальних пальниках [1, с. 11].
В якості горючих газів використовують ацетилен, водень, природні гази, нафтовий газ, пари бензину, гасу та ін Найбільш високу температуру в порівнянні з полум'ям інших газів має ацетіленокіслородное полум'я, тому воно знайшло найбільше застосування.
Газове зварювання - це зварювання плавленням, при якій метал у зоні з'єднання нагрівається до розплавлення газовим полум'ям
При нагріванні газовим полум'ям кромки зварюються заготовок розплавляються разом з присадним металом, який може додатково вводитися в полум'я пальника. Після затвердіння рідкого металу утворюється зварний шов.
До переваг газового зварювання відносяться: простота способу, нескладність обладнання, відсутність джерела електричної енергії.
До недоліків газового зварювання відносяться: менша продуктивність, складність механізації, велика зона нагріву і більш низькі механічні властивості зварних з'єднань, ніж при дуговому зварюванні.
Газове зварювання використовують при виготовленні та ремонті виробів з тонколистової сталі товщиною 1-3 мм, зварюванні чавуну, алюмінію, міді, латуні, наплавленні твердих сплавів, виправленні дефектів лиття та інших
Техніка зварювання
У практиці застосовують два способи зварювання - правий і лівий (див. рис. 8) При правом способі зварювання ведуть зліва на право, зварювальне полум'я направляють на зварену ділянку шва, а присадні дріт переміщують слідом за пальником. Так як при правому способі полум'я направлено на зварену шов, то забезпечується кращий захист зварювальної ванни від кисню та азоту повітря, велика глибина плавлення, уповільнене охолодження металу шва в процесі кристалізації. Теплота полум'я розсіюється менше, ніж при лівому способі, тому кут оброблення крайок робиться не 90 °, а 60-70 °, що зменшує кількість наплавленого металу і викривлення. При правому способі продуктивність на 20-25% вище, а витрата газів на 15-20% менше, ніж при лівому. Правий спосіб доцільно застосовувати при зварюванні металу товщиною понад 5 мм і металів з великою теплопровідністю.
При лівому способі зварювання ведуть справа наліво, зварювальне полум'я направляють на ще не зварені кромки металу, а присадні дріт переміщують попереду полум'я. При лівому способі зварювальник добре бачить зварюваний метал, тому зовнішній вигляд шва краще, ніж при правому способі; попередній підігрів кромок зварюється металу забезпечує гарне перемішування зварювальної ванни. Завдяки цим властивостям лівий спосіб найбільш поширений і застосовується для зварювання тонколистових матеріалів і легкоплавких металів.
Потужність зварювального пальника при правому способі вибирають з розрахунку 120-150 дм 3 / год ацетилену, а при лівому -100-130 дм ^ 3 / год на 1 мм товщина металу, що зварюється.
Діаметр присадочной дроту вибирають в залежності від товщини металу, що зварюється і способу зварювання. При правому способі зварювання діаметр присадочной дроту d = S / 2 мм., Але не більше 6 мм, при лівому d = S / 2 +1 мм, де S - товщина металу, що зварюється, мм
Швидкість нагріву регулюють зміною кута нахилу мундштука до поверхні металу, що зварюється
Чим товще метал і більше його теплопровідність, тим більше кут нахилу мундштука до поверхні металу, що зварюється.
У процесі зварювання газозварник кінцем мундштука пальника здійснює одночасно два рухи: поперечний (перпендикулярно осі шва) і поздовжнє (вздовж осі шва). Основним є поздовжнє рух. Поперечний рух служить для рівномірного прогріву крайок основного металу і одержання шва необхідної ширини.


Список літератури

1) Геворкян В.Г. Основи зварювальної справи - М.: Вищ. школа, 1985. - 168 с., Іл.
2) Матеріалознавство і технологія металів. - М.: Вища школа, 2001. - 637 з
3) Курдюмов Г.В. Явище гарту і відпустки сталі. - М.: Металлургиздат, 1960. - 64 с.
4) Лахтін Ю.М. Матеріалознавство. - М.: Машинобудування, 1993. - 448 с.
5) Гуляєв А.П. Металознавство. - М.: Металургія, 1986. - 544 с.
6) Зарембо Є.Г. Перетворення в структурі і властивості сталі. - М.: ВІІІТ, 1990
7) Стєклов О. І. Основи зварювального виробництва - М.: Вищ. школа, 1986. - 224 с., Іл.
8) Хренов К.К. Зварювання, різання та паяння металів - М.: Машинобудування, 1973. - 408 с.
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Виробництво і технології | Контрольна робота
81кб. | скачати


Схожі роботи:
Конструкційні матеріали 2
Електротехнічні та конструкційні матеріали
Конструкційні матеріали в суднобудуванні
Хімія і технологія платинових металів
Технологія монтажу трубопроводів з кольорових металів і їх сплавів
Обробка металів тиском Технологія формування виробів з гуми
Методика вивчення розділу Технологія обробки металів у 5 класі
Екологічно чиста технологія термодиффузионного цинкування на ТОВ НВО Захист металів
Пружна і пластична деформація металів Способи обробки металів тиском
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru