Материаловедение и технология конструкционных материалов (стр. 5 )

Познакомьтесь с технологичностью конструкции литых де­талей, основой их конструирования, дефектами литья, при­чинами их возникновения и методами исправления.

Уясните основные вопросы техники безопасности в ли­тейных цехах.

Вопросы для самопроверки

1. Из каких элементов состоит схема технологического процесса изготовления отливки?

2.  Какие требования предъявляются к формовочным и стержневым материалам, какие материалы отвечают этим требованиям?

3.  В чем сущность получения отливок в металлические и оболочковые формы, центробежного литья, литья по выплав­ляемым моделям, под давлением?

2.2.2. Обработка металлов давлением

Обработка давлением широко применяется при изготовле­нии и ремонте деталей тракторов, автомобилей и сельскохо­зяйственных машин. Изучение этого очень важного подразде­ла следует начать с рассмотрения теоретических основ обра­ботки давлением. Необходимо хорошо усвоить понятие фи­зической природы упругой и пластической деформации, влия­ние обработки давлением на структуру и свойства металлов. Повторить часть первого раздела по пластической деформа­ции и рекристаллизации.

Изучая процессы, происходящие в металле при нагреве, уясните сущность явлений пережога, перегрева, обезуглеро­живания, угара и способы их предотвращения. Научитесь определять температурный интервал горячей обработки дав­лением углеродистых сталей и обосновывать этот выбор. Познакомьтесь с печами и устройствами, применяемыми для нагрева заготовок.

Сначала уясните сущность процесса продольной прокатки как наиболее распространенной. Уясните, благодаря чему и как происходит захват заготовки валками, как происходит де­формация металла в валках. Ознакомьтесь с устройством прокатного стана, схемами расположения рабочих клетей. Рассмотрите поперечную и поперечно-винтовую прокатку. Не­обходимо запомнить названия и назначение прокатных ста­нов для проката различных заготовок, последовательность выполнения операции прокатки разных видов продукции, знать основные сортовые профили, некоторые специальные виды проката и их применение в сельхозмашиностроении.

При рассмотрении процесса волочения поймите его сущ­ность, возможности. Разберите различные схемы волочения для получения большого разнообразия продуктов волочения. Уясните весь технологический процесс волочения в целом, обратите внимание на предварительную подготовку заготовки перед волочением. Познакомьтесь с продукцией волочильного производства и ее применением.

Приступая к изучению процесса прессования, вникните в его сущность и широкие возможности применения благодаря увеличению пластичности металла за счет его всестороннего неравномерного сжатия. Познакомьтесь с различными схема­ми прессования, продукцией и областью ее применения.

Изучение процесса свободной ковки начните с рассмотре­ния основных операций ковки. При этом обратите внимание на процессы, протекающие в очаге деформации, изменение микроструктуры и свойств обрабатываемого металла. Изучи­те применяемое при ковке оборудование. Познакомьтесь с последовательностью и методикой разработки технологиче­ского процесса: разработкой чертежа поковки, расчетом раз­меров заготовки, выбором оборудования, последовательно­стью операций ковки, технологическими требованиями к де­талям.

Перейдя к изучению объемной штамповки, поймите ее от­личие, преимущества и недостатки перед свободной ковкой. Разберитесь с разновидностями объемной штамповки: горя­чей и холодной, в открытых и закрытых штампах. Познако­мьтесь с технологией одноручьевой, многоручьевой и раз­дельной штамповки на молотах, применяемыми инструментом и оборудованием. Поймите сущность холодной высадки.

Разберитесь с технологией листовой штамповки.

Изучение технологий обработки давлением закрепите рас­смотрением изготовления поковки конкретной детали.

Рассмотрите основные вопросы по технике безопасности при обработке металлов давлением.

Вопросы для самопроверки

1. Чем обусловливается выбор температурного режима го­рячей обработки давлением?

2.  Чем отличается структура и свойства литого металла от кованого?

3.  В чем сущность технологий ковки, прокатки, волочения, прессования, объемной и листовой штамповки?

2.2.3. Сварка металлов

Изучение материала рекомендуется начинать с рассмотре­ния общих сведений о сварке как о технологическом процес­се, в результате которого достигается неразъемное соедине­ние вследствие образования межатомных связей между со­единяемыми деталями. При этом следует обратить внимание на преимущества сварки по сравнению с другими видами со­единений металлов.

Приступая к изучению классификации способов сварки, следует уяснить, что сближение атомов может быть достигну­то путем пластического деформирования (в холодном или на­гретом состоянии) или расплавлением соединяемых кромок, что и определяет физическую сущность сварки давлением и сварки плавлением. Необходимо также уяснить, как свароч­ные процессы при сварке плавлением классифицируются по виду энергии, применяемой для нагревания металла. Следует разобраться, почему однородные металлы хорошо сварива­ются, а разнородные плохо, какие надо принимать меры для улучшения свариваемости.

Необходимо знать роль русских (, ) и советских ( и др.) ученых в развитии сварочного производства.

Прежде чем приступить к изучению отдельных видов свар­ки, надо четко уяснить сварочные свойства электрической ду­ги, а затем рассмотреть способы ручной дуговой сварки, полу­автоматической и автоматической сварки плавлением: свар­ку под флюсом, сварку в среде защитных газов, электрошлаковую сварку, плазменную сварку и др. При этом необходимо уяснить сущность каждого способа сварки, применяемого оборудования и сварочных материалов, а также изучить их технологические возможности и область применения.

При изучении газовой сварки рекомендуется, в первую очередь, рассмотреть получение и строение отдельных видов сварочного ацетиленокислородного пламени, способы получе­ния и хранения ацетилена и кислорода, после чего присту­пить к изучению способов сварки, процессов, протекающих при газовой сварке, устройства и работы оборудования; указать технологические возможности и область применения га­зовой сварки.

При изучении огневой резки металлов следует уяснить сущность способов резки металлов: кислородной, кислородно-флюсовой, плазменной, воздушно-дуговой. Изучить техноло­гические особенности каждого способа резки и применяемую аппаратуру.

Изучение способов сварки давлением следует начинать с рассмотрения трех основных разновидностей контактной свар­ки: стыковой, точечной и шовной. Следует усвоить физиче­скую сущность, устройство и электрические схемы каждого вида контактной сварки, разобраться в основах их техноло­гии. При этом надо уяснить, что общим для всех видов кон­тактной сварки является то, что металл в зоне контакта двух свариваемых элементов при прохождении электрического то­ка достаточно большой силы нагревается в одних случаях до пластического состояния, в других - до температуры плавле­ния, после чего производится сжатие.

Следует также уделить внимание изучению новых спосо­бов сварки давлением: диффузионной в вакууме, ультразву­ковой, трением. Нужно четко уяснить сущность и технологи­ческие особенности каждого из этих способов сварки, область их применения.

Изучите особенности кристаллизации сварного шва. Воз­никновение деформаций и напряжений в сварных деталях. Классификация материалов по их свариваемости.

Сварка конструкционных сталей: углеродистых, низколе­гированных и легированных. Понятие о сварке высоколегиро­ванных сталей, чугуна, меди, алюминия, титана и их сплавов.

Для усвоения теоретических основ сварки плавлением не­обходимо знать диаграмму железо-углерод, температурные точки аллотропических превращений. Знание диаграммы по­может изучить структурные изменения в зоне шва и близле­жащих зонах при кристаллизации и охлаждении сварного шва, а также уяснить, какие структурные превращения про­исходят в металле в зоне термического влияния, возникающе­го в процессе сварки. Особое внимание следует уделить при­чинам и механизму образования напряжений и деформаций при сварке, мерам по их уменьшению и устранению.

Необходимо внимательно изучить три основные причины: неравномерный нагрев свариваемого металла, линейную усадку расплавленного металла и структурные изменения в метал­ле шва при его затвердевании.

Изучая особенности технологии сварки различных сталей, чугуна, металлов и сплавов, а также наплавки твердых спла­вов, необходимо прежде всего запомнить зависимость свари­ваемости углеродистых и низкоуглеродистых сталей от про­центного содержания в них углерода. Далее необходимо об­ратить внимание на холодную и горячую сварку чугуна, раз­личие в подготовке к сварке чугунных изделий, электроды. Надо знать меры, предупреждающие отбеливание чугуна при холодной сварке, а также недостатки и достоинства каждого из этих видов сварки чугуна.

Следует хорошо разобраться в особенностях сварки неко­торых легированных сталей, обладающих плохой теплопро­водностью, а также цветных металлов и сплавов. Особое вни­мание при этом необходимо обратить на окисление алюми­ния, затрудняющее сварку, и на способы его уменьшения.

При пайке возможно соединение не только всех однород­ных металлов и сплавов, но и разнородных, нередко с резко различными свойствами. Поэтому при таком разнообразии соединяемых металлов и сплавов и применяемых припоев не­обходимо усвоить сущность и схемы процесса пайки, его принципиальное различие от процесса сварки плавлением, а также следует знать, как классифицируются припои, указать основные технологические требования, которым они должны удовлетворять. Следует также изучить способы пайки, их ха­рактерные особенности в зависимости от используемых ис­точников нагрева и оборудования.

Изучение вопросов контроля сварных и паяных соедине­ний рекомендуется начинать с классификации дефектов. При этом нужно уяснить, что дефекты подразделяются на две группы.

1. Дефекты, возникающие в связи с особенностями метал­лургических и тепловых процессов (кристаллизационные тре­щины, поры, холодные трещины, неметаллические включения и др.).

2.  Дефекты формирования шва, происхождение которых связано с нарушением режима сварки, неправильной подго­товкой под сварку, неисправностью сварочной аппаратуры и другими причинами.