Материаловедение (стр. 1 )

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ НИЖНЕТАГИЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПРОФЕССИОНАДЛЬНЫЙ КОЛЛЕДЖ

ИМЕНИ Н. А. ДЕМИДОВА

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ

Контрольная работа

для студентов заочного отделения

по специальности

190604 «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта»

2010

I. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ КУРСА "МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ " И ЕГО МЕСТО В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ

1.1. Цели изучения дисциплины

"Материаловедение" это курс, который является базовым, общетехническим для последующего изучения таких дисциплин, как "Теория резания", "Проектирование и производство режущего инструмента", "Технология машиностроения", "Методика преподавания машиностроительных дисциплин”, Поэтому целью курса яв­ляется ознакомление студенте. с получением конструкционных материалов, технологией обработки, классификацией и свойствами материалов, а также формирование у студентов определенной системы знаний, навыков для квалифицированного преподавания в системе профтехобразования курсов "Спецтех­нология", "Материалы и технология машиностроения" и т. д.

1.2. Задачи изучения дисциплины

После изучения курса "материаловедение" студент должен знать:

- основные сведения о свойствах, строении, получении металлов и сплавов, применяемых в современном производстве, способы их обработки и использования;

- основные неметаллические конструкционные материалы. В результате изучения курса "Материаловедение и техно­логия конструкционных материалов" студент должен уметь:

- самостоятельно работать со справочной и учебной ли­тературой;

- самостоятельно решать практические задачи по выбору и рациональному применению конструкционных материалов, сталей и сплавов и их обработке для конкретных условий эксплуатации;

- подбирать и оформлять информационно-иллюстративный материал для проведения занятий с учащимися профессиональ­но-технических училищ по отдельным разделам курса.

КОНТРОЛЬНЫЕ РАБОТЫ

Ниже приводятся 25 вариантов контрольных работ. Номер ва­рианта работы, выполняемой студентом, должен соответствовать порядковому номеру его фамилии в журнале группы.

Задачи выполняют согласно приведенному алгоритму. Работа должна сопровождаться чертежами, схемами, таблицами, иллюстри­рующими текст (по мере необходимости).

При выполнении дается полная самостоятельность в выбо­ре материала, дальнейшей ого обработки на основе не только известных методов, но и самостоятельно разработанных. Особое вни­мание следует уделить обоснованию выбранного материала и способу его получения.

Обязательно оставьте поля для замечаний преподавателя.

Если вы пользуетесь какой - либо литературой, то обязатель­но указывайте номер источника в списке использованной литературы и страницу (3, с.46) При ссылке на таблицу укажите ее номер (5,табл.2,с.56).

Выполненная работа должна быть подписана автором.

Алгоритм решения задач

1. Анализ условий работы данного изделия.

2. Выбор и обоснование материала.

3. Технологический процесс получения выбранного материала (привести схемы, таблицы, графики и т. д.).

4. Выбор методов получения заготовок из выбранного материала заготовки (привести схемы).

5. Термическая обработка, обеспечивающая работу в заданных условиях. Выбрать вид и обосновать его, если эта обработка

необходима (эскизы, графики, таблицы).

Пример выполнения контрольной работы дан в приложении.

Вариант 1

Опишите технологический процесс производства заготовок валов диаметром не ниже 150 мм. Вал ответственного назначения.

Вариант 2

Опишите технологический процесс производства заготовок гладкого ступенчатого шлицевого вала ответственного назначе­ния.

Вариант 3

Опишите технологический процесс производства рессор ав­томобиля.

Вариант 4

Опишите технологический процесс производства заготовок зубчатых колес коробки передач легкового автомобиля.

Вариант 5

Опишите технологический процесс изготовления крупномо -дульных шестерен с наружный диаметром 1000 мм, количеством зубьев z = 0. Шестерни работают без защитных кожухов не от­крытом воздухе при t = от +3 до +30°.

Вариант 6

Опишите технологический процесс изготовления режущих пластин токарного отрезного резца, работающего с заготовками D=60 мм, материал заготовки - сталь 45.

Вариант 7

Опишите технологический процесс производства заготовок корпуса передней бабки токарного станка.

Вариант 8

Опишите технологический процесс изготовления заготовок валов (30 тыс. шт. в год) размерами l=300 мм, Dmax=80мм, Dmin=60мм, работающих не кручение.

Вариант 9

Разработать технологический процесс изготовления вала (I шт.) размером l= 200 мм, Dmax=80mm, Dmin=60 мм, работающего на кручение.

Вариант 10

Разработать технологический процесс изготовления заго­товок станины токарного станка легкой серии.

Вариант 11

Разработать технологический процесс заготовок болтов (до 10 шт.), работающих при нагрузках растяжение и удар.

Вариант 12

Разработать технологический процесс получения заготовок болтов (20 тыс. шт. в год), работающих при нагрузках растяже­ние, удар.

Вариант 13

Разработать технологический процесс изготовления молотового штампа.

Вариант 14

Разработать технологический процесс изготовления сосудов для хранения серной кислоты.

Вариант 15

Разработать технологический процесс изготовления траков гусениц тракторов.

Вариант 16

Разработать технологический процесс изготовления заготовок сопла реактивного двигателя.

Вариант 17

Разработать технологический процесс изготовления заготовок "калибров" для контроля диаметров отверстий.

Вариант 18

Разработать технологический процесс изготовления волоки для протяжки проволоки Ф 5 мм из стали марки 65Г.

Вариант 19

Разработать технологический процесс изготовления ааготовок пружин Ф10 мм для работы в большом диапазоне деформа­ции.

Вариант 20

Разработать технологический процесс изготовления заготовок шариков Ф4 мм, работающих в подшипниках. Среда работы - индустриальное масло.

Вариант 21

Разработать технологический процесс изготовления заготовок шариков Ф4 мм, работавших в подшипниках. Среда работы – морская

Вариант 22

Разработать технологический процесс изготовления заготовок медицинского скальпеля

Вариант 23

Разработать технологический процесс изготовления заготовок труб Ф400 мм для перемещения в них смеси Н2О+речной песок.

Вариант 24

Разработать технологический процесс изготовления подкра­новой балки.

Вариант 25

Разработать технологический процесс изготовления заготовок труб Ф200 мм. По трубе перемещается О2 под давлением.

Приложение

ОДИН ИЗ ВАРИАНТОВ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ

Вариант О

Опишите техпроцесс производства проволоки Ф 10 мм, работающей при частых нагрузках на изгиб.

Для работы в указанных условиях наиболее подходит мате­риал - сталь 65, т. н. она обладает высоким сопротивлением ма­лым пластическим деформациям и пределом выносливости при до­статочных пластичности и сопротивлении хрупкому разрушение, имеет повышенную релаксационную стойкость. Обладает хорошей закаливаемостью и прокаливаемостыо. После закалки мартенситная структура - по всему объему, т. к. присутствие после за­калки продуктов эвтектоидного или промежуточного превращения феррита, перлита, а такде остаточного аустенита ухудшают ее свойства. Чем меньше зерно, тем выше сопротивление стали ма­лым пластическим деформациям. Холоднотянутая проволока - из высокоуглеродистой стали 65. Предел прочности проволоки пос­ле 95%-и деформации (Ф 1,4 мм) достигает 2500 МПа (I).

Производство чугуна

Исходные материалы: железные руды; флюс (СаСО3); топ­ливо (кокс, мазут); огнеупорные материалы.

Железная руда - это природное минеральное сырье. Кроме железа в руде содержатся Аl2С3, SiС2 (это пустая порода) и вредные примеси: мышьяк, фосфор более 1% (I).

Доменные флюсы нужны для удаления из печи тугоплавкой пустой породы, руды и золы топлива. Доменным флюсом служит известняк

СаСО3 = СаО+ СО2

Топливо в доменной печи является не только источником

тепла, но и восстановителем железа из его оксидов. Кокс - это

кусковое топливо, получаемое путем окисления коксующихся уг -

лей. Используют природный газ СН4 –метан, мазут, угольную пыль.

Схема подготовки руды к плавке

дробление - обогащение - окускование - агломерация окатывание.

Дробление необходимо для того, чтобы получить нужную сте­пень измельчения руды для плавни (10-30 мм), для агломерации менее 5-6 мм.

Сортировку руды по классам крупности проводят на механи­ческих грохотах и установках типа глдроциклоп, где разделение частиц происходит под действием центробежной силы.

Основной способ обогащения - магнитный. Он состоит в том, что тонкоизмельченную руду помещают в магнитное поле, где маг­нитные частицы отделяются от пустой породы.

Агломерация - это окускование мелкого железного сырья путем спекания (рис.1).

Рис.1. Схема процесса спекания:

I - колосниковая решетка; 2-постель; 3-слой агломерирующей шихты; 4-зона спекания; 5-слой агломерата

На решетку загружают слой агломерате - постель, чтобы не было просыпания мелкой шихты через зазоры. Затем засыпают слой агломерируемой шихты: железосодержащие компоненты (агло -

руда) - 70%; флюсы (измельченный известняк; - 20%; топливо (мелкий коне, угольная мелочь и пыль) - 5-7%; марганцевая руда - 1%.

Агломерируемую шихту увлажняют (4-6%) и тщательно пере­мешивают во вращающихся барабанах, ври этом шихта окомковывается, что повышает ее газопроницаемость. После зажигания газовыми горелками топлива начинается его горение (рис. 2 ), Воздух для горения просасывается через сдой шихты с помощью вакуумных устройств, остаточное давление 6-10 КПа.

Зона горения постепенно перемещается вниз до постели (колосников). При температуре 1300-1500°С происходит спекание шихты в пористый продукт - агломерат. После сортировки на грохоте куски крупностью 10-40 мм используют для плавки, менее 10 мм направляют на переработку(2). При спекании из руды удаляются вредные примеси (сера, мышьяк), разлагаются карбонаты.