Партнерка на США и Канаду по недвижимости, выплаты в крипто
- 30% recurring commission
- Выплаты в USDT
- Вывод каждую неделю
- Комиссия до 5 лет за каждого referral
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
«Забайкальский государственный университет»
(ФГБОУ ВО «ЗабГУ»)
Факультет технологий, транспорта и связи
Кафедра «Технология металлов и конструирование»
УЧЕБНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
для студентов заочной формы обучения
(с полным сроком обучения)
по дисциплине «Материаловедение»
для направления подготовки 23.03.01 – Технология транспортных процессов, профиль Организация перевозок и управление на автомобильном транспорте
Общая трудоемкость дисциплины – 2 зачетные единицы.
Форма текущего контроля в семестре – контрольная работа.
Курсовая работа (курсовой проект) (КР, КП) – нет.
Форма промежуточного контроля в семестре – зачет.
Краткое содержание курса
Строение металлов, диффузионные процессы в металле, формирование структуры металлов и сплавов при кристаллизации, пластическая деформация, влияние нагрева на структуру и свойства деформированного металла, механические свойства металлов и сплавов; конструкционные металлы и сплавы; теория и технология термической обработки стали; пластмассы.
Контрольная работа
Варианты контрольной работы определяются по последней цифре номера зачетной книжки.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНОГО
ЗАДАНИЯ № I
Первый вопрос имеет обобщенный характер по одной из тем раздела. Чтобы ответить на него, следует изучить тему и методические указания к ней.
Для ответа на второй вопрос необходимо изучить материал, относящийся к изготовлению отливок в песчаных формах. Третий вопрос требует изучения темы по специальным методам литья.
Основой для разработки технологического процесса изготовления отливки является чертеж детали (в контрольном задании даны эскизы деталей). На чертеже детали в соответствии с ГОСТ 2.423—73 наносят технологические указания, необходимые для изготовления модельного комплекта, формы и стержня, и получают чертеж отливки с модельно-литейными указаниями. Кроме того, разрабатывается документация (технологическая карта), которая содержит необходимые сведения для всех этапов изготовления отливки.
На рис. 1 в качестве примера приведены эскизы стальной (а) и чугунной (б) деталей. Обратите внимание на поверхности деталей, подвергающиеся механической обработке. Условно они обозначены знаком. Остальные поверхности механической обработке не подлежат, на что указывает знак в правом верхнем углу эскиза.
При разработке эскиза отливки с литейно-модельными указаниями на эскиз детали условно наносят (рис. 1,в):
плоскость разъема модели и формы (1) обозначают буквами РМ и двумя стрелками с буквами В (верх) и Н (низ);
припуски на механическую обработку (2) обозначают тонкими линиями у поверхностей, где указан знак обработки; отверстия, не получаемые при литье, зачеркивают тонкими линиями (5);
контуры стержня со стержневыми знаками (3) обозначают тонкими линиями и штриховкой у контура;
формовочные уклоны (4) на вертикальных стенках обозначают тонкими линиями.
Помимо этих обозначений указывают процент усадки сплава, из которого изготавливают отливку. Кроме того, на технологический чертеж отливки наносят литниковую систему, прибыли, выпоры, которые на рассматриваемом эскизе для простоты не указаны.
На рис. 1,г дан эскиз чугунной отливки с модельно-литейными указаниями. Для этой отливки используется горизонтальный стержень. Обратите внимание на различие в конструкции стержневых знаков (конусные знаки у вертикального стержня, рис. 1,6, и цилиндрические — у горизонтального).
При разработке технологических указаний исходят из условия обеспечения качества отливки и экономической целесообразности. Так, выбирая плоскость разъема, следует помнить, что наиболее ответственные поверхности отливки лучше располагать в нижней части формы или вертикально, так как в верхней части отливки скапливаются дефекты — газовые раковины и шлаковые включения. Плоскость разъема выбирают с учетом удобства формовки и извлечения модели из формы. Кроме того, желательно, чтобы отливка или, по крайней мере, ее базовые поверхности для механической обработки были расположены в одной полуформе.
Величина припусков на механическую обработку и размеры знаковых частей стержня определены ГОСТом.
Рис.1
На рис. 1,д дан эскиз деревянной модели для ручной формовки. Модель имеет стержневые знаки (они закрашены черным цветом), причем верхний знак — отъемный, формовочные уклоны и радиусы скруглений в местах перехода стенок (г). Размеры модели выполняют с учетом припусков на механическую обработку и усадки сплава.
Деревянный разъемный ящик для ручной набивки стержня показан на рис. 1,е.
При машинном способе изготовления формы обычно применяют металлические модельные плиты, на которых монтируют модели и элементы литниковой системы. На рис. 2 показаны нижняя (а) и верхняя (б) модельные плиты для изготовления формы чугунной отливки. Кроме модели 1 на рис. 2 показаны питатели 2, шлакоуловитель 3, стояк 4 и выпоры 5. 
Рис.4
Эскизы собранных форм для чугунной и стальной отливок даны на рис. 3. Обратите внимание на различие литниковых систем: в форме для чугунного литья (рис. 3, а) имеются шлакоуловитель и выпоры; в форме для стального литья (рис. 3, б) шлакоуловитель отсутствует, а для компенсации большой усадки стали и предупреждения усадочных раковин предусмотрены прибыли.
Для создания условий направленного затвердевания в форме стальной отливки часто применяют холодильники (металлические вставки).
Обратите внимание на графическое изображение каждого элемента формы. Эскизы готовых отливок с литниковой системой приведены на рис. 4: на рис. 4, а— отливка из чугуна, на рис. 4,6 — из стали.
Варианты контрольного задания № 1
Вариант 1
1. Дайте краткую характеристику материалам, применяемым в доменном производстве, и укажите методы подготовки железных руд к плавке. Опишите физико-химическую сущность процесса получения чугуна в доменной печи. Перечислите продукты доменной плавки и приведите основные технико-экономические показатели работы доменной печи.
2. По эскизу детали разработайте эскиз отливки с модельно-литейными указаниями, приведите эскизы модели, стержневого ящика и собранной литейной формы (в разрезе). Опишите последовательность изготовления формы методом ручной формовки.
3. Изложите сущность способа литья в оболочковых формах и приведите поясняющие эскизы. Укажите достоинства, недостатки и области применения этого способа литья.
Вариант 2
1. Изобразите схему устройства кислородного конвертора и объясните принцип его работы. Опишите сущность и ход процесса производства стали в кислородном конверторе, укажите шихтовые материалы и выплавляемые стали. Сравните производительность кислородного конвертора и мартеновской печи
2. По эскизу детали разработайте эскиз отливки с модельно-литейными указаниями, приведите эскизы модели, стержневого ящика и собранной литейной формы (в разрезе). Опишите последовательность изготовления формы методом ручной формовки.
3. Изложите сущность способа литья по выплавляемым моделям и приведите поясняющие эскизы. Укажите достоинства, недостатки и области применения этого способа литья.
Вариант 3
024/7
1. Дайте схему устройства мартеновской печи и изложите принцип ее работы. Опишите сущность производства стали основным скрап-рудным процессом. Укажите технико-экономические показатели работы мартеновских печей и пути интенсификации мартеновского процесса.
2. По эскизу детали разработайте эскиз отливки с модельно-литейными указаниями, приведите эскизы модели, стержневого ящика и собранной литейной формы (в разрезе). Опишите последовательность изготовления формы методом ручной формовки.
3. Изложите сущность способа литья в кокиль и приведите эскизы, поясняющие конструкции кокилей. Укажите применяемые сплавы, достоинства, недостатки и области применения этого способа литья.
Вариант 4
1. Приведите схему устройства дуговой электросталеплавильной печи, опишите процесс плавки стали на углеродистой шихте и отметьте основные преимущества электрических печей перед другими плавильными агрегатами. Укажите технико-экономические показатели работы дуговых печей и пути их повышения.
2. По эскизу детали разработайте эскиз отливки с модельно-литейными указаниями, приведите эскизы модели, стержневого ящика и собранной литейной формы (в разрезе). Опишите последовательность изготовления формы методом ручной формовки.
3. Изложите основные технологические особенности литья в кокиль. Приведите схему однопозиционного кокильного станка и объясните его работу.
Вариант 5
1. Опишите способы разливки стали в изложницы. Приведите схему установки непрерывной разливки стали и описание процесса. Укажите основные преимущества способа непрерывной разливки стали. 2. По эскизу детали разработайте эскиз отливки с модельно-литейными указаниями, приведите эскизы металлических модельных плит, стержневого ящика и собранной литейной формы (в разрезе). Опишите последовательность изготовления формы одним из методов машинной формовки.
3. Изложите сущность способа литья под давлением, опишите конструкцию пресс-формы и приведите схему литья под давлением на машинах с горизонтальной камерой прессования. Укажите достоинства, недостатки и области применения этого способа литья.
Вариант 6
1. Дайте определение спокойной и кипящей стали и опишите процесс кристаллизации слитков в изложнице. Приведите схемы строения слитков спокойной и кипящей стали и укажите зоны, характеризующие кристаллическую и химическую неоднородность слитков. 2. По эскизу детали разработайте эскиз отливки с модельно-литейными указаниями, приведите эскизы металлических модельных плит, стержневого ящика и собранной литейной формы (в разрезе). Опишите последовательность изготовления формы одним из методов машинной формовки.
3. Опишите особенности конструирования деталей, изготавливаемых литьем в кокиль и литьем под давлением.
Вариант 7
1. Изложите факторы, влияющие на качество стали. Опишите способы внепечной обработки стали, повышающие ее качество (обработка металла синтетическими шлаками и вакуумная дегазация). Приведите схему и дайте описание одного из способов улучшения качества стального слитка путем вторичного переплава.
2. По эскизу детали разработайте эскиз отливки с модельно-литейными указаниями, приведите эскизы металлических модельных плит, стержневого ящика и собранной литейной формы (в разрезе). Опишите последовательность изготовления формы одним из методов машинной формовки.
3. Изложите сущность и приведите схему литья под низким давлением. Укажите области применения этого способа литья.
Вариант 8
1. Дайте краткую характеристику медных руд. Приведите упрощенную схему пирометаллургического способа производства меди и опишите сущность каждого этапа.
2. По эскизу детали разработайте эскиз отливки с модельно-литейными указаниями, приведите эскизы металлических модельных плит, стержневого ящика и собранной литейной формы (в разрезе). Опишите последовательность изготовления формы одним из методов машинной формовки.
3. Приведите схему центробежного литья на машинах с горизонтальной осью вращения. Изложите сущность и особенности этого метода литья, укажите достоинства, недостатки и области применения.
Вариант 9
Дайте характеристику алюминиевых руд. Приведите упрощенную схему электролитического способа производства алюминия. Опишите устройство и работу электролизера, процессы электролитического и рафинирования алюминия-сырца.
2. По эскизу детали разработайте эскиз отливки с модельно-литейными указаниями, приведите эскизы металлических модельных плит, стержневого ящика и собранной литейной формы (в разрезе). Опишите последовательность изготовления формы одним из методов машинной формовки.
3. Приведите схему центробежного литья на машинах с вертикальной осью вращения. Изложите сущность и особенности этого способа литья, укажите достоинства, недостатки и области его применения.
Вариант 10
1. Дайте характеристику титановых руд. Составьте упрощенную схему магниетермического способа производства титана и опишите сущность каждого этапа. Приведите химические реакции, поясняющие процесс.
2. По эскизу детали разработайте эскиз отливки с модельно-литейными указаниями, приведите эскизы металлических модельных плит, стержневого ящика и собранной литейной формы (в разрезе). Опишите последовательность изготовления формы одним из методов машинной формовки.
3. Изложите сущность способов литья вакуумным всасыванием и выжиманием. Приведите поясняющие эскизы, укажите области применения этих способов литья.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНОГО ЗАДАНИЯ № 2
Вопрос имеет обобщенный характер и ответ на него требует тщательного изучения соответствующих тем и методических указаний к ним. На рис. а приведен эскиз детали, для которой необходимо дать схемы обработки поверхностей 1, 2, 3. Прежде чем приступать к выполнению схем обработки, выберите технологические методы обработки их.
Например, поверхность 1 целесообразно обрабатывать точением, поверхность 2 — сверлением, поверхность 3 — фрезерованием. Изучите эти методы по учебнику, пользуясь методическими указаниями к этим темам. Убедитесь в правильности выбора технологических методов обработки.
Назначив метод обработки для каждой поверхности, выберите станок, режущий инструмент и приспособления для закрепления заготовки инструмента. Затем нарисуйте схемы обработки, в которых укажите стрелками (желательно красным карандашом) движения, участвующие в формообразовании поверхности в процессе резания: движение резания и движения подачи; обозначьте их и укажите размерность.
Пример изображения схем обработки для заданных поверхностей детали приведен на рис. б, в, г.
Приведите эскиз режущего инструмента для обработки поверхности (по варианту задания). На эскизе инструмента укажите главное режущее лезвие, передний и главный задний углы.
Приведите эскиз приспособления для закрепления заготовки или инструмента (по варианту задания), опишите принцип его работы, указав позициями основные части приспособления. Второй вопрос относится к темам: «Физические основы обработки металлов резанием», «Отделочные методы обработки», «Электрофизическая и электрохимическая обработка», «Обработка пластическим деформированием».
Внимательно изучите тему, указанную в вопросе. Уясните сущность процесса обработки, назначение и область применения метода.
Варианты контрольного задания № 2
Вариант 1
1. Приведите схемы обработки поверхностей /, 2, 3 детали, чертеж которой дан на рис. 6. Для каждой схемы укажите названия станка, инструмента и зажимных приспособлений. Приведите эскизы инструмента для обработки поверхности 3 и приспособления для закрепления заготовки при обработке поверхности 2.
2. Приведите схему, опишите физическую сущность, назначение и область применения ультразвуковой обработки.
Вариант 2
1. Приведите схемы обработки поверхностей /, 2, 3 детали, чертеж которой дан на рис. 11. Для каждой схемы укажите названия станка, инструмента и зажимных приспособлений. Приведите эскизы инструмента для обработки поверхности 1 и приспособления для закрепления заготовки при обработке поверхности 2.
2. Приведите схему, опишите физическую сущность, назначение и область применения светолучевого и электроннолучевого методов обработки.
Вариант 3
1. Приведите схемы обработки поверхностей /, 2, 3 детали, чертеж которой дан на рис. 8. Для каждой схемы укажите название станка, инструмента и зажимных приспособлений. Приведите эскизы инструмента для обработки поверхности 2 и приспособления для закрепления заготовки при обработке поверхности 3.
2. Приведите схемы, опишите физическую сущность, назначение и область применения электроискрового и электроимпульсного методов обработки.
Вариант 4
1. Приведите схемы обработки поверхностей 1, 2, 3 детали, чертеж которой дан на рис. 5. Для каждой схемы укажите названия станка, инструмента и зажимных приспособлений. Приведите эскизы инструмента для обработки поверхности 2 и приспособления для закрепления заготовки при обработке поверхности 3.
2. Приведите схему, опишите физическую сущность, назначение и область применения метода пластического деформирования (без снятия стружки).
Вариант 5
1. Приведите схемы обработки поверхностей 1, 2, 3 детали, чертеж которой дан на рис. 12. Для каждой схемы укажите названия станка, инструмента и зажимных приспособлений. Приведите эскизы инструмента для обработки поверхности 3 и зажимного приспособления при обработке поверхности 2.
2. Приведите схемы, опишите физическую сущность, назначение и область применения суперфиниширования и хонингования.
Вариант 6
1. Приведите схемы обработки поверхностей /, 2, 3 детали, чертеж которой дан на рис. 19. Для каждой схемы укажите названия станка, инструмента и зажимных приспособлений. Приведите эскизы инструмента для обработки поверхности 2 и приспособления для закрепления инструмента при обработке поверхности /.
2. Приведите схемы, опишите назначение и область применения отделочных методов зубьев зубчатых колес: шевингования и обкатки.
Вариант 7
1. Приведите схемы обработки поверхностей /, 2, 3 детали, чертеж которой дан на рис. 22. Для каждой схемы укажите названия станка, инструмента и зажимных приспособлений. Приведите эскизы инструмента для обработки поверхности / и приспособления для закрепления заготовки при обработке поверхности 3.
2. Дайте схемы, опишите назначение и область применения отделочных методов обработки — притирки и полирования.
Вариант 8
1. Приведите схемы обработки поверхностей /, 2, 3 детали, чертеж которой дан на рис. 23. Для каждой схемы укажите названия станка, инструмента и зажимных приспособлений. Приведите эскизы инструмента для обработки поверхности / и приспособления для закрепления заготовки при обработке поверхности 3.
2. Приведите схемы, опишите назначение и область применения отделочных методов зубьев зубчатых колес: зубошлифования и зубопритирки.
Вариант 9
1. Приведите схемы обработки поверхностей 1, 2, 3 детали, чертеж которой дан на рис. 25. Для каждой схемы укажите названия станка, инструмента и зажимных приспособлений. Приведите эскизы инструмента для обработки поверхности 2 и приспособления для закрепления заготовки при обработке поверхности 3.
2. Опишите физическую сущность процесса деформирования срезаемого слоя, наклепа и нароста в процессе резания. Укажите влияние наклепа и нароста на качество и точность обрабатываемой поверхности.
Вариант 10
1. Приведите схемы обработки поверхностей 1, 2, 3 детали, чертеж которой дан на рис. 22. Для каждой схемы укажите названия станка, инструмента и зажимных приспособлений. Приведите эскизы инструмента для обработки поверхности 2 и приспособления для закрепления заготовки при обработке поверхности 1.
2. Опишите характер износа инструмента, факторы, влияющие на него, что принимается за критерий износа и стойкость инструмента. Опишите, какое влияние оказывает тепло, образующееся в процессе резания, на качество, геометрическую форму и точность обработанной поверхности.
Вопросы для подготовки к зачету
1. Атомно - кристаллическое строение металлов.
2. Характеристика кристаллической решетки металлов.
3. Дефекты кристаллического строения.
4. Классификация металлов и сплавов.
5. Классификация сталей.
6. Чугуны белые, серые, ковкие и высокопрочные.
7. Маркировка черных и цветных сплавов.
8. Принципы построения диаграммы сплавов.
9. Диаграмма сплавов с образованием эвтектики. Стальная часть диаграммы Fe-Fe3C
10. Чугунная часть диаграммы Fe - Fe3C.
11. Эвтектоидное превращения по диаграмме Fe-Fe3C.
12. Изотермические превращения по диаграммам Fe - Fe 3C.
13. Феррит, аустенит и цементит.
14. Классификация термической обработки.
15. Закалка стали.
16. Улучшение и нормализации.
17. Превращение при отпуске.
18. Температурный интервал нагрева сталей для отжига, закалки и нормализации.
19. Отжиг стали.
20. Азотирование сталей.
21. Нитроцементация.
22. Цементация стали.
23. Металлургия черных сплавов
24. Металлургия цветных сплавов
25. Виды литья
26. Дефекты отливок
27. Обработка металлов давлением
28. Прокатка
29. Прессование
30. Волочение
31. Штамповка объемная
32. Штамповка листовая
33. Ковка
34. Термические виды сварки
35. Термо-механические виды сварки
36. Механические виды сварки
37. Дефекты сварных швов
38. Обработка металлов резанием
39. Классификация движений резания
40. Классификация МРС
41. Инструментальные материалы
42. Специальные способы обработки
Расшифровать: ВСт6пс, 55, 08, А30, 17Г2, 14Г2АФ, 15ХСНД, 38ХА, 35Х, 38Х2МЮА, 36Х2Н2МФА, 15Х3МВФ, ШХ4, 55ХГР, 60С2ХФА, У9А, У12, ХВГ, 9ХВГ, Р9М4К8, 12Х17Т, 20Х20Н14С2, 20Х13Н2, ХН77ТЮР, 35ГЛ, 30ГСЛ
Список рекомендуемых источников
Материаловедение (металлообработка): учебник. М.: Академия, 2004; Материаловеде-ние и технология конструкцион-ных материалов: учебник. М.: Высш. шк., 2004; Материаловедение и технология металлов: учебник. М.: Высш. шк., 2001; Технология металлов и других конструкционных материалов: учебник. СПб.: Политехника, 2003; Материаловедение : учебник / [и др.] ; по ред. . - М.: Инфра-М, 2005, Гриф МО; Метериаловедение. Технология конструкционных материалов. В 2 кн.: учебник. Кн. 2 / , , и др. - М : КолосС, 2006, Гриф МО; Строительное материаловедение: учеб. пособие. М.: Высшая школа, 2002; Испытание и контроль качества материалов и конструкций: учеб. пособие. М.: Высш. шк., 2004; Технология конструкционных материалов: учеб. пособие. СПб.: Политехника, 2005; Конструкционные материалы (Черные и цветные сплавы): учеб. пособие. Чита: ЧитГТУ, 2002; Конструкционные материалы (Пластмассы): учеб. пособие. Чита: ЧитГТУ, 2002; Технология конструкционных материалов. Метод. указ. Чита: ЧитГТУ, 2002; Материаловедение и технология конструкционных материалов: словарь / [и др.]. – М.: КолосС, 2007, Гриф МО
Ведущий преподаватель
Зав. кафедрой
