Теория формирования отливки

Министерство образования и науки Российской Федерации ФГБОУ ВПО «Брянский государственный технический университет»

  «УТВЕРЖДАЮ»

  Первый проректор по учебной работе

____________

«_____» ____________ 2012 г.

Кафедра «Машиностроение и материаловедение»

Теория формирования отливки

Рабочая программа ОД. А № _____

дисциплины ОД. А.04 для аспирантов очной формы обучения

по специальности  – 05.16.04 «Литейное производство»

Брянск 2012

1. ЦЕЛЬ ИЗУЧЕНИЯ дисциплины

Целью изучения дисциплины - передача аспирантам теоретических и практических сведений о явлениях, происходящих при формировании отливки, что позволяет грамотно проектировать и управлять технологическим процессом получения отливки.

Основная задача дисциплины дать аспирантам теоретические знания о сложных процессах протекающих в отливке и форме при формировании отливки.

2. ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ УСВОЕНИЯ

В результате изучения данной дисциплины аспирант должен:

знать:

теплообмен отливки с формой, математические модели затвердевания и охлаждения отливки, пределы применимости используемых моделей; силовые процессы, происходящие в форме при заливке; процессы, происходящие в отливке в период затвердевания и охлаждения; теоретические основы литейной гидравлики и расчет литниковых систем.

уметь:

читать и дополнять математические модели процессов происходящих при формировании отливки; сформулировать словесно и математически упрощения и допущения, вводимые в математические модели формирования отливки.

3. ВИДЫ УЧЕБНОЙ НАГРУЗКИ И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ

ЕЁ ПО СЕМЕСТРАМ

Вид учебной нагрузки	Объём, час
1-й курс	2-й курс	всего
Лекции	40	40	80
Практические занятия	-	-	-
Всего аудиторных занятий	40	40	80
Самостоятельная работа	30	34	64
Итого	70	74	144

5. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Тема №1. Особенности процессов формирования отливки

Понятие о качестве отливки. Основные закономерности формирования свойств отливки. Теплообмен между отливкой и формой. Тепловые свойства литейных сплавов и материала форм и стержней. Математические модели теплового взаимодействия отливки и формы.

Тема №2. Затвердевание отливки

Расчет затвердевания и охлаждения литейных сплавов в форме. Влияние конфигурации отливок и технологических факторов литья на кинетику затвердевания и охлаждения отливок. Управление тепловыми процессами. Моделирование тепловых процессов на ЭВМ в целях отработки технологии.

Тема №3. Гидравлические процессы при заполнении формы

Основные законы гидравлики. Металлические расплавы как жидкости. Способы заполнения литейных форм

Тема №4. Литниковые системы

Назначение литниковых систем, их конструкции, процессы, происходящие в литниковых системах. Типы литниковых систем. Проектирование и расчет литниковых систем. Управление процессом заполнения форм.

Тема №5. Жидкотекучесть

Жидкотекучесть сплавов, влияние металлургических и технологических факторов на жидкотекучесть литейных сплавов и качество отливок.

Тема №6. Литейные процессы на границе расплав-форма

Физико-химические процессы на границе отливки с формой. Газовый режим формы.

Тема №7. Химические процессы на границе расплав-форма

Окисление поверхности отливки в газовой атмосфере формы. Карбидобразование в поверхностном слое стальных отливок. Взаимодействие оксидов на поверхности отливки с материалом формы.

Тема №8. Пригар

Возникновение различных видов пригара. Способы повышения качества поверхности отливок. Поверхностное легирование.

Тема №9. Кристаллизационные процессы

Термодинамика зарождения и роста центров кристаллизации. Равновесная и неравновесная кристаллизация сплавов, ее причины и последствия. Влияние скорости охлаждения на процесс кристаллизации.

Тема №10. Ликвация

Ликвация, неметаллические включения, газы и газовые дефекты в отливках. Влияние состава, технологических и конструкционных факторов на развитие ликвационных процессов, Основные методы ограничения развития ликвационных процессов.

Тема №11. Структурообразование отливок

Влияние металлургических и технологических факторов на характер литой макро - и микроструктуры отливок. Управление кристаллизационными процессами. Способы уменьшения и устранения дефектов в отливках.

Тема №12. Усадочные процессы

Физическая природа усадки. Усадочная пористость. Влияние технологических факторов и состава сплавов на формирование усадочных раковин. Усадочные деформации отливок.

Тема №13. Прибыли

Прибыли и их классификация. Основы расчета прибылей. Регулирование работы прибылей и организация питания отливок. Трехмерное моделирование процессов затвердевания для оценки правильности разработанной технологии изготовления отливок.

Тема №14. Терщинообразование в отливках

Горячие и холодные трещины. Теоретические основы процесса образования трещин, влияние состава, технологических и конструкционных факторов на процесс формирования трещин. Способы предохранения отливок от трещин.

Тема №15. Остаточные напряжения в отливках

Причины возникновения остаточных напряжений. Методы исследования и количественной оценки остаточных напряжений. Технологические средства снижения уровня остаточных напряжений в отливках. Релаксация напряжений. Способы предохранения отливок от коробления. Режимы термической обработки для снижения напряжений.

6. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ УЧЕБНОГО ВРЕМЕНИ ПО ТЕМАМ ДИСЦИПЛИНЫ

№ темы	Наименование темы	Объём в часах
Лекции
1	Особенности процессов формирования отливки	8
2	Затвердевание отливки	4
3	Гидравлические процессы при заполнении формы	6
4	Литниковые системы	4
5	Жидкотекучесть	4
6	Литейные процессы на границе расплав-форма	6
7	Химические процессы на границе расплав-форма	4
8	Пригар	4
9	Кристаллизационные процессы	6
10	Ликвация	6
11	Структурообразование отливок	6
12	Усадочные процессы	4
13	Прибыли	4
14	Терщинообразование в отливках	6
15	Остаточные напряжения в отливках	8
Итого	80

РАБОТА АСПИРАНТОВ

№	Виды самостоятельной работы	Объём, час.
1	Самостоятельное изучение материала с использованием учебно-методической и научной литературы	40
2	Подготовка к лекциям	24
Итого	64

7. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ АСПИРАНТАМ

ПО ОРГАНИЗАЦИИ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Успешное освоение дисциплины предполагает активное, творческое участие аспиранта путем планомерной, повседневной работы.

В связи с обширностью и определённой сложностью излагаемого материала, большое значение при его изучении играет самостоятельная работа аспиранта. Необходимо после каждой лекции дополнительно изучать затронутые на ней вопросы с использованием рекомендуемой литературы и дополнительных источников.

Следует регулярно отводить время для повторения пройденного материала, проверяя свои знания, умения и навыки по контрольным вопросам.

8. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПРЕПОДАВАТЕЛЯМ ПО МЕТОДИКЕ ПРОВЕДЕНИЯ

УЧЕБНЫХ ЗАНЯТИЙ

Методика чтения лекций

Лекции являются одним из основных методов обучения по дисциплине и должны решать следующие задачи:

изложить важнейший материал программы курса, освещающий основные моменты; развить у аспирантов потребность к самостоятельной работе над учебной и научной литературой.

Главной задачей каждой лекции является раскрытие сущности темы и анализ её главных положений. Содержание лекций определяется рабочей программой курса. Крайне желательно, чтобы каждая лекция охватывала и исчерпывала определенную часть темы курса и представляла собой логически вполне законченную работу. Лучше сократить тему, но не допускать перерыва её в таком месте, когда основная идея еще полностью не раскрыта.

После завершения каждой лекции необходимо указать вопросы для самостоятельного изучения аспирантами с использованием учебной и научной литературы

9. СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Основная

1 Теория формирования отливки. Основы тепловой теории. Затвердевание и охлаждение отливки: Учеб. для вузов. - М.: Изд-во МГТУ им. Баумана, 2008 - 412 с. Теория литейных процессов. / Хосен Ри Хабаровск: изд-во "РИОТИП", 2008 - 578c. Кульбовский, -химические основы литейного производства: Учеб. пособие / . – Брянск: Изд-во БГТУ, 2006. – 183 с. Васильев, -химические основы литейного производства: Учеб. для Вузов / . – М.: Интермет Инжиниринг, 2001. – 335 с. Задиранов, физической химии в литейном производстве: Учеб. пособие / . – М.: Изд-во МГИУ, 2007. – 95 с. Задиранов, основы кристаллизации металлов и сплавов: Учеб. пособие для Вузов / . – М.: Изд-во РУДН, 2008. – 225 с.

Дополнительная

Пикунов, металлов. Кристаллизация сплавов. Затвердевание отливок: Учеб. пособие для Вузов / . – М.: Изд-во МИСИС, 2005. – 414 с. Трухов, литейного производства. Литье в песчаные формы: Учеб. для Вузов / , , ; Под ред. . – СПб.: ACADEMIA, 2005. – 523 с. Лифшиц, на поверхности твердых тел / , . – Владивосток: Дальнаука, 2003. – 703 с. Болдин, экология литейного производства: Учеб. пособие / , , ; од обш. ред. . – М.: Машиностроение, 2010. – 347 с. Кукуй, и технология литейного производства. Формовочные материалы и смеси: Учеб. пособие / , . – Минск: Изд-во БНТУ, 2005. – 389 с. Кульбовский, -статистические методы в исследованиях литейных и термических процессов: Учеб. пособие / , . – Брянск: Изд-во БГТУ, 2008. – 106 с. Литниковые системы и прибыли для фасонных отливок. / , , М.: Машиностроение, 1992. Теория литейных процессов. 1976. Напряжения, деформации и трещины в отливках. / 1981. Основы теории формирования отливки Т.1: Учеб. пособие для вузов. М.: Машиностроение, 1976. Основы теории формирования отливки Т.2: Учеб. пособие для вузов. М.: Машиностроение, 1979. Кумании И, Б Вопросы теории литейных процессов. М.: Машиностроение, 1976. Расчет затвердевания отливки на ЭВМ. Метод. указания к лаб. раб. М.: МАСИ, 1990. Расчет остаточных напряжений. Метод. указания к лаб. раб. М.: МАСИ, 1990.

Теория формирования отливки: Рабочая программа дисциплины ОД. А.04 для аспирантов очной формы обучения специальности - 05.16.04 «Литейное производство» . - Брянск: БГТУ, 2012. – 9 с.

Рабочую программу разработал

канд. тех. наук        

Программа рассмотрена и утверждена на заседании кафедры «Машиностроение и материаловедение » БГТУ (протокол № 3 от 01.01.2001)

Зав. каф. «МиМ»

канд. техн. наук,  доцент 

Декан МТФ