Порядок виконання роботи
Вивчити теоретичні відомості.
Вибрати спосіб лиття та розробити модельний комплект для виготовлення деталі, запропонованої викладачем.
Описати конструкцію литої деталі.
Зміст звіту
Найменування роботи, мета й устаткування.
Основні положення теоретичних відомостей.
Ескіз литої деталі.
Ескізи модельного комплекту та ливарної форми.
Контрольні питання
Що таке технологічність конструкції литої деталі?
Які параметри враховують при конструюванні литих деталей?
Які рекомендуються переходи від стінки до стінки у литих деталях?
Які параметри враховують при виборі способу лиття?
Література: [1 – 8].
Практична робота № 7
Тема. Технологічні властивості матеріалів для обробки тиском
Мета роботи: провести аналіз технологічних властивостей металу або сплаву для виготовлення деталі методом обробки тиском.
Обладнання: металографічний мікроскоп, вимірювальні прилади.
Короткі теоретичні відомості
При виборі металу або сплаву для виготовлення виробу різними способами обробки тиском враховується здатність матеріалу до даного методу обробки.
Ковкість – властивість металу змінювати свою форму під дією ударів або тиску, не руйнуючись.
Ступінь ковкості залежить від багатьох параметрів. Найбільш істотним з них є пластичність, що характеризує здатність матеріалу деформуватися без руйнування. Чим вища пластичність матеріалу, тим більший ступінь сумарного обтиску він витримує.
В умовах обробки металів тиском на пластичність впливають багато чинників: склад і структура деформованого металу, характер напруженого стану при деформації, нерівномірність деформації, швидкість деформації, температура деформації та ін. Змінюючи ті чи інші фактори, можна змінювати пластичність.
Склад і структура металу. Пластичність залежить від хімічного складу матеріалу. З підвищенням вмісту вуглецю в сталі пластичність падає. Великий вплив чинять елементи, що входять до складу сплаву як домішки. Олово, сурма, свинець, сірка не розчиняються у металі і, розташовуючись по межах зерен, послаблюють зв'язки між ними. Температура плавлення цих елементів низька, при нагріванні під гарячу деформацію вони плавляться, що призводить до втрати пластичності.
Пластичність залежить від структурного стану металу, особливо при гарячій деформації. Неоднорідність мікроструктури знижує пластичність. Однофазні сплави, за інших рівних умов, завжди пластичніші, ніж двофазні. Фази мають неоднакові механічні властивості, і деформація виходить нерівномірною.
Дрібнозернисті метали пластичніше крупнозернистих. Метал зливків менш пластичний, ніж метал прокатаної або кованої заготовки, так як лита структура має різку неоднорідність зерен, включення та інші дефекти.
Характер напруженого стану. Один і той же матеріал проявляє різну пластичність при зміні схеми напруженого стану. Ще в 1912 році німецький вчений Карман осаджував зразки з мармуру і пісковику, поміщені у товстостінний циліндр, у який нагнітався гліцерин під тиском до 170 МН/м2. Деформація відбувалася за схемою всебічного стиснення. У результаті залишкова деформація зразків склала 9 %, у подальшому вдалося досягти деформації у 78 %. Схема всебічного стиснення є найбільш сприятливою для прояву пластичних властивостей, так як при цьому ускладнюється міжзеренна деформація і вся деформація протікає за рахунок внутришньозеренної. Поява у схемі розтягуючих напруг знижує пластичність. Найнижча пластичність спостерігається за схемою всебічного розтягування.
Нерівномірність деформації. Чим більша нерівномірність деформації, тим нижча пластичність. Нерівномірність деформації викликає появу додаткових напружень. Розтягуючі напруги завжди знижують пластичність і сприяють крихкому руйнуванню. Крім того, нерівномірність напруженого стану знижує механічну міцність матеріалу, так як напруги від зовнішнього навантаження підсумовуються із залишковими розтягуючими напруженнями, і руйнування настає при меншому навантаженні.
Швидкість деформації. З підвищенням швидкості деформації в умовах гарячої деформації пластичність знижується. Наявна нерівномірність деформації викликає додаткові напруги, які знімаються тільки у тому випадку, якщо швидкість розміцнюючих процесів не менша швидкості деформації.
Вплив температури. Якісна залежність пластичності від температури зображена на рис.7.1.
Рисунок 7.1 – Вплив температури на пластичність сталей
Вплив температури неоднозначний. Маловуглецеві та середньовуглецеві сталі, з підвищенням температури, стають більш пластичними (1). Високолеговані сталі мають велику пластичність у холодному стані (2). Для шарикопідшипникових сталей пластичність практично не залежить від температури (3). Окремі сплави можуть мати інтервал підвищеної пластичності (4). Технічне залізо у інтервалі 800–1000 °С характеризується зниженням пластичних властивостей (5). При температурах, близьких до температури плавлення пластичність різко знижується через можливий перегрів та перепал.