для ВТ по билетам / #10 и 20

Билет№10 Задание№1

Физико-химические процессы производства чугуна

Одним из условий получения чугуна является удаление кислорода из оксидов, металлы которых входят в состав чугуна. Процесс отнятия кислорода от оксида и получения из него элемента или оксида с меньшим содержанием кислорода называется восстановлением. Наряду с восстановлением протекает окисление вещества, к которому переходит кислород оксида. Это вещество называется восстановителем.

Восстановительные процессы сопровождаются выделением или поглощением тепла. Химическая прочность оксида определяется силами химической связи данного элемента с кислородом.

Билет№10 Задание№2

Нагрев металла перед обработкой давлением

Нагрев металла при ОМД (обработка металла далением) влияет на качество и стоимость продукции. Основные требования к нагреву: необходим равномерный прогрев заготовки по сечению и длине до соответствующей температуры за минимальное время с наименьшей потерей металла в окалину и экономным расходом топлива. Неправильный нагрев вызывает различные дефекты: трещины, обезуглероживание, повышенное окисление, перегрев и пережог.

При медленном нагреве снижается производительность, увеличивается окисление и обезуглероживание поверхности заготовки. При перегреве (нагрев выше оптимального интервала ОМД) происходит рост зерна, что снижает механические свойства. Он исправляется нормальным отжигом путем нагрева до оптимальной температуры, выдержки и последующего медленного охлаждения вместе с печью. При пережоге, т.е. при нагреве до температуры близкой к температуре плавления, происходит оплавление границ зерен и появление трещин, что является неисправимым браком.

Каждый металл и сплав имеют свой определенный температурный интервал горячей обработки давлением, который выбирается по таблицам в зависимости от марки сплава. Так, например, для углеродистых сталей температуру начала горячего деформирования выбирают по диаграмме состояния железо-цементит на 100 – 200 °С ниже температуры плавления стали заданного химического состава, а температуру конца деформирования принимают на 50 – 100 °С выше температуры рекристаллизации.

Заготовки и слитки перед обработкой давлением нагревают в горнах или печах. Горны отличаются от нагревательных печей небольшими размерами, отапливаются каменным углем, коксом или мазутом, металл нагревается в них при непосредственном контакте с топливом. Их используют для нагрева мелких заготовок при ручной ковке.

Печи для нагрева заготовок подразделяются на пламенные и электрические, а по распределению температуры – на камерные и методические. В камерных печах – печах периодического нагрева – температура одинакова по всему рабочему пространству. Методические печи с постоянно повышающейся температурой рабочего пространства от места загрузки заготовок к месту их выгрузки являются печами непрерывного действия.

Билет№10 Задание№3

Актуальные задачи технологии, решаемые с применением вакуумно-плазменных покрытий.

Вакуумно-дуговой метод нанесения износостойких покрытий на основе нитридов, карбидов и карбонитридов тугоплавких металлов хорошо известен. Главными достоинствами этого метода являются: полная экологическая безопасность, в отличие от широко применяемых электролитического и газо-фазного метода; возможность управления процессом; нанесение и формирование композиционных покрытий с требуемым комплексом свойств; сравнительно невысокая температура (300-800 °С) процесса осаждения, позволяющая подвергать обработке инструментальные стали невысокой теплостойкости. Такие покрытия позволяют в несколько раз увеличить срок службы инструмента. Однако до последнего времени существовала проблема преждевременного разрушения покрытий в процессе резания под воздействием высоких термомеханических нагрузок из-за наличия резких границ между быстрорежущей сталью и покрытием.

Технология комбинированной вакуумно-плазменной обработки представляет собой новый метод нанесения покрытия. Перед нанесением покрытия на поверхность быстрорежущей основы производится ионное азотирование, формирующее промежуточный диффузионный слой. Этот слой обладает повышенной твердостью и теплостойкостью, сглаживает резкие различия между свойствами быстрорежущей стали и покрытия и, как показывают испытания, увеличивает ресурс работы инструмента. Но в случае, когда комбинированной обработке подвергается режущий инструмент диаметром всего 1-3 мм, возникают серьезные проблемы, связанные с искажением геометрических параметров режущих кромок.

Билет№20 Задание№1

понятия адгезии и когезии. Недостатки и достоинства клеевых соединений.

Клеевое соединение - неразъемное соединение деталейс помощью клея, наносимого на соединение поверхности

Замена сварки, пайки, заклепочных соединений склеиванием уменьшает массу конструкции, позволяет соединить почти любые материалы, упрощает процесс сборки. По сравнению с другими способами соединения достоинствоклеевого соединения состоит в равномерности распределения механических

напряжений по шву. Обычно в зоне соединения при склеивании не возникает коррозия, в большинстве случаев эти соединения непроницаемы для паров, жидкостей, герметичны, вакуумплотны, поглощает вибрации (снижают шум). В этом состоят основные преимущества клеевого соединения.

Клеевые соединения не выдерживают длительное время большие нагрузки, при повышенных температурах, особенно во влажной атмосфере или при низких температурах снижается прочность кллевого соединения. В этом состоят основные недостатки таких соединений

В основе процессов склеивания материалов находятся явления когезии иадгезии. Когезия - это сцепление частиц одного и того же материала, адгезия- это сцепление частиц раздичных материалов; причиной когезии и адгезиияв дяются силы межмолекулярного взаимодействия. Кроме того в процессе склеивания возникает сложные физико-химические явления, адсорбция,

электростатические силы, диффузия (у высокомолекулярных полимеров).

Незначительное влияние на клеящую способность оказывает механическое сцепление клеящего вещества (механическая адгезия).

Для качественного соединения необходима соответствующая подготовка склеивающих поверхностей и достаточное смачивание клеящим веществом.

Клеящими веществами являются высокополимерные синтетические смолы или реактивные смеси различных химических структур. Для металлов применяют

растворы смол: эпоксидной, фенольной, полиэфирной, полиуретановой и силиконовой, а для пластмасс растворы смол, кроме перечисленных,

поливиниловых соединений, полиамидов, полиакрилатов, производных каучука и аминопластов. Отверждение клеящего вещества осуществляется или посредством

химической реакции или посредством испарения и диффузии.

Билет№20 Задание№2

Электрическими способами обработки называются такие виды обработки, при осуществлении которых съем металла или изменение структуры и качества поверхностного слоя детали являются след­ствием термического, химического или комбинированного действия электрического тока, подводимого непосредственно (гальваническая связь) к детали и инструменту. При этом преобразование электриче­ской энергии в другие виды энергии происходит в зоне обработки, образованной взаимодействующими поверхностями инструмента и обрабатываемой детали.

Электроимпульсный способ обработки при осуществлении прошивочно-копировальных работ позволил по сравнению с электроискровым способом повысить скорость съема металла на жестких режимах в 5-10 раз при наличии возможности ее дальнейшего увеличения, снизить износ инструмента в 5-20 раз и энерго­емкость в 2-3 раза.

Приводимые в данной работе сведения характеризуют в целом современное состояние техники, технологии и производственного использования электроэрозионной обработки металлов. Наибольшее внимание уделяется при этом электроимпульсному способу обра­ботки, обладающему лучшими технико-экономическими показате­лями и более широкой областью применения, чем электроискровой. Из различных применений электроимпульсной обработки излагаются, в основном, более исследованные прошивочно-копировальные работы, представляющие наибольшую трудность для осуществления и более универсальные по технологическим возможностям.

Более подробно смотри в лекции на странице 25 (Танькина версия)

Не набрал т.к. у меня версия лекций с косяком, который был допущен в печатном доме. Косяк не заметил Джон. Бить его!:)

Билет№20 Задание№3

Материалы, получаемые при самораспространяющимся высокотемпературном синтезе (СВС) и области их применения.

Самораспространяющийся высокотемпературный синтез (СВС) - это процесс перемещения волны химической реакции по смеси реагентов с образованием твердых конечных продуктов, проводимый с целью синтеза веществ материалов. СВС представляет собой режим протекания сильной экзотермической реакции (реакции горения), в котором тепловыделение локализовано в слое и передается от слоя к слою путем теплопередачи

Продукты СВС представляют собой твердые вещества произвольной формы, разных размеров. Это порошки разной дисперсности, слабо связанные конгломераты частиц, пеноматериалы, спеки и слитки с разной прочностью, пленки, волокна, кристаллы. Масса продуктов зависит от ее начальных значений и, в некоторой мере, от механизма процесса.

В перемешанных системах макроструктура обычно однородна, в гибридных (пористое тело-газ) при наличии фильтрационных затруднений может иметь место распределение состава по сечению образца после СВС.

В специальных случаях преднамеренно создают неоднородную макроструктуру продукта горения (получение многослойных и функционально-градиентных материалов).

Химический и фазовый состав продуктов определяется составом исходных систем, их диаграммами состояния, полнотой сгорания, условиями остывания (охлаждения).

Примесный состав продуктов определяется не только чистотой реагентов, но и зависит от глубины процессов самоочистки при горении. Продукты, полученные в оптимальных условиях, характеризуются высокой чистотой по непрореагирующим исходным веществам и примесному кислороду.

Продукты СВС представляют собой обычно поликристаллическую структуру с размерами кристаллитов 1-5 мкм. Известны примеры получения наноразмерных (и аморфных), а также крупнокристаллических структур (с размерами кристаллов до 3 мм). Размеры кристаллитов зависят от темпа остывания образца после горения и кинетики кристаллизационных и рекристаллизационных процессов.

Пористость сплошных (не дисперсных) продуктов горения может изменяться от практически нулевого значения (компактные материалы) до высоких значений (90-95%, пеноматериалы).

Методом СВС получают индивидуальные неорганические соединения:

бескислородные тугоплавкие соединения, оксиды, интерметаллиды, халькогениды, фосфиды, гидриды и др.

восстановленные элементы (бор, титан, молибден и др.)

гетерогенные неорганические материалы (керамика, металлокерамика, минералокерамика, композиты)

органические соединения (пиперазин манолат, хингидрон, ферроцен и др.)