УДК 621.771

ББК 34

С 603

Рецензент _И.О.Ф_____________, канд. техн. наук, доц.

Соловьёв, В.Н.

С 603. Лабораторные работы № 1-5 [Текст]: методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Металлургические технологии 3» / сост. В.Н. Соловьёв. – Липецк: Изд-во ЛГТУ, 2013. – 14 с.

Методические указания соответствуют дисциплине «Металлургические технологии» базовой (общепрофессиональной) части профессионального цикла (код Б.3 учебного цикла основной образовательной программы) в соответствии с федеральным государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению подготовки 150400 Металлургия (квалификация (степень) «бакалавр») (утверждённым приказом Министерства образования и науки РФ от 16 декабря 2009 г. № 734).

Методические указания определяют последовательность проведения и содержание лабораторных занятий. Лабораторные работы предназначены для закрепления и углубления знаний, полученных на теоретических занятиях, практического ознакомления с видами процессов обработки металлов давлением и формирования компетенции «умеет обосновывать выбор оборудования для осуществления технологических процессов (ПК-25)» в части «знать технологические процессы получения изделий».

Методические указания предназначены для студентов второго курса очной формы обучения металлургического института.

Табл. . Ил. . Библиогр.: .

© ФГБОУ ВПО «Липецкий государственный технический университет», 2013

СОДЕРЖАНИЕ

с.

1. Лабораторная работа № 1. Закон постоянства объёма………………. 5

2. Лабораторная работа № 2. Неравномерность деформации………….. 12

3. Лабораторная работа № 3. Закон наименьшего сопротивления…….. 16

4. Лабораторная работа № 4. Условие захвата ..……………………….. 21

5. Лабораторная работа № 5. Влияние степени деформации на свойства проката …………………………………………………… 26

Библиографический список………………………………………………....23

Правила поведения и безопасной работы в прокатной лаборатории

Оборудование прокатной лаборатории является источником повышенной опасности.

1. Студенты к выполнению лабораторной работы допускаются только с разрешения преподавателя, в присутствии учебного мастера.

2. Студенты обязаны:

- соблюдать правила внутреннего распорядка ЛГТУ;

- соблюдать тишину, чистоту и порядок в аудитории;

- сообщать преподавателю или сотруднику кафедры о неисправности техники, нарушении правил охраны труда и пожарной безопасности.

3. Перед началом работы необходимо внешним осмотром убедиться в исправности лабораторного оборудования и ограждения, в отсутствии нарушения изоляции электропроводки.

4. Перед пуском стана или лабораторной установки необходимо предупредить всех работающих на установке о её пуске.

5. Задавать образец в валки прокатного стана только с помощью деревянных брусков, без большого усилия.

6. Категорически запрещается:

- снимать кожухи, крышки и панели с оборудования;

- прокатывать на стане посторонние предметы;

- отвлекаться во время выполнения работы.

7. По окончании работы необходимо сообщить об этом преподавателю или учебному мастеру.

Лабораторная работа № 1 (3 часа)

Закон постоянства объёма

Цель работы: Проверка закона сохранения объёма металла при обработке металлов давлением.

Приборы, материалы и оборудование

1. Разрывная машина с усилием не менее 100 кН.

2. Образец высотой 10 мм с круглым (диаметром 10 мм) поперечным сечением.

3. Измерительный инструмент: штангенциркуль, линейка.

Общие сведения

Пластическая деформация практически не влияет на плотность металла. Только при первичной обработке литого металла плотность заметно изменяется, так как литой металл всегда содержит газовые пузыри, усадочные раковины, рыхлость, поры и т. п. Например, при прокатке на блюминге слитков кипящей стали плотность её возрастает с 6,90 до 7,85 т/м³. Дальнейшая обработка давлением мало влияет на плотность.

Поэтому обычно принимают допущение: в процессах обработки давлением объём деформируемого металла не изменяется. Это положение называют законом (условием) постоянства объёма. Закон связывает размеры деформируемого тела до и после деформации. Например, для параллелепипеда высотой h, шириной b и длиной l:

h₀b₀1₀ = h₁b₁l₁.

Нуль в индексе относится к размерам до деформации, а единица – к размерам после деформации.

Процесс ОМД, на котором наиболее наглядно демонстрируется закон постоянства объёма металла до и после деформации – процесс ковки.

Ковка – процесс горячей обработки металла давлением, при котором путём многократного действия универсального инструмента или бойков оборудования возвратно-поступательного периодического действия металл заготовки пластически деформируется, постепенно приобретая заданные форму, размеры и свойства. Основные операции ковки: осадка, протяжка, пробивка, прошивка, гибка, скручивание, отрубка и кузнечная сварка.

Исходной заготовкой для ковки служат слитки стали, получаемые в электропечах, мартеновских печах или конвертерах. Поковки, в зависимости от массы заготовки, куют на пневматических, рессорных, рычажных молотах, паровоздушных молотах двойного действия и гидравлических ковочных прессах.

Достоинства процесса ковки:

- разнообразные и многочисленные операции ковки позволяют получать поковки различных форм;

- улучшение механических свойств материала, заваривание внутренних дефектов слитка;

- получение уникальных, крупных изделий;

- экономическое и техническое преимущество при индивидуальном и мелкосерийном производстве.

Недостатки:

- низкая производительность, поэтому ковку не применяют для крупносерийного и массового производства относительно небольших поковок;

- высокая стоимость ошибки при изготовлении крупных и уникальных изделий;

- большой расход металла;

- низкая автоматизация процесса, что требует подготовки уникальных, высококвалифицированных кадров.

Осадка – увеличение поперечных размеров при уменьшении высоты заготовки. При осадке заготовка деформируется вертикально перемещающимся верхним бойком (рисунок). Деформация происходит без внешних зон – вся заготовка умещается под бойком или осадочными плитами.

Осадочная плита

После осадки

Р

Р

Рисунок. Изменение формы заготовки при осадке.

Методика выполнения работы

Измерить размеры заготовки и рассчитать объём заготовки V₀. Обезжирить контактные поверхности заготовки и инструмента. Провести осадку заготовки на 4 мм. Измерить размеры поковки и зарисовать её в двух проекциях. Повторить опыт, осадив поковку ещё на 4 мм.

Рассчитать объём поковок V₁ и V₂. Сделать вывод о правомерности закона (условия) постоянства объёма при обработке металла давлением.

Контрольные вопросы

1. Операции ковки.

2. Закон постоянства объёма при обработке металла давлением.

3. Осадка как операция ковки.

4. Достоинства процесса ковки.

5. Недостатки процесса ковки.

6. Виды оборудования для ковки.

7. Заготовка для ковки.

8. Последовательность операций при осадке.

9. Какие изделия получают ковкой ?

10. Что такое ковка ?

Лабораторная работа № 2 (3 часа)