- •Раздел1
- •1. Кристаллическое строение металлов
- •2. Кристаллическое строение сплавов
- •3. Кристаллизация сплавов
- •4. Свойства металлов и сплавов
- •5. Диаграмма состояния
- •6. Влияние примесей на свойства железоуглеродистых сплавов
- •7. Классификация сталей и чугунов и их маркировка
- •8. Цветные металлыи их сплавы
- •Вопросы для самопроверки
- •Раздел 2 производство черных и цветных металлов
- •Глава I Современное металлургическое производство
- •Структура металлургического производства и его продукция
- •2. Материалы для производства металлов и сплавов
- •Глава II Производство чугуна
- •1. Материалы, применяемые в доменном производстве, и их подготовка к плавке
- •Выплавка чугуна
- •Глава III Производство стали
- •1. Сущность процесса
- •Производства стали
- •3. Производство стали в мартеновских печах
- •4. Производство стали в кислородных конвертерах
- •5. Производство стали в электропечах
- •6. Производство стали из металлизованных окатышей
- •7. Разливка стали
- •8. Кристаллизация и строение стальных слитков
- •9. Способы повышения качества стали
- •Глава IV Производство цветных металлов
- •1. Производство меди
- •2. Производство алюминия
- •3. Производство магния
- •2.18. Схема производства магния
- •4. Производство титана
- •Вопросы для самопроверки
- •Раздел 3 обработка металлов давлением
- •Глава I
- •1. Сущность обработки металлов давлением
- •2. Влияние обработки давлением на структуру и свойства металла
- •3. Влияние условий деформирования на процесс обработки металлов давлением
- •4. Классификация процессов обработки металлов давлением
- •Вопросы для самопроверки
- •Глава II Изготовление машиностроительных рофилей
- •1. Виды машиностроительных профилей
- •2. Производство прокатанных профилей
- •3. Производство прессованных профилей
- •4. Волочение машиностроительных профилей
- •5. Производство гнутых профилей
- •Вопросы для самопроверки
- •Глава III
- •1.Изготовление поковок машиностроительных деталей
- •1. Виды поковок
- •2. Ковка
- •3. Горячая объемная штамповка
- •4. Ротационные способы изготовления поковок
- •5. Структура технологического процесса горячей объемной штамповки
- •6. Жидкая штамповка
- •7. Холодная объемная штамповка
- •Вопросы для самопроверки
- •Глава IV. Виды изготавливаемых деталей прогрессивные способы их производства из порошков
- •2. Холодное выдавливание деталей из спеченных порошковых заготовок
- •3. Выдавливание с активными силами трения
- •Глава V Изготовление деталей из листа
- •Глава VI Технико-экономические показатели и критерии выбора рациональных способов обработки металлов давлением
- •Раздел 4 литейное производство
- •Глава I Общая характеристика литейного производства
- •Глава II Физические основы производства отливок
- •Глава III Изготовление отливок в песчаных формах
- •Раздел 6 механическая обработка заготовок деталей машин
- •Глава I Физико-механические основы обработки конструкционных материалов резанием
- •Глава II Инструментальные материалы
- •1. Свойства инструментальных материалов
Вопросы для самопроверки
Назовите исходные материалы для производства чугуна, стали, цветных металлов.
Назовите основные операции подготовки руд к плавке.
Назовите основные металлургические процессы доменного производства.
Возможно ли удаление серы и фосфора при выплавке чугуна в домнах?
Сформулируйте принципиальную сущность процессов при получении стали из чугуна.
Назовите этапы плавки стали и основные процессы в каждом из них.
На каком из этапов выплавки стали производят легирование?
Назовите этапы процессов плавки в основных мартеновских печах, в конвертерах, в электропечах.
Вспомните основные различия в качестве сталей, выплавленных в конвертерах, мартеновских печах, в электропечах - дуговых и индукционных.
Назовите способы разливки стали; определите их преимущества и недостатки.
Назовите основные отличия в кристаллизации и в строении слитков спокойной, кипящей и полуспокойной стали.
Назовите принципиальную сущность и назначение основных способов повышения качества выплавляемой стали.
Перечислите основные способы и исходные материалы, используемые при производстве меди, алюминия, магния, титана.
Раздел 3 обработка металлов давлением
Глава I
Общая характеристика и физико-механические основы обработки металлов давлением
1. Сущность обработки металлов давлением
Обработка давлением - технологические процессы формоизменения за счет пластической деформации в результате воздействия на деформируемое тело (заготовку) внешних сил.
Если при упругих деформациях деформируемое тело полностью восстанавливает исходные форму и размеры после снятия внешних сил, то при пластических деформациях изменение формы и размеров, вызванное действием внешних сил, сохраняется и после прекращения действия этих сил. Упругая деформация характеризуется смещением атомов относительно друг друга на величину, меньшую межатомных расстояний, и после снятия внешних сил атомы возвращаются в исходное положение. При пластических деформациях атомы смещаются относительно друг друга на расстояния, большие межатомных, и после снятия внешних сил не возвращаются в свое исходное положение, а занимают новые положения равновесия.
Для начала перехода атомов в новые положения равновесия необходимы определенные действующие напряжения, значения которых зависят от межатомных сил и характера взаимного расположения атомов (типа кристаллической решетки, наличия и расположения примесей, формы и размеров зерен поликристалла и т.п.).
Так как сопротивление смещению атомов в новые положения изменяется непропорционально смещению, то при пластических деформациях линейная связь между напряжениями и деформациями обычно отсутствует.
Напряжения, вызывающие смещение атомов в новые положения равновесия, могут уравновешиваться только силами межатомных взаимодействий. Поэтому под действием деформирующих сил деформация состоит из упругой и пластической составляющих, причем упругая составляющая исчезает при снятии деформирующих сил, а пластическая составляющая приводит к остаточному изменению формы и размеров тела.
В новые положения равновесия атомы могут переходить в результате смещения в определенных параллельных плоскостях, без существенного изменения расстояний между этими плоскостями. При этом атомы не выходят из зоны силового взаимодействия и деформация происходит без нарушения сплошности металла, плотность которого практически не изменяется. Скольжение одной части кристаллической решетки относительно другой происходит по плоскостям наиболее плотного размещения атомов (плоскостям скольжения). В реальных металлах кристаллическая решетка имеет линейные дефекты (дислокации), перемещение которых облегчает скольжение.
Величина пластической деформации не безгранична, при определенных ее значениях может начаться разрушение металла.
Однако, создавая наиболее благоприятные условия деформирования, в настоящее время достигают значительного пластического формоизменения даже у материалов, имеющих в обычных условиях невысокую пластичность.
Существенные преимущества обработки металлов давлением по сравнению с обработкой резанием - возможность значительного уменьшения отхода металла, а также повышения производительности труда, поскольку в результате однократного приложения деформирующей силы можно значительно изменить форму и размеры деформируемой заготовки. Кроме того, пластическая деформация сопровождается изменением физико-механических свойств металла заготовки, что можно использовать для получения деталей с наилучшими эксплуатационными свойствами (прочностью, жесткостью, высокой износостойкостью и т.д.) при наименьшей их массе. Эти и другие преимущества обработки металлов давлением (см. ниже) способствуют неуклонному росту ее удельного веса в металлообработке. Совершенствование технологических процессов обработки металлов давлением, а также применяемого оборудования позволяет расширять номенклатуру деталей, изготовляемых обработкой давлением, увеличивать диапазон деталей по массе и размерам, а также повышать точность размеров полуфабрикатов, получаемых обработкой металлов давлением.