- •«Материаловедение и технология конструкционных материалов»
- •Методические указания по программе дисциплины
- •Раздел 1. Введение
- •Раздел 2. Основы металлургического производства
- •2.1 Физико-химические основы металлургического производства
- •2.2. Производство чугуна
- •2.3. Производство стали
- •2.4. Производство цветных металлов
- •2.5 Безотходные и ресурсосберегающие технологии в
- •Раздел 3. Основы получения металлических заготовок
- •Общие сведения о формообразовании заготовок
- •3.2. Основы технологии литейного производства
- •3.3. Основы технологии обработки металлов давлением
- •3.4. Основы технологии сварочного производства
- •Раздел 4. Основы технологии производства заготовок и деталей машин из неметаллических и композиционных материалов
- •4.1. Неметаллические конструкционные материалы
- •4.2. Неорганические конструкционные материалы
- •4.3. Композиционные конструкционные материалы
- •Раздел 5. Теоретическое материаловедение
- •5.1. Строение и свойства чистых металлов
- •5.1.1. Формирование структуры металлов при кристаллизации
- •5.1.2. Вторичная кристаллизация металлов
- •5.2. Строение и свойства металлических сплавов
- •5.2.1.Фазовый состав сплавов
- •5.2.2.Понятия о диаграммах состояния двойных систем
- •5.2.3. Зависимость свойств сплавов от типа диаграммы состояния
- •5.3.Пластическая деформация и разрушение металлов и сплавов
- •5.3.1. Определение стандартных механических свойств
- •5.3.2. Влияние холодной пластической деформации и последующего нагрева на структуру металла
- •5.4. Железо и его сплавы
- •5.4.1. Диаграмма состояния «железо - цементит»
- •5.4.2. Углеродистые стали
- •5.4.3. Чугуны
- •Раздел 6. Практическое материаловедение
- •6.1. Элементы теории термической обработки стали
- •6.2. Технология термической обработки сталей
- •6.3. Технология химико-термической обработки сталей
- •Раздел 7. Основные металлические машиностроительные материалы
- •7.1. Легированные стали и сплавы
- •7.1.1. Основы легирования углеродистых сталей и чугунов
- •7.1.2. Современные легированные стали и сплавы
- •7.2. Цветные металлы и их сплавы
- •Общая схема выполнения контрольных работ
- •Задания к контрольной работе
- •Вариант 4: Опишите технологический процесс производства заготовок зубчатых колес коробки передач легкового автомобиля.
- •Вариант 7: Опишите технологический процесс производства заготовки литого диска колеса легкового автомобиля из титанового сплава.
- •Литература Основная
- •Дополнительная
- •Пример оформления титульного листа
- •Пример разработки технологического процесса
- •Алгоритм решения
- •Исходные материалы для производства чугуна
- •Подготовка руды к плавке
- •1 Неподвижная щека; 2 подвижная щека; 3 ось подвижной щеки;
- •4 Шкив; 5 эксцентриковый вал; 6 шатун; 7 компенсационная пружина;
- •8 Распорные плиты; 9 тяга.
- •Выплавка чугуна в доменной печи
- •Доменный процесс
- •Производство стали
- •11 Поворотный механизм печи;
- •12 Подина печи.
- •1 Сталеразливочный ковш; 2 центровая;
- •3 Прибыльная надставка; 4 изложница;
- •5 Поддон; 6 сифонный кирпич; 7 стопор
- •Производство проволоки
- •Механические свойства стали 65 после обработки по предложенной маршрутной технологии изготовления проволоки
- •«Материаловедение и технология конструкционных материалов»
2.4. Производство цветных металлов
Производство меди. Медь в природе содержится в виде окисных и сульфидных соединений. Разработаны гидрометаллургический и пирометаллургический способы извлечения меди из медных руд. Изучите пирометаллургический способ получения меди, ознакомьтесь с физико-химической сущностью каждого этапа в технологической схеме производства меди.
Производство алюминия. По объему производства алюминии занимает второе место в мире после железа. Основным сырьем для получения алюминия служат бокситы. Алюминий получают путем электролиза глинозема, растворенного в расплавленном криолите. Это сложный и энергоемкий процесс. Разберите схему получения алюминия и способы его рафинирования.
Производство титана. Титан обладает целым рядом ценных свойств: малым удельным весом, высокими механическими свойствами, хорошей коррозионной стойкостью. По этим показателям титан и его сплавы значительно превосходят многие металлические материалы. Однако широкое использование титана в современной технике сдерживается высокой стоимостью этого металла вследствие чрезвычайной сложности извлечения его из руд. Один из наиболее распространенных способов получения титана - магнийтермический способ. Изучите этот способ производства титана.
Вопросы для самопроверки
1. Назовите основные руды меди.
2. Расскажите о методах обогащения медных руд.
3. Приведите упрощенную схему производства меди.
4. Приведите промышленную схему производства алюминия
5. Что является сырьем для получения глинозема и криолита?
6. Назовите основные руды титана.
7. Опишите сущность магнийтермического способа производства титана.
2.5 Безотходные и ресурсосберегающие технологии в
металлургическом производстве
В создании безотходных и малоотходных технологий в металлургическом производстве можно выделить следующие направления:
1. Комплексное использование металлических руд. Например, из медных руд при пирометаллургическом способе производства меди извлекают не только медь но и золото, серебро, селен, теллур; из титаномагнетитов получают наряду с титаном и железо.
2. Использование материалов попутной добычи. Оказывается, что около 70% вскрышных и шахтных пород, идущих в отвалы при добыче полезных ископаемых, годны для получения флюсов, огнеупорных и строительных материалов. В настоящее время используются только 3-4% таких материалов.
3. Использование отходов коксохимических и металлургических производств. В этих отраслях промышленности остро стоит вопрос о переработке всех отходов в продукцию. В настоящее время реализуются следующие процессы утилизация отходов: в коксохимической промышленности из отходов получают аммиак, лекарства, красители, нафталин и другие вещества; в доменном производстве отходы используют для получения строительных материалов (шлак) и для подогрева воздушного дутья поступающего в доменную печь (колошниковый газ). В процессе производства меди и попутно получают серную кислоту из отходящего сернистого газа.
4. Создание замкнутых циклов. Подразумевается многократное использование тех или иных веществ в производственном цикле. Например, в производстве титана после рафинирования титановой губки оборотный магний снова направляется в производство - на восстановление титана.
Вопросы для самопроверки
1. Назовите основные направления в создании безотходных технологий.