- •Раздел 1. Основы металлургического производства
- •1.1. Материалы, применяемые в машино- и приборостроении
- •1.2. Общие сведения о металлургическом производстве
- •1.2.1. Основы производства черных металлов
- •1.2.1.2.4.1. Дуговая плавильная электропечь
- •1.2.1.2.4.2. Индукционная плавильная электропечь
- •1.2.2. Основы производства цветных металлов
- •Раздел 2. Технология литейного производства
- •2.1. Место, значение и перспективы развития литейного производства в машиностроении
- •2.2. Общая технологическая схема изготовления отливки
- •2.3. Способы получения отливок и факторы выбора способов
- •2.4. Поколения и разновидности литейных форм
- •2.5. Изготовление отливок в разовых толстостенных формах
- •2.5.1. Понятие об устройстве формы
- •2.5.2. Модельный комплект
- •2.5.3. Формовочные и стержневые смеси
- •2.5.4. Изготовление полуформы
- •2.5.5. Особенности изготовления стержней
- •2.5.6. Отделка полуформ и стержней и их сборка
- •2.5.7. Некоторые технологии изготовления форм
- •2.5.8. Заполнение форм расплавом
- •2.5.9. Удаление отливок из форм и стержней из отливок
- •2.5.10. Финишные операции обработки отливок
- •2.6. Изготовление отливок в разовых тонкостенных (оболочковых) формах
- •2.7. Другие методы литья по разовым моделям
- •2.8. Изготовление отливок в многократных формах
- •2.8.1. Изготовление отливок в металлических формах (кокилях)
- •2.8.2. Изготовление отливок в металлических формах под высоким давлением
- •2.8.3. Литьё выжиманием
- •2.8.4. Непрерывное литьё
- •2.8.5. Электрошлаковое литьё
- •2.9. Литьё под регулируемым давлением
- •2.10. Литьё намораживанием
- •2.11. Центробежное литьё
- •2.12. Суспензионное литье
- •2.13. Литейные сплавы
- •2.13.1. Понятие о литейных сплавах
- •2.13.2. Литейные свойства сплавов
- •2.13.3. Механические свойства
- •2.13.4. Физические и химические свойства
- •2.13.5. Технологические свойства
- •2.13.6. Эксплутационные свойства
- •13.7. Краткая характеристика литейных сплавов
- •2.13.8. Плавка литейных сплавов
- •2.14. Технологические требования к конструкции отливки
- •2.14.1. Общее понятие технологичности отливки
- •2.14.2. Некоторые основные требования к конструкции отливки
- •2.15. Основы проектирования технологии изготовления отливки
- •Раздел 3. Обработка металлов давлением
- •3.1. Общие сведения
- •3.1.1. Физические основы пластической деформации
- •3.1.2. Достоинства обработки металлов давлением
- •3.1.3. Влияние обработки давлением на структуру и свойства металлов и сплавов
- •3.2. Нагрев металла перед обработкой давлением
- •3.2.1. Выбор температурного режима обработки давлением
- •3.2.2. Нагревательные устройства
- •3.3. Виды обработки металлов давлением
- •3.3.1. Прокатное производство
- •3.3.2. Прессование
- •3.3.3. Волочение
- •3.3.4. Ковка
- •3.3.5. Объемная штамповка
- •3.3.6. Листовая штамповка
- •3.3.7. Специальные способы обработки давлением
- •Раздел 4. Технология сварочных процессов, пайки и склеивания
- •4.1. Физические основы сварки
- •4.1.1. Сущность образования сварного соединения
- •4.1.2. Общая характеристика сварных соединений
- •4.2. Сварка плавлением
- •4.2.1. Сущность процесса дугоВой сварКи
- •4.2.2. Электрическая дуга
- •4.2.3. Источники питания сварочной дуги
- •4.2.4. Ручная дуговая сварка
- •4.2.5. Автоматическая дуговая сварка под слоем флюСа
- •4.2.6. Дуговая сварка в защитных газах
- •4.2.7. Плазменная сварка
- •4.2.8. Электрошлаковая сварка
- •4.2.9. Электронно-лучевая сварка
- •4.2.10. Лазерная сварка
- •4.2.11. Газовая сварка
- •4.3. Сварка давлением
- •4.3.1. Основные способы контактной сварки
- •4.3.2. Машины для контактной сварки
- •4.3.3. Технология точечной и шовной сварки
- •4.3.4. Технология стыковой сварки
- •4.3.5. Конденсаторная сварка
- •4.3.6. Специальные виды сварки давлением
- •4.4. Физико - химические основы свариваемости
- •4.5. Технология сварки конструкционных материалов
- •4.5.1. Особенности сварки углеродистых сталей.
- •4.5.2. Особенности сварки легированных сталей.
- •4.5.3. Особенности сварки чугуна
- •4.5.4. Особенности сварки цветных сплавов
- •4.6. Технологичность сварных соединений
- •4.7. Пайка и Склеивание материалов
- •4.7.1. Пайка
- •4.7.2. Склеивание
- •Раздел 5. Технология производства изделий из порошков, полимеров, резин, композиционных и неорганических материалов
- •5.1. Порошковая металлургия
- •5.1.1. Основы технологии
- •5.1.2. Порошковые материалы
- •5.2. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез (свс)
- •5.3. Полимеры
- •5.3.1. Строение и свойства полимеров
- •5.3.2. Технологии получения изделий
- •5.4. Композиционные материалы (км)
- •5.4.1. Композиты с металлической матрицей
- •5.4.2. Композиты с полимерной матрицей
- •5.4.3. Методы получения изделий из км
- •5.5. Резиновые изделия
- •5.6. Неорганические материалы
- •5.6.1. Неорганические стекла
- •5.6.2. Керамика
- •Раздел6. Технологические методы обработки деталей машин
- •6.1.Общие сведения
- •6.1.1. Методы обработки заготовок деталей машин
- •6.1.2. Точность и шероховатость обработки
- •6.2. Основы резания металлов
- •6.2.1. Движения при резании и схемы обработки
- •6.2.2. Характеристики резания и геометрия срезаемого слоя
- •6.2.3. Элементы токарного резца
- •6.2.4. Координатные плоскости резцов
- •6.2.5. Углы резца в статике
- •6.2.6. Физические основы процесса резания
- •6.2.7. Выбор режимов резания и пути повышения производительности
- •6.3. Материалы для изготовления режущего инструмента
- •6.4. Общие сведения о металлорежущих станках
- •6.4.1. Классификация металлорежущих станков
- •6.4.2. Кинематическая схема станка
- •6.5. Обработка на токарных станках
- •6.5.1. Метод точения
- •6.5.2. Токарно-винторезные станки
- •6.5.3. Токарно-карусельные станки
- •6.5.4. Токарно - револьверные станки
- •6.5.5. Токарные автоматы и полуавтоматы
- •6.6. Сверлильные и расточные станки
- •6.6.1. Инструмент для сверления и обработки отверстий
- •6.6.2. Типы сверлильных станков
- •6.7. Обработка на фрезерных станках
- •6.7.1. Метод фрезерования и типы фрез
- •6.7.2. Фрезерные станки общего назначения
- •6.7.3. Приспособления для фрезерных станков
- •6.8. Протягивание
- •6.8.1. Типы станков и их назначение
- •6.8.2. Режущий инструмент и схемы обработки
- •6.9. Процессы обработки резанием зубьев зубчатых колес
- •6.9.1. Методы профилирования зубьев зубчатых колес
- •6.9.2. Зуборезный инструмент
- •6.9.3. Технологические методы нарезания зубчатых колес
- •6.10. Резьбонарезание
- •6.10.1. Инструмент для образования резьбы
- •6.10.2. Нарезание резьб резцами и гребенками
- •6.10.3. Нарезание резьбы фрезами
- •6.10. 4. Нарезание резьб метчиками
- •6.10.5. Нарезание резьбы плашками
- •6.10.6. Резьбонарезные головки
- •6.10.7. Накатывание резьб
- •6.11. Абразивная обработка
- •6.11.1. Абразивные инструменты
- •6.11.2. Шлифование
- •6.11.3. Хонингование
- •6.11.4. Суперфиниширование
- •6.11.5. Полирование
- •6.11.6. Доводка
- •6.12. Электрические, химические и комбинированные методы обработки
- •6.12.1. Ультразвуковое резание
- •6.12.2. Обработка резанием с нагревом
- •6.12.3. Электроэрозионные методы обработки
- •6.12.4. Химические методы обработки
- •6.12.5. Лучевые методы обработки
- •6.13. Технологичность конструкции машин, механизмов и деталей
4.5. Технология сварки конструкционных материалов
4.5.1. Особенности сварки углеродистых сталей.
Дуговая сварка низкоуглеродистых сталей не создает проблем технологического характера. Эти стали, содержание углерода в которых не превышает 0,2%,хорошо свариваются независимо от толщины свариваемых элементов, температуры окружающего воздуха, жесткости конструкции в широком диапазоне режимов сварки.
Вместе с тем при выборе сварочных материалов (электродов, проволок, флюсов) учитывают назначение сварного изделия, степень его ответственности. В частности, при ручной сварке электроды типа Э38 применяют для сварки неответственных изделий, а электроды типов Э42 и Э42А - при изготовлении ответственных и особо ответственных изделий. С этой же целью (повышение прочности наплавленного металла и сварных соединений) при сварке изделий из толстых листов (10 мм и более) в неудобных длясварщика положениях, в монтажных условиях, на строительстве применяют электроды типов Э46 и Э46А.
В среднеуглеродистых сталях содержание углерода находится в пределах 0,2 … 0,45%. Эти стали чувствительны к концентрации напряжений, склонны к образованию трещин в угловых швах, в изделиях с большой жесткостью, в первых многослойных швах, при неправильно выбранном тепловом режиме сварки и т. д. В связи с этими особенностями возникает необходимость в дополнительном подогреве среднеуглеродистых сталей при сварке (для листов толщиной до 15 мм достаточна температура подогрева 100 °С, для листов большей толщины - 200°С), в применении электродов, обеспечивающих высокую стойкость металла шва против образования трещин и высокие механические свойства.
В высокоуглеродистой стали содержание углерода составляет 0,46 … 0,7%. Эти стали не применяют всварных конструкциях. Необходимость применения сварки обычно возникает при ремонте и наплавке литых деталей из этого материала. В таких случаях применяют предварительный и сопутствующий подогрев деталей и термическую обработку после сварки.
Процесс сварки металлов не ограничивается расплавлением электрода и оплавлением свариваемых кромок изделия. При сварке также нагревается прилегающая к сварному шву часть свариваемого металла.
Нагрев и охлаждение свариваемого металла вызывают в нем различные превращения, что может проявляться в изменении механических свойств металла (прочности, пластичности и т. п.). При сварке углеродистых сталей эти изменения несущественны. Большое значение эти изменения приобретают при сварке легированных сталей.
Технология сварки легированных сталей должна предусматривать режимы сварки, сварочные материалы и технологические приемы, обеспечивающие получение сварных соединений с заданными свойствами.
4.5.2. Особенности сварки легированных сталей.
Содержание легирующих элементов в низколегированных незакаливающихся сталях не превышают 2,5%, а содержание углерода не превышает 0,22%. В зависимости от легирующих элементов низколегированныестали подразделяют на марганцовистые (09Г2, 14Г2), кремнемарганцовистые (09Г2С, 10Г2С1, 17ГС и др.), хромокремнемарганцовистые (14ХГС и др.), марганцовоазотнованадиевые (14Г2АФ, 18Г2АФпс и др.).
Низколегированные конструкционные незакаливающиеся стали применяют для изготовления сварных судов, корпусов пассажирских вагонов, в гидротехническом строительстве, производстве труб и т. д.
Сварку низколегированных сталей можно выполнять автоматически и полуавтоматически под флюсом, ручным способом, плавящимися электродами.
Ручную сварку таких сталей можно выполнять электродами типов Э42А, Э46А, Э50А. Они обеспечивают временное сопротивление наплавленного металла не ниже, чем у основного металла.
При сварке сталей под флюсом применяют кислые и марганцовистые флюсы ОСЦ-45 и АН-348 и сварочную проволоку Св-08ГА и Св-10Г2.
Режимы сварки незакаливающихся низколегированных конструкционных сталей не отличаются от режимов применяемых при сварке обычных углеродистых сталей.
Ручную сварку элементов значительной толщины выполняют короткими участками каскадным методом.
В сварных конструкциях среди других закаливающихся сталей довольно часто применяют хромистую сталь 40Х, хромомолибденовую сталь ЗОХМА, хромомарганцовистые стали марок 20ХГСА, ЗОХГСА и др.
Ручную сварку этих сталей можно выполнять электродами с покрытием УОНИ-13. При этом, если необходимо, чтобы состав металла сварного шва не отличался от состава основного металла, в качестве стержня выбирают проволоку, содержащую элементы стали основного металла.
Закаливающиеся стали при сварке подкаливаются в околошовной зоне, что может сопровождаться образованием трещин. Поэтому при сварке этих сталей их предварительно подогревают.
Сталь хромансиль в отдельных случаях сваривают с помощью специальных аустенитных электродов.
Хромистые стали используют в сварных изделиях, к которым предъявляются требования высокой прочности и хорошей сопротивляемости коррозии. Если необходимо получить однородные свойства металла шва и околошовной зоны, то стержень электрода (или сварочную проволоку при сварке в среде защитного газа) применяют такого же состава, что и основной металл. После сварки изделия термически обрабатывают (закалка и отпуск).
Если допустима разница в прочности металла шва и околошовной зоны, а основным требованием является антикоррозионная стойкость металла шва, сварку выполняют аустенитными электродами (проволокой) различных марок. После сварки термическая обработка в таких случаях ограничивается высоким отпуском.
Сварку изделий из стали ЗОХГСА в закаленном состоянии выполняют в тех случаях, когда термическая обработка изделия после сварки затруднительна. Прочность таких сварных соединений составляет 85 … 100% прочности основного металла.
Тонколистовую сталь (1,5 … 3 мм) сваривают автоматически в закаленном состоянии электродной проволокой 20ХМА диаметром 1,5 … 3 мм под флюсом АН-348А намедной или стальной подкладке.
При сварке сосудов внутреннюю поверхность предохраняют от образования окалины поддувом аргона. Сварку выполняют постоянным током при обратной полярности.
Низкоуглеродистые высоколегированные хромоникелевые стали сваривают в среде защитных газов, автоматически под флюсом и ручной дуговой сваркой электродами с покрытием.
При сварке этих сталей применяют сварочную проволоку или стержень электрода с покрытием, по своему составу приближающийся к химическому составу основного металла, но с меньшим содержанием углерода.