Материаловедение 30 вариант
.docxМинистерство образования и науки Российской Федерации
Санкт-Петербургский национальный исследовательский Университет
Информационных технологий, механики и оптики
Институт холода и биотехнологий
Кафедра технологии металлов и металловедения
Дисциплина Материаловедение
Контрольная работа
Вариант №30
Выполнил студент
2 курса ЗО
,
2014 год
1. Заданы марки сталей, чугунов, цветных металлов и сплавов.
1) Дайте расшифровку всех букв и цифр в марке материала.
2) Назовите, к какой группе относится материал (основа, название сплава)
3) Укажите область применения материала.
4) Рассмотрите возможность применения заданного материала в оборудовании пищевых отраслей (при контакте с пищевыми средами).
|
Марка |
Расшифровка |
Группа материалов |
Область применения |
В пищевых отраслях |
|
БСт5 |
Ст – сталь обыкновенного качества, Б – группы Б, 5 – условный номер стали, по которому определяют хим. состав. |
Углеродистая сталь обыкн. Качества. Основа железо. |
В строительстве, для неответственных деталей машин; для изделий быта: сковородки, ручки, замки… |
Оборудование для рафинации хлопкового масла, для пивоваренной, свеклосахарной и сахарной промышленности, цистерны для перевозки этилового спирта.
|
|
60 |
60 - сталь содержит 0,6% углерода. |
Углеродистая сталь качественная. Основа железо. |
Для изготовления ответственных деталей машин; деталей, работающих в тяжелых условиях. |
Не входит в список разрешенных сталей для непосредственного контакта с пищевыми средами. |
|
АС35ХМ |
А – автоматная сталь, С – содержит свинец, 35 – содержание углерода 0,35%, Х – содержит хром (около 1%), М – содержит молибден (около 1 %). |
Углеродистая сталь автоматная. Основа железо. |
Изготовление деталей на станках-автоматах (винтов, шпилек, болтов, гаек, мелких деталей сложной конфигурации и т.п.). |
Не входит в список разрешенных сталей для непосредственного контакта с пищевыми средами. |
|
09Г2С |
09 - сталь содержит 0,09% углерода, Г2 - 2% марганца, С - около 1% кремния. |
Легированная сталь повышенной прочности. Основа железо. |
В строительстве, изготовление газопроводных труб. Применяется без термической обработки. |
Изготовление элементов котлов и сосудов: обечайки, крышки, днища, фланцы, работающие под давлением в широком температурном диапазоне. |
|
18Х2Н4МА |
18 - сталь содержит 0,18% углерода, Х2 - 2% хрома,Н4 - 4% никеля, М - около 1% молибдена, А -высококачественная. |
Легированная сталь цементируемая. Основа железо. |
Изготовление деталей машин, подвергающихся цементации; крупных тяжелонагруженных деталей типа зубчатых колес, осей; детали устойчивы к динамическим нагрузкам. |
Не входит в список разрешенных сталей для непосредственного контакта с пищевыми средами. |
|
38ХН3МФА |
38 - сталь содержит 0,38% углерода, Х - около 1% хрома, Н3 - 3% никеля, М - около 1% молибдена, Ф – 1% ванадия, А - высококачественная сталь. |
Легированная сталь улучшаемая. Основа железо. |
Изготовление сильно нагруженных деталей машин, работающих при динамических нагрузках. Цель легирования – повышение прокаливаемости. |
Не входит в список разрешенных сталей для непосредственного контакта с пищевыми средами. |
|
70СГ |
70 - сталь содержит 0,7% углерода, С - около 1% кремния, Г – 1% марганца. |
Рессорно-пружинная сталь. Основа железо. |
Изготовление рессор и пружин. |
Пружины для жировых сепараторов в мясной промышленности, пружинные кольца и шайбы, фрикционные диски, торсионные валы. |
|
ШХ15СГ |
Ш - подшипниковая сталь, Х15 - легированная хромом (1,5%), С - содержит около 1% кремния, Г - 1% марганца. |
Легированная подшипниковая сталь. Основа железо. |
Изготовление шариков диаметром до 30 мм. |
Не входит в список разрешенных сталей для непосредственного контакта с пищевыми средами. |
|
12Х17Г9АН4 |
12 - сталь содержит 0,12% углерода,Х17 - 17% хрома, Г9 - 9% марганца, А -около 1% азота, Н4 - 4% никеля. |
Легированная сталь жаростойкая и коррозионностойкая. Основа железо. |
Изготовление деталей, работающих в условиях повышенной влажности, температуры. |
Не входит в список разрешенных сталей для непосредственного контакта с пищевыми средами. |
|
ВЧ100 |
ВЧ - высокопрочный чугун, σв≥1000 Н/мм2 (≈100 кгс/мм2). |
Высокопрочный чугун, перлитный. Основа железо. |
Для ответственных деталей, работающих в сложных условиях при динамических нагрузках. |
Не входит в список разрешенных сталей для непосредственного контакта с пищевыми средами. |
|
Р9 |
Р - быстрорежущая сталь, 9 - с содержанием 9% вольфрама. |
Быстрорежущая сталь. Основа железо. |
Резцы и резцовые головки (фасонные на автоматах, долбежные, строгальные, отрезные); пилы (сегменты к круглым пилам и ножовочные полотна, машинные и ручные для обработки древесины). |
Не входит в список разрешенных сталей для непосредственного контакта с пищевыми средами. |
|
М3р |
М3 - техническая медь марки МЗ, р - раскисленная. |
Медь |
Применяют в электротехнике как проводниковый металл. |
Чаши варочной аппаратуры. |
|
ЛС59-1 |
Л – латунь, 59- содержит 59% меди, С - 1% свинца, 40% цинка. |
Деформируемая латунь. Основа медь. |
Как деформируемый коррозионно-стойкий материал. Листы, трубы, прутки, полосы, детали (гайки, винты, втулки..) |
Матрицы для формирования макаронных изделий. Краны лабораторных резервуаров для хранения охлажденного молока. Запорная арматура для вина, виноматериалов и пива. |
|
БрО3Ц12С5 |
Бр – бронза, О3 - содержит 3% олова, Ц12 - 12% цинка, С5 - 5% свинца, 80% меди. |
Литейная бронза. Основа медь. |
Фасонное литье. Арматура, ободы, втулки, зубчатые колеса, седла клапанов, червячные колеса. |
Не входит в список разрешенных сплавов для непосредственного контакта с пищевыми средами. |
|
АД |
АД - алюминий деформируемый |
Алюминий деформируемый |
Изготовление различных деталей методом обработки давлением, к которым предъявляются повышенные требования к коррозионной стойкости и плотности: различные емкости, заклепки и т.п. |
Не входит в список разрешенных сплавов для непосредственного контакта с пищевыми средами. |
|
АК6М2 |
Сплав на основе алюминий-кремний-медь с содержанием около 6% кремния и 2% меди. |
Сплав на основе алюминия. Литейный. |
Холодильная и пищевая промышленность для изготовления деталей сложной формы. |
Поршни компрессоров, рычаги… |
|
АТ4 |
Т – сплав на основе титана, А – содержит алюминий, 4 – условный номер сплава. |
Сплав на основе титана. |
Ракетная, авиационная техника, химическое машиностроение. |
Не входит в список разрешенных сплавов для непосредственного контакта с пищевыми средами. |
|
ПОС90 |
ПОС - припой оловянно-свинцовый, 90 - содержание олова 90%. |
Припой оловянно-свинцовый. Основа олово |
Для мягкой пайки. |
Пайка внутренних швов луженых подойников. Пайка металлических перчаток, применяемых в мясной промышленности. |
2. Выбрать материал для указанного в задании изделия.
|
Кухонный нож |
HRC = 48…50 |
Материал должен иметь высокую износостойкость, не быть хрупким, обладать коррозионной стойкостью |
1) Для выбранного материала необходимо указать его марку, химический состав, основные механические свойства: σв,σ0,2, δ, HB (HRC), KCV (KCU), которые имеет данный материал в момент изготовления из него заданного изделия (в состоянии поставки).
2)Если свойства материала в состоянии поставки не соответствуют указанным в задании, готовое изделие следует подвергнуть термической обработке. В этом случае требуется указать виды термической обработки, которые необходимо применить для обеспечения требуемых свойств. При этом указать назначение каждого вида термической обработки.
3)Указать требования выбранного материала. В случае, если возможно использование нескольких материалов, выбрать наиболее предпочтительный.
Выбранный материал – мартенситная хромистая коррозионно-стойкая сталь марки 30Х13. Химический состав: C 0,26 - 0,35 %; Cr 12 - 14%; Si до 0,8%; Mn до 0,8%; Ni до 0,6%; S до 0,025; P до 0,03; Ti до 0,2%; Cu до 0,3%; Fe ≈ 83%. Основные механические свойства в состоянии поставки (поковки): σв=735 МПа, σ0,2=588 Мпа, δ=14%, НВ=48-50, KCU=29 кДж/м2. Режим термообработки: закалка 1000-1050 °С, масло. Отпуск 200-300 °С, воздух. После такой термообработки стали имеют структуру отпущенного мартенсита. Из них изготавливают режущий, формовочный, измерительный и хирургический инструмент, пружины, а также предметы домашнего обихода.
Сталь обладает коррозионной стойкостью за счет содержания хрома; обладает высокой износостойкостью (повышенная твердость), не хрупкая.
3. Выбрать материал для упаковки пищевых продуктов
При выполнении задания необходимо ответить на вопросы:
-
Из какого материала (с учетом заданных требований) будет изготовлена упаковка.
-
Указать значения свойств материала.
-
Описать, что из себя будет представлять упаковка/тара (с учетом конструктивных особенностей и требований по герметичности).
-
Рассмотреть способы фасования и упаковывания заданного продукта. Учесть возможность упаковывания с использованием инертных газов, модифицированных атмосфер, с применением вакуумирования.
-
Если используются вспомогательные средства упаковки (крышки, колпачки, пробки и т.п.), необходимо отдельно дать их характеристику.
|
Крупа, макароны, рис |
Высокая гигроскопичность, длительный срок хранения |
-
Упаковка будет изготовлена из полипропилена.
-
Основные свойства материала: толщина 30-40 мкм, ароматопроницаемость 48 ч, паропроницаемость 8-10 г/м2 за 24 ч, жиропроницаемость 24 ч, коэффициент газопроницаемости N2 4,4 (м2/Па∙с)∙1019, O2 23,0 (м2/Па∙с)∙1019, СО2 92,0 (м2/Па∙с)∙1019.
Полипропиленовая пленка обладает хорошей механической прочностью, жиро- и теплостойкостью (140-1600С). Ориентированная пленка обладает стойкостью к проколам, низкой паро- и водопроницаемостью (это свойство особенно важно для упаковки крупы, макарон, риса), масло- и жиростойкостью, но недостаточно технологична (трудно подвергается сварке). Для улучшения технологичности ориентированную полипропиленовую пленку подвергают лакированию специальными адгезионными лаками, позволяющими осуществить герметизацию упаковки методом термической сварки. Полипропиленовые пленки более тонкие по сравнению с целлофановыми и полиэтиленовыми, плотность их меньше, поэтому они экономичней.
-
Упаковка будет представлять из себя объемный пакет прямоугольной формы с тремя швами : сверху, снизу и сзади.
-
Фасование, т.е. упаковывание в потребительскую (мелкую) тару, проводят на автоматах или вручную. Процесс упаковывания включает подачу изделий на упаковочные столы или в бункера, сортировку, магнитную сепарацию, укладку в тару, взвешивание. Герметизация упаковки осуществляется методом термической сварки. Все швы на пакетах и упаковке должны быть прочно склеены. Фасуют крупу в потребительскую тару по одному-три килограмма. Транспортная тара – это фанерные или дощатые ящики, коробки из гофрированного картона, мешки. Крупу, расфасованную в транспортную тару, складывают в ящики или коробки вместительностью не более 15 кг. При этом ящики и мешки должны быть сухими, крепким и не иметь посторонних запахов. При транспортировке грузовыми машинами допускается упаковка фасованной муки и круп группами в бумагу специальных марок, либо в полимерную пищевую пленку. Масса групповой упаковки не должна превышать 15 кг.
-
Вспомогательные средства упаковки не используются.
Список использованной литературы:
-
Солнцев Ю.П., Жавнер В.Л., Вологжанина С.А., Горлач Р.В. Материаловедение пищевых отраслей: Учебник для вузов. – СПб.: 2003. – 526 с.
-
Солнцев Ю.П., Щутов И.А. Маркировка сталей, чугунов, цветных металлов и сплавов на их основе: Методические указания к лабораторной работе №12 по материаловедению для студентов всех специальностей. – СПб: ЛТИХП, 1991. – 34 с.
-
Анисимова М.С. Материалы для упаковки пищевых продуктов: Метод. Пособие к изучению курса «Материаловедение» для студентов специальностей 270300, 270500, 270800, 271100, 060808. – СПб.: СПбГАХПТ, 1997. – 47 с.
-
Ю. П. Келоглу, К. М. Захариевич, М. И. Карташевская. Металлы и сплавы: Справочник. – Кишинев.: 1977. – 265 с.
-
В.Д. Богданов, В.М. Дацун, М.В. Ефимова. Общие принципы переработки сырья и введение в технологии производства продуктов питания: Учебное пособие. – Петропавловск-Камчатский: КамчатГТУ, 2007. – 213 с.
-
http://metallicheckiy-portal.ru