МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИНЖЕНЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ»

КАФЕДРА УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ И МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине «Материаловедение»

Выполнил студент: 2 курса дистанционного обучения

Направление: 150302с

“Технологические машины и оборудование”

Шифр: 14-012

Ф.И.О.

Проверил: Ю.П.Земсков

Вариант 2

1. Производство серого чугуна.

2. Производство высокопрочного чугуна.

3. Характеристика заэвтектоидных сталей.

4. Характеристика сталей, применяемых для холодной штамповки.

5. Термическая обработка медных сплавов.

6. Закалка алюминиевых сплавов

Производство серого чугуна.

Чугун

Чугуном называется сплав железа с углеродом, содержащий углерода от 2,14 до 6,67%.

Чугун — дешевый машиностроительный материал, обладающий хорошими литейными качествами. Он является сырьем для выплавки стали. Получают чугун из железной руды с помощь топлива и флюсов.

Получение чугуна — сложный химический процесс. Он состоит из трех стадии: восстановления железа из окислов, превращения железа в чугун и шлакообразования.

Наибольшее применение нашел в производстве чугуна доменный процесс. Он включает ряд физических, физико-химических, а также механических проявлений, наблюдаемых в действующей доменной печи. Помещенные в эту печь исходные компоненты (кокс, железосодержащие материалы с флюсами) при прохождении всех операций преобразуются в сплав чугуна, выделяющиеся доменные газы со шлаками. Задача доменного производства чугуна – создание этого сплава из железосодержащих компонентов посредством их переплавления в доменных печах в очень высокой температуре

Серый чугун

Чугун, у которого большая часть углерода находится в свободном состоянии в виде графита, называется серым чугуном. Серый чугун мягкий, хорошо обрабатывается режущим инструментом. В изломе имеет серый цвет. Серый чугун обладает малой пластичностью, его нельзя ковать, так как содержащийся в нем графит способствует раскалыванию металла. Серый чугун значительно лучше работает на сжатие, чем на растяжение. Получается серый чугун путем медленного охлаждения после плавления или нагревания. Температура плавления серого чугуна 1100—1250° С.

Обычно серый чугун содержит 2,8—3,6% углерода, 1,6—3,0% кремния, 0,5—1% марганца, 0,2—0,8% фосфора и 0,05—0,12% серы. Сера уменьшает жидкотекучесть и прочность чугуна, увеличивает его литейную усадку и затрудняет его сварку. Фосфор делает чугун более жидкоплавким и улучшает его свариваемость, но повышает твердость и хрупкость.

Если серый чугун быстро охлаждать после плавления, то он отбеливается, т. е. частично превращается в белый, и становится очень хрупким и твердым. Наличие в составе чугуна большого количества кремния способствует получению серого чугуна.

Присутствие в чугуне большого количества марганца способствует отбеливанию чугуна.

Недостатком серого чугуна является хрупкость, препятствующая его использованию для изготовления деталей машин, подвергающихся ударным нагрузкам.

Марки чугунов, например, СЧ12-28, читаются следующим образом: СЧ— серый чугун, первые двухзначные цифры 12, 15, 18 и т. д. — средняя величина предела прочности при испытании на разрыв в кг/мм2, а вторые — 28, 32 и т. д. — то же при изгибе.

Применение

чугун серый

Серый чугун наиболее широко применяется в машиностроении для отливок различных деталей машин. Он достаточно хорошо сваривается, особенно с применением предварительного подогрева. Он мало пластичен и вязок, но легко обрабатывается резанием, применяется для малоответственных деталей и деталей, работающих на износ. Серый чугун с высоким содержанием фосфора (0,3—1,2%) жидкотекуч и используется для художественного литья.

Производство - высокопрочный чугун

Производство высокопрочного чугуна с шаровидным графитом освоено многими отраслями машиностроения. 

При производстве высокопрочного чугуна получили широкое применение герметические камеры с избыточным давлением воздуха (автоклавы), предназначенные для модифицирования жидкого чугуна магнием. Модифицирование в автоклавах обеспечивает высокое усвоение магния, равномерное распределение модификатора в расплаве и стабильную сфероидизацию графита. 

Церий при производстве высокопрочного чугуна по сравнению с магнием имеет то преимущество, что исключает полностью брак литья по черным пятнам, свойственный магниевому чугуну. 

Основная трудность при производстве высокопрочного чугуна заключается в снижении содержания серы в расплаве перед модифицированием и во введении в расплав магния, который является основным модификатором. Для получения расплава с низким содержанием серы тщательно подбирают исходную шихту, плавку ведут в печах с основной футеровкой или удаляют серу обработкой шлаковыми смесями. Трудность во введении магния заключается в низкой температуре его кипения (1107 С), высокой упругости паров и химической активности, что приводит к выбросам металла из ковша и пироэффекту

В черной металлургии мишметалл и ферроцерий применяются для производства высокопрочного чугуна с шаровидным графитом и различных стойких при низких температурах марок сталей.