Глава 3. Технологія виготовлення виробів методом порошкової металургії.

Вивчення даної теми потрібно почати з ознайомлення із видами та властивостями металевих порошків, а потім розглянути способи отримання і операції технологічного процесу підготовки порошків до формування. Потім потрібно вивчити способи формування брикетів шляхом холодного пресування, прокатуванням, мундштучного пресування заготовок довільної довжини. Розгляньте схеми способів формування, обладнання та інструмент, що застосовується, та режими операцій.

Потім розгляньте області застосування виробів із спечених матеріалів.

Питання для самоперевірки

1. Пояснити види та властивості металевих порошків, дати їх характеристику.

2. Які ви знаєте операції підготовки порошків перед формуванням і у чому їх призначення?

3. У чому суть формування брикетів виробів із порошків методом холодного пресування?

4. Викласти суть формування заготовки із порошків методом прокатування і мундштучного пресування. На якому обладнанні ці види формування виконуються?

5. У чому суть формування виробів із порошків методом гарячого пресування?

6. Які існують способи спікання? В чому їх переваги та недоліки?

7. Вказати області використання деталей, які отримаються методом порошкової металургії. У якому випадку деталі, які отримуються цим способом, являються більш економічними ніж деталі, які отримуються іншими способами обробки металів та сплавів ( литтям, обробкою тиском, різанням)?

Література: (1) с. 433-443, (3) с. 684-693.

Методичні вказівки до виконання контрольних робіт

По даній дисципліні передбачається виконання студентами двох контрольних робіт ( у кожному семестрі по одній).

Перша контрольна робота включає розділи „Матеріалознавство та термічна обробка” і „Основи металургійного виробництва”, а друга- розділи „Ливарне виробництво”, „Обробка металів тиском”, „Зварювання металів”, „Неметалічні матеріали”.

Роботи повинні бути виконані у зошитах або на форматних листах паперу згідно із варіантом, який задається викладачем. Перед кожною відповіддю повинен бути написаний повністю текст питання із завдання.

Відповіді повинні бути чіткими і пояснювати суть питання. Не треба писати різні визначення та інші відомості, які не відносяться до даного питання. Необхідні схеми та ескізи виконуються олівцем з відповідними позначеннями і описом. У кінці роботи треба надати список використаної літератури.

Не допускається ксерокопіювання матеріалів, необхідних для відповіді на контрольні питання.

Роботи, які виконані не по варіанту або без дотримання вказаних вимог, а також виконані не у повному обсязі, не зараховуються.

Контрольна робота № 1

по розділам „Матеріалознавство ” «Металургійне виробництво”

для студентів ЗІМ, ЗТМ ск

Варіант 1

1. Описати схему будови металевого злитка, пояснити процес утворення окремих його зон.

2. Описати по діаграмі стану залізо-вуглець процес кристалізації сталі із вмістом 0,2% С. Привести схему мікроструктури цієї сталі після кристалізації, указати фази та структурні складові її. Для виготовлення яких виробів може бути використана ця сталь?

3. Паливо та вогнетриви, які застосовуються у металургійному виробництві, їх властивості та призначення.

Варіант 2

1. Описати дефекти кристалічної структури металів.

2. Описати сірий чавун, умови його отримання, властивості, структуру та застосування. Як маркірують сірі чавуни?

3. Описати послідовно, починаючи із переробки руд і закінчуючи рафінуванням, процес отримання алюмінію.

Варіант 3

1. Описати процес кристалізації металів і залежність величини зерен у металі після затвердіння від різних факторів.

2. Описати основні методи дослідження металів та сплавів.

3. Описати виробництво сталі у бесемерівському конвертері.

Варіант 4

1. Описати лінії , точки та області діаграми залізо-вуглець.

2. Описати високоміцний чавун: метод отримання, особливості структури та властивостей, можливості застосування.

3. Викласти суть і методи переробки чавуну у сталь; докладно описати отримання сталі у кисневому конверторі з приведенням схеми його будови.

Варіант 5

1. Описати фази та структурні складові, які утворюються у сплавах.

2. Дати характеристику діаграми стану третього типу з утворенням перитектики. Описати фази, які утворюються, та кристалізацію основних сплавів.

3. Описати процес виплавки сталі в індукційних печах з приведенням схеми будови печі.

Варіант 6

1. Атомно-кристалічна будова металів. Типи кристалічних граток та їх параметри.

2. Описати перетворення , які проходять при кристалізації білих чавунів по діаграмі залізо-вуглець.

3. Описати процес отримання сталі у основній дуговій електричній печі та накреслити схему її будови.

Варіант 7

1. Описати поліморфні перетворення заліза. Які фази утворюються у залізовуглецевих сплавах на основі різних модифікацій заліза та які властивості вони мають?

2. Дати характеристику діаграми стану третього типу з утворенням евтектики. Описати фази, які утворюються, та кристалізацію основних сплавів.

3. Описати початкові матеріали доменного виробництва.

Варіант 8

1. Описати по діаграмі стану залізо-вуглець процес кристалізації сталі із вмістом 0,4% С. Привести схему мікроструктури цієї сталі після кристалізації, указати фази та структурні складові її. Для виготовлення яких виробів може бути використана ця сталь?

2. Описати вплив постійних домішок на структуру і властивості сталей.

3. Описати послідовно по стадіям процес отримання міді із сірчистих руд.

Варіант 9

1. Описати вплив постійних домішок на структуру і властивості сірого чавуну.

2. Описати структуру перліт, його сутність та властивості, умови утворення.

3. Описати сучасні способи виробництва магнію.

Варіант 10

1. Описати по діаграмі стану залізо-вуглець процес кристалізації сталі із складом 1,2% С. Привести схему мікроструктури цієї сталі після кристалізації та описати її фази та структурні складові. Для виготовлення яких деталей може бути використана ця сталь?

2. Описати суть та властивості структури ферит.

3. Описати плавку сталі у основній мартенівській печі скрап-рудним процесом. Указати методи інтенсифікації процесу.

Варіант 11

1. Навести класифікацію вуглецевих сталей по структурі та якості, їх маркірування.

2. Описати по діаграмі стану залізо-вуглець процес кристалізації сталі із складом 1,0% С. Привести схему мікроструктури цієї сталі після кристалізації та описати її фази та структурні складові. Для виготовлення яких деталей може бути використана ця сталь?

3. Описати сучасні методи отримання алюмінію.

Варіант 12

1. По діаграмі стану залізо- цементит описати перетворення, які проходять у вуглецевій сталі із складом 0,3% С від температури плавлення до кімнатної. Дати характеристику фаз та структурних складових цієї сталі при різних температурах. Привести схему мікроструктури сталі. Дати технічне призначення сталі.

2. Описати недосконалості кристалічної будови металів.

3. Описати будову доменного цеху.

Варіант 13

1. Описати хімічні сполуки, як фази в металевих системах.

2. Описати класифікацію сталей по структурі та призначенню. Навести приклади .

3. Описати особливості виплавки сталі у кисневих конвертерах.

Варіант 14

1. Описати процес кристалізації заевтектоїдних сталей. Визначити структурні складові. Надати призначення цих сталей.

2. Дати характеристику діаграми стану першого типу. Описати фази, які утворюються, та кристалізацію основних сплавів.

3. Розливання сталі, методи, переваги та недоліки, можливості застосування.

Варіант 15

1. Дати характеристику діаграми стану другого типу. Описати фази, які утворюються, та кристалізацію основних сплавів.

2. Описати склад, структуру і властивості латуней, пояснити їх маркірування, навести приклади використання.

3. Описати роботу доменної печі.

Варіант 16

1. Описати технологію отримання ковкого чавуну. Привести схеми мікроструктур основних ковких чавунів, описати їх фази та структурні складові. Як маркірують ковкі чавуни? Навести приклади їх використання.

2. Описати структуру аустеніт, її суть та властивості.

3. Описати продукти доменного виробництва та їх використання. Навести техніко-економічні показники роботи доменних печей.

Варіант 17

1. Описати щільність упаковки та координаційне число для різних кристалічних граток.

2. Описати по діаграмі стану залізо-вуглець процес кристалізації сталі із складом 0,8% С. Привести схему мікроструктури цієї сталі після кристалізації та описати її фази та структурні складові. Для виготовлення яких деталей може бути використана ця сталь?

3. Навести схему мартенівської печі та описати призначення її елементів.

Варіант 18

1. Дати характеристику діаграми стану четвертого типу. Описати фази, які утворюються, та кристалізацію основних сплавів.

2. Описати суть і особливості структури цементит, як фази в залізо-вуглецевих сплавах.

3. Описати руди, які використовуються у металургійному виробництві.

Варіант 19

1. Дати характеристику діаграми стану при проходженні поліморфних перетворень компонентів. Описати фази, які утворюються, та кристалізацію основних сплавів.

2. Дати характеристику магнієвих сплавів, указати їх склад, властивості та застосування.

3. Описати підготовку руди до плавлення.

Варіант 20

1. Описати правило фаз і правило відрізків, їх суть та застосування.

2. Описати методику побудови діаграм стану подвійних сплавів та методи, що використовуються.

3. Описати фізико-хімічні процеси, що проходять у мартенівській печі при виплавці сталі.

Варіант 21

1. Описати дефекти кристалічної будови металів.

2. Описати по діаграмі стану залізо-вуглець процес кристалізації сталі із складом 0,5% С. Привести схему мікроструктури цієї сталі після кристалізації та описати її фази та структурні складові. Для виготовлення яких деталей може бути використана ця сталь?

3. Описати процес отримання сталі у дугових електричних печах із повним окисленням домішок.

Варіант 22

1. Описати класифікацію сірих чавунів по структурі та привести їх застосування.

2. Описати по діаграмі стану залізо-вуглець процес кристалізації сталі із складом 0,2% С. Привести схему мікроструктури цієї сталі після кристалізації та описати її фази та структурні складові. Для виготовлення яких деталей може бути використана ця сталь?

3. Описати процес отримання сталі у дугових електричних печах без окислення домішок.

Варіант 23

1. Привести діаграму стану подвійних сплавів з перитектичним перетворенням. Описати лінії та точки діаграми, кристалізацію характерних сплавів і структури, що утворюються.

2. Описати класифікацію сталей за способом розкислення та хімічному складу. Навести приклади.

3. Описати технологію отримання магнію методом електролізу.

Варіант 24

1. Описати механізм немимовільної кристалізації металів.

2. Описати по діаграмі стану залізо-вуглець процес кристалізації сталі із складом 0,6% С. Привести схему мікроструктури цієї сталі після кристалізації та описати її фази та структурні складові. Для виготовлення яких деталей може бути використана ця сталь?

3. Описати будову мартенівської печі і дати характеристику її елементів.

Варіант 25

1. Описати основні типи кристалічних граток та їх параметри.

2. Привести діаграму стану подвійних сплавів для випадку обмеженої розчинності компонентів. Описати лінії та точки діаграми, кристалізацію різних сплавів та структури, що утворюються.

3. Описати будову конвертера, що працює на повітряному дутті , і дати характеристику його елементів.

Варіант 26

1. Привести діаграму стану подвійних сплавів з перитектичним перетворенням. Описати лінії та точки діаграми, кристалізацію характерних сплавів і структури, що утворюються.

2. Описати склад, структуру та властивості бронз, пояснити їх маркірування, привести приклади їх застосування.

3. Привести схему будови доменної печі, дати характеристику її елементів.

Варіант 27

1. Привести діаграму стану подвійних сплавів з повною розчинністю компонентів. Описати лінії та точки діаграми, кристалізацію характерних сплавів та структур, що утворюються.

2. Описати склад, структуру та властивості бабітів, навести приклади деяких марок та можливості використання.

3. Описати процеси відновлення заліза і домішок із руд у доменній печі.

Варіант 28

1. Привести діаграму стану подвійних сплавів з відсутністю розчинності компонентів. Описати лінії та точки діаграми, кристалізацію характерних сплавів та структур, що утворюються.

2. Описати склад, структуру та властивості титанових сплавів, навести приклади деяких марок та можливості використання.

3. Привести схему будови електричної дугової печі та дати характеристику її елементів.

Варіант 29

1. Привести діаграму стану подвійних сплавів, які утворюють хімічну сполуку. Описати лінії та точки діаграми, кристалізацію характерних сплавів та структур, що утворюються.

2. Навести класифікацію вуглецевих сталей за якістю и надати маркірування сталей різної якості.

3. Описати схему будови індукційних електричних печей та їх призначення.

Варіант 30

1. Описати линійні недосконалості кристалічної структури металів.

2. Описати конструкційні вуглецеві сталі, їх склад, властивості, маркірування та застосування.

3. Описати процеси, які проходять при виплавлені сталі у бесемерівському конвертері.

КОНТРОЛЬНА РОБОТА № 2

по розділам „Ливарне виробництво”, „Обробка металів тиском”, „Зварювання металів”, „Неметалеві матеріали”

Варіант 1

1. Навести загальну схему технології виготовлення виливків у разові форми, починаючи із креслення і закінчуючи контролем готового виливка.

2. Описати технологічний процес виготовлення поковки методом вільного кування.

3. Описати будову та принцип роботи автоматів і напівавтоматів для дугового зварювання.

4. Описати технологічний процес виготовлення виробів із термопластів методом відцентрового лиття та литтям під тиском. Навести схеми процесів та обладнання, що використовується.

Варіант 2

1. Описати склад та технологію виготовлення модельного комплекту.

2. Викласти технологічний процес виготовлення сталевого дроту, починаючи із злитку. Назвати види обробки тиском, які застосовуються при цьому.

3. Пояснити фізичну суть та властивості зварювальної дуги.

4. Описати стадії технологічного процесу отримання технічного скла. Вказати початкові матеріали. Дати характеристику скла, яке найбільш часто використовується у машинобудуванні та приладобудуванні.

Варіант 3

1. Викласти вимоги до формувальних і стрижневих сумішей; вказати компоненти, з яких вони складаються.

2. Описати процес волочіння. Накреслити схему ланцюгового волочильного стану і указати його деталі.

3. Дати класифікацію основних способів зварювання по стану металу в процесі зварювання та по виду енергії, яка використовується для нагрівання металу.

4. Навести технологічний процес виготовлення виробів із термопластів звичайним та литтєвим пресуванням. Привести схеми процесів, початкові матеріали та обладнання, що використовується.