1. Что такое технология конструкционых материалов.

Технология конструкционных материалов предстовляет собой комплексную дисцеплину, которая содержит основные сведения о способах получения металлических и неметаллических конструкционных материалов, их свойства и методику обработки при получении заготовок готовых деталей или изделий различного назначения.

2. Какие материалы называються конструкционные?

Называются материалы из которых изглтавливаються детали (машин и сооружений ), воспринемающих силовую нагрузку. а)Черные металлы (железо и сплавы). б) цветные металлы. в)Благородные металлы. Пластмассы высокомолекулярные соединения. Керамика основан на порошке тугоплавких соединений. Стекло окиси различных элементов. Резина на основе полимеров каучука.

3)Раскажите о механических свойствах конструкционных материалов?

Механ свойства выявляются в результате испытаний при воздействии внешних нагрузок. Напряжение-это сила отнесенная к площади поперечного сечения МПа где P сила МН ; F площадь поперечного сечения. Прочность способ материала сопротивляться деформации при внешних нагрузках испытаний на прочность (растяжка, сжатие, кручение, изгиб). Предел текучести максимальная нагрузка при котором не происходит остаточного напряжения.

Деформация упругая, пластичная. Пластичность способность не изменять форму без разрушения. Ударная вязкость способность сопротивляться ударному разрушению. Твердость способность материала сопротивляться внедрению в него другого тела.

4) рассказать о физических свойствах КМ?

Пластичность, температура плавления, теплопроводность, электросопротивление – электропроводность , теплота расширения – увеличение объема при нагреве, свет – спасобность материала отражать излучение с определенной длиной волны.

5) Что такое химические свойства способность сопротивляться к окислению ( способность материала вступать в химические взаимодействия с другими элементами.

6) Расскажите о технологических свойствах?

Это способность подвергаться различным методам обработки . 1) Литейные; жидкотекучесть – способность заполнять литейную форму. 2)Деформируемость – способность принимать любую форму под внешними нагрузками. 3) Накаливаемость – способность принимать прочность и твердость при термообработке. 4) Свариваемость – способность образовывать неразъемные соединения заданного качества при заданных условиях.

7) Расскажите об эксплуатационных свойствах конструкционных материалов?

Карозионая стойкость сопротивление воздействия огресивных кислотных и щелочных сред. Хладностойкость – сохранение свойств пластичности при низких температурах. Жаропрочпост – способность сплава сохранять механические свойства при высоких температурах. Жаростойкость – способность сплава сопротивляться окислению в газовой среде при высоких температурах. Антифрикционность – способность сплава прирабатываться к другому сплаву.

8)Что такое металлургия?

Металургия – это область науки, техники и отраслей промышленности которая занимаеться получением металлов и сплавов из руд а также улучшить их структуру и свойства. Свойства. Металлургическая база состоит из:1) Рудники и шахты добыча руды и коксующегося угля. 2) Горно обогатительные комбинаты ( где обогащают руду и подготавливают к плавке) Коксохимические заводы. 3) Энергетические мощности ( электростанции). 4) Доменные печи и стале плавильные цеха. 5) Прокатные цехи ( в которых слитки стали перерабатывают в сортовой прокат: балки, рельсы, прутки, проволоку и листы).

9) Что такое промышленая руда?

Промышленная руда – это природное минеральное образование, содержащие какой – либо металл или неколько металлов и концентрациях. Руда состоит из рудного минерала содержащего один ценный элемент ( железо марганец ) или нескольких ценных металлов комплексные руды медно – никелевые руды, железомарганцевые ,хромоникелевые. Кроме рудных металлов в состав руды входит пустая порода материалы которые отделяются от рудных металлов.

10) Для чего применяют флюсы?

Флюсы – это материалы, загружаемые в плавильную печь для образования шлаков легкоплавких соединений с пустой породой или концентратом и золой топлива. Обычно шлак имеет меньшую плотность чем металл, поэтому он распологается в печи над металлом и может быть удален шлак защищает металл от печных газов и воздуха. Флюсом при выплавке чугуна в доменных печах является известняк необходимый для удаления серы из металл, в который она переходит из кокса и железной руды при плавке.

11)Какие виды топлива применяются в металлургическом производстве?

Топливо – это горючие вещества, основной составной частью которых является углерод который применяется с целью получения при их жигани тепловой энергии. В металлургических печах используют кокс, природный газ, мазут, доменный (колошниковый ) газ. Кокс содержит 80…88% углерода, 12% золы, 5% влаги.Для доменной плавки кокс должен составлять минимальное количество серы. Природный газ содержит 90….98% углеродов и 1% азота. Мазут содержит 84…..88% углерода, 10…12% водорода, небольшое количество серы и кислорода. Используют колошниковый газ побочный или колошниковый газ побочный продукт доменной плавки.

12)Расскажите об огнеупорных материалах.

Огнеупорные материалы – это материалы и изделия преимущественно на основе минерального сырья обладающее огнеупорностью не ниже 1500 цельсия .Их при меняют для изготовления внутреннего облицованного слоя (футеровки внутренних печей и ковшей для расплавленного метала .Огнеупорные материалы способны выдерживать нагрузки при высоких температурах ,химическому воздействию шлака и печных газов. Огнеупорность материала-это способность противостоять не расплавляясь воздействию высоких температур .По химическим свойствам огнеупорные материалы разделяют на кислые,основные нейтральные. )Материалы содержащие большое количество кремнезима.Sio₂ –называется кислыми. Кварцевый песок (95% Sio₂) динасовый кирпич. Огнеупорность которых до 1700 цельсия .Материалы содержащие основные (Cao,Мgo)-основными .( магнезитоватый кирпич и металлургический порошок огнеупорность которых более 2000 целься) содержание большого количества Al₂o₃ и Cr₂o₃-нейтральными..Огнеупорность которых до 1750 целься.

13)В чем заключается сущность выплавки чугуном.

Чугун выплавляют в печах шахтного типа ,доменных печах.Сущность процесса получения чугуна в домены печах заключается в восстановлении оксидов железа,входящих в состав руды,аксидов углерода.водородом,выделяющимся при сгорании топлива в печи и твердым углеродом.

14)Как готовят руду к доменной плавке.

Подготовка руд к доменной плавке осуществляется для повышения производительности доменной печи снижением расхода кокса и улучшение качества чугуна. Цель -этой подготовки - увеличение содержания железа в шихте и уменьшению вредных примесей серы ,фосфора. Процесс подготовки : Дробление и сортировка руд по крупности служит для получения кусков оптимальной величины. Дробление осуществляется на щековых или конусных дробилках щаровых мельницах и других агрегатах .Классификатор и гидроциклонах. Обогащенные руды. Промывка руд ы водой позволяет определить плотные составляющие руды от пустой породы(песка, глины). Гравитацией (отсадка) = это отделение руды от пустой породы при пропускании струи воды через дно вибрирующего сита на котором лежит руда .Пустая порода уносится водой а рудные минералы опускаются. Магнитной сепарацией притягивая метало содержащие минералы ,отделяя их от пустой пород . Окускование-производится для переработки концентратов полученных после обогащения.

Два способа окускования агломирацию и окатыания. Агломерация- стекают в агломерационных машинах !!!!!! спекают при температурах 1300..1500 Цельсия. этим самым удаляют вредные примеси(серы , мышьяка) разлагается карбонат и получается кусковой пористый офлюсованный материал агломерат.

15)Изобразите профиль доменной печи укажите основные элементы?

16)Как загружается шихта в доменную печь?

17)Как образуется чугун в доменной печи?

18)Как образуется шлак в доменной печи.

Шлакообразование активно происходит после окончания процессов восстановления железа путем сплавления флюсов, добавляемых в доменную печь для обеспечения достаточной жидко текучести. Основные составляющие доменного шлака: Оксиды кремния (30…45%), оксиды кальция (40….50%), оксиды алюминия (10…25%) и другие. Шлак стекает в горн и скапливаеться на поверхности жидкого чугуна благодаря меньшей плотности.

19)Расскажите о продуктах доменной плавки.

Чугун. В доменной печах получают чугун разного хим состава в зависимости от его назначения.

Передельный: для передела его в сталь. Литейный: используется на машиностроительных заводах при производстве фасонных отливок. Побочные продукты: шлак и доменный газ.

20)В чем сущность передела чугуна в сталь.

Сущность заключается в снижении содержания углерода и примесей путем их изберательного окисления и перевода в шлак.

21)Расскажите о первом этапе выплавки стали.

Заключается в расплавлении шихты и нагревание ванны жидкого металла. На этом этапе температура температура металла не высока, интенсивно происходит окисление железа и окисление примесей. Наиболее важная задача этого проц – удаление фосфора.

22)Что включает 2-ой этап выплавки стали.

Второй этап – кипение металлической ванны начинается с прогрева до более высоких температур чем на первом этапе. Т.к в металле мало примесей, то в него добавляют немного руды, окалины или вдувают кислород. Образующийся в металле оксид железа реагирует с углеродом, а пузырики CO выделяются из жидкого металла, вызывая тем самым кипение ванны. При кипении уменьшается содержание углерода, частично удаляются неметаллические включения и газы. Все это способствует к повышению качества металла. Чем больше Т кипения, тем больше серы переходит из металла в шлак.

23)Расскажите о 3-ем этапе выплавки стали.

Завершающий. Раскисление стали заключается в восстановлении FeO, но в готовой стали кислород вредная примесь, т.к понижает механические св-ва с тали, особенно при высоких температурах. Сталь раскисляют 2-я способами:

Осождающее раскисление: осуществляют в ведении в жидкую сталь растворимых раскислителей содержащие элементы Mn, Al.. В результате восстановленное железо и образовавшиеся оксиды MnO, AlO удаляются в шлак. Диффузионное раскисление: осуществляется раскислением шлака. Раскислители в мелкоразмельченном виде загружают на поверхность шлака. Раскислители восстанавливают FeO , уменьшают его содержание в шлаке. Образующиеся при таком способе раскисленные оксиды остаются в шлаке, а восстановленное железо переходит в сталь, что уменьшает в ней неметаллические включения и повышает ее качество.

24)Как выполняется легирование сталей.

Осуществляется введением фрросплавов или чистых металлов в неоход колличестве в расплав. Легирующие эл сродство у которых меньше чем у железа при плавки и разливки практически не окисляются и поэтому их вводят в печь в люблое время плвки. Легтрующие эл у кот сродство с кисл больше чем у железа вводят металл после раскисления или в конце плавки, а иногда непосредственно в ковш.

25)Как различают стали по степени раскисленности.

Различают: Спокойная сталь – получается при полном раскислении в печи и ковше. Кипящая – сталь раскислена в печи не полностью .Ее раскисление продолжается в изложнице при затвердивании слитка благодаря взаимодействию FeO и углерода. Кипящая сталь не сотержит неметаллических включенй поэтому обладает хорошей плотностью. Полуспокойная – имеет промежуточную раскисленность между спокойной и кипящей. Частично она раскисляется в печи и ковше, а частично в изложниче благодаря взимодействию FeO и углерода.

26) Изобразите схему мартеновской печи, укажите основные эллименты.

27)Расскажите о выплавки стали в кислородном конверторе.

Кислородно-конвертерный процесс – выплавка стали из чидкого чугуна в конвертере с основной футеровкой и продувкой кислородом через водоохлаждаемую фурму. Перед плавкой конвертер наклоняют, через горловину загружают сграб, заливают чугун при температуре 1250-1400. После этого конвертер поворачивают в вертекальное рабочее положение внутрь него вводят водоохлаждаемую фурму и через нее подают кислород род давлением. Одновременно с началом продувки в конвертер загружают известь, боксит, железную руду. Струи кислорода проникают в металл, вызывают его циркуляцию и перемешивается со шлаком. В кислородном конвертере создаются условия для удаления из металла фосфора в начале продувки ванны кислородом. Удаление серы из металла в шлак протекает в течении всей плавки. При выпуске стали из кнвертера ее раскисляют в ковше осождающим методом, затем из конвертера сливают шлак.

28)Расскажите о выплавке стали в дуговой электропечи.

Электропечи для выплавки конструкционных, высоколегированных, специальных сплавов и сталей. Печь загружают шихтой с помощью загрузочной бадьи. Свод печи в это время поднимают, а печь отводят в сторону. После загрузки печь вновь накрывают сводом. На дуговой печи можно осуществлять плавку 2-х видов: 1)Плавку на шихте из легированных отходов ведут без окисления примесей. После расплавления шихты из металла удаляют серу, наводя основной шлак. Затем приводят диффузионное раскисление , подавая на шлак молотый кокс. 2)Плавку на углеродистой шихте проводят в том случае, если используемые шихтовые материалы содержат фосфор. В печь загружают стальной лом, элетродный бой, кокс для углероживания и включают ток. Плавление ведут на высоких ступенях напряжения для более быстрого создания в печи жтдкой фазы. После выполняют конечное раскисление стали алюминием и выпускают металл из печи в ковш.

29)Расскажите о выплавке в индукционной тигельной печи.

Она состоит из водоохлаждаемого индуктора, внутри которого находится тигель с металлической шихтой. Через индуктор от генератора проходит однофазный переменный ток. При загрузке тщательно подбирается хим состав шихты. После расплавления шихты на поверхность металла загружают шлаковую смесь для уменьшения тепловых потерьметалла и уменьшения угара легурующих элементов, защиты его от насыщения газами. Металл расплавляют алюминием перед его выпуском из печи.

30)Как разливают сталь в изложницы.

Изложницы – чугунные формы для изготовления слитков. Сталь разливают в изложницы сверху, снизу. В изложницы сверху сталь разливают непосредственно из кавша. При сифонной разливке сталь заполняют несколько изложниц. Изложницы устанавливают на поддоне, в центе которого располагается центровой литник. Жидкая сталь из кавша поступает в центровой литник и снизу плавно без разбрыз заполняет изложницу. Для обычных углеродистых сталей используют разливку сверху, а для легированных и высококачественных разливку сифоном.

31) Как выполняют непрерывную разливку стали.

Состоит в том, что жидкую сталь из ковша через промежуточное разливное устройство непрерывно подают в водоохлаждаемый кристаллизатор, из нижней части которого вытягивается затвердивающий слиток. На выходе из кристаллизатора слиток охлаждается водой из форсунки в зоне вторичного охлаждения. Затем затвердевший слиток подают в зону резки где его разрезают газовым резаком на слитки заданной длины.

32)Что такое деформация? Какая она бывает?

Деформация-изменение формы и размеров тела под влиянием воздействия внешних сил или в рез проц возникающих в самом теле. Упругая деформация – деформация исчезающая после нагрузки. Пластическая – остающаяся после снятия нагрузки. При увеличении нагрузки упругая деформация переходит в пластическую, при дальнейшем повышении нагрузки проис разрушение тела.

33)Расскажите о физической сущности упругой деформации.

Упругая деформация исчезает после окончания действия приложенных сил. В основе упругих деформаций лежат обратимые смещения атомов металлов от положения равновесия( атомы не выходят за пределы межатомных связей)

34)Расскажите о физической сущности пластической деформации.

Под нагреванием перемещается на большее расстояние чем атомы и после снятия нагрузки остается в новом положении, и при этом тело изменяет форму и размеры.

35)ем характеризуется холодная деформация.

При холодной деформации отдельные зерна вытягиваются в направлении более интенсивного течения металла. Перемещение атомов обусловлено дефектами кристаллической решетки – дислакациями. Это приводит к искожению кристаллической решетки и образуются клубки дислокации, дислокации нач тормозиться. Металл перестает деформироваться и происходит наклеп( упрочнение). Прочность возраст, пластич падает.

36)Охарактерезуйте горячую деформацию.

Наз деформацию, характерезующуюся таким соотношением скоростей деформации и рекристаллизации, при котором рекрестализация успевает произойти во всем объеме заготовки без следов упрочнения. В структуре отсутствуют следы наклепа, сопротивление диформации умень в 10 раз, пластич увел в 3-4 раза. На поверхности появ слой окалины( слой оксидов).

37)Расскажите о наклепе и рекристализации .

Наклеп-это изменение механических свойств метала.

Изменение механических свойств состоит в том что , что при холодной пластической деформации по мере её увеличения повышаются характеристики прочности,пластичность снижается.

Рекристализация-это явление зарождения и ростаравноосныхзерен,в замен деформированных ,вытянутых происходящаяпри определенных температурах.Протекает с определенной скоростью,причем время требуемое для рекристаллизации тем меньше чем выше температура нагрева деформированной заготовки.

38)Охарактеризуйте процесс свободной ковки.

Процесс ковки состоит из чередования в определенной последовательности основных и вспоиогательных операций.Каждая основная операция определяется характером деформирования и применяймым оборудованием.

Осадка -оперция уменьшения заготовки или её поперечного сечения.

Протяжка- оперция уменьшения заготовки или её части за счет уменьшения площади поперечного сечения.

Прошивка-операция получения полостей в заготовке за счет вытеснения метала.

Отрубка-операция отделения части заготовки по незамкнотому контуру путем внедрения в заготовку деформируещего инструмента-топора.

39)Расскажите о продукции прокатного производства.

При прокатке получают:листы и ленты толщиной менее 1,5-6мм=холодная.Горячей=заготовки.сортовой и листовой метал,трубы,шары.При поперечно-винтовой=трубы,для прошивки слитка или заготовки в гильзу.

40)Как происходит выполняют нагрев заготовок перед обработкой далением.

Нагрев метела осуществляется в нагревательных печах или электоронагревательных устройствах(относят оборудование в котором теплота к заготовке передается конвекцией и излучением из нагревательной камеры.)Необходимую температуру до1300 цельсий и более получают снижением газообразного или жидкого топлива либо с помощью электрических нагревателей.

41) Что такое штаповка.

Штамповка-в открытых штампах характеризуется переменным зазором между подвиждной и неподвижной частями штампа.(получить почти всех видов)

Штамповка-в закрытых штампах характеризуется тем что полостьштампа в процессе диформирования остается закрытой.Может состаять из 3 частей.Необходимо сторого соблюдать равенство V заготовки и поковки,иначе при недостатке метала не заполняются узлы полости штампа,а при избытке размер поковки по h будет больше требуемого.Уменьшенный расход метала.

42)Какие виды прокатки вы знаете.

Машиностороительные-длиномерные изделия с определнной формой сечения.

Сортовые-делят на профили простой геометрической формы(круг) и фасонные(рельс)

Листовой-из стали и цветных металлов используют в раличных отраслях промышленности.

Трубы-делят на бесшовные и сварные.Бесшовные используют в наиболее ответственных случаях(в трубопроводах)

Переодические-имеют переодически изменяющиюся форму и площадь поперечного сечения вдоль оси заготовки.

43)Опешите процесс волочения.

Схема волочения трубы 1 накоторой удерживаетсяоправка 3.В этом случае профиль определяется зазором между волоокой 2 и оправкой 3.Для восстановления пластичности упрочнёныйволочениемметалл подвергают промежуточному отжигу.Барабанные станы-исходную заготовку в виде бунта укладывают на барабан.Предварительно заостренный конец заготовки пропускают через отверстие волоки 2 и закрепляют на барабане который приводится во вращение от электродвигателя через редуктор и зубчатую передачу.Многократне волочение-они имеют до 20 барабанов с установленными перед каждым из них волокон.