- •Цель, задачи и содержание дисциплины. Значение в технологической подготовке инженеров.
- •Виды современных конструкционных материалов.
- •Методы получения заготовок и их обработки
- •Технологические свойства конструкционных материалов.
- •Пути повышения качества и эффективности использования конструкционных материалов.
- •Основы металлургии. Производство чугуна в домнах. Продукция доменного производства и области ее применения.
- •Основы производства стали. Особенности процесса. Влияние процесса плавки на качество и свойства стали.
- •Производство стали в конверторах.
- •Производство стали в мартеновских печах.
- •Производство стали в электропечах.
- •Раскисление стали.
- •Способы разливки стали.
- •Строение и дефекты слитка кипящей стали.
- •Строение и дефекты слитка спокойной стали.
- •Ликвация. Химические неоднородности в стали.
- •Производство меди.
- •Производство титана.
- •Основы технологии литейного производства. Общая характеристика. Литейные сплавы и их свойства.
- •Ручная и машинная формовка. Формовочные и стержневые смеси.
- •Заливка литейных форм. Выбивка отливок. Очистка и обрубка отливок.
- •Специальные способы литья.
- •Литье по выплавляемым моделям.
- •Литье в оболочковые формы.
- •Центробежное литье. Получение труб литьем.
- •Литье в металлические формы.
- •Электрошлаковое литье.
- •Обработка металлов давлением. Упругая и пластическая деформация. Горячая и холодная обработка металлов давлением.
- •Прокатка. Сущность процесса. Продукция прокатного производства.
- •Прессование. Технологические процессы прессования.
- •Волочение. Понятие о технологическом процессе волочения.
- •Ковка. Сущность процесса и основные операции ковки.
- •Листовая штамповка.
- •Объемная штамповка.
- •Сущность процесса сварки, условия образования межатомных и межмолекулярных связей при сварке.
- •Классификация способов сварки. Строение и структурно-фазовые превращения при сварке.
- •Классификация способов сварки по состоянию металла в зоне соединения
- •Сварочная дуга, строение и условия устойчивости горения.
- •Сварочные материалы. Сварочная проволока. Электроды для ручной дуговой сварки, виды покрытий, типы и марки.
- •Источники питания сварочной дуги. Классификация и требования к источникам питания.
- •Технологические возможности способов электрической сварки плавлением. Ручная дуговая сварка. Области применения.
- •Полуавтоматическая дуговая сварка. Область применения.
- •Автоматическая дуговая сварка под флюсом. Область применения.
- •Анодно-механическая обработка заготовок.
- •Электрохимическая обработка заготовок.
- •Ультразвуковая обработка заготовок.
- •Способы нанесения покрытий.
- •Основные виды покрытий. Износостойкие и антикоррозионные покрытия.
- •Современные неметаллические конструкционные материалы. Разновидности и области применения.
- •Пластмассы. Классификация и область применения.
- •Способы изготовления изделий из термопластов. Экструзия, литье и штамповка.
- •Способы изготовления изделий из реактопластов. Формообразование, горячее прессование, методы литья, обработка в твердом состоянии, сварка и склеивание.
- •Порошковая металлургия. Сущность процесса получения деталей. Область применения.
Производство стали в мартеновских печах.
Мартеновский способ вызван к жизни необходимостью перерабатывать стальной лом и отходы производства. Требовалось создать печь, в которой температура была бы настолько высокой, чтобы можно было плавить сталь и железо. Получение высокой температуры в мартеновской печи дало возможность не только использовать промышленные отходы в качестве шихтовых материалов, но и получать стали с весьма разнообразными свойствами. Мартеновская сталь поступает в виде листовой и сортовой, рельсов, отливок, заготовок для ковки и штамповки.
Плавка стали в электропечах дает возможность получать высококачественные стали. Сущность процесса заключается в очищении стали от шлаков и примесей в виде серы и фосфора.Сера и фосфор в стали являются вредными примесями. Сера снижает литейные свойства, препятствует выходу газов из жидкой стали, вызывает ломкость. Фосфор снижает пластичность и вызывает хладноломкость (хрупкость) стали. Кремний повышает упругость и вязкость стали, марганец повышает износоустойчивость.
Производство стали в электропечах.
Плавка в электропечах имеет ряд преимуществ перед плавкой в конверторах и мартеновских печах. Высокая температура позволяет применять сильноосновные шлаки, вводить большое количество флюсов и достигать максимального удаления из стали серы и фосфора. Для плавки в электропечи не требуется воздуха; окисляющая способность печи невысока, поэтому количество FeO в ванне незначительно, сталь получается достаточно раскисленная и плотная. Благодаря высокой температуре в печи можно получить легированные стали с тугоплавкими элементами: вольфрамовые, молибденовые и др.
Исходными материалами для плавки в электропечах являются стальной лом, железная руда, окалина. Передельный мартеновский чугун применяют только для сталей с высоким содержанием углерода, но чаще заменяют электродным боем или малосернистым коксом.
В качестве флюсов в основных печах применяют известь, а в кислых печах — кварцевый песок. Для разжижения основных шлаков применяют плавиковый шпат, боксит и шамотный бой, а для кислых шлаков — известь и шамотный бой. Для раскисления стали, кроме обычных ферросплавов, применяют комплексные раскислители (АМС, содержащий по 10% кремния, марганца и алюминия, силикомарганец, силикокальций).
Все материалы, загружаемые в электрические печи, должны быть сухими, чтобы не произошло насыщения сталиводородом от разложения влаги.
Раскисление стали.
Раскисление металлов — процесс удаления из расплавленных металлов (главным образом стали и других сплавов на основе железа) растворённого в них кислорода, который является вредной примесью, ухудшающей механические свойства металла. Для раскисления применяют элементы (или их сплавы, например ферросплавы), характеризующиеся большим сродством к кислороду, чем основной металл. Так, сталь раскисляют алюминием, который образует весьма прочный окисел Al2O3, выделяющийся в жидком металле в виде отдельной твёрдой фазы. Также используют углерод, ферросилиций и ферромарганец для раскисления стали. Раскисление является заключительной операцией перед заливкой, которая в значительной мере определяет свойства готового металла. Задачами раскисления являются:
- снижение растворимости кислорода присадками элементов - раскислителей, характеризующихся большим сродством к кислороду, чем железо, до уровня, обеспечивающего получение плотного металла;
- создание условий для возможно полного удаления образующихся продуктов раскисления из жидкой стали