- •Бугульма 2011
- •Практическое занятие №1
- •1. Основы теории
- •1.1. Способ и условия построения диаграмм фазового равновесия
- •1.2. Основные типы диаграмм фазового равновесия
- •1.3. Анализ диаграмм фазового равновесия
- •2. Практическая часть
- •2.1. Порядок выполнения работы
- •2.2 Пример построения диаграммы состояния (система «олово – цинк»)
- •3. Термины и определения.
- •Практическое занятие №2 анализ диаграммы фазового равновесия сплавов системы «железо - цементит»
- •1. Основы теории
- •1.1. Общие сведения
- •1.3. Анализ структурного состава
- •2. Практическая часть
- •2.1. Порядок выполнения анализа диаграммы состояния «железо – цементит»
- •3. Термины и определения.
- •Практическое занятие №3 выбор режима нагрева стали при термообработке
- •1. Основы теории
- •1.1 Нагрев при термообработке.
- •1.2.Химическое действие на сталь нагревающей среды.
- •2.Практическая часть
- •2.1. Методика расчёта времени нагрева деталей при термической обработке
- •2.2. Порядок выполнения работы
- •Пример выполнения задания
- •Исходные данные для выполнения индивидуального задания Материал деталей – сталь низколегированная
- •Индивидуальные задания для выполнения расчетов времени нагрева.
- •1.2.Отжиг стали.
- •1.3.Нормализация стали.
- •1.4.Закалка стали
- •1.5. Отпуск стали
- •2.Практическая часть
- •2.1. Порядок выполнения работы
- •Индивидуальные задания для выполнения расчетов
- •2.2.Пример выполнения задания.
- •Практическое занятие №5 закаливаемость и прокаливаемость стали
- •2. Практическая часть
- •2.1. Порядок выполнения работы
- •2.2.Пример выполнения задания.
- •Практическое занятие №6 расчет состава шихты для выплавки цветных сплавов заданного состава.
- •1.Основы теории.
- •1.1. Шихтовые материалы.
- •1.2. Подготовка шихтовых материалов.
- •1.3. Составление и расчёт шихты.
- •2. Практическая часть
- •2.2.Пример выполнения расчёта.
- •2.2.1 Расчёт шихты из первичных металлов.
- •2.2.2 Расчёт шихты с применением лигатуры
- •2.2.3 Расчёт шихты из отходов своего производства с применением первичных металлов и лигатур
- •Практическое занятие №7 выбор стали для обеспечения надежности работы изделия в услових эксплуатации
- •2.Практическая часть
- •2.1. Порядок выполнения работы
- •2.2 Перечень задач для выполнения индивидуальных заданий
- •Содержание
- •Литература
- •Диаграммы состояния двойных систем для выполнения индивидуальных заданий
- •Задание для расчётной работы "Расчёт шихты "
- •Угар, % (масс. Доля) некоторых компонентов при плавке цветных сплавов.
- •Химический состав медных сплавов, %. Бронзы.
- •Химический состав сплавов на основе меди, %. Латуни.
- •Химический состав магниевых сплавов, %.
- •Химический состав сплавов на основе алюминия, %.
- •Состав лигатур
- •Справочные материалы
- •Сталь углеродистая обыкновенного качества (гост 380 – 94)
- •Механические свойства некоторых марок улучшаемых сталей
- •Сталей в состоянии поставки
- •Механические свойства термически обработанных цементуемых легированных сталей
- •Химический состав и твердость улучшаемых легированных сталей в состоянии поставки
- •Механические свойства термически обработанных улучшаемых легированных сталей
Практическое занятие №3 выбор режима нагрева стали при термообработке
При разработке технологии термической обработки в зависимости от её назначения необходимо установить следующие технологические параметры, согласно циклограмме:
режим нагрева деталей или заготовок при термообработке, т. е. температуру нагрева, допустимую скорость и время нагрева;
характер среды, где должен осуществляться нагрев и ее химическое действие на нагреваемый металл;
условия охлаждения от высоких температур (рис.12).
Рис.12. Схема собственно термической обработки
Цель практической работы: изучение видов термической обработки стали, назначения, технологических режимов проведения, особенностей формирования структуры и свойств в процессе нагрева и охлаждения.
1. Основы теории
1.1 Нагрев при термообработке.
Условия нагрева определяются в зависимости от нагревательных устройств. Ими могут быть нагревательные печи топливные или электрические, соляные ванны или ванны с расплавленным металлом. Нагрев может осуществляться также пропусканием через изделие электрического тока или индукционный нагрев токами промышленной или высокой частоты.
С точки зрения производительности нагрев необходимо осуществлять с максимальной скоростью. Форсированный нагрев уменьшает также окалинообразование, обезуглероживание стали, рост аустенитного зерна. Однако при этом необходимо учесть возникающий перепад температуры по сечению изделия, вследствие чего в металле возникают термические напряжения, которые могут усиливаться фазовыми напряжениями, если фазовые превращения в разных сечениях протекают в разное время. Если растягивающие внутренние напряжения превысят σт или σв. стали, то возможно, коробление или образование трещин.
Допускаемая скорость нагрева может быть тем выше, чем менее легирована сталь, однороднее ее макро- и микроструктура, проще конфигурация изделия и равномернее подвод тепла к нему.
Время выдержки в печи при термической обработке деталей зависит от формы и размеров изделия. Ориентировочные нормы нагрева стали приведены в таблице 4.
Таблица 4.
Ориентировочные нормы нагрева стали при термической обработке в лабораторных электрических печах
Температура нагрева, ºC |
Форма изделия |
||
круг |
квадрат |
пластина |
|
Продолжительность нагрева, мин. |
|||
на 1 мм диаметра |
на 1 мм толщины |
||
600 |
2 |
3 |
4,0 |
700 |
1,5 |
2,2 |
3,0 |
800 |
1,0 |
1,5 |
2,0 |
900 |
0,8 |
1,2 |
1,6 |
1000 |
0,4 |
0,6 |
0,8 |
На практике для изделий из углеродистых машиностроительных сталей выбирают скорость нагрева в печах 0,8 ... 1 мин на 1 мм сечения (толщины пластины, диаметра цилиндра). При нагреве в соляных ваннах время нагрева уменьшается в 2 раза, в расплавленном - свинце — в 3 - 4 раза. Скорость нагрева легированных сталей уменьшается на 25 - 40%.
Условия нагрева при массовом производстве отрабатываются опытным путем.