Введение

Данная курсовая работа является заключительной и обобщающей работой по дисциплинам «Технология конструкционных материалов» и «Материаловедение», ступенью для последующих курсовых работ, в том числе и для дипломного проекта.

При выборе технологии производства деталей необходимо ориентироваться в первую очередь на требования изделий, которые нужно получить. Необходимо уметь правильно выбрать материал, определить его химический состав, назначить оптимальный режим термической обработки, описать его структуру и свойства, составить технологические процессы получения и обработки материала заготовки.

Выбор способа получения заготовки – всегда очень сложная, подчас трудноразрешимая задача, так как часто различные способы могут надежно обеспечить технические и экономические требования, предъявляемые к детали. Таким образом, выбранный способ получения заготовки должен быть экономичным, обеспечивающим высокое качество детали, производительным, нетрудоемким процессом. Оценку целесообразности и технико-экономической эффективности применения того или иного способа необходимо производить с учетом всех его недостатков и преимуществ.

1 Выбор материала и способа получения заготовки

1.1Выбор материала

При выборе материала руководствуются, прежде всего, необходимыми свойствами: механическими, эксплуатационными. Принимаются также во внимание серийность и экономические затраты на производство материала. В таблице 1 приведены все требуемые свойства выбираемого материала.

Механические свойства условия эксплуатации детали представлены в таблице 1:

в, МПа	, %	ρ, т/м^3	НВ	Условия эксплуатации
не менее 147	не менее 1%	2,66	50	Статические и динамические нагрузки, ответственное назначение, герметичность.

Таблица 1 – Механические свойства условия эксплуатации детали

На основании этих данных выбираются сплавы, которые имеют низкую плотность и низкое относительное удлинение, а также низкие предел прочности и твердость. Этим требованиям соответствуют литейные алюминиевые сплавы. Чугуны и стали не рассматриваются. По назначению конструкционные литейные алюминиевые сплавы можно условно разделить на следующие группы:

- сплавы, отличающиеся высокой герметичностью;

- высоко прочные и жаропрочные сплавы;

- коррозионно-стойкие сплавы.

По условиям эксплуатации подходит сплав АК7ч.

Сплав АК7ч относится к герметичным конструкционным материалам, при испытании на герметичность разрушается без течи, что обусловлено его прочностью и пластичностью.

Химический состав сплава приведен в таблице 2:

Сплав	Mg, %	Si, %	Mn, %	Ti, %	Другие элементы, %
АК7ч	0,2-0,5	6-8	До 0,4	Менее 0,1	2

Таблица 2 – Химический состав сплава АК7ч

Он является доэвтектическим в системе Al – Si. Основными составляющими двойных сплавов Al с Si являются первичные кристаллы α (Al) твердого раствора и двойная эвтектика α (Al) + Si, а также нередко содержит и первичные кристаллы кремния. Для измельчения структуры эвтектики и устранения избыточных кристаллов кремния силумины модифицируют натрием (0,05-0,08%) путём присадки расплаву смеси солей 67% NaF и 33% NaCl. В присутствии натрия происходит смещение линий диаграммы состояния. В этом случае в структуре сплава вместо избыточного кремния появляются кристаллы α-раствора. Эвтектика приобретает тонкое строение и состоит из мелких кристаллов β-(Si) и твёрдого раствора. В процессе затвердевания кристаллы кремния обволакиваются плёнкой силицида натрия Na₂Si, которая затрудняет их рост. Такие изменения структуры улучшают механические свойства сплава.

Al(α)

Эвтектика(α+Si)

Рисунок 1 – Микроструктура силумина после модифицирования

Марка сплава	Температура плавления	Температурный интервал кристаллизации	Температура литья	Линейная усадка, %		Жидкотекучесть при 700 ^0С (прутковая проба), мм	Склонность к образованию горячих (тширина кольцарещин), мм		Герметичность		Склонность к газонасыщению
	^0С
АК7ч	550	620-577	690-750	1,0		350	Не образуется		Высокая

Технологические свойства сплава приведены в таблице 3:

Таблица 3 – Технологические свойства АК7ч

Из таблицы 3 видно, что сплав АК7ч имеет узкий интервал кристаллизации, хорошие литейные свойства: небольшую линейную усадку, повышенную жидкотекучесть, обеспечивающую получение тонкостенных и сложных по конфигурации отливок, малую склонность к образованию трещин при затрудненной усадке и рассеянную усадочную пористость. Кристаллизация идет от периферийной зоны (стенок формы) к внутренним зонам отливки, что вызывает образование между первичными кристаллами сплошного слоя мелкозернистой эвтектики. Это препятствует образованию сквозных усадочных каналов между зернами твердого раствора.