Міністерство освіти та науки україни національна металургійна академія україни програма, методичні вказівки та контрольні завдання з дисципліни icon

Міністерство освіти та науки україни національна металургійна академія україни програма, методичні вказівки та контрольні завдання з дисципліни




Скачати 281.82 Kb.
НазваМіністерство освіти та науки україни національна металургійна академія україни програма, методичні вказівки та контрольні завдання з дисципліни
Дата22.06.2012
Розмір281.82 Kb.
ТипДокументи

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ


НАЦІОНАЛЬНА МЕТАЛУРГІЙНА АКАДЕМІЯ УКРАЇНИ










ПРОГРАМА, МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

ТА КОНТРОЛЬНІ ЗАВДАННЯ


з дисципліни

ВИРОБНИЦТВО ВИЛИВКІВ ЗІ

СПЕЦІАЛЬНИМИ ВЛАСТИВОСТЯМИ”


ДЛЯ СТУДЕНТІВ ЗАОЧНОЇ ФОРМИ НАВЧАННЯ

НАПРЯМУ ПІДГОТОВКИ 6.050402 Ливарне виробництво


ДНІПРОПЕТРОВСЬК НМетАУ 2011

^ МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ


НАЦІОНАЛЬНА МЕТАЛУРГІЙНА АКАДЕМІЯ УКРАЇНИ







^ ПРОГРАМА, МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

ТА КОНТРОЛЬНІ ЗАВДАННЯ


з дисципліни

ВИРОБНИЦТВО ВИЛИВКІВ ЗІ

СПЕЦІАЛЬНИМИ ВЛАСТИВОСТЯМИ”


^ ДЛЯ СТУДЕНТІВ ЗАОЧНОЇ ФОРМИ НАВЧАННЯ

НАПРЯМУ ПІДГОТОВКИ 6.050402 Ливарне виробництво


Затверджено

на засіданні кафедри

ливарного виробництва

Протокол № 10 від 22.11.2010


ДНІПРОПЕТРОВСЬК НМетАУ 2011


УДК 621.74(07)


Програма, методичні вказівки та контрольні завдання з дисципліни

“Виробництво виливків зі спеціальними властивостями” для студентів заочної форми навчання за напрямом підготовки 6.050402 Ливарне виробництво/ Укл.: В.Т.Калінін, Л.Х.Іванова. - Д.: НМетАУ, 2011.- 20 с.


Вміщують робочу програму з дисциплі-

ни, методичні вказівки до вивчення програм-

ного матеріалу та виконання практичних ро-

біт, а також перелік питань до контрольних

робіт.

Призначені для студентів заочної форми

навчання за напрямом підготовки 6.050402 –

Ливарне виробництво .


Укладачі: В.Т.Калінін, д-р техн. наук, проф.

Л.Х. Іванова, д-р техн. наук, проф.


Відповідальний за випуск В.Є.Хричиков, д-р техн.наук, проф.


Підписано до друку 31.01.2011. Формат 60х84 1/16. Папір друк.

Друк офсетний. Облік.-вид.арк. 1,64. Умов.друк.арк. 1,62. Тираж 100.


Національна металургійна академія України

49635, Дніпропетровськ, пр.Гагаріна,4

_________________

Кафедра ливарного виробництва

ЗМІСТ



ВСТУП . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .


^ 1 РОБОЧА ПРОГРАМА З ДИСЦИПЛІНИ

ВИРОБНИЦТВО ВИЛИВКІВ ЗІ

СПЕЦІАЛЬНИМИ ВЛАСТИВОСТЯМИ”. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.1 Лекційний курс -20 год . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.2 Практичні заняття – 8 год . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .


^ 2 МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ЩОДО ВИВЧЕННЯ

ПРОГРАМНОГО МАТЕРІАЛУ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.1 Вступ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.2 Особливості виробництва та якості чавунних виливків

зі спеціальними властивостями:

2.2.1 Виливки із жаростійких, зносостійких та корозійностійких

хромистих чавунів. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.2.2 Виливки із жаростійких та корозійностійких крем’янистих

чавунів. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.2.3 Виливки із жаростійких та зносостійких алюмінієвих

чавунів . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.2.4 Виливки із зносостійких та немагнітних марганцевих

чавунів. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.2.5 Виливки із зносостійких, жароміцних, корозійностійких

та маломагнітних нікелевих чавунів. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.2.6 Виливки із антифрикційних чавунів. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.3 Особливості виробництва та якості сталевих виливків

зі спеціальними властивостями . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

^ 3 МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ДО ВИКОНАННЯ

ПРАКТИЧНИХ РОБІТ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.1 Розрахунок шихти для плавлення сталей зі

спеціальними властивостями . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.2 Розрахунок литникових систем для виливків з чавунів

зі спеціальними властивостями . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .


^ 4 ЗАВДАННЯ НА КОНТРОЛЬНІ РОБОТИ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .


ПЕРЕЛІК РЕКОМЕНДОВАНИХ ДЖЕРЕЛ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4


5

5

7


8

9


9


10


11


12


12

13


13


15


15


15


16


20




ВСТУП


Згідно з навчальним планом та програмою дисципліни “Виробництво виливків зі спеціальними властивостями” передбачена робота студентів в об’ємі 188 годин самостійних занять по джерелах літератури, нормативних документах і виконанню контрольної роботи. Крім того, згідно з навчальним планом передбачено проведення 20 годин лекційних і 8 годин практичних аудиторних занять на кафедрі ливарного виробництва. В лекціях будуть розглянуті найбільш актуальні та складні питання в галузі виробництва виливків з чавунів зі спеціальними властивостями.

Зміст і об’єм самостійної роботи студентів по вивченню джерел літератури та нормативних документів в об’ємі 188 год:

а) стан і напрями розвитку виробництва виливків із чавунів зі спеціальними властивостями в Україні та за кордоном [1-3]. Класифікація легованих чавунів для виливків зі спеціальними властивостями [4-5] . . . . . . . . . . 8 год

б) особливості виробництва та якості виливків із різних чавунів:

1) виливки із із жаростійких, зносостійких та корозійностійких

хромистих чавунів [4,6-13] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 год

2) виливки із жаростійких та корозійностійких крем’янистих

чавунів [4,6-13] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 год

3) виливки із жаростійких та зносостійких алюмінієвих

чавунів [4,6-13] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 год

4) виливки із зносостійких та немагнітних марганцевих

чавунів [4,6-13] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 год

5) виливки із зносостійких, жароміцних, корозійностійких

та маломагнітних нікелевих чавунів [4,6-33] . . . . . . . . . . . 20 год

6) виливки із антифрикційних чавунів [6-13] . . . . . . . . . . . . . 20 год

в) особливості виробництва та якості виливків із

різних сталей [1,5,14-16]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 год

Результати самостійного вивчення студентами джерел реалізуються у формі виконання контрольної роботи, усі положення якої повинні бути підтверджені посиланнями на ці джерела з вказівкою їх номера та сторінок, наприклад [ 3,c.5-12].


^ 1 РОБОЧА ПРОГРАМА З ДИСЦИПЛІНИ

ВИРОБНИЦТВО ВИЛИВКІВ ЗІ СПЕЦІАЛЬНИМИ

ВЛАСТИВОСТЯМИ”


1.1 Лекційний курс - 20 год


Тема 1 Вступ - 1 год

Стан і перспективні напрями розвитку виробництва виливків із сплавів зі спеціальними властивостями в Україні та за кордоном. Класифікація промислових чавунів та сталей для виливків зі спеціальними властивостями за переважанням легування та призначенням. Властивості цих груп чавунних та сталевих виливків, їх роль у різних галузях народного господарства.


^ Тема 2 Виробництво виливків із жаростійких, зносостійких та корозійностійких хромистих чавунів - 3 год

Виливки із жаростійких, зносостійких та корозійностійких хромистих чавунів: марки, хімічний склад і властивості за ГОСТ 7769-82. Ливарні властивості (рідкотекучість, ливарна усадка, температура заливання та ін.) хромистих чавунів. Експлуатаційні властивості (зносостійкість, корозійна стійкість, жаростійкість і т.ін.) хромистих чавунів. Застосування хромистих чавунів. Вплив хімічного складу та умов кристалізації на структуру і властивості хромистих чавунів. Плавлення чавунів. Принципи вибору хімічного складу чавунів, вибір шихтових матеріалів. Особливості технології виготовлення виливків із хромистих чавунів, що обумовлені їх ливарними властивостями. Термічне оброблення виливків із хромистих чавунів.


^ Тема 3 Виробництво виливків із жаростійких та корозійностійких крем’янистих чавунів - 2 год

Виливки із жаростійких та корозійностійких крем’янистих чавунів: марки, хімічний склад і основні фізико-механічні властивості за ГОСТ 7769-82. Ливарні властивості (рідкотекучість, ливарна усадка та ін.) крем’янистих чавунів. Експлуатаційні властивості (корозійна стійкість, жаростійкість і т.ін.) крем’янистих чавунів. Застосування крем’янистих чавунів. Вплив хімічного складу та умов кристалізації на структуру і властивості хромистих чавунів. Плавлення чавунів. Принципи вибору хімічного складу чавунів, вибір шихтових матеріалів. Особливості технології виготовлення виливків із хромистих чавунів, що обумовлені їх ливарними властивостями. Термічне оброблення виливків із крем’янистих чавунів.

^ Тема 4 Виробництво виливків із жаростійких та зносостійких алюмінієвих чавунів - 2 год

Виливки із жаростійких та зносостійких алюмінієвих чавунів: марки, хімічний склад і властивості за ГОСТ 7769-82. Ливарні властивості (рідкотекучість, ливарна усадка, температура заливання та ін.) алюмінієвих чавунів. Експлуатаційні властивості (зносостійкість, жаростійкість і т.ін.) алюмінієвих чавунів. Застосування алюмінієвих чавунів. Вплив хімічного складу та температури на структуру і механічні властивості алюмінієвих чавунів. Плавлення чавунів. Принципи вибору хімічного складу чавунів, вибір шихтових матеріалів.. Особливості технології виготовлення виливків із алюмінієвих чавунів, що обумовлені їх ливарними властивостями. Термічне оброблення виливків із алюмінієвих чавунів.


^ Тема 5 Виробництво виливків із зносостійких та немагнітних марганцевих чавунів - 2 год

Виливки із зносостійких та немагнітних марганцевих чавунів: марки, хімічний склад і властивості за ГОСТ 7769-82. Ливарні властивості (рідкотекучість, ливарна усадка, температура заливання та ін.) марганцевих чавунів. Експлуатаційні властивості марганцевих чавунів. Застосування марганцевих зносостійких чавунів. Вплив хімічного складу та температури на структуру і механічні властивості марганцевих чавунів. Плавлення чавунів. Принципи вибору хімічного складу чавунів, вибір шихтових матеріалів. Особливості технології виготовлення виливків із марганцевих чавунів, що обумовлені їх ливарними властивостями. Термічне оброблення виливків із марганцевих чавунів.


^ Тема 6 Виробництво виливків із зносостійких, жароміцних, корозійностійких та маломагнітних нікелевих чавунів - 2 год

Виливки із зносостійких, жароміцних, корозійностійких та маломагнітних нікелевих чавунів: марки, хімічний склад і властивості за ГОСТ 7769-82. Ливарні властивості (рідкотекучість, ливарна усадка, температура заливання та ін.) нікелевих чавунів. Експлуатаційні властивості нікелевих чавунів. Застосування нікелевих чавунів з пластинчастим та кулястим графітом. Вплив хімічного складу та температури на механічні властивості нікелевих чавунів. Плавлення чавунів. Принципи вибору хімічного складу чавунів, вибір шихтових матеріалів. Особливості технології виготовлення виливків із нікелевих чавунів, що обумовлені їх ливарними властивостями. Термічне оброблення виливків із нікелевих чавунів.


^ Тема 7 Виробництво виливків із антифрикційних чавунів- 2 год

Виливки із антифрикційних чавунів: марки, хімічний склад і властивості за ГОСТ 1585-85. Ливарні властивості (рідкотекучість, ливарна усадка, температура заливання та ін.) антифрикційних чавунів. Експлуатаційні властивості антифрикційних чавунів. Застосування антифрикційних чавунів з пластинчастим, кулястим графітом та графітом відпалу. Вплив хімічного складу та температури на механічні властивості антифрикційних чавунів. Плавлення чавунів. Принципи вибору хімічного складу чавунів, вибір шихтових матеріалів. Особливості технології виготовлення виливків із антифрикційних чавунів, що обумовлені їх ливарними властивостями. Термічне оброблення виливків із антифрикційних чавунів.


^ Тема 8 Виробництво виливків із легованих сталей зі спеціальними властивостям- 6 год

Сталі для виливків, класифікації за структурою та призначенням. Галузі застосування легованих сталей зі спеціальними властивостями Хімічний склад та механічні властивості легованих сталей зі спеціальними властивоятями за ГОСТ 977-88. Характеристика спеціальних властивостей сталей (корозійна стійкість, жароміцність, жаростійкість, зносостійкість). Виливки із кременистої, марганцевистої, нікелевої, хромистої, хромонікелевої, молібденової, ванадієвої, вольфрамової, титанистої та мідистої сталей. Фізичні властивості литих сталей.

Шихтові матеріали для плавлення сталей. Вибір плавильного агрегату. Класифікація процесів та їх загальна характеристика. Розливання сталей, визначення температури заливання. Особливості плавлення високомарганцовистої сталі 110Г13Л. Процеси кристалізації та формування структури виливків. Основні технологічні заходи з попередження утворення напружень, гарячих та холодних тріщин.

Особливості технології виготовлення виливків, що обумовлені їх ливарними властивостями. Вплив термічного оброблення на властивості сталей.


^ 1.2 Практичні роботи - 8 год


Робота 1 Розрахунок шихти для виплавлення сталей зі спеціальними властивостями – 4 год

Робота 2 Розрахунок литникових систем для виливків з чавунів зі спеціальними властивостями – 4 год


^ 2 МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ЩОДО ВИВЧЕННЯ

ПРОГРАМНОГО МАТЕРІАЛУ


Першим етапом роботи студента над курсом є виконання їм контрольної роботи.

Метою контрольної роботи є перевірка самостійної роботи студента над матеріалом дисципліни у період між очними заняттями в академії. Завдання видаються студентам відразу після закінчення попередньої сесії під час настановних занять з дисципліни, що вивчатиметься, та студент має можливість протягом не менше трьох місяців проробити рекомендовані джерела з кожного питання завдання на контрольну роботу. Завдання складає та видає викладач з таким розрахунком, щоб студент ознайомився з основними питаннями по кожній з тем курсу, зміст котрих передбачено програмою. Наприкінці програми наведено перелік основних джерел літератури, що необхідна для проробки питань, передбачених завданням.

Самостійна робота над літературою є основною формою проробки курсу студентом заочної форми навчання, тому що очні заняття, що проводяться у невеликому об‘ємі та закінчуються лише за один-два дні до екзамену, присвячені розгляду деяких з найбільш важливих питань по окремих розділах курсу. Тому при виконанні контрольної роботи студент не повинен обмежуватися проробкою тільки лише тих матеріалів, що безпосередньо відносяться до питання, що розглядається, а необхідно проробити щонайменше увесь попередній йому матеріал як його викладено у програмі. Це тим більш необхідно, тому що в контрольній роботі неприпустимо викладення відповідей на питання у вигляді компіляції текстів з літературних джерел, що буде свідчити про непідготовленість студента та така контрольна робота не буде зараховуватися. Студент повинен писати відповідь на запитання контрольної роботи закривши книги, що він перед цим пророблював. Викладення відповіді за своєю формою та змістом повинно носити характер наче розгорненої відповіді на питання екзаменаційного білету.

Під час пророблення курсу студенту доводиться користуватися багатьма літературними джерелами, тому конче потрібно конспектувати матеріал, що пророблюється. Це полегшує й безпосередню підготовку до екзамену, для якої в процесі екзаменаційної сесії студент має лише один-два дні.

При проробленні програмного матеріалу для кращого його засвоєння можна рекомендувати таке по темах програми.

2.1 Вступ


Спочатку необхідно розглянути стан і перспективні напрями розвитку виробництва виливків із сплавів заліза в Україні та за кордоном, а також загальний об’єм світової продукції ливарного виробництва [1-3]. Як відомо, сучасне машинобудування потребує матеріалів, що мають не тільки підвищену міцність, а й також ряд спеціальних властивостей, що забезпечує тривалу та надійну роботу виливків у самих різноманітних умовах експлуатації. Такими матеріалами є леговані вуглецеві сплави на основі заліза (чавуни та сталі).

Потім також конче необхідно добре засвоїти класифікацію промислових чавунів та сталей для виливків зі спеціальними властивостями за переважанням легування та призначенням, а також властивості цієї групи чавунних виливків, їх роль у різних галузях народного господарства [4-16]. Наприклад леговані чавуни звичайно класифікуються як жароміцні, жаростійкі, зносостійкі, корозійностійкі, немагнітні, антифрикційні, а за складом – як хромисті, нікелеві, крем’янисті, алюмінієві, марганцеві. Леговані сталі класифікують за классом (структурою) як марненситні, мартенсито-феритні, аустенітно-мартенситні, аустенітно-феритні та аустенітні.

Слід звернути увагу на особливості оцінювання спеціальних властивостей цих ливарних сплавів, наприклад, зносостійкість оцінюють за відносною зміною маси зразка при випробуванні у різних середовищах, а також при сухому терті та терті з мастилом [13].

Потім потрібно засвоїти, що спеціальні властивості визначаються насамперед складом та головним чином вмістом легувальних елементів, в протилежність конструкційним чавунам, властивості котрих у першу чергу визначаються структурою.


^ 2.2 Особливості виробництва та якості чавунних виливків зі

спеціальними властивостями


2.2.1 Виливки із жаростійких, зносостійких та корозійностійких

хромистих чавунів


Необхідно чітко уявити особливості кристалізації хромистих чавунів різного хімічного складу. Без цих уявлень неможливо засвоєння подальшого матеріалу. Наприклад, морфологічні особливості мікроструктури хромистих білих чавунів значною мірою залежать від того, карбіди якого типу виділяються першими з розплаву, що кристалізується. Це може бути орторомбічний карбід (Fe,Cr)3C, тригональний карбід (Cr,Fe)7C3 або кубічний карбід (Cr,Fe)23C6. Марганець, нікель і мідь підвищують розчинність вуглецю в аустеніті та відповідно зменшують кількість карбідів, що утворюються. Розміри карбідів залежать від швидкості охолодження виливка, а також від вмісту в чавуні виливка вуглецю та хрому. Орієнтирування карбідів перпендикулярно поверхні, що зношується, досягається застосуванням металевих форм, а також місцевих зовнішніх холодильників. Максимальну зносостійкість мають чавуни з вмістом хрому більше за 11…13%, через підвищену твердість карбідів та розгалужену будову в евтектиці, а також через міцну та тверду мартенситну металеву основу [11].

Крім того зносостійкість визначається структурою та твердістю сплаву, тому необхідно знати вплив на твердість режимів термічного оброблення. Вельми корисно за цього одержання мартенситної структури [13].

Плавлення хромистих чавунів можна робити як у дугових, так і в індукційних плавильних агрегатах.

При оцінюванні особливостей ливарних, технологічних та фізичних властивостей потрібно згадати особливості усадки цих чавунів, схильність їх до утворення усадочних раковин зі збільшенням вмісту хрому та зменшенням вмісту вуглецю. Наприклад, при 1% Cr об’єм усадочних раковин Wp= 2,5-3,5%, а при 20% Cr та більше він досягає 7%, що пов’язано, з повним подавлюванням процесу графітизації, тому при високому вмісті хрому необхідно передбачати живлення виливків надливами, як за сталевого лиття. Слід також ураховувати, що зі збільшенням вмісту хрому підвищується схильність чавуна до утворення холодних тіщін, тому необхідно при охолодженні виливків та їх термічному обробленні створювати умови, що забезпечують рівномірне охолодження різних частин виливків.

Таким чином, технологія виробництва виливків з хромистих чавунів повинна передбачати особливо ретельний відбір шихтових матеріалів, суворо додержувати режими плавлення та заливання рідких сплавів у ливарні форми.


^ 2.2.2 Виливки із жаростійких та корозійностійких крем’янистих

чавунів

Насамперед потрібно вивчити основні експлуатаційні властивості (корозійна стійкість, жаростійкість) та галузі застосування виливків із крем’янистих чавунів. Характерні особливості ливарних, механічних та інших властивостей крем’янистих чавунів та вплив хімічного складу на їх властивості доцільно вивчати за даними джерела [11].

Сталому одержанню цих чавунів сприяє правильно встановлений технологічний процес легування чавуну при раціональному виборі присадок з врахуванням температурних факторів, хімічного складу та маси чавуну. Крім того, не слід забувати про попередні операції - десульфурацію та розкислення та завершальну операцію - графітизуюче модифікування через підвищену схильність до утворення відбілу. Плавлення крем’янистих чавунів можна проводити у вагранках або електропічах.

Технологічний процес одержання виливків з чавуну марки ЧС5Ш завершується їх термічним обробленням (відпал для зниження внутрішніх напружень), яке слід вивчати за даними джерела [11].

Треба звернути увагу на те, що крем’янисті чавуни мають ливарні властивості близькі до нелегованих сірих, конструкційних. Тому і технологія виробництва виливків з таких чавунів аналогічна технології виробництва виливків з нелегованих чавунів.


^ 2.2.3 Виливки із жаростійких та зносостійких алюмінієвих чавунів


Треба звернути увагу на те, що алюмінієві чавуни з вмістом від 0,6-1,5 до 29-32% Al відносяться до жаростійких. Деякі з марок алюмінієвих чавунів мають одночасно підвищені корозійну стійкість, зносостійкість, термостійкість та інші спеціальні властивості.

Наприклад, чавун марки ЧЮ30 містить 29-30% алюмінію та широко застосовується як жаростійкий та зносостійкий (при підвищених температурах) матеріал під назвою «пірофераль». Цей чавун має високу твердість та крихкість. До недоліків відноситься наприклад неможливість оброблення різанням та схильність до самочинного розпаду при нормальній температурі. Для зменшення небезпеки розпаду виливків рекомендується виливки термічно оброблювати.

Слід представляти, що наявність у складі чавуну алюмінію зменшує його ливарні властивості, ускладнює процес виплавки та утруднює одержання якісних виливків. Алюміній у рідкому чавуні окислюється, поглинає гази, сприяє утворенню дефектів у вигляді газових раковин, оксидних плівок та включень. Тому необхідно при виплавці, позапічному обробленні, розливанні дотримуватися ряду технологічних заходів, наприклад, роздільне плавлення чавуну та алюмінію з подальшим їх змішуванням, модифікування церієм, зменшення температури заливання та ін.

Способи одержання різних алюмінієвих чавунів, а також порівняльний аналіз їх властивостей, специфічні дефекти виливків з цих чавунів слід проробити за даними джерел [6,12 ].


^ 2.2.4 Виливки із зносостійких та немагнітних марганцевих чавунів


Марганцеві чавуни застосовуються як антифрикційні та немагнітні. До немагнітних чавунів відносять чавуни, що мають низьку магнітну проникність (у сотні разів нижчу, ніж чавунів з перлітною матрицею). Щоб добре засвоїти матеріал потрібно чітко представити структуру та властивості цих виливків до та після термічного оброблення. Термічне оброблення є одним з важливіших етапів технологічного процесу одержання виливків з цих чавунів.

Студент повинен порівняти хімічний склад металу для виливків з обох типів чавунів. Крім того, потрібно глибоко уяснити які ливарні властивості мають марганцеві чавуни [13].

Треба звернути увагу на те, що чугунки з високим вмістом легувальних елементів, схильні до утворення ливарних дефектів більшою мірою, ніж нелеговані, конструкційні. Тому технологія виробництва виливків з легованих чавунів повинна передбачати особливо ретельний відбір шихтових матеріалів, суворо додержувати режими плавлення та заливання рідких сплавів у ливарні форми.


^ 2.2.5 Виливки із зносостійких, жароміцних, корозійностійких та

маломагнітних нікелевих чавунів


Необхідно звернути найсерйознішу увагу на вивчення факторів, що визначають мікроструктуру чавуну у виливках, тому що вона обумовлює механічні та інші службові властивості виливків. З курсу необхідно уяснити, що кристалізація нікелевих чавунів забезпечує одержання матриць або перліто-цементитної, або аустенітно-карбідної у виливках. Це можна визначити за структурними діаграмами [13], залежно від вмісту вуглецю, кремнію та нікелю. Аустенітізації сприяють також мідь та особливо марганець. Крім того, у структурі нікелевих чавунів графіт може бути у пластинчастій або кулястій формі.

Слід знати найбільш важливі галузі застосування та основні механічні властивості високо- та низьколегованих нікелевих чавунів. Особливості плавлення чавунів. Принципи вибору хімічного складу, вибір шихтових матеріалів. Режими термічного оброблення виливків, наприклад, з метою зменшення повзучості жароміцних виливків. Особливості ливарних, технологічних і фізичних властивостей. Особливості виготовлення виливків із нікелевих чавунів, що обумовлені їх ливарними властивостями.


^ 2.2.6 Виливки із антифрикційних чавунів


Спочатку слід уяснити, що антифрикційні чавуни – це найдешевший антифрикційний матеріал, який витримує значний питомий тиск (тільки у швидкохідних двигунах цей матеріал використовувати не можна).

До антифрикційних чавунів належать сплави, склади яких підбираються для одержання виливків цілком певного призначення. Специфіка їх експлуатації робить у більшості випадків неможливим використання звичайних марок конструкційних чавунів (ЧПГ, ЧКГ, ЧВГ, КЧ). Тому спеціальні високовуглецеві сплави заліза представлені низьколегованими чавунами, що забезпечують підвищені антифрикційні властивості [6-9]. Необхідно знати основні групи антифрикційних чавунів за ГОСТ 1585-85, їх структури та показники твердості, а також основи одержання виливків та галузі їх застосування. Так, з антифрикційних чавунів виготовляють не лише підчіпники ковзання, а й інші деталі машин, що працюють в умовах тертя та зношування: втулки паливних насосів, напрямні клапанів, поршневі кільця. Наприклад, для поршневих кілець використовуюється чавун АЧС-6 з підвищеним вмістом фосфору (0,5-1%), чим забезпечується наявність в структурі ділянок фосфідної ектектики – твердих включень.


^ 2.3 Особливості виробництва та якості сталевих виливків зі спеціальними властивостями


У сучасній техніці безперервно розширується застосування сталей, що можуть працювати за особливих умов: високих та низьких температурах, теплозмінах, в агресивних середовищах тощо. Основні спеціальні властивості та галузі застосування легованих сталей зі спеціальними властивостями. Хімічний склад та механічні властивості легованих сталей зі спеціальними властивостями у виливках визначають за ГОСТ 977-88, а також згідно з галузевими технічними умовами. Як правило, задана спеціальна властивість сталей може бути одержано лише при складному легуванні заліза, що забезпечує необхідну структуру металу. Відомо, що більш високий рівень механічних властивостей мають сталі мартенситного та аустенитно-мартенситного класів, середні ж значення механічних властивостей мають сталі феритного, мартенситно-феритного та аустенитно-феритного класів.

Необхідно знати характеристики спеціальних властивостей сталей (корозійна стійкість, жароміцність, жаростійкість, зносостійкість). Наприклад, що є показником корозійної стійкості, який легувальний елемент є основним у корозійностійких сталях та ін.

Крім того, бажано знати особливості виробництва, що пов’язані з ливарними властивостями, та якості сталевих виливків із кременистої, марганцевистої, нікелевої, хромистої, хромонікелевої, молібденової, ванадієвої, вольфрамової, титанистої та мідистої сталей [14].

Дуже важливим є знання також і фізичних властивості литих сталей (густини, коефіцієнта лінійного розширення, теплопровідності, теплоємкості, електропровідності), ливарних властивостей, а також особливостей технології виготовлення виливків, що обумовлені їх ливарними властивостями.

Шихтові матеріали для плавлення сталей. Вибір плавильного агрегату. Класифікація процесів та їх загальна характеристика. Розливання сталей, визначення температури заливання. Особливості плавлення високомарганцовистої сталі 110Г13Л. Процеси кристалізації та формування структури виливків. Після твердіння виливки зі сталей звичайно мають різний розмір зерен по перерізу виливка, грубозернисту структуру у центральних його частинах, нерівномірний розподіл елементів, що входять до складу сталей, як всередині зерен, так і по перерізу, а також великі ливарні напруження. Необхідно звернути увагу на основні технологічні заходи з попередження утворення напружень, гарячих та холодних тріщин, а також засвоїти питання чому термічне оброблення є обов’яковою технологічною операцією при виробництві сталевих виливків. Необхідно знати вплив термічного оброблення на властивості сталей.


^ 3 МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ДО ВИКОНАННЯ

ПРАКТИЧНИХ РОБІТ


Практичні роботи виконуються за індивідуальним завданням, яке видається викладачем, кожним студентом самостійно. Заняття проводяться з усією групою студентів.


3.1 Розрахунок шихти для виплавлення зносостійкої сталі

Шихтою називається суміш наперед підготовлених різними способами металевих компонентів, завантажених у піч як перед початком, так і в процесі плавки. Ця суміш після завершення процесу має забезпечити одержання сплаву заданого хімічного складу та якості.

^ Вихідні матеріали що використовуються при плавленні чавуну у вагранці:

1. Брухт чорних металів:

а) сталевий брухт (умовне позначення 1А, 1Б);

в) чавунних брухт (умовне позначення 16А-17А; 16Б) використовують взагалі для виплавки чавуну;

^ 2. Брикети сталевої та чавунної стружки використовують взагалі для виплавлення чавуну в вагранках, зрідка – в дугових та індукційних печах:

а) брикети із сталевої стружки (умовне позначення 7А);

б) брикети із чавунної стружки (умовне позначення 20А).

^ 3. Чавун у чушках:

а) переробні чавуни (марки П1, П2, ПЛ1, ПЛ2) для виплавки чавуну використовуються в обмеженій кількості;

б) ливарні чавуни (марки Л1-Л6), збагачені кремнієм (3,6…4,2%) використовуються виключно для плавки чавуну для фасонного литва. Ливарні чавуни, рафіновані магнієм (марки ЛР1-ЛР7, кремнію 3,6-4,8%), мають низький вміст сірки;

в) спеціальні та леговані чавуни в чушках використовують для плавки спеціальних марок чавунів.

^ 4. Феросплави, лігатури, метали. Велика номенклатура цих матеріалів дозволяє одержати будь-яку хімічну композицію сплаву.

Для виконання цієї практичної роботи слід користуватися навчальним посібником [10]. Приклад розрахунку шихти для сталевого та чавунного литва наведено у джерелі [10, c.41-46.].


3.2 Розрахунок литникових систем для виливків з

чавунів зі спеціальними властивостями

Для виконання цієї практичної роботи слід користуватися навчальним посібником [17].

^ 4 ЗАВДАННЯ НА КОНТРОЛЬНІ РОБОТИ


Завдання на контрольні роботи по курсу видає викладач, який веде курс. Завдання на контрольну роботу повинно вміщувати три питанння по таких умовних розділах:

1- виливки із чавунів зі спеціальними властивостями (таблиця 4.1),

2- виливки із сталей зі спеціальними властивостями (таблиця 4.2),

3- технологія виготовлення виливків зі спеціальними властивостями (таблиця 4.3).


Таблиця 4.1 - Питання до контрольної роботи по розділу «Виливки із чавунів зі спеціальними властивостями »

Номер

питання

Зміст питання

1

Якими хімічними елементами легують чавуни для підвищення

жароміцності? Як впливають ці елементи на мікроструктуру?

2

Що таке відбілений чавун та які основні особливості виготовлення виливків з цих чавунів?

3

Як Ви уявляєте формування білої литої структури чавунів, а також вплив мікроструктури на їх зносостійкість?

4

Які фактори впливають на утворення гарячих тріщин у виливках з відбіленого чавуну?

5

Які характерні особливості виготовлення виливків із високомар-

ганцевистого аустенітного чавуну?

6

Для чого провадять легування чавунних виливків, які групи та марки легованих чавунів Ви знаєте? Опишіть їх властивості і застосування.

7

Яку термічну обробку застосовують для виливків з ЛЧ? Як змі-

нюється під час термічної обробки їх структура та властивості?

8

Що таке білий чавун та які основні особливості виготовлення виливків з цих чавунів?

9

Що є метою легування чавунів? Основні напрями у галузі легування конструкційних чавунів.

10

Основні принципи жаростійкого легування чавунів.

Продовження табл. 4.1

Номер

питання

Зміст питання

11

Основні принципи жароміцного легування чавунів.

12

Роль легування у формуванні експлуатаційних властивостей чавуну при особливих умовах експлуатації виливків.

13

Особливості процесу легування чавунів.

14

Як визначити показники технічного рівня та розрахувати рівень ос-новних та додаткових вимог (РВ) до виливків, що одержані будь-яким способом з легованих чавунів ?



Таблиця 4.2 – Питання до контрольної роботи по розділу «Виливки із сталей зі спеціальними властивостями»

Номер

питання

Зміст питання

1

У чому є суть зміни властивостей сталі за рахунок утворення фаз, які здатні викликати у ній дисперсійне твердіння?

2

Які основні властивості повинна мати жароміцна сталь?

3

Як розподіляється легувальні елементи по об’єму зерна, якщо його вміст перевершує розчинність у залізі?

4

За яких умов сталі з вмістом 13% хрому мають високу стійкість проти корозії?

5

Чи можна легуванням поліпшити ливарні властивості сталей та які властивості?

6

Основні процеси, що пояснюють вплив легування на підвищення механічних властивостей сталей.

7

Які дефекти можна частково або повністю виключити легуванням сталей?

8

Як поділяють легувальні елементи за їх впливом на температуру фазових перетворень та поліморфізм заліза?

9

В чому заклечається спрощення технологічного процесу виготовлення виливка при легуванні? Наведіть приклади.



Продовження табл. 4.2


Номер

питання

Зміст питання

10

Які основні властивості мають нержавіючі сталі та чим вони досягаються?

11

Якими хімічними елементами легують сталі для підвищення

жароміцності? Як впливають ці елементи на мікроструктуру?

12

Що таке «теорія дислокацій», яка дозволяє науково обгрунтувати прийоми легування сталі з метолю підвищення її міцностних властивостей?

13

Виливки з інструментальної сталі.

14

Призначення, хімічний склад та механічні властивості холодостійких сталей?

15

Опишіть властивості легованої кременистої сталі зі спеціальними властивостями та особливості виготовлення виливків, що пов’язані з її ливарними властивостями

16

Опишіть властивості легованої кременистої сталі зі спеціальними властивостями та особливості виготовлення виливків, що пов’язані з її ливарними властивостями

17

Опишіть властивості легованої кременистої сталі зі спеціальними властивостями та особливості виготовлення виливків, що пов’язані з її ливарними властивостями

18

Опишіть властивості легованої марганцовистої сталі зі спеціальними властивостями та особливості виготовлення виливків, що пов’язані з її ливарними властивостями

19

Опишіть властивості легованої нікелевої сталі зі спеціальними властивостями та особливості виготовлення виливків, що пов’язані з її ливарними властивостями

20

Опишіть властивості легованої хромистої сталі зі спеціальними властивостями та особливості виготовлення виливків, що пов’язані з її ливарними властивостями

21

Опишіть властивості легованих молібденової та ванадієвої сталей зі спеціальними властивостями та особливості виготовлення виливків, що пов’язані з їх ливарними властивостями


Продовження табл. 4.2


Номер

питання

Зміст питання

22

Опишіть властивості легованої медистої сталі зі спеціальними властивостями та особливості виготовлення виливків, що пов’язані з її ливарними властивостями

23

Опишіть властивості легованих вольфрамової та титанистої сталей зі спеціальними властивостями та особливості виготовлення виливків, що пов’язані з їх ливарними властивостями



Таблиця 4.3 - Питання до контрольної роботи по розділу «Технологія виготовлення виливків зі спеціальними властивостями »

Номер

питання

Зміст питання

1

Технологія виготовлення литих бронеплит з легованого чавуну.

2

Технологія виготовлення литих молольних тіл з легованих чавунів.

3

Технологія виготовлення литих чавунних валків розмелюваль- них млинів.

4

Технологія виготовлення литих чавунних деталей шламових насосів.

5

Технологія виготовлення литих чавунних колін пульпопроводів.

6

Технологія виготовлення виливків з кремнистого чавуну з кулястим графітом.

7

Технологія одержання виливків із кремнійалюмінієвих чавунів.

8

Технологія одержання виливків із високолегованих алюмінієвих чавунів.

9

Технологія одержання виливків із хромистих чавунів.

10

Технологія одержання та застосування аустенітних чавунів.



^ ПЕРЕЛІК РЕКОМЕНДОВАНИХ ДЖЕРЕЛ


1. Адамов И.В. Производство отливок из легированных сталей.: Учеб. пособие. - Д.: ДМетИ, 1982. – 84 с.

2. Развитие литейного производства в Украине/Под ред. В.А.Ефимова.-К.: Наук.думка,1988.- 376 с.

3. Энгельс Г. Литейное производство стран Западной Европы сегодня и завтра // Литейное производство.-1991.-№10.-С.33-37.

4. ГОСТ 7769-82 Чугун легированный для отливок со специальными свойствами. Общие технические условия.- Введ. с 01.01.83 взамен ГОСТ 7769-75, ГОСТ 11849-76.-М.: Изд-во стан- дартов, 1982.- 19 с.

5. ГОСТ 977-88 Отливки стальные. Общие технические условия.– Введ. с 01.01.90 взамен ГОСТ 977-75, ГОСТ 2176-77.-М.: Изд-во стандартов, 1989.- 57 с.

6. Справочник по чугунному литью/Под ред. Н.Г.Гиршовича.-3-е изд., перераб.и доп.-Л.: Машиностроение, 1978.-758 с.

7. Чугун: Справ.изд./Под ред.А.Д.Шермана и А.А.Жукова.-М.: Металлургия, 1991.- 576 с.

8. Гиршович Н.Г. Кристаллизация и свойства чугуна в отливках.-М.-Л.:Машиностроение, 1966.- 562 с.

9. Бобро Ю.Г. Легированные чугуны.-М.:Металлургия, 1976.- 288 с.

10. Адамов І.В., Хітько Л.О. Розрахунки та оптимізація щихти для ви-робництва виливків із сталі і чавуну: Навч. посіб. –К.: НМК ВО, 1991.-176 с.

11. Гарбер М.Е. Отливки из белых износостойких чугунов. – М.: Машиностроение, 1972. – 112 с.

12. Александров Н.Н., Клочнев Н.И. Технология получения и свойства жаростойких чугунов.-М.: Машиностроение, 1964. – 171 с.

13. Гречин В.П. Износостойкие чугуны и сплавы.-М.: Машгиз, 1961. – 128 с.

14. Нехендзи Ю.А. Стальное литье.-М.: Металлургиздат, 1948.- 766 с.

15. Арсов Я.Б. Стальные отливки. – М.: Машиностроение, 1977.- 175 с.

16. Меськин В.С. Основы легирования стали. – М.: Металлургиздат, 1969. – 682 с.

17. Котешов М.П., Хричиков В.Є., Колотило Є.В., Іванова Л.Х. Литникові системи: У 5-х частинах. Частина 3: Навч. посібник.-Д.: НМетАУ, 2005.- 80 с.

Схожі:

Міністерство освіти та науки україни національна металургійна академія україни програма, методичні вказівки та контрольні завдання з дисципліни iconМіністерство освіти та науки україни національна металургійна академія україни програма, методичні вказівки та контрольні завдання з дисципліни
Програма, методичні вказівки та контрольні завдання з дисципліни “Металургійні основи легування та модифікування чорних металів”...
Міністерство освіти та науки україни національна металургійна академія україни програма, методичні вказівки та контрольні завдання з дисципліни iconМіністерство освіти та науки україни національна металургійна академія україни програма, методичні вказівки та контрольні завдання з дисципліни
Програма, методичні вказівки та контрольні завдання з дисципліни “Виробництво виливків з кольорових металів” для студентів заочної...
Міністерство освіти та науки україни національна металургійна академія україни програма, методичні вказівки та контрольні завдання з дисципліни iconМіністерство освіти та науки україни національна металургійна академія україни програма, методичні вказівки та контрольні завдання з дисципліни
Програма, методичні вказівки та курсова робота з дисципліни “Виробництво виливків з чавуну” для студентів заочної форми навчання...
Міністерство освіти та науки україни національна металургійна академія україни програма, методичні вказівки та контрольні завдання з дисципліни iconМіністерство освіти І науки україни національна металургійна академія україни
Робоча програма, методичні вказівки та контрольні завдання до вивчення дисципліни “Числові методи та моделювання на еом” для студентів...
Міністерство освіти та науки україни національна металургійна академія україни програма, методичні вказівки та контрольні завдання з дисципліни iconМіністерство освіти І науки, молоді та спорту україни національна металургійна академія україни робоча програма, методичні вказівки та контрольні завдання до вивчення дисципліни “Системи технологій” для студентів за напрямом 030601
Робоча програма, методичні вказівки та контрольні завдання до вивчення дисципліни ”Системи технологій” для студентів за напрямом...
Міністерство освіти та науки україни національна металургійна академія україни програма, методичні вказівки та контрольні завдання з дисципліни iconМіністерство освіти І науки україни національна металургійна академія україни робоча програма, методичні вказівки І контрольні завдання к вивченню дисципліни «Стандартизація, метрологія та контроль»
«Стандартизація, метрологія та контроль» для студентів напряму 050401 – «Металургія»
Міністерство освіти та науки україни національна металургійна академія україни програма, методичні вказівки та контрольні завдання з дисципліни iconМіністерство освіти І науки України Національна металургійна академія України робоча програма методичні вказівки та індивідуальні завдання до вивчення дисципліни
Робоча програма дисципліни «Комп’ютерна техніка I органiзацiя обчислювальних робіт»
Міністерство освіти та науки україни національна металургійна академія україни програма, методичні вказівки та контрольні завдання з дисципліни iconМіністерство освіти І науки україни національна металургійна академія україни робоча програма, методичні вказівки та індивідуальні завдання до вивчення дисципліни «Філософія»
Робоча програма, методичні вказівки тa індивідуальні завдання до вивчення дисципліни «Філософія» для студентів усіх спеціальностей...
Міністерство освіти та науки україни національна металургійна академія україни програма, методичні вказівки та контрольні завдання з дисципліни iconМіністерство освіти І науки україни харківська національна академія міського господарства енергетична електроніка робоча програма, методичні вказівки до вивчення дисципліни та контрольні завдання
Енергетична електроніка. Робоча програма, методичні вказівки до вивчення дисципліни та контрольні завдання (для студентів заочної...
Міністерство освіти та науки україни національна металургійна академія україни програма, методичні вказівки та контрольні завдання з дисципліни iconМіністерство освіти І науки україни харківська національна академія міського господарства математичні задачі електроенергетики робоча програма, методичні вказівки до вивчення дисципліни та контрольні завдання
Математичні задачі електроенергетики: робоча програма, методичні вказівки до вивчення дисципліни та контрольні завдання (для студентів...
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи