«Контрольная работа по материаловедению ВАРИАНТ №1» - Контрольная работа

Содержание

1. Вопрос. Опишите технологический процесс производства валов длиной 1000 мм и диаметром 150 мм (вал ответственного назначения).

Задача 1.

Зубчатые колеса в зависимости от условий работы и возникающих напряжений можно изготавливать из стали обыкновенного качества, качественной углеродистой и легированной с различным содержанием легирующих элементов. Выберите, руководствуясь техническими и экономическими соображениями, сталь для изготовления колес диаметром 50 мм и высотой 30 мм с пределом текучести не ниже 360.380 МПа. Укажите термическую обработку колес, механические свойства и структуру выбранной стали в готовом изделии и для сравнения механические свойства и структуру сталей 45 и 40ХН после улучшающей термической обработки.

Задача 2.

Выберите сталь для червячных фрез, обрабатывающих конструкционные стали твёрдостью НВ 220.240. Объясните причины, по которым для этого назначения нецелесообразно использовать углеродистую сталь У12 с высокой твёрдостью (63.65 НRС). Рекомендуйте режим термической обработки фрез из выбранной быстрорежущей стали, приняв, что фрезы изготовлены из проката диаметром 40 мм. Опишите получаемую структуру и возможный комплекс эксплуатационных свойств.

Задача 3.

Выберите марку стали для изготовления крепёжных болтов, если их обрабатывают на быстроходных станках-автоматах, на которых надо обеспечить максимальную производительность резания и получить высокую чистоту обрабатываемой поверхности; болты не воспринимают в конструкции значительных нагрузок, но работают в агрессивной среде. Укажите марку, химический состав, механические свойства и назначение стали этого типа. Объясните влияние отдельных элементов, присутствующих в этой стали, на формирование заданного комплекса эксплуатационных свойств.

Приведите для сравнения состав, структуру и механические свойства цветного сплава высокой обрабатываемости, применяемого для аналогичного назначения. Объясните, в каких случаях следует применять тот или иной из выбранных материалов и почему.

---

Введение

При добыче железные руды подвергают дроблению, т.к. куски руд достигают довольно больших размеров; просеиванию через так называемые грохоты. Далее руды промывают для удаления песчано-глинистой породы; подвергают обжигу для удаления влаги, углекислого газа, серы. Магнитное обогащение производят магнитными сепараторами. При перемещении руды в магнитном поле происходит отделение немагнитных частиц. В результате руда очищается и обогащается соединениями железа.

---

Выдержка из текста работы

Сталь – железоуглеродистый сплав, который содержит до 2,14 % углерода. Постоянными примесями в сталях являются: марганец (до 0,8%), кремний (до 0,4%), сера (до 0,06%), фосфор (до 0,07%).

Сталь - важнейший продукт черной металлургии. В сравнении с чугуном она имеет более высокие механические свойства.

В металлургии в основном применяют следующие способы получения стали: кислородно- конверторный, мартеновский, электротермический.

Для производства высококачественных легированных сталей используют два основных способа: кислый мартеновский процесс и выплавка в электродуговых печах.

В мартеновских печах при выплавке легированных сталей, когда в ванну вводят значительное количество ферросплавов, охлаждается металл. Из-за трудности нагрева металлической ванны количество одновременно присаживаемых ферросплавов ограничивают 3% массы металла. Поэтому высоколегированные стали, за редким исключением, в мартеновских печах не выплавляют. Избегают выплавлять и стали с повышенным содержание тугоплавких элементов (вольфрам, молибден). Кроме этих недостатков, данный процесс обладает другими: экологические, опасность разрушения при охлаждении печи. В настоящее время, по ряду определенных причин, от данного способа получения стали отказываются.

Плавильные электропечи имеют преимущества по сравнению с другими плавильными агрегатами, так как в них можно получать высокую температуру металла, создавать окислительную, восстановительную, нейтральную атмосферу и вакуум, что позволяет выплавлять сталь любого состава, раскислять металл с образованием минимального количества неметаллических включений – продуктов раскисления. Поэтому электропечи используют для выплавки конструкционных, высоколегированных, инструментальных, специальных сталей и сплавов.

Нам необходимо получить высококачественную легированную сталь 36Х2Н2МФА, где "36" - среднее содержание углерода в сотых долях процента. Такую сталь целесообразнее получить в электродуговых печах.

Сущностью любого металлургического передела чугуна в сталь является снижение содержания углерода и примесей путем их избирательного окисления и перевода в шлак и газы в процессе плавки.

---

Заключение

Однако необходимо помнить, что повышение содержания серы и фосфора снижает качество стали. Стали, содержащую серу, имеют ярко выраженную анизотропию механических свойств и пониженную коррозионную стойкость. Фосфор, повышая твердость, прочность и охрапчивая сталь, способствует образованию ломкой стружки и получению высокого качества поверхности. Стали обладают большой анизотропией механических свойств, склонны к хрупкому разрушению, имеют пониженный предел выносливости. Поэтому сернистые автоматные стали применяют лишь для изготовления неответственных изделий - преимущественно нормалей или метизов.

Стали А11, А12, А20 используют для крепёжных деталей, в том числе болтов не испытывающих больших нагрузок, но к ним предъявляются высокие требования по точности размеров и чистоты поверхности.

Применяют сплав с таким же назначением Л63 — латунь деформируемая. Из сплава Л63 изготавливают гайки, болты, детали автомобилей, конденсаторные трубы. Маркировка латуней (по ГОСТ 15527-70) начинается также с буквы Л и цифрой, указывающей массовое содержание меди в сплаве в процентах. Основной легирующий элемент в латуни цинк. Механические свойства латуней выше чем меди, они хорошо обрабатываются резанием. Большим преимуществом является пониженная стоимость, т.к. цинк, входящий в сплав меди дешевле самой меди.

---

Список литературы

1. Арзамасов Б.Н. Материаловедение: Учебник для вузов. Б.Н. Арзамасов, И.И. Сидорин, Т.Ф. Косолапов и др. - 7 -е изд., испр и доп - М.: изд. МГТУ им. Н.Э. Баумана.2005 – 646 с.

2. Лахтин Ю.М. Металловедение и термическая обработка металлов: Учебник для вузов – 3-е изд. – М.: Металлургия, 1984. – 360 с.

3. Пейсахов А.М., А.М. Кучер. Материаловедение и технология конструкционных материалов: Учебник – 2-е изд. – СПб.: Изд-во Михайлова В.А., 2004.- 407с.

4. Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение: Учебник для машиностроительных вузов – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1980.- 493 с.: ил.

5. Гузанов Б.Н. : Материаловедение и технология металлов: Методические указания и контрольные задания. Екатеринбург: Изд-во УрИ ГПС МЧС РФ, 2005. – 90 с.

6. Гуляев А.П. Металловедение: Учебник для вузов – 6-е изд., перераб. и доп. – М.: Металлургия, 1986. – 544 с.

---