Горячая обработка материалов

ВОЛЖСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ВОДНОГО ТРАНСПОРТА

Кафедра технологии материалов и машиноремонта

И.И. Прохоров

ГОРЯЧАЯ ОБРАБОТКА МАТЕРИАЛОВ

Задания и методические указания к выполнению контрольных работ

по курсу «Материаловедение и ТКМ»

для студентов очного и заочного обучения

специальностей «Судовождение»,

«Эксплуатация судовых энергетических установок»

Контрольная работа № 2

Контрольная работа № 3

Н. Новгород

2001 г.

1. ВВЕДЕНИЕ

«Горячая обработка» является частью курса «Технология конструкционных материалов». Изучение этой части предусматривает самостоятельную проработку программ и выполнение контрольной работы, после чего сдается экзамен по этому разделу курса. «Горячая обработка» для студентов механического факультета является профилирующей. На базе ее некоторыми студентами, специализирующиеся по технологии судового машиностроения и машиноремонта, выполняется дипломные работы по проектированию литейных и кузнечных цехов судостроительных и судоремонтных предприятия, по разработке отдельных новых технологических процессов. Изучения курса «Технология машиностроения и машиноремонта» базируется на знании материала данной дисциплины.

Программа курса состоит из следующих разделов: «Основы металлургии черных, цветных и тугоплавких металлов», «Обработка металлов давлением», «Литейное производство», «Изготовление изделий из металлокерамических порошков», «Изготовление изделий из неметаллических материалов»

2. ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ

2.1. Производство чугуна

Охарактеризуйте способы подготовки исходных материалов к плавке чугуна. Начертите схему внутреннего профиля доменной печи, назовите ее главные части, укажите размеры современных печей. Рассмотрите химические реакции, протекающие в доменной печи и основные этвапы процесса выплавки чугуна. Назовите продукты доменного производства и укажите области их применения.

2.2. Производство стали

Рассмотрите сущность процессов переработки чугуна в сталь. Приведите схемы конверторов, мартеновской печи и электрических печей. Объясните принцип работы сталеплавильных печей, основные этапы процесса выплавки в них стали. Охарактеризуйте способы разливки стали и выделите из них наиболее эффективные. Объясните основы классификации, маркировки сталей и их основное назначение.

2.3. Производство цветных металлов

Назовите основные руды алюминия, магния, титана, меди и приведите их химический состав. Приведите современные промышленные схемы получения этих металлов, применяющиеся в судовом машиностроении и машиноремонте.

2.4. Производство тугоплавких металлов

Назовите основные руды вольфрама, молибдена, никеля, хрома и приведите их химический состав. Приведите современные промышленные схемы получения этих металлов. Перечислите сплавы этих металлов, применяющиеся для изготовления судовых механизмов и машин.

2.5. Производство металлических порошков

Изложите основные свойства и дайте характеристику металлическим порошкам, применяемым в машиностроении. Рассмотрите физико – химические способы получения металлических порошков.

3. ПРОИЗВОДСТВО ФАСОННЫХ ЗАГОТОВОК ДЕТАЛЕЙ

СУДОВЫХ МЕХАНИЗМОВ И МАШИН

Рассмотрите основные признаки заготовок. Сформулируйте понятие припуска, напуска, допуска и технологического уклона. Осветите различие между чертежами детали и заготовк5и. Назовите классы точности и шероховатости поверхностей отливок, поковок и штампованных заготовок для деталей машиностроения (шестерня, вал, гильза и др.) в зависимости от способа получения. Назовите примерные коэффициенты использования металла и стоимости одной тонны отливок, поковок, штампованных заготовок. Перечислите и охарактеризуйте известные способы улучшения качества заготовок.

3.1. Получение заготовок прокаткой, волочением, прессованием штамповкой и ковкой

Укажите основные способы обработки давлением. Объясните разницу между холодной и горячей обработкой. Укажите типы нагревательных устройств и объясните принцип их работы. Охарактеризуйте общую схему технологического процесса прокатки, волочения, прессования и получаемые при этом фасонные профили.

Изложите сущность ковки и штамповки. Перечислите свойства сплавов и виды исходных материалов, используемых в производстве поковок и штампованных заготовок. Начертите график температур начала и конца горячей обработки стали давлением в зависимости от содержания в ней углерода.

Охарактеризуйте истечение металла в очаге деформации при ковке. Перечислите операции ковки и применяемый при этом инструмент. Разберите схемы устройства работы пневматического и паровоздушного молотов и гидравлического пресса. Изложите технологию свободной ковки и объясните, какие выполняются операции. Начертите открытый и закрытый штампы и объясните достоинства и недостатки штамповки в них. Дай те характеристику многоручьевого штампа и область его применения. Изложите преимущества и недостатки безоблойной, холодной объемной штамповки (высадки) и штамповки на горизонтально – ковочных машинах. Поясните сущность и изложите перспективы развития новых и специализированных видов штамповки. Изложите сущность листовой штамповки, перечислите операции. Опишите направления механизации процессов листовой штамповки. Изложите перспективы развития штамповки с применением энергии взрыва и мощных магнитных импульсов.

3.2. Основы технологии производства отливок

Назовите область применения отливок из серого чугуна, сталей и цветных сплавов. Уясните характерные особенности технологии производства отливок из ковкого, высокопрочного чугуна, стали и цветных сплавов по сравнению с производством отливок из серого чугуна.

Рассмотрите устройство и принцип работы вагранки и электропечей для плавки чугуна и стали.

Изложите сущность область применения, преимущества и недостатки литья в оболочковые формы, по выплавляемым моделям, в металлические формы - в кокиля, на машинах литья под давлением и центробежным методом.

Осветите особенности методов производства отливок выжиманием, вакуумным всасыванием, выдавливанием, штамповкой жидкого металла, литьем под низким давлением, литьем в формы с выжиганием и по растворяемым моделям.

Укажите, на каких стадиях производится контроль при получении отливок, методы и аппаратура для контроля. Назовите основные виды брака в получаемых отливках. Охарактеризуйте способы исправления различных видов дефектов отливок. Перечислите основные преимущества технологии литейных производств, приведите примеры областей применения литых деталей и заготовок в судовом машиностроении и машиноремонте. Сформулируйте основные принципы конструирования литых деталей. Осветите порядок разработки технологического процесса по схеме технологической карты. Назовите основные технико – экономические показатели процессов производства отливок. Изложите правила безопасной работы и мероприятия по охране труда, предусматриваемые при производстве отливок.

3.3. Основы технологии получения деталей из порошков

Опишите сущность способа изготовления металлокерамических деталей и изделий с примерами областей их применения в судовом машиностроении и машиноремонте. Укажите виды, свойства и методы контроля качества металлических порошков. Опишите схему технологического процесса изготовления металлокерамических заготовок. Опишите основные этапы процесса изготовления металлокерамических изделий. Рассмотрите применяемые оборудование и инструмент в производстве металлокерамических изделий.

3.4. Основы технологии производства фасонных заготовок)деталей и изделий) из неметаллических материалов.

Назовите современные способы изготовления пластмассовых заготовок и изделий. Укажите преимущества и области применения пластмассовых деталей. Охарактеризуйте оборудование и инструмент, применяемые в производстве пластмассовых заготовок. Рассмотрите технико – экономическую эффективность замены металлических деталей пластмассовыми, резиновыми или из стекла.

ЗАДАНИЯ НА КОНТРОЛЬНУЮ РАБОТУ

Контрольная работа № 1 (вопрос 1)

Вариант 1

1. Изложите современные состояние и перспективы развития производства черных и цветных металлов, а также неметаллических материалов. Приведите контрольные цифры производства чугуна, стали цветных металлов, проката и пластмасс.

2. Опишите производство чугуна: исходные материалы для плавки чугуна и их подготовка к плавке; устройство и работа доменной печи (эскиз); процесс выплавки чугуна; продукты доменного производства, состав, классификация чугуна и область применения; пути интенсификации доменного производства.

3. Опишите способы получения металлических порошков: перечислите способы получения порошков; какая форма частиц порошка получается перечисленными способами; какими свойствами должны обладать порошковые материалы.

Вариант 2.

1. Опишите процесс получения стали: перечислите способы производства стали и дайте их сравнительную характеристику; опишите технологический процесс производства стали в конвертерах; устройство и работу конвертера (эскиз конвертера, химические реакции процесса); дайте характеристику полученных в конвертерах сталей; технико – экономические показатели работы конвертеров.

2. Опишите технологические процессы получения изделий из металлических порошков: схемы процессов холодного прессования; характеристика получаемых изделий.

3. Опишите процесс получения изделий из пластмасс прямым м литьевым прессованием: дайте схему процессов; опишите последовательность операций; какие изделия можно получать данными способами.

Вариант 3.

1. Опишите процессы получения стали в мартеновской печи: устройство и работа мартеновской печи (эскиз печи); химические реакции; технологию выплавки стали; состав, классификацию и качество получаемых сталей; технико – экономические показатели работы мартеновских печей.

2. Опишите технологический процесс получения изделий из металлических порошков горячим прессованием: схема процессов горячего прессования; характеристика получаемых изделий.

3. Опишите технологический процесс получения изделий литьем под давлением пластмасс: схема процесса; последовательность операции; характеристика материала; какие изделий можно получать данным способом.

Вариант 4.

1. Опишите процесс получения стали в электропечах (дуговой и индукционной): исходные материала и их подготовка; устройство и работа электропечей; процесс выплавки стали; состав, классификация и качество получаемых сталей; технико – экономические показатели работы электропечей и пути интенсификации процесса плавки стали в электропечах.

2. Опишите технологический процесс получения железо – и бронзографитовых изделий из порошков: характеристика исходных материалов; схема процесса; основные режимы прессования, спекания, пропитки; технико – экономические показатели процесса.

3. Опишите технологический процесс получения изделий из пластмасс методами пневматической и вакуумной формовки: схема процессов; характеристика применяемого материала; получаемые изделия.

Вариант 5.

1. Опишите производств меди: исходные материалы и их подготовка к плавке; технология получения штейна и черновой меди; способы рафинирования меди; марки меди, ее сплавы, классификация и области применения меди и ее сплавов в деталях судовых механизмов и машин.

2. Опишите технологический процесс получения твердосплавного инструмента методом порошковой металлургии: характеристика и состав применяемых материалов; схема процесса прессования; технологические режимы процесса; характеристика свойств получаемых изделий.

3. Опишите технологический процесс получения изделий сваркой пластмасс: характеристика материалов, применяющихся для сварки пластмасс; технологические процессы сварки (схема процесса и его характеристика); получаемые изделия и их свойства.

Вариант 6.

1. Опишите производство алюминия: исходные материалы и их подготовка к плавке; технология получения глинозема и его электролиз; способы рафинирования и область применения алюминия и его сплавы, классификация и область применения алюминия и его сплавов для изготовления деталей судовых механизмов и машин.

2. Опишите процессы обработки металлов давлением (прокатки, прессования, волочения): сущность процессов обработки металлов давлением; способы обработки металлов давлением (схему процессов прокатки; прессования и волочения); современное состояние, место и значение процессов обработки металлов давлением в производстве полуфабрикатов и профилей; перспективы развития процессов обработки металлов давлением.

3. Опишите производство фасонных профилей из неметаллических материалов экструзией: основы и сущность процессов экструзии; характеристика неметаллических материалов, перерабатываемых в фасонные профили методом экструзии; технология экструзии; сортамент и характеристика фасонных профилей, получаемых экструзией.

Вариант 7.

1. Опишите технологию получения титана: исходные материалы и их подготовка; способы получения титановой губки; технология выплавки металлического титана; марки титана, его сплавы, классификация и области применения.

2. Опишите технологические процессы штамповки: схемы основных способов штамповки (объемной и листовой); характеристика материала; инструмент; технико – экономические показатели и область применения для изготовления деталей судовых механизмов и машин.

3. Опишите технологические процессы получения пленок и листов из неметаллических материалов: характеристика неметаллических материалов; особенности технологии получения пленок и листов; характеристика получаемых изделий и область их применения.

Вариант 8.

1. Опишите технологию получения вольфрама: исходные материалы и их подготовка; методы восстановления вольфрама; характеристика получаемого полуфабриката и его дальнейшая переработка; основные характеристики вольфрама и область его применения в технике.

2. Изложите физики – механические основы обработки металлов давлением: теоретические основы ОМД - упругая и пластическая деформация металлов и их физическая сущность; понятие о холодной и горячей деформации; основные закономерности процессов пластического деформирования; влияние условий деформации на свойства и структура металла.

3. Опишите технологию получения металлических порошков: исходные материалы и их подготовка; методы и технология получения порошков; классификация порошков и их свойства; технико – экономические показатели применения порошков в производстве деталей машин и их ремонте.

Вариант 9.

1. Опишите производства магния: исходные материалы и их подготовка к плавке; электролитический способ производства магния; рафинирование магния; маркировка магния, его сплавы, классификация и область применения.

2. Опишите технологический процесс получения металлокерамических заготовок (деталей и изделий): характеристика порошков, используемых для получения металлокерамических заготовок; подготовка порошков и составление шихты; схемы и методы формообразования заготовок из порошков; основы конструировании металлокерамических деталей; технический контроль качества в производстве металлокерамических изделий.

3. Перечислите способы получения изделий из пластмасс и дайте их краткую характеристику: схема процессов; материалы, перерабатываемые описываемым способом; свойства полученного изделия и область его применения.

Вариант 0.

1. Опишите металлургические процессы производства стали: исходные материалы для выплавки стали; схемы процессов производства стали; технологию выплавки стали по описываемому процессу; технико – экономические сравнительные показатели характеризуемых процессов выплавки стали.

2. Опишите процесс нагрева металла перед обработкой давлением: назначение нагрева металла перед обработкой давлением; требования, предъявляемые к нагреву металла, режим нагрева - и их устранение.

3. Опишите технологический процесс контактного формования: схема процесса; применяемый материал; получаемые изделия и их характеристика.

Контрольная работа № 1 (вопрос № 2)

Разработать технологический процесс получения отливки для детали, указанной в задачнике (Прохоров И. И. Сборник задач по технологическим основам получения заготовок литьем. – Горький, ГИИВТ, 1979). Номер задачи соответствует двум последним цифрам номера зачетной книжки.

Контрольная работа № 2 (вопрос № 1)

Дата добавления: 2015-07-17