Тема 6.5 Технологические процессы получения заготовок из конструкционных материалов. Формообразование и формоизменение заготовок

Студент должен:

иметь представление:

о видах и способах изготовления заготовок; о выборе вида заготовок в зависимости от типа производства;

знать: основные требования, предъявляемые к заготовкам; оптимальные способы обработки заготовок; способы формования заготовок; принципы выбора метода получения заготовки в зависимости от ее формы, точности, размеров.

Виды и способы изготовления и обработки заготовок из конструкционных материалов. Получение заготовок литьем. Получение заготовок обработкой давлением. Кованые и штампованные заготовки. Сварные заготовки. Заготовки из неметаллических материалов. Основные способы получения заготовок из пластмасс, древесины и других материалов.

Литература: 3, с. 188...368; 7, с. 211..243.

Методические указания

Выпишите в конспект способы изготовления заготовок и основные требования, предъявляемые к заготовкам.

Приведите сравнительную характеристику получения заготовок литьем и обработкой давлением. Обратите внимание на основные способы получения заготовок из пластмасс.

Вопросы для самоконтроля

1. Перечислите основные требования, предъявляемые к заготовкам.

2. Как изготавливают заготовки литьем?

3. Приведите оптимальные способы обработки заготовок.

3. Примерный перечень лабораторных работ

Номер темы	Номер и наименование работы	Количество аудиторных часов
Тема 1.1	1. Ознакомление с методикой измерения твердости по Роквеллу и Бринелю.	2
Тема 1.5	2. Изучение структуры стали после термической и химико-термической обработки.	2
Тема 2.2	3. Изучение структуры и свойств легированных сталей (конструкционных, инструментальных с особыми свойствами).	2
Тема 2.5	4. Термическая обработка алюминиевых сплавов.	2
Тема 3.3	5. Определение удельного сопротивления проводниковых материалов. Определение удельного сопротивления диэлектриков. Испытания диэлектриков на пробой и определение электрической прочности различных диэлектриков.	2
ВСЕГО		10

4. Методические указания к выполнению контрольной работы

Вариант контрольной работы определяется по двум последним цифрам шифра студента. Так как задания рассчитаны на 30 вариантов, если в шифре студентов две последние цифры образуют число больше 30, то надо из этого числа вычитать один или несколько раз число 30. Например, студент, имеющий шифр 33, выполняет вариант 3 (33 — 30), имеющей шифр 77 выполняет вариант 17 (77 —2 х 30).

К ответу первого вопроса контрольной работы следует приступать после изучения тем "Строение и свойства металлов, методы их испытаний", "Пластическая деформация металлов".

Необходимо уяснить, что свойства материалов зависят от строения, а выбор материала для изделия зависит от условий его работы. Нужно четко представлять, что понимают под механическими свойствами, их обозначение и размерность по СИ. Характеристики прочности и пластичности определяются при испытании на растяжение. Способы определения твердости находят очень широкое применение, так как не требуют специальных образцов, просты в выполнении. Зная число твердости по Бринеллю, можно приблизительно судить и о прочности материалов. Существуют эмпирические зависимости:

НВ≈НV≈10 НRС и σ_ВP=НВ/3.

Ударная вязкость особенно важна для материалов, которые идут на изготовление деталей, работающих с ударными нагрузками.

Отвечать на второй вопрос контрольной работы начинайте после изучения тем: "Основные положения теории сплавов", "Сплавы железа с углеродом". При изучении диаграмм состояния повторите термический анализ, построение кривых нагрева, охлаждения на основе опытных данных. Критические точки, то есть температуры, при которых происходят превращения в каждом сплаве, соединяют и получают критические линии, каждая точка которой доказывает, при какой температуре происходит данное превращение в сплавах разной концентрации. Диаграммы состояния показывают состояние сплава данных компонентов при любой концентрации и при любой температуре. Следует иметь в виду, что у сплавов, у которых есть превращения в твердом состоянии, можно менять структуру, а значит, и свойства, путем термической обработки. При рассмотрении диаграммы "Железо —цементит" нужно понять все превращения, протекающие в железоуглеродистых сплавах при медленном охлаждении и получающиеся при этом структуры. Особое внимание следует уделить на превращения в твердом состоянии.

Рассмотрим превращения, происходящие при охлаждении сплава содержащего 0,6% С. Образование кристаллов аустенита происходит в интервале температур 1—2. Состав аустенита меняется по линии солидус АЕ, состав жидкой фазы по линии ликвидус АС. В точке 2 кристаллизация аустенита заканчивается и от точки 2 до точки 3 структурных изменений не происходит, аустенит просто охлаждается. В точке 3 начинается выделение феррита из аустенита. Концентрация углерода в феррите меняется по линии GР, а концентрация углерода в аустените — по линии GS. При охлаждении сплава до точки 4 состав аустенита будет соответствовать точке S, т.е. эвтектоидному составу. При температуре 727°С произойдет эвтектоидное превращение с образованием перлита П=Ф+Ц_п. При комнатной температуре структура сплава состоит из феррита и перлита.

К оличество перлита в структуре увеличивается по мере увеличения содержания углерода в сплаве вплоть до концентрации 0,8% С.

Перед тем как отвечать на третий вопрос необходимо изучить тему "Основы термической и химико-термической обработки".Любая термическая обработка состоит из нагрева до заданной температуры, выдержки и охлаждения с заданной скоростью. Поэтому необходимо представить себе назначение каждого вида термической обработки, выбор температуры нагрева и скорости охлаждения (охлаждающую среду). При изучении методов химико—термической обработки нужно усвоить: цель, температуру процесса, время проведения, необходимость термической обработки до и после химико—термической обработки, для каких целей проводится тот или иной вид химико—термической обработки, изменение структуры поверхностного слоя.

Приступая к ответу на четвертый вопрос, изучите темы: "Углеродистые стали", "Чугуны", "Легированные стали", "Твердые сплавы", "Сплавы; цветных металлов". Необходимо разобрать классификацию по различным признакам и маркировку сталей, чугунов, сплавов цветных металлов и твердых сплавов, так же уметь правильно определять по марке сплава его химический состав и примерное назначение. Отвечая на этот вопрос, используйте справочники, в которых приведены сведения о составах, свойствах и назначении современных конструкционных материалов.

Перед ответом на пятый вопрос контрольной работы изучите темы "Коррозия металлов и меры борьбы с ней", "Резина и технические материалы на основе резины", "Древесные материалы и клеи", "Лакокрасочные материалы", "Порошковые материалы" и "Композиционные материалы".