Контрольна робота по „Технологія конструкцій метала”

    Загальні  основи процесу деформування твердих  тіл. Опір деформуванню. Сили деформування. Механізми пластичної деформації. Умови  постійності об’єму. Ступінь деформації і зміщений об’єм. Вплив швидкості деформації на опір деформуванню і пластичність. Умови пластичності, і аналіз процесів деформування. Енергетичні умови пластичності. Зв’язок між напруженнями і деформаціями при пластичному деформуванні. Схеми деформацій. Контактне тертя при обробці тиском. Технологічні змазки. Нерівномірність деформації і напруження в умовах обробки тиском. Технологічні процеси обробки металів тиском. Нагрів заготовок перед обробкою тиском. Вплив технологічних факторів на опір деформування заготовок. 
 
 
 
 
 

Конструкційні сталі. Вуглецеві сталі.

    Углеродные  стали подразделяются  на  два  класса: обыкновенного  класса  (ГОСТ 380-71) и качественные  стали  (ГОСТ 1050- 74 ). В  зависимости  от  условий  и  степени  раскисления  различают  несколько  видов  сталей: спокойные, кипящие,  полустойкие  стали.

    Спокойные  стали,  получаемые  полным  раскислением  метала  в  печи,  а  затем  в  ковше,  содержат  минимальное  количество  закиси  железа,  что  обеспечивает  спокойное  застывание  метала  в  изложнице,  происходящее  с  уменьшением  объема. В  верхней  части  слитка  образуются  усадочная  раковина  и  околоусадочная  рыхлость,  удаляемые  отрезкой  или  отрубкой  при  прокате.

    До  кипящей  стали  относятсвя  полностью  нераскисленные  (без  ферросилиция) и  содержащие  поэтому  до  затвердения  повышенное  количество  FeO. При застывании  закись  железа  реагирует с углеродом металла,  образуя СО.  Выделение пузырьков создаёт впечатление,  что метал кипит.   В слитке  кипящей стали образуется  большое  количество  газовых  пузырей,  вследствие  чего  практически  отсутствует   усадочная  раковина.  Если  пузырьки  имеют  чистые  неокисленные  стенки,  то  они  завариваются  при  горячей  прокатке.  Кипящие  стали являются  более  дешевыми,  так как при их  производстве  отходы  минимальны.  Со  стойкой и полустойкой сталью  они больше склонны к старению  и хладноломкости  и хуже  свариваются.   Кипящие стали обладают  высокой пластичностью и хорошо  принимают вытяжку в   холодном  состоянии. 

      Полустойкие  стали  промежуточного  типа.  Они  получают  все   более  широкое  применение. 

    Кипящие  стали  при  маркеровке  дополнительно  обозначают  кп,  полустойкие  пс,  и  стойкие – сп. 

    Стали  обыкновенного  качества  наиболее  дешевые и получили  широкое  применение.  В  процессе  выплавки  они  по  сравнению  с  качественными  сталями  меньше  очищаются  от  вредных  примесей  и  содержат  больше  серы  и  фосфора.  Кроме  того,  их отливаю  в  крупные  слитки,  вследствие чего  в них развита ликвация,  и они нередко содерхат  большое количество   неметаллических включений. 

    Углеродные  стали  обыкновенного  качества  используются  для  менее  ответственного  назначения,  из  них  изготовляют  горячекатный  рядовой  прокат:  балки,  прутки,  швеллеры,  уголки,  а также листы,  трубы и поковки,  работающие  при относительно  невысоких напряжениях.  Их  широко  применяют для строительных  и других  сварных,  клепаных  и болтовых  конструкций (балок,  ферм, конструкций подъемных кранов,  корпусов  сосудов и аппаратов,  каркасов  паровых котлов),  а также для мало  напряженных деталей машин (осей,  валов,  шестерен,  пальцев траков,  втулок,  валиков,  болтов).

    В  зависимости  от  назначения  и  гарантируемых  свойств  углеродной  стали  обыкновенного  качества  подразделяются  на  три  группы:

    Гриппа  А: стали  этой  группы,  поставляемые  по  механическим  свойствам  без  уточнения  их  химического  свойства,  обозначаются  буквами  Ст (сталь) и  йифрами 1, 2, 3,…,6.  Чем больше  это число,  тем больше  содержания  углерода,  а следственно,  выше  прочность и ниже  пластичность (Ст3пс,  Ст4кп,Ст6пс).

                   Группа Б: к  этой  группе  стали,  поставляемые  с  гарантируемым   химическим  составом.   В  обозначении  марки  сталей  этой  группы  впереди  ставятся  буква  Б  (БСт4кп,  БСт5сп, БСт1кп).

    Группа  В:  эту  группу представляют  стали  повышенного качества,  которые  поставляют  с  гарантированными  химическим  составом  и  механическими  свойствами.  В  обозначение  марки  данной  группы  вводятся  буквы  В.  Стали  группы  В  выплавляют  следующих   марок:  ВСт1,  ВСт2,  ВСт3,  ВСт4,  ВСт5.

    Стали  групп  Б  и  В применяют  в  тех  случаях,  когда  сталь  надо  подвергать  сварке,  горячей  деформации  или  упрочнять  термической  обработкой.  Для  определения  режима  обработки  необходимо  знать  химический  состав  стали. 

    Для  многих  строительных  конструкций  и  машин,  работающих  в  северных  районах,  большое  значение   приобретает температура перехода  стали в хрупкое состояние.  Порог хладноломкости  для случая  полностью хрупкого  излома  наиболее  распространенной  мартеновской  стали Ст3  (листовая  сталь)  находится для кипящей стали при 0 С и спокойной  при  - 40 С.  В  связи  с  этим  применения  кипящей  стали,  а  также  полустойкой  для  северных  районов  недопустимо.  Понижение   порога  хладноломкости  спокойной  стали  до  - 60 – 100 С  возможно  путем  закалки  и  высокого  отпуска  или  нормализации. 

    Качественные  углеродные  стали  выплавляют  кислородно-конверторным  способом  в  мартеновских  или  электропечах,  и в зависимости  они  могут  быть  спокойными  или  кипящими.  Качественные  стали  выплавляют   с  соблюдением  более  строгих  условий  в  отношении  состава  шихты  и  ведения  плавки  и  разливки.  К  сталям  этой  группы  предъявляются  более  высокие  требования  относительно  состава:  меньшее  содержание  серы  и  фосфора;  количества  неметаллических  включений;  макро -  и микроструктуры.

    Качественные  углеродные  стали  маркируют  цифрами  80,  10,  15,  20,…, 85,  которые  указывают  среднее  содержание  углерода  в  сотых  долях  процента. Эти  стали  без  термической  обработки  применяют  для  малонагруженных  деталей  (прокладок,  шайб,  капотов  тракторов,  змеевиков),  элементов  сварных  конструкций.  Тонколистовую  холоднокатаную  низкоуглеродистую  сталь  используют  для  холодной  штамповки  изделий.  Штампуемость   стали тем  хуже,  чем  больше  в  ней  углерода.  Кремний,  повышая  придел  текучести,  снижает  штампуемость,  особенно  способность  стали  принимать  вытяжку,  поэтому  для  холодной  штамповки,  особенно  для  вытяжки,  более  широко  используют  холоднокатные  и  кипящие  стали  08пс,  08кп,  08Фкп (микролегирована ванадием  0,02 – 0,04%).

    Стали 15,  20,  25  применяют  без  термической  обработки  или  в  нормализованном  виде.  Они  поступают  в  виде  проката,  поковок,  труб,  листов,  ленты  и  проволоки  и  предназначаются  для  ответственных  деталей.  Сталь  хорошо  сваривается  и  обрабатывается  резанием.  Эти  стали  используются  для  цементуемых  деталей,  работающих  на  износ  и  не  испытывающих  высоких  нагрузок,  например  кулачковых  валиков,  рычагов,  осей,  втулок,  шпинделей,  вилок  и  валиков  переключения  передач,  толкателей  клапанов,  пальцев  рессор  и  многих  других  деталей  автотракторного  сельскохозяйственного  и  общего  машиностроения. 

    Низкоуглеродистые  качественные  стали  используются  и  для  ответственных  сварных  конструкций.  С  повышением  содержания  в  стали  углерода  свариваемость  ухудшается.  Чем  выше  в  стали  углерода,  тем  выше  склонность  к  образованию  при  сварке  горячих  и  холодных  (при  низких  температурах) трещин. 

    Среднеуглеродистые  стали  30,  35,  40,  45,  50  применяют  после  нормализации,  улутшении  и  поверхностной  закалки  для  самых  разнообразных  деталей  во  всех  отраслях  машиностроения  (распределительных  валов,  шпинделей,  фрикционных  дисков,  штоков,  траверс,  плунжеров).  Стали в нормализованном  состоянии  по  сравнению  с  низкоуглеродистыми  имеют  более  высокую  прочность  при  более  низкой  пластичности.  Они  в  отожженном  состоянии  достаточно  хорошо  обрабатываются  резанием. 

    Стали  60,  70,  75,  80  и  85  обладают  более  высокой  прочностью,    износостойкостью  и  упругими  свойствами,  применяются  после  закалки  и отпуска,  нормализации  и  отпуска  и  поверхностной  закалки  для  деталей,  работающих  в  условиях  трения  при  наличии  высоких  статических  вибрационных  нагрузок.  Из  этих  сталей  изготовляют  пружины  и  рессоры,  шпиндели,  замковые  шайбы,  прокатные  валки. 

    Сталь   предназначается  для  горячей  обработки  давлением,  механической  обработки  и  для  холодного волочения (подкат).

Сплавы  железа  с  углеродом  (>2,14% С)   называют  чугуном.  Присутствие  эвтектики  в  структуре  чугуна  обусловливает  его  использование  исключительно  в  качестве  литейного  сплава.  Углерод  в  чугуне  может  находиться   в  виде  цементита  или  графита  или  одновременно  в  виде  цементита  и  графита.  Цементит  придает  излому  специфический  светлый  блеск,  поэтому  чугун,  в  котором  весь  углерод    находится  в  виде  цементита,  называют  белым. Графит  придает излому  чугуна  серый цвет. 
 
 
 

Список  літератури

1. Технология  конструкционных материалов. Под  ред. Г.А.Прейса. - К.: Выща щкола.- 1991.-391с.

2. Технология  конструкционных материалов. /А.М.Дальский  й др. Учебник для ВУЗов. - М.: Машиностроение, 1987 - 664 с.

3. Материаловедение  Ю.М. Лантин, В.П. Леонтьева.

4. Материаловедение  М.В. Пикунов, А. И. Десипри.

5. Технология  конструкция матеріалів М.А. Сологуба. Київ: вища школа,2002р.

6. Технология  конструкция матеріалів Г.А. Прейса. – Київ : вища школа 1984.

7. Аникин Ю.В.Синусоидальное  зацепление. – Воронеж, 1974. – 64 с. 

8. Патент України  №73550: МПК 7B23P15/14: Благут Е.М. Спосіб нарізки зубчастих коліс синусоїдальної передачі Благута. Бюл. № 8, 2005 р.