Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Им. А.Н. Туполева
____
Кафедра материаловедения и технологии материалов
В.А. Сурков, Т.А. Ильинкова, Е.А. Солопова
ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
В конспектах
Учебное пособие
Казань2007г.
УДК 621.735:681.3 (077)
В.А.Сурков, Т.А. Ильинкова, Е.А. Солопова. Технология конструкционных материалов. В конспектах.:Учебное пособие. Казань: Изд – во Казан. гос. техн. ун – та. 2007. 96 с.
Изложены в краткой форме в виде конспекта, современные методы изготовления заготовок литьем, давлением, сваркой, а также методы изготовления деталей из композиционных материалов. Учебное пособие является дополнительным материалом к лекционному курсу по данной дисциплине.
Предназначено для студентов инженерных специальностей, изучающие предмет «Технология конструкционных материалов» и «Технологические процессы в машиностроении».
Ил. 61. Табл. 3. Библиогр.: 9 назв.
В работе принимали участие от КГТУ им. Туполева:
к.т.н., проф. А.С. Маминов
студент гр.1408 Р.В. Фесенко
аспирант А.В. Беляев
Рецензенты: зав. кафедрой МВТМ д.т.н., проф. О.С. Сироткин (КГЭУ)
гл. инженер Р.О. Юсипов (ОАО КМПО)
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение ……………………………………………………………………………..6
ТЕМА 1. Понятия металлургического и машиностроительного
производства..................................................................................... 7
1.1. Понятия металлургического производства...................................... 7
1.2. Понятия машиностроительного производства................................. 7
1.3. Сравнительный анализ способов получения заготовок и деталей в машиностроении............................................................................... 9
ТЕМА 2. Основные свойства конструкционных материалов........................ 10
2.1. Строение конструкционных материалов....................................... 10
2.2. Дефекты в кристаллических решетках........................................... 11
2.3. Маркировка и назначение основных конструкционных
материалов...................................................................................... 13
2.4. Механические свойства................................................................... 14
2.5. Физические свойства....................................................................... 18
2.6. Химические свойства....................................................................... 18
2.7. Технологические свойства.............................................................. 18
2.8. Эксплуатационные или служебные свойства.................................. 19
ТЕМА 3. Основы металлургии черных и цветных металлов......................... 20
3.1. Производство чугуна....................................................................... 20
3.1.1. Руды, пустая порода, вредные примеси, флюсы и топливо. 20
3.1.2. Подготовка руды к плавке.................................................... 21
3.1.3. Выплавка чугуна.................................................................... 21
3.1.4. Физико-химические процессы............................................... 23
3.2. Производство стали......................................................................... 24
3.2.1 Кислородно-конверторный процесс...................................... 24
3.2.2. Мартеновский метод.............................................................. 26
3.2.3 Плавка стали в электропечах.................................................. 27
3.3. Производство цветных металлов и сплавов................................... 29
3.3.1. Производство алюминия...................................................................... 29
3.3.2. Производство титана............................................................. 30
3.3.3. Производство меди................................................................ 31
ТЕМА 4. Основы литейного производства..................................................... 33
4.1. Общие сведения получения литых заготовок и деталей................ 33
4.2. Литейные свойства сплавов............................................................. 34
4.3. Механические свойства литейных сплавов..................................... 36
4.4. Процесс кристаллизации................................................................. 37
4.5. Формовочные материалы................................................................ 38
4.6. Формовочные и стержневые смеси. Противопригарные
покрытия........................................................................................... 39
4.7. Технология изготовления отливок в песчанно-глинистых формах 40
4.8. Специальные способы литья............................................................ 43
4.8.1. Литье в металлические формы (литье в кокиль)................... 43
4.8.2. Литье под давлением.............................................................. 44
4.8.3. Литье в оболочковые формы................................................. 46
4.8.4. Центробежное литье............................................................... 47
4.8.5. Литье по выплавляемым моделям......................................... 47
ТЕМА 5. Основы технологии обработки давлением...................................... 50
5.1. Общие понятия и закономерности.................................................. 50
5.2. Классификация основных видов ОМД............................................ 52
5.2.1. Прокатка................................................................................. 52
5.2.2. Прессование............................................................................ 54
5.2.3. Волочение............................................................................... 55
5.2.4. Ковка....................................................................................... 56
5.3. Основные методы штамповки.......................................................... 57
5.3.1. Процесс с локальным очагом пластической деформации –
штамповка обкатыванием...................................................... 61
ТЕМА 6. Основы технологии сварочного производства............................... 68
6.1. Основные понятия и определения................................................... 68
6.2. Способы сварки плавлением........................................................... 70
6.2.1. Электродуговая сварка.......................................................... 70
6.2.2. Плазменная сварка................................................................. 73
6.2.3. Газовая сварка........................................................................ 74
6.2.4. Сварка электронным лучом.................................................. 75
6.3. Способы сварки давлением............................................................. 76
6.3.1. Контактная сварка.................................................................. 76
6.3.2. Диффузионная сварка............................................................ 78
6.3.3. Сварка взрывом..................................................................... 78
6.3.4. Холодная сварка.................................................................... 79
6.3.5. Сварка трением...................................................................... 80
6.3.6. Ультразвуковая сварка.......................................................... 80
6.5. Дефекты сварных и паяных соединений......................................... 82
ТЕМА 7. Электрофизические методы обработки........................................... 84
7.1.Электроэрозионная обработка заготовок...................................... 83
7.2. Электроимпульсная обработка....................................................... 85
7.3. Электроконтактная обработка........................................................ 85
7.4. Электрохимические методы обработки.......................................... 86
7.5. Электрохимическая размерная обработка..................................... 86
ТЕМА 8. Изготовление заготовок деталей из композиционных порошковых материалов........................................................................................................... 88
8.1. Способы получения металлических порошков.............................. 87
8.2. Технологические свойства металлических порошков.................... 90
8.3. Методы производства металлокерамических изделий................... 90
8.4. Технологический процесс спекания................................................ 94
Список литературы.......................................................................................... 96
Введение
Основной задачей курса «Технология конструкционных материалов» является ознакомление с существующими способами получения заготовок и деталей из различных конструкционных материалов и перспективой развития технологических процессов в машиностроении.
Применяемые конструкционные материалы подразделяют на металлические и неметаллические. Металлы, в свою очередь, относят либо к черным (железо и его сплавы), либо к цветным (медь и сплавы на ее основе, алюминий и его сплавы, титан и др.). Чистые металлы не всегда могут обеспечить требуемые эксплуатационные свойства, поэтому, в основном, в машиностроении используют сплавы на их основе.
В области обработки давлением созданы новые процессы чистовой обработки поверхности деталей пластическим деформированием: обработка обкаткой и раскаткой роликами, упрочняющая обработка поверхности наклепом.
Литейное производство характеризуется совершенствованием технологических процессов, дальнейшей механизацией и автоматизацией специальных видов литья, повышением качества отливок. Помимо широко известных способов литья в оболочковые формы, литья по выплавляемым моделям, литья под давлением все больше внедряются непрерывное литье, литье вакуумным всасыванием, вакуумно-компрессионное литье, литье намораживанием.
В области сварочного производства широкое распространение получили такие способы сварки, как электронно-лучевая, диффузионная сварка в вакууме, ультразвуковая сварка, лазерная сварка, сварка в камере с контролируемой атмосферой и др.
Технологический процесс производства изделий методом порошковой металлургии состоит из следующих основных операций: получения металлического порошка или смеси порошков разнородных материалов, формования, спекания (нагрев), и дополнительной обработки (механической обработки, калибрования, термической и химико-термической обработки и др.) порошковых заготовок и изделий.
ТЕМА 1. Понятия металлургического и машиностроительного производства
