Вступи в группу https://vk.com/pravostudentshop

«Решаю задачи по праву на studentshop.ru»

Решение задач по юриспруденции [праву] от 50 р.

Опыт решения задач по юриспруденции 20 лет!

 

 

 

 


«Ответы на вопросы материаловедению»

/ Материаловедение
Конспект, 

Оглавление

1. Дефекты реальных кристаллов. Виды дефектов по геометрическим признакам. Понятие точечного дефекта. Виды точечных дефектов

Дефекты в реальных кристаллах искажают кристаллическую решетку, оказывают существенное влияние на все свойства материала, поэтому знание дефектного строения и управление им при создании материалов и изделий имеет большое значение.

Дефекты классифицируются по числу измерений, в которых нарушения структуры кристалла простираются на расстояния, превышающие характерный параметр решетки. Выделяют четыре класса дефектов.

1.Точечные (нуль-мерные) дефекты – дефекты, размеры которых во всех трех измерениях не превышают одного или нескольких межатомных расстояний. К точечным дефектам относятся:

вакансии (вакантные узлы кристаллической решетки), или дефекты Шоттки;

междоузельные атомы (атом основного вещества, перемещенный из узла в позицию между узлами), или дефекты Френкеля; чужеродные атомы внедрения;

чужеродные атомы замещения (сочетание примесей и вакансий).

2.Линейные (одномерные) дефекты, нарушающие периодичность решетки в одном направлении много дальше, чем в двух других, в которых нарушения не превышают нескольких параметров решетки. К линейным дефектам относятся краевые и винтовые дислокации, микротрещины и ряды вакансий и междоузельных атомов.

3.Поверхностные (двумерные) дефекты, имеющие в двух измерениях размеры, во много раз превышающие параметр решетки, а в третьем – несколько параметров. К поверхностным дефектам относятся границы между зернами (большеугловые) и субзернами (малоугловые), дефекты упаковки, границы двойников и доменов, антифазные границы, поверхность кристалла.

4.Объемные (трехмерные) дефекты – микропустоты и включения другой фазы.

Строение реальных кристаллов отличается от идеальных. В реальных кристаллах всегда содержатся дефекты, которые подразделяют на точечные, линейные, поверхностные и объемные. Размеры точечного дефекта близки к межатомному расстоянию. У линейных дефектов длина на несколько порядков больше ширины; у поверхностных дефектов мала толщина, а ширина и длина больше ее на несколько порядков. Объемные дефекты (поры, трещины) имеют значительные размеры во всех трех направлениях.

Дефекты сохраняют подвижность, способны перемещаться в кристаллической решетке и при сближении взаимодействуют между собой. В большинстве случаев подвижность дефектов контролируется диффузией. Передвижение дислокаций под действием напряжений не связано с массопереносом, дислокации подвижны и при низких температурах, когда диффузия уже не играет никакой роли.

ТОЧЕЧНЫЕ ДЕФЕКТЫ

К самым простым точечным дефектам относятся вакансии, межузельные атомы основного вещества, чужеродные атомы внедрения (рис. 1.).

Вакансии и междоузельные атомы появляются в кристалле при любой температуре выше абсолютного нуля из-за тепловых колебаний атомов (тепловые или равновесные дефекты). В результате облучения или других внешних воздействий могут возникать неравновесные точечные дефекты.

Дефекты по Френкелю образуются парами: вакансия плюс междоузельный атом, когда какой-либо атом в результате флуктуации приобретает кинетическую энергию выше средней.

Флуктуации – случайные отклонения физических величин от их средних значений.

Образование междоузельного атома в плотноупакованных структурах требует значительно больше энергии, чем образование вакансии, поэтому в металлах основными точечными дефектами являются вакансии.

Вакансией называется пустой узел кристаллической решетки, а межузельным атомом – атом, перемещенный из узла в позицию между узлами.

Рис. 1. Точечные дефекты в кристаллической решетке:

а – вакансия; б – межузельный атом; в – примесный атом внедрения

 

Вакансии и межузельные атомы появляются в кристаллах при любой температуре выше абсолютного нуля из-за тепловых колебаний атомов. Каждой температуре соответствует равновесная концентрация вакансий, а также межузельных атомов. Например, в меди при 20–25°С содержится 10-13 % (ат.) вакансий, а вблизи точки плавления – уже 0,01 % (ат.) (одна вакансия приходится на 104 атомов).

Пересыщение точечными дефектами достигается при резком охлаждении после высокотемпературного нагрева, при пластическом деформировании и при облучении нейтронами. В последнем случае концентрация вакансий и межузельных атомов одинакова: выбитые из узлов решетки атомы становятся межузельными атомами, а освободившиеся узлы становятся вакансиями.

С течением времени избыток вакансий сверх равновесной концентрации уничтожается на свободных поверхностях кристалла, порах, границах зерен и других дефектах решетки. Места, где исчезают вакансии, называются стоками вакансий. Вакансии являются самой важной разновидностью точечных дефектов; они ускоряют все процессы, связанные с перемещениями атомов (диффузия, спекание порошков и т.д.).

В ионных и ковалентных кристаллах вакансии и другие точечные дефекты электрически активны и могут быть как донорами, так и акцепторами. Это создает в кристаллах преобладание определенного типа проводимости. В ионных кристаллах электрическая нейтральность кристалла сохраняется благодаря образованию пары точечных дефектов: вакансия-ион, у которых электрические заряды имеют противоположные знаки.

Все виды точечных дефектов искажают кристаллическую решетку и, в определенной мере, влияют на физические свойства. В технически чистых металлах точечные дефекты повышают электросопротивление, а на механические свойства почти не влияют. Лишь при больших концентрациях дефектов в облученных металлах понижается пластичность и заметно изменяются другие свойства.

 

 

 


2. Понятие термической обработки. Цель и виды термической обработки. Нормализация

Термической обработкой называется совокупность операций нагрева, выдержки и охлаждения твердых металлических сплавов с целью получения заданных свойств за счет изменения внутреннего строения и структуры. 

Термическая обработка используется в качестве промежуточной операции для улучшения обрабатываемости резанием, давлением и др. и как окончательная операция технологического процесса, обеспечивающая заданный уровень физико-механических свойств детали. 

Основными факторами любого вида термической обработки являются температура, время, скорость нагрева и охлаждения. Режим термообработки обычно представляется графиком в координатах температура – время. Скорость нагрева и охлаждения характеризуется углом наклона линий на графике.

Основные виды термической обработки – отжиг, закалка, отпуск и старение. Каждый из указанных видов имеет несколько разновидностей. 

Отжиг – термическая обработка, при которой сталь нагревается до определенной температуры, выдерживается при ней и затем медленно охлаждается в печи для получения равновесной, менее твердой структуры, свободной от остаточных напряжений. К отжигу I рода, не связанному с фазовыми превращениями в твердом состоянии, относятся: 

диффузионный отжиг (или гомогенизация) – нагрев до 1000–1100°С для устранения химической неоднородности, образовавшейся при кристаллизации металла. Гомогенизации подвергают слитки или отливки высоколегированных сталей. Получается крупнозернистая структура, которая измельчается при последующем полном отжиге или нормализации;

рекристаллизационный отжиг, который применяется для снятия наклепа после холодной пластической деформации. Температура нагрева чаще всего находится в пределах 650-700°С;

отжиг для снятия внутренних напряжений. Применяют с целью уменьшения напряжений, образовавшихся в металле при литье, сварке, обработке резанием и т. д. Температура отжига находится в пределах 200–700°С, чаще 350– 600°С.

Отжиг II рода (или фазовая перекристаллизация) может быть полным и неполным:

полный отжиг – нагрев стали на 30–50° выше верхней критической точки с последующим медленным охлаждением. При этом отжиге происходит полная перекристаллизация: при нагреве феррито-перлитная структура переходит в аустенитную, а при охлаждении аустенит превращается обратно в феррит и перлит.

Полному отжигу подвергают отливки, поковки, прокат для измельчения зерна, снятия внутренних напряжений. При этом повышаются пластичность и вязкость.

неполный отжиг отличается от полного тем, что сталь нагревают до более низкой температуры (на 30–50° выше температуры перлитного превращения). При этом произойдет перекристаллизация только перлитной составляющей. Это более экономичная операция, чем полный отжиг, так как нагрев производится до более низких температур.

При неполном отжиге улучшается обрабатываемость резанием в результате снижения твердости и повышения пластичности стали.

Изотермический отжиг заключается в нагреве и выдержке при температуре на 30–50° выше верхней критической точки, охлаждении до 600–700°С, выдержке при этой температуре до полного превращения аустенита в перлит и последующем охлаждении на воздухе. При таком отжиге уменьшается время охлаждения, улучшается обрабатываемость резанием. Применяется для легированных сталей.

Нормализация – разновидность отжига; при нормализации охлаждение проводится на спокойном воздухе. Скорость охлаждения несколько больше, чем при обычном отжиге, что определяет некоторое отличие свойств отожженной и нормализованной стали.

При нормализации сталь нагревают до аустенитного состояния. Благодаря полной фазовой перекристаллизации устраняется крупнозернистая структура, полученная при литье, прокатке или ковке. Охлаждение на воздухе, вне печи, снижает экономические затраты на термообработку. Нормализацию применяют для низкоуглеродистых сталей вместо отжига, а для среднеуглеродистых сталей вместо улучшения (закалка + высокий отпуск).

Закалка – это термическая обработка, которая заключается в нагреве стали до температур, превышающих температуру фазовых превращений, выдержке при этой температуре и последующем охлаждении со скоростью, превышающей критическую минимальную скорость охлаждения. Основной целью закалки является получение высокой твердости, упрочнение. В основе закалки лежит аустенитно-мартенситное превращение.

В зависимости от температуры нагрева различают:

полную закалку, при которой нагрев осуществляется в однофазную аустенитную область. При быстром охлаждении происходит полное превращение аустенита в мартенсит;

неполную закалку, при которой нагрев осуществляется в двухфазную область и при охлаждении формируется в доэвтектоидных сталях феррито-мартенситная, а в заэвтектоидных сталях – мартенсито-цементитная структура.

На практике полную закалку применяют для доэвтектоидных сталей, неполную для заэвтектоидных сталей.

Температура нагрева под закалку легированных сталей обычно выше, чем для углеродистых. Диффузионные процессы в легированных сталях протекают медленнее, поэтому для них требуется более длительная выдержка. Нагрев легированных сталей до более высокой температуры и более длительная выдержка не сопровождается ростом зерна, так как легирующие элементы снижают склонность к росту зерна при нагреве. После закалки структура состоит из легированного мартенсита.

Для достижения максимальной твердости при закалке стремятся получать мартенситную структуру. Минимальная скорость охлаждения, необходимая для переохлаждения аустенита до мартенситного превращения, называется критической скоростью закалки. Скорость охлаждения определяется видом охлаждающей среды.

Обычно для закалки используют кипящие жидкости: воду; водные растворы солей и щелочей; масла.

Выбор конкретной закалочной среды определяется видом изделия. Например, воду с температурой 18–25°С используют в основном при закалке деталей простой формы и небольших размеров, выполненных из углеродистой стали. Детали более сложной формы из углеродистых и легированных сталей закаляют в маслах. Для закалки легированных сталей часто используют водные растворы NaCL и NaOH с наиболее высокой охлаждающей способностью. Для некоторых легированных сталей достаточная скорость охлаждения обеспечивается применением спокойного или сжатого воздуха.

Из-за пониженной теплопроводности легированных сталей их нагревают и охлаждают медленнее.

Важными характеристиками стали, необходимыми для назначения технологических режимов закалки, являются закаливаемость и прокаливаемость. Закаливаемость характеризует способность стали к повышению твердости при закалке и зависит главным образом от содержания углерода в стали. Закаливаемость оценивают по твердости поверхностного слоя стального образца после закалки.

Прокаливаемость характеризует способность стали закаливаться на требуемую глубину. Прокаливаемость оценивается по расстоянию от поверхности изделия до слоя, в котором содержится не менее 50% мартенсита. Зависит прокаливаемость от критической скорости охлаждения: чем меньше критическая скорость закалки, тем выше прокаливаемость. На прокаливаемость оказывают влияние химический состав стали, характер закалочной среды, размер и форма изделия и многие другие факторы. Легирование стали способствует увеличению ее прокаливаемости. Прокаливаемость деталей из среднеуглеродистой стали при закалке в масле ниже, чем при закалке в воде. Прокаливаемость резко уменьшается с увеличением размеров заготовки.

При сквозной прокаливаемости по сечению изделия механические свойства одинаковы, при несквозной прокаливаемости в сердцевине наблюдается снижение прочности, пластичности и вязкости металла. Прокаливаемость является важной характеристикой стали и при выборе марки стали рассматривается наряду с ее механическими свойствами, технологичностью и себестоимостью.

Способы закалки стали:

закалка в одном охладителе, при которой нагретая деталь погружается в охлаждающую жидкость и остается там до полного охлаждения. Наиболее простой способ. Недостаток – возникновение значительных внутренних напряжений. Закалочная среда – вода для углеродистых сталей сечением более 5 мм, масло – для деталей меньших размеров и легированных сталей;

закалка в двух средах, при которой деталь до 300–400°С охлаждают в воде, а затем переносят в масло. Применяют для уменьшения внутренних напряжений при термообработке изделий из инструментальных высокоуглеродистых сталей. Недостаток – трудность регулирования выдержки деталей в первой среде;

ступенчатая закалка, при которой деталь быстро охлаждается погружением в соляную ванну с температурой, немного превышающей температуру мартенситного превращения, выдерживается до достижения одинаковой температуры по всему сечению, а затем охлаждается на воздухе. Медленное охлаждение на воздухе снижает внутренние напряжения и возможность коробления. Недостаток – ограничение размера деталей;

изотермическая закалка, при которой деталь выдерживается в соляной ванне до окончания изотермического превращения аустенита. Применяют для конструкционных легированных сталей. При такой закалке обеспечивается достаточно высокая твердость при сохранении повышенной пластичности и вязкости;

закалка с самоотпуском, при которой в закалочной среде охлаждают только часть изделия, а теплота, сохранившаяся в остальной части детали после извлечения из среды, вызывает отпуск охлажденной части. Применяют для термообработки ударного инструмента типа зубил, молотков, которые должны сочетать высокую твердость и вязкость;

обработка холодом состоит в продолжении охлаждения закаленной стали ниже 0°С до температур конца мартенситного превращения (обычно не ниже –75°С). В результате обработки холодом повышается твердость и стабилизуются размеры деталей. Наиболее распространенной является охлаждающая среда смеси ацетона с углекислотой.

Отпуск – это заключительная операция термической обработки стали, которая заключается в нагреве ниже температуры перлитного превращения (727°С), выдержке и последующем охлаждении. При отпуске формируется окончательная структура стали. Цель отпуска – получение заданного комплекса механических свойств стали, а также полное или частичное устранение закалочных напряжений.

Различают следующие виды отпуска:

низкий отпуск проводят при 150–200°С для снижения внутренних напряжений и некоторого уменьшения хрупкости мартенсита. Закаленная сталь после низкого отпуска имеет структуру отпущенного мартенсита, твердость ее почти не снижается, а прочность и вязкость повышаются. Низкий отпуск применяют для углеродистых и низколегированных сталей, из которых изготавливается режущий и измерительный инструмент, а также для машиностроительных деталей, которые должны обладать высокой твердостью и износостойкостью;

средний отпуск проводят при 350–450°С для некоторого снижения твердости при значительном увеличении предела упругости. Структура стали представляет троостит отпуска, обеспечивающий высокие пределы прочности, упругости и выносливости, а также улучшение сопротивляемости действию ударных нагрузок. Этот отпуск применяют для пружин, рессор и для инструмента, который должен иметь значительную прочность и упругость при достаточной вязкости;

высокий отпуск проводят при 440–650°С для достижения оптимального сочетания прочностных, пластических и вязких свойств. Структура стали представляет собой однородный сорбит отпуска с зернистым строением цементита. Высокий отпуск применяется для конструкционных сталей, детали из которых подвергаются действию высоких напряжений и ударным нагрузкам. Термическая обработка, состоящая из закалки с высоким отпуском (улучшение), является основным видом термической обработки конструкционных сталей.

Отпуск легированных сталей проводят при более высоких температурах, чтобы ускорить диффузию легирующих элементов. Все легирующие элементы, особенно хром, молибден, кремний, затрудняют процесс распада мартенсита при нагреве. Структура отпущенного мартенсита может сохраняться при 400–600°С.

При одинаковой температуре отпуска прочность и пластичность легированных сталей выше, чем углеродистых.

Искусственное старение – это отпуск при невысоком нагреве. При искусственном старении детали нагревают до температуры 120–150°С и выдерживают при ней в течение 10–35 часов. Длительная выдержка позволяет, не снижая твердости закаленной стали, стабилизировать размеры деталей.

Искусственное старение значительно ускоряет процессы, которые происходят при естественном старении. Естественное старение заключается в выдержке деталей и инструмента при комнатной температуре и длится три и более месяцев.

Термомеханическая и механотермическая обработка

Повысить комплекс механических свойств стали по сравнению с обычной термической обработкой позволяют методы, сочетающие термическую обработку с пластическим деформированием.

Термомеханическая обработка (ТМО) заключается в сочетании пластической деформации стали в аустенитном состоянии с закалкой. После закалки проводят низкотемпературный отпуск.

В зависимости от температуры, при которой сталь подвергают пластической деформации, различают два основных способа термомеханической обработки:

высокотемпературную термомеханическую обработку (ВТМО), при которой деформируют сталь, нагретую до однофазного аустенитного состояния. Степень деформации составляет 20–30%. После деформации следует немедленная закалка;

низкотемпературную термомеханическую обработку (НТМО), при которой сталь деформируют в области устойчивости переохлажденного аустенита (400–600°С); температура деформации ниже температуры рекристаллизации, но выше температуры начала мартенситного превращения. Степень деформации составляет 75–95%. Сразу после деформации проводят закалку.

В обоих случаях после закалки следует низкотемпературный отпуск (100–300°С).

Термомеханическая обработка позволяет получить очень высокую прочность при хорошей пластичности и вязкости. Наибольшее упрочнение достигается при НТМО, но проведение ее более сложно по сравнению с ВТМО, так как требуются более высокие усилия деформации. ВТМО более технологична, она обеспечивает большой запас пластичности и лучшую конструктивную прочность.

Механотермическая обработка, так же как и термомеханическая, сочетает закалку и деформирование, но имеет обратный порядок этих процессов: сначала сталь подвергают термической обработке, а затем деформируют. Одним из видов механотермической обработки является патентарование.

Патентирование заключается в термической обработке на троостит с последующей деформацией на 90–95%. Такая обработка позволяет достичь предела прочности тонкой проволоки из высокоуглеродистой стали до 5000 МПа.

В практике механотермической обработки также используется деформирование образца на 3–5% после мартенситного превращения, что позволяет повысить предел прочности на 10–20%.

Поверхностная закалка – это термическая обработка, при которой закаливается только поверхностный слой изделия на заданную глубину, тогда как сердцевина изделия остается незакаленной. В результате поверхностный слой обладает высокой прочностью, а сердцевина изделия остается пластичной и вязкой, что обеспечивает высокую износостойкость и одновременно стойкость к динамическим нагрузкам.

В промышленности применяют следующие методы поверхностной закалки:

закалку с индукционным нагревом токами высокой частоты при массовой обработке стальных изделий;

газопламенную поверхностную закалку пламенем газовых или кислород-ацетиленовых горелок (температура пламени 2400–3000°С) для единичных крупных изделий;

закалку в электролите для небольших деталей в массовом производстве;

лазерную закалку, позволяющую существенно увеличить износостойкость, предел выносливости при изгибе и предел контактной выносливости.

Закалка с индукционным нагревом (нагрев ТВЧ) – наиболее распространенный способ поверхностной закалки.


3. Понятие о процессах ОМД. Процесс прокатки

В настоящее время около четверти металла, потребляемого машиностроением, уходит в отходы в виде стружки, что составляет миллионы тонн. Использование таких методов, как получение точных профилей фасонной конфигурации методом прокатки, прессования, гибки, штамповки, волочения и других позволяет повысить точность заготовок и резко снизить трудоемкость механической обработки при значительном снижении расхода металла. Процесс обработки металлов давлением (ОМД) – это придание материалу требуемой формы, размеров и физико-механических свойств без нарушения его сплошности путем пластической деформации. Процессы обработки давлением разделяют на две группы: горячую и холодную деформацию.

На современных металлургических заводах применяют ковку, штамповку, прокатку, волочение и прессование.

Формообразование обработкой давлением основано на способности заготовок из металлов и других материалов изменять свою форму без разрушения под действием внешних сил. Обработка давлением – один из прогрессивных, экономичных и высокопроизводительных способов производства заготовок в машино- и приборостроении. Почти 90% всей выплавляемой стали и 60% цветных металлов и сплавов подвергают тем или иным способам обработки давлением – прокатке, прессованию, волочению, ковке, объемной или листовой штамповке.

Обработкой давлением могут быть получены заготовки или детали из материалов, обладающих пластичностью, т.е. способностью необратимо деформироваться без разрушения под действием внешних сил. Нарушение сплошности строения материала деформируемой заготовки в большинстве случаев недопустимо и приводит к браку.

Установлено, что в монокристаллах пластическая деформация происходит под действием касательных напряжений, вызывающих скольжение атомарных плоскостей друг относительно друга – явление сдвига. Плоскости скольжения характеризуются наиболее плотной упаковкой атомов в направлениях, по которым межатомные расстояния минимальны. Поэтому сдвиг атомов в этих плоскостях приводит к минимальным нарушениям правильности их расположения, а следовательно, смещение может быть осуществлено при наименьших напряжениях. Чем больше таких плоскостей в кристаллитах, тем более пластичен металл. Одной из главных причин, определяющих плоскости скольжения, является наличие в них дислокаций. Перемещаясь под действием сил вдоль плоскости скольжения последовательно за счет единичных перемещений атомов, дислокации способствуют снижению напряжений, при которых начинается процесс пластического деформирования, и, кроме того, существенно увеличивают пластичность металла. После окончания процесса скольжения по одной или нескольким плоскостям, что означает, как правило, выход дислокаций, расположенных в этих плоскостях, за границу кристаллита, начинается процесс скольжения в других плоскостях, где сопротивление было более высоким. Усилие деформирования будет возрастать по мере включения в процесс скольжения новых плоскостей со все более высоким уровнем сопротивления движению дислокаций.

Таким образом, механизм пластического деформирования скольжением при обработке давлением можно представить как лавинообразный процесс движения дислокаций вдоль плоскостей скольжения под влиянием сдвиговых напряжений.

Другой механизм пластической деформации – двойникование, или двойниковый сдвиг – чаще всего встречается в металлах и сплавах, имеющих гексагональную или объемно центрированную кубическую решетку. В отличие от обычного сдвига двойниковый совершается только раз и не приводит к значительным пластическим деформациям. Однако вместе с ним появляются дополнительные очаги сдвиговой деформации по механизму обычного скольжения.

Именно возможностью сочетания двойникования и сдвига объясняется высокая пластичность меди, аустенита, серебра, α-латуни, цинка, магния и др.

Процессы, происходящие при деформировании поликристаллических тел, в которых кристаллиты разделены границами и имеют плоскости скольжения, различно ориентированные в пространстве, значительно более сложны, так как в поликристаллическом теле деформация одного, отдельно взятого зерна практически невозможна, любое перемещение атомов в результате скольжения или двойникования обязательно вызывает соответствующие групповые перемещения по границам зерен или в самих соседних зернах.

Механизм деформирования поликристаллического тела при обработке давлением можно представить в такой последовательности. В начале под действием приложенных сил начинается сдвиговая пластическая деформация в зернах, плоскости скольжения которых совпадают или близки вектору максимальных касательных напряжений, а также по плоскостям, плотность дислокаций в которых максимальна. Затем последовательно в процесс включаются плоскости, сопротивление сдвигу которых более высокое. Одновременно происходит смещение и поворот соседних зерен, т.е. переориентация их в пространстве и по отношению к действующим силам. Зерна, переориентированные в положения, благоприятные для деформирования, включаются в этот процесс, вызывая поворот других, соседних с ними зерен, и т.д.

Одновременно со сдвигом протекают и процессы двойникования. В результате структура металла, подвергнутого значительным пластическим деформациям, характеризуется вытянутыми зернами, ориентированными в направлении интенсивного течения металла.

ПРОКАТКА – обработка металла давлением путем обжатия между вращающимися валками прокатного стана для уменьшения сечения прокатываемого слитка или заготовки и придания им заданной формы. Различают горячую прокатку, когда металл нагревают для повышения пластичности, и холодную, когда пластичность металла достаточна и без нагрева. Прокатный стан – система машин (агрегатов) для обработки давлением металлов между вращающимися валками (прокатка), а также для выполнения вспомогательных операций транспортирования и др.

При прокатке металл пластически деформируется вращающимися валками. Взаимное расположение валков и заготовки, форма и число валков могут быть различными. По взаимному расположению валков и заготовки прокатка подразделяется на три вида: продольная, поперечная и поперечно-винтовая.

При поперечной прокатке валки, вращаясь в одном направлении, придают вращение заготовке и деформируют ее. При поперечно-винтовой прокатке валки расположены под углом и сообщают заготовке при деформировании вращательное и поступательное движение. Поперечно-винтовой прокаткой получают бесшовные трубы.

Основной инструмент прокатки – валки. В зависимости от прокатываемого профиля они могут быть гладкими и служат для прокатки листов, лент и т.п., ступенчатыми (для прокатки полосовой стали) и ручьевыми (для получения сортового проката). Ручьем называют вырез на боковой поверхности валка, а совокупность двух ручьев образует калибр. На каждой паре валков размещается по несколько калибров.

Калибровка валков – это разработка схемы прокатки и размещения калибров, обеспечивающая получение заданного профиля проката при минимальном числе проходов. По назначению калибры прокатных станов разделяют на обжимные (вытяжные), черновые (подготовительные) и чистовые (отделочные). Обжимные калибры предназначены только для уменьшения сечения прокатываемого металла и обычно имеют прямоугольную, квадратную, ромбическую и овальную формы. Черновые калибры используются для уменьшения площади и изменения формы поперечного сечения прокатываемой заготовки с постепенным приближением к готовому изделию. В чистовых калибрах учитывается коэффициент линейного расширения и допуски на размеры профиля. Для прокатки одного и того же профиля, исходя из технических показателей, можно применять различные схемы калибровки.

При прокатке увеличиваются длина и ширина заготовки и уменьшается ее толщина. Относительное уменьшение толщины заготовки в процессе прокатки называется относительным обжатием, или степенью деформации (обжатия). Максимальное значение относительного обжатия в зависимости от типа изделия составляет 0,2+0,5%, уширение заготовки в процессе прокатки – 5+10 % от обжатия. Площадь поперечного сечения заготовки при прокатке уменьшается, поэтому для определения деформации (особенно, когда обжатие по сечению различно) используется коэффициент вытяжки.

Существенное значение для процесса прокатки имеет трение. Для захвата металла валками необходимо, чтобы коэффициент трения был больше тангенса угла захвата.

 



0
рублей


© Магазин контрольных, курсовых и дипломных работ, 2008-2019 гг.

e-mail: studentshopadm@ya.ru

об АВТОРЕ работ

 

Вступи в группу https://vk.com/pravostudentshop

«Решаю задачи по праву на studentshop.ru»

Решение задач по юриспруденции [праву] от 50 р.

Опыт решения задач по юриспруденции 20 лет!