ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 1. ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 2. 1. Производство стали в кислородном конверторе

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 1

1. Конструкционные стали и их классификация

Стали классифицируют по следующим признакам: химическому составу, способу производства, качеству, структуре, применению.

По химическому составу различают стали углеро­дистые и легированные.

У глеродистые стали в зависимости от содержания углерода делят на низкоуглеродистые (от 0,08 до 0,25% С), среднеуглеродистые (от0,25 до 0,45%С) и высокоуглеродистые (более 0,45%С).

Легированные стали в зависимости от содержания легирующих элементов делят на низколегированные (до 2,5%), среднелегированные (от 2,5 до 10%) и высоколегированные (более 10%).

В зависимости от наличия в легированных сталях тех или иных легирующих элементов стали называют хромистыми, кремнистыми, хромоникелевыми, хромомарганцеванадиевыми и т. п.

По способу производства различают стали кон­верторные, мартеновские, электросталь и сталь особых методов выплавки.:

По качеству различают стали обыкновенного качества, качественные, высококачественные и особо высококачественные. При этом учитывается,главным образом, содержание в сталях вредных примесей — серы и фосфора, а также способ выплавки.

Стали обыкновенного качества — углеродистые стали с содержанием углерода до 0,5%

содержание фосфора до 0,07% и серы до 0,06%, выплавляют в конверторах (с применением кисло­рода) и в мартеновских печах.

Стали качественные — углеродистые и низколегированные стали; содержание серы и фосфора до 0,035—0,040 % каждого. выплавляются преимущественно в основных мартеновских печах;

Стали высококачественные — главным образом среднелегированные стали; содержание серы и фосфора до 0,025% каждого.выплавляются преимущественно в электропечах, а также в кислых мартеновских печах;

Стали особо высококачественные — высоколегированные стали,содержание серы и фосфора до 0,015% каждого, выплавляются в электропечах, электрошлаковым переплавом и другими совершенными методами;

По структуре подразделяют стали в отожженном и в нормализованном состояниях.

Стали в отожженном состоянии делят на классы: доэвтектоидный, эвтектоидный и заэвтектоидный, обычно объединяемые в один класс - перлитный (для углеродистых и легированных сталей) класс — перлитный (для углеродистых и легированных сталей), ледебуритный или карбидный, ферритный, полуферритный, аустенитный и полуаустенитный

Стали в нормализованном состоянии по структуре делят на перлитный, мартенситный и аустенитный классы. Образование стали этих классов характеризуется диа­граммой изотермического превращения с нанесением на нее кривой нормализации (охлаждения на воздухе).

К перлитному классу относят углеродистые и легированные стали с низким содержанием легирующего элемента, кривая норма­лизации которых пересекает кривую изотермического превращения в зоне образования феррито-цементитной смеси с образованием пер­лита, сорбита или троостита.

К мартенситному классу относят легированные стали с более высоким содержанием легирующего элемента, кривая изотермиче­ского превращения которых располагается правее (большая устойчивость аустенита).

К аустенитному классу относят легированные стали с высоким содержанием легирующего элемента, в которых не только кривая изотермического превращения сдвинута вправо, но также понижена точка начала мартенситного превращения Ма; она расположена при температуре ниже комнатной. В этом случае кривая нормализации не пересекает С-образную кривую.

По применению стали подразделяют на следующие груп­пы и подгруппы:

Конструкционные стали: строительные; машиностроительные общего назначения (стали, используемые без термической обработки, упрочняемые в поверхностном слое и упрочняемые по всему сече­нию); машиностроительные специализированного назначения (стали пружинные, шарикоподшипниковые, автоматные, жаропрочные и др.).

Инструментальные стали; Стали с особыми свойствами: с особыми химическими свойст­вами (нержавеющие стали); с особыми физическими свойствами (магнитные, с малым и заданным коэффициентом расширения и др.).

2. Виды изнашивания режущего инструмента стр 271

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 2

1. Производство стали в кислородном конверторе

Кислородно-конвертерный процесс - это выплавка стали из жидкого чугуна в конвертере с основной футеровкой и про­дувкой кислородом через водоохлажда- емую фурму.

Кислородный конвертер (рис. 2.4) - сосуд грушевидной формы 2, корпус ко­торого сварен из листовой стали толщи­ной 50... 100 мм. Внутренняя футеровка корпуса, как правило, двухслойная, тол­щиной 700... 1000 мм. Она изготовляется из основных огнеупорных материалов, преимущественно из магнезита и доломи­та. Стойкость рабочего слоя составляет 400... 600 плавок. Конвертер имеет опор­ный пояс 3 с цапфами, расположенными в подшипниках опор. Для поворота конвер­тера предусмотрен механизм привода 4, при помощи которого конвертер может поворачиваться в обе стороны на любой угол.

Сверху через горловину в рабочее пространство конвертера входит водоох- лаждаемая кислородная фурма L Расстоя­ние от ванны до сопел фурмы может из­меняться по ходу плавки, обеспечивая рациональный режим продувки.

Вместимость конвертера 70 350 т расплавленного чугуна.

Шихтовыми материалами кислород- но-конвертерного процесса являются жидкий передельный чугун, (см. табл. 2.1), стальной лом(не более 30 %), из­весть для наведения шлака, железная ру­да, а также боксит (АЬОз), плавиковый шпат (СаРг), которые применяют для раз­жижения шлака.

Перед плавкой конвертер наклоняют, через горловину с помощью завалочных машин загружают скрап (рис. 2.5, а), за­ливают чугун при температуре 1250... 1400 °С (рис. 2.5, бI После этого конвер­тер поворачивают в вертикальное рабочее положение (рис. 2.5, в), внутрь его вводят водоохлаждаемую фурму и через нее пода­ют кислород под давлением 0,9... 1,4 МПа. Расход кислорода составляет 2... 5 м³/мин на 1 т металла. Чистота технического ки­слорода должна быть 99,5... 99,7 %, что обеспечивает в готовой стали низкое со­держание азота (0,002... 0,004 %). Одно­временно с началом продувки в конвертер загружают известь, боксит, железную ру­ду. Струи кислорода проникают в металл, вызывают его циркуляцию в конвертере и перемешивание со шлаком. Благодаря интенсивному окислению примесей чугу­на при взаимодействии с кислородом в зоне под фурмой развивается температура до 2400 °С.

В зоне контакта кислородной струи с чугуном в первую очередь окисляется железо, так как его концентрация во мноной и кипящей. Частично она раскисляет­ся в печи и ковше, а частично в изложни­це благодаря взаимодействию оксида же­леза и углерода, содержащихся в стали.

Легирование стали осуществляют введением ферросплавов или чистых ме­таллов в необходимом количестве в рас­плав. Легирующие элементы (Ni, Со, Мо, Си), сродство к кислороду у которых меньше, чем у железа, при плавке и раз­ливке практически не окисляются, и по­этому их вводят в печь в любое время плавки (обычно вместе с остальной ших­той). Легирующие элементы, у которых сродство к кислороду больше, чем у желе­за (Si, Мп, |§§ Cr, V, Ti и др.), вводят в металл после раскисления или одновре­менно с ним в конце плавки, а иногда не* посредственно в ковш.

2. Прессование обратный метод

Прессование - это выдавливание усилием Q заготовки 1 (рис. 27 м) из контейнера 2 через отверстие в матрице, соответ­ствующее сечению выдавливаемого профиля. Исходной заготовкой является слиток или прокат. Прессованием получают прутки диаметром 3—250 мм, трубы диаметром 20—400 мм со стенкой тол­щиной 1,5—12 мм и другие профили, сплошные и полые, с постоян­ным или переменным поперечным сечением. Точность и возможная сложность получаемых профилей больше, чем при прокатке.

Выдавливание

Выдавливание - это формообразование сплошных или полых изделий вследствие пластического течения металла из полости штампа через отверстия соответствующей формы. Различают пря­мое, обратное, боковое и комбинированное выдавливания (рис. 31). При прямом выдавливании металл течет из матрицы 2 в направле­нии движения пуансона. При этом зазор между пуансоном и матрицей должен быть небольшим, чтобы в него не вытекал ме­талл. В противном случае образуется торцовый заусенец, который нужно удалять дополнительной обработкой. Этим способом полу­чают детали типа стержня с утолщением (например, клапаны), трубки или полые стаканы с фланцем.

При обратном выдавливании металл течет навстречу пуансону в кольцевой зазор между пуансоном 1 и матрицей 2 (для получения деталей с дном: экраны радиоламп, тюбики и т. п.) или, реже, в отверстие в пуансоне (для получения деталей типа стержня с фланцем). Толщина стенки