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.
| Рис. 2.4. Устройство кислородного конвертера |
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