Ответы на 22 вопроса по ТКМ

Ниже представлены краткие и емкие ответы на вопросы по курсу «Технология конструкционных материалов», подготовленные для записи в тетрадь. 1. Механические и технологические свойства металлов. Виды испытания. Критерии конструкционной прочности. Механические свойства: прочность, пластичность, твердость, ударная вязкость. Технологические: литейные свойства, обрабатываемость давлением, свариваемость, обрабатываемость резанием. Виды испытаний: статические (растяжение, сжатие), динамические (ударный изгиб), на твердость (по Бринеллю, Роквеллу, Виккерсу). Критерии прочности: предел текучести \( \sigma_{0,2} \), предел прочности \( \sigma_B \), предел выносливости. 2. Основные способы получения заготовок. Факторы, влияющие на выбор способа получения заготовок. Способы: литье, обработка давлением (ковка, штамповка), сварка, порошковая металлургия. Факторы выбора: материал заготовки, форма и размеры детали, требуемая точность и шероховатость, серийность производства (объем выпуска), экономическая целесообразность. 3. Литейное производство. Технологичность литых заготовок. Литейное производство — получение изделий путем заливки расплавленного металла в литейную форму. Технологичность: деталь должна иметь простые внешние контуры, литейные уклоны для извлечения модели, отсутствие резких переходов по толщине стенок (во избежание трещин и усадочных раковин). 4. Изготовление отливок в песчаные формы. Модельный комплект. Формовочные и стержневые смеси. Литниковая система. Процесс включает изготовление формы по модели. Модельный комплект: модель детали, модели литниковой системы, стержневые ящики. Смеси: состоят из песка (кварц) и связующего (глина). Стержневые смеси прочнее, так как стержни испытывают большие тепловые нагрузки. Литниковая система: каналы для подвода металла (воронка, стояк, шлакоуловитель, питатели). 5. Технология изготовления литейных форм и стержней. Способы формовки. Получение отливок. Литейные свойства металлов и сплавов. Формовка бывает ручная и машинная. Стержни сушат в печах. Литейные свойства: жидкотекучесть (способность заполнять форму), усадка (уменьшение объема при остывании), склонность к ликвации (неоднородность состава). 6. Специальные способы литья. Сущность их, достоинства и недостатки. Области применения. Способы: в кокиль (многоразовая форма), центробежное, под давлением, по выплавляемым моделям. Достоинства: высокая точность, малые припуски, высокая производительность. Недостатки: высокая стоимость оснастки. Применяются в массовом производстве сложных деталей. 7. Дефекты отливок и их исправления. Дефекты: газовые поры, усадочные раковины, трещины, недоливы, песчаные раковины. Исправление: заварка дефектов, термическая обработка для снятия напряжений, пропитка герметизирующими составами. 8. Основы технологии обработки металлов давлением (ОМД). Физико-механические основы пластической деформации металлов. ОМД основана на способности металлов пластически деформироваться под действием внешних сил без разрушения. В основе лежит перемещение дислокаций в кристаллической решетке и скольжение атомных плоскостей. 9. Горячая и холодная пластическая деформация. Механические свойства и структура при ОМД. Нагрев металла, выбор температурного интервала обработки давлением. Холодная деформация: ниже температуры рекристаллизации, вызывает наклеп (упрочнение). Горячая деформация: выше температуры рекристаллизации, структура восстанавливается, зерна измельчаются. Температурный интервал: \( T_{нач} \approx 0,8 T_{пл} \), \( T_{кон} \approx T_{рек}+50^\circ C \). 10. Прокатка. Сущность процесса прокатки. Устройство и классификация прокатных станов. Технология производства отдельных видов проката. Сортамент заготовок и готового проката. Прокатка — обжатие металла между вращающимися валками. Станы: обжимные (блюминги), сортовые, листовые, трубные. Сортамент: балки, швеллеры, листы, рельсы, проволока. 11. Свободная ковка. Способы получения поковок. Оборудование, инструмент. Технологический процесс свободной ковки. Ковка — деформация ударами молота или давлением пресса. Операции: осадка, вытяжка, прошивка, рубка. Оборудование: ковочные молоты и гидравлические прессы. Инструмент: бойки, оправки, топоры. 12. Горячая объемная штамповка (ГОШ). Основные операции, инструмент, оборудование. Технологический процесс ГОШ. Металл деформируется в полости штампа, принимая его форму. Оборудование: молоты, кривошипные прессы. Преимущества: высокая точность и производительность по сравнению с ковкой. 13. Холодная объемная штамповка. Листовая штамповка, применяемые операции, инструмент. Холодная объемная: высадка (болты), выдавливание. Листовая штамповка: разделительные операции (вырубка, пробивка) и формоизменяющие (гибка, вытяжка). Инструмент — пуансон и матрица. 14. Прессование, методы прессования металлов и сплавов, их достоинства и недостатки. Прессование — выдавливание металла из замкнутой полости через отверстие матрицы. Методы: прямое (металл течет в сторону движения пуансона) и обратное. Достоинства: возможность получения сложных профилей. Недостаток: большие отходы (пресс-остаток). 15. Сущность процесса волочения. Технологические операции и виды применяемого оборудования. Волочение — протягивание заготовки через отверстие (волоку), размер которого меньше сечения заготовки. Применяется для получения тонкой проволоки и калиброванных прутков. Оборудование — волочильные станы. 16. Классификация видов сварки. Виды сварных соединений. Классификация: сварка плавлением (дуговая, газовая) и сварка давлением (контактная, трением). Соединения: стыковые, нахлесточные, тавровые, угловые. 17. Сварка плавлением. Ручная дуговая сварка (РДС). Электроды. Оборудование. РДС — дуга горит между электродом и деталью. Электроды: стержень с обмазкой (защищает зону сварки и легирует шов). Оборудование: трансформаторы, выпрямители, инверторы. 18. Электрошлаковая сварка, газовая сварка, в среде защитных газов, сварка лазером. Оборудование. Области применения. Электрошлаковая: для очень толстых деталей. Газовая: пламя горелки (ацетилен + кислород). В защитных газах (аргон, \( CO_2 \)): защита шва от воздуха. Лазерная: высокая концентрация энергии, узкий шов. 19. Сварка давлением. Контактная сварка (стыковая, точечная, шовная). Другие способы сварки. Контактная: нагрев током и сжатие. Точечная — соединение в отдельных точках (кузова авто). Диффузионная: в вакууме при нагреве. Сварка трением: за счет теплоты трения. 20. Дефекты сварных швов. Способы контроля. Дефекты: непровары, поры, шлаковые включения, трещины, подрезы. Контроль: визуальный, рентгенография, ультразвуковая дефектоскопия (УЗК), гидравлические испытания. 21. Свариваемость металлов. Особенности сварки различных металлов и сплавов. Строение сварного шва. Свариваемость — способность металла образовывать качественное соединение. Хорошо варятся низкоуглеродистые стали. Чугун и высоколегированные стали варятся плохо (требуют подогрева). Зоны: шов, зона сплавления, зона термического влияния (ЗТВ). 22. Резка металлов и сплавов. Виды: механическая (пилы, ножницы), термическая (кислородная, плазменная, лазерная). Кислородная резка основана на сгорании металла в струе кислорода (применяется для сталей).