Ответы на 22 вопроса по Технологии конструкционных материалов

Ниже представлены краткие и емкие ответы на вопросы по курсу «Технология конструкционных материалов», подготовленные для записи в тетрадь. Вопрос 1. Механические и технологические свойства металлов. Виды испытания. Критерии конструкционной прочности. Механические свойства: прочность, пластичность, твердость, ударная вязкость. Технологические свойства: литейные свойства, обрабатываемость давлением, свариваемость, обрабатываемость резанием. Виды испытаний: на растяжение (определение \( \sigma_{в} \), \( \sigma_{0,2} \)), на твердость (по Бринеллю, Роквеллу), на ударный изгиб. Критерии прочности: предел текучести, предел прочности, сопротивление хрупкому разрушению. Вопрос 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. Вопрос 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, равномерную толщину стенок во избежание трещин и раковин, а также скругления (галтели) в местах сопряжений. Вопрос 4. Изготовление отливок в песчаные формы. Модельный комплект. Формовочные и стержневые смеси. Литниковая система. Процесс включает изготовление формы по модели. Модельный комплект: модель детали, литейные стержни (для отверстий), стержневые ящики, модельные плиты. Смеси: состоят из кварцевого песка, глины (связующее) и добавок. Литниковая система: каналы для подвода металла в полость формы (воронка, стояк, шлакоуловитель, питатели). Вопрос 5. Технология изготовления литейных форм и стержней. Способы формовки. Получение отливок. Литейные свойства металлов и сплавов. Формовка бывает ручная и машинная. Стержни изготавливают в ящиках и сушат. Литейные свойства: жидкотекучесть (способность заполнять форму), усадка (уменьшение объема при охлаждении), склонность к ликвации (неоднородность состава) и газопоглощению. Вопрос 6. Специальные способы литья. Сущность их, достоинства и недостатки. Области применения. 1. Литье в кокиль (многоразовая металлическая форма): высокая точность, но дороговизна формы. 2. Литье под давлением: высокая производительность, тонкие стенки, для цветных сплавов. 3. Литье по выплавляемым моделям: очень высокая точность для сложных деталей. 4. Центробежное литье: для тел вращения (трубы, втулки). Вопрос 7. Дефекты отливок и их исправления. Виды дефектов: газовые раковины, песчаные раковины, усадочные раковины, трещины, недоливы, перекос. Исправление: заварка дефектов, термическая обработка для снятия напряжений, пропитка герметизирующими составами. Неисправимый брак идет в переплавку. Вопрос 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. Механизм: скольжение и двойникование внутри зерен металла. При деформации происходит наклеп (упрочнение и снижение пластичности). Вопрос 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. Горячая деформация: выше температуры рекристаллизации, наклеп устраняется в процессе обработки. Температурный интервал: \( T_{нач} \approx 0,9 T_{пл} \), \( T_{кон} \approx 0,7 T_{пл} \). Вопрос 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, трубопрокатные. Сортамент: листовой прокат, сортовой (круг, квадрат), фасонный (швеллер, двутавр), специальный. Вопрос 11. Свободная ковка. Способы получения поковок. Оборудование, инструмент. Технологический процесс свободной ковки. Ковка — изменение формы ударами молота или давлением пресса. Операции: осадка, вытяжка, прошивка, рубка, гибка. Оборудование: ковочные молоты (пневматические, паровоздушные) и гидравлические прессы. Вопрос 12. Горячая объемная штамповка. Основные операции, инструмент, оборудование. Технологический процесс ГОШ. Металл деформируется в полости штампа, которая ограничивает его течение. Инструмент: штамп (верхняя и нижняя части). Оборудование: молоты, кривошипные прессы. ГОШ точнее ковки и производительнее. Вопрос 13. Холодная объемная штамповка. Листовая штамповка, применяемые операции, инструмент. Холодная объемная: высадка (болты), выдавливание. Листовая штамповка: получение деталей из листа. Операции: разделительные (вырубка, пробивка) и формоизменяющие (гибка, вытяжка). Вопрос 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: высокая точность, возможность получения сложных профилей. Недостаток: большие отходы (пресс-остаток). Вопрос 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, калиброванных прутков и труб. Оборудование: волочильные станы. Вопрос 16. Классификация видов сварки. Виды сварных соединений. Классы сварки: термическая (плавлением), термомеханическая (контактная), механическая (трением, взрывом). Соединения: стыковые, нахлесточные, тавровые, угловые. Вопрос 17. Сварка плавлением. Ручная дуговая сварка (РДС). Электроды. Оборудование. РДС — дуга горит между электродом и деталью. Электроды: металлический стержень с обмазкой (защищает зону сварки и легирует шов). Оборудование: сварочные трансформаторы, выпрямители, инверторы. Вопрос 18. Электрошлаковая сварка, газовая сварка, в среде защитных газов, сварка лазером. Оборудование. Области применения. Электрошлаковая: для очень толстых деталей (вертикальные швы). Газовая: горение смеси кислорода и ацетилена. В защитных газах (аргон, \( CO_{2} \)): защита шва от воздуха, высокая скорость. Лазерная: высокая концентрация энергии, малая зона нагрева. Вопрос 19. Сварка давлением. Контактная сварка (стыковая, точечная, шовная и др.). Другие способы сварки (диффузионная, трением, ультразвуковая). Контактная сварка: нагрев током и сжатие. Точечная — соединение в отдельных точках. Сварка трением: нагрев за счет трения поверхностей. Диффузионная: в вакууме при высокой температуре и давлении. Вопрос 20. Дефекты сварных швов. Способы контроля. Дефекты: непровар, подрез, поры, шлаковые включения, трещины. Контроль: визуальный, радиационный (рентген), ультразвуковой (УЗК), капиллярный, контроль герметичности. Вопрос 21. Свариваемость металлов. Особенности сварки различных металлов и сплавов. Строение сварного шва. Свариваемость — способность металла образовывать качественное соединение. Хорошо варятся низкоуглеродистые стали. Зоны шва: наплавленный металл, зона сплавления, зона термического влияния (ЗТВ), основной металл. Вопрос 22. Резка металлов и сплавов. Виды резки: механическая (пилы, ножницы), термическая (кислородная, плазменная, лазерная). Кислородная резка основана на сгорании металла в струе кислорода (применяется для сталей). Плазменная резка универсальна для любых металлов.