Embedded Files
Підручник А. Власенко
«Матеріалознавство та технологія металів»
https://pick.net.ua/ru/extra/psosvita/3265-pick-materialoznavstvo-ta-tehnologiya-metaliv-vlasenko
Хільчевський В.В., Кондратюк С.Є.
Матеріалознавство і технологія конструкційних матеріалів
https://drive.google.com/file/d/17ANIP-YqBhZGDs79vuvrF6-WoaxDks5j/view
Тематичне оцінювання
Тема 1-2 - перейти за посиланням (натиснути тут)
Тема 3 - перейти за посиланням (натиснути тут)
Тема 4 - перейти за посиланням (натиснути тут)
Тема 5 - перейти за посиланням (натиснути тут)
Тема 6 - перейти за посиланням (натиснути тут)
Тема 1. Вступ. Класифікація матеріалів.
Урок 1. Зміст предмету, його роль у формуванні професійних знань і умінь.
Опрацювати матеріал стор.3, підручник
Хільчевський В.В., Кондратюк С.Є. Матеріалознавство і технологія конструкційних матеріалів
Домашнє завдання: письмово дати відповіді на контрольні запитання (стор. 41(1)).
Тема 2. Матеріали, їх властивості.
Урок 2. Класифікація за магнітними, механічними, фізико-хімічними властивостями матеріалів.
Опрацювати матеріал, стор. 120 підручник
А. Власенко «Матеріалознавство та технологія металів»
Домашнє завдання: письмово дати відповіді на контрольні запитання. (стор. 124(1,5,8))
Урок 3. Механічні властивості матеріалів. Магнітні властивості матеріалів.
Урок 4. Фізичні властивості матеріалів. Хімічні властивості матеріалів.
Урок 5. Зварюваність. Технологічні властивості матеріалів.
Домашнє завдання: опрацювати наданий матеріал. Записати в конспект основні властивості матеріалів.
Властивості матеріалів.
Не секрет, що всі речовини в природі діляться на три стани: твердий, рідкий і газоподібний. А тверді речовини в свою чергу діляться на метали і неметали, поділ цей знайшов своє відображення і в таблиці хімічних елементів великого хіміка Д. І. Менделєєва. Наша сьогоднішня стаття про метали, що займають важливе місце, як в хімії, так і в багатьох інших сферах нашого життя
Хімічні властивості
Всі ми, так чи інакше, але стикаємося з хімією в нашому повсякденному житті. Наприклад, під час приготування їжі, розчинення кухонної солі у воді є найпростішою хімічною реакцією. Вступають у різноманітні хімічні реакції і метали, а їх здатність реагувати з іншими речовинами це і є їх хімічні властивості.
Серед основних хімічних властивостей або якостей металів можна виділити їх окислюваність та корозійну стійкість. Реагуючи з киснем, метали утворюють плівку, тобто проявляють окислюваність.
Аналогічним чином відбувається і корозія металів – їх повільне руйнування через хімічну або електрохімічноу взаємодії. Здатність металів протистояти корозії називається їх корозійною стійкістю
метал
Фізичні властивості
Серед основних загальних фізичних властивостей металів можна виділити:
Плавлення.
Щільність.
Теплопровідність.
Теплове розширення.
Електропровідність.
Важливим фізичним параметром металу є його щільність або питома вага. Що це таке? Щільність металу – це кількість речовини, яка міститься в одиниці об’єму матеріалу. Чим менше щільність, тим метал більш легкий. Легкими металами є: алюміній, магній, титан, олово. До важких відносяться такі метали як хром, марганець, залізо, кобальт, олово, вольфрам і т. д. (в цілому їх є більше 40 видів).
Здатність металу переходити з твердого стану в рідкий, іменується плавленням. Різні метали мають різні температури плавлення.
Швидкість, з якою в металі проводиться тепло при нагріванні, називається теплопровідністю металу. І в порівнянні з іншими матеріалами всі метали відрізняються високою теплопровідністю, кажучи по-простому, вони швидко нагріваються.
Крім теплопровідності всі метали проводять електричний струм, правда, деякі роблять це краще, а деякі гірше (це залежить від будови кристалічної решітки того чи іншого металу). Здатність металу проводити електричний струм називається електропровідністю. Метали, що володіють відмінною електропровідністю, це золото, алюміній і залізо, саме тому їх часто використовують в електротехнічній промисловості та приладобудуванні
Швидкість, з якою в металі проводиться тепло при нагріванні, називається теплопровідністю металу. І в порівнянні з іншими матеріалами всі метали відрізняються високою теплопровідністю, кажучи по-простому, вони швидко нагріваються.
Крім теплопровідності всі метали проводять електричний струм, правда, деякі роблять це краще, а деякі гірше (це залежить від будови кристалічної решітки того чи іншого металу). Здатність металу проводити електричний струм називається електропровідністю. Метали, що володіють відмінною електропровідністю, це золото, алюміній і залізо, саме тому їх часто використовують в електротехнічній промисловості та приладобудуванні.
Механічні властивості
Основними механічними властивостями металів є їх твердість, пружність, міцність, в’язкість та пластичність.
При зіткненні двох металів можуть утворитися мікро вм’ятини, але більш твердий метал здатний сильніше протистояти ударам. Така опірність поверхні металу ударам ззовні і є його твердість.
Чим же твердість металу відрізняється від його міцності. Міцність, це здатність металу протистояти руйнуванню під дією будь-яких інших зовнішніх сил.
Під пружністю металу розуміється його здатність повертати первісну форму і розмір, після того як навантаження, що викликало деформацію металу усунене.
Здатність металу змінювати форму під зовнішнім впливом називається пластичністю.
Технологічні властивості
Технологічні властивості металів і сплавів важливі в першу чергу при їх виробництві, так як від них залежить здатність піддаватися різним видам обробки з метою створення різноманітних виробів.
Серед основних технологічних властивостей можна виділити:
Ковкість.
Плинність.
Зварюваність.
Проколюваність.
Обробка різанням.
Під ковкістю розуміється здатність металу змінювати форму в нагрітому і холодному станах. Ковкість металу, була відкрита ще в глибоку давнину, так ковалі, які займаються обробкою металевих виробів, перетворенням їх у мечі або лемеші (залежно від потреби) протягом багатьох століть та історичних епох були однією з найвпливовіших і затребуваних професій
Здатність двох металевих сплавів при нагріванні з’єднуватися один з одним називають зварюваністю.
Плинність металу теж дуже важлива, вона визначає здатність розплавленого металу розтікатися по заготовленій формі.
Властивість металу гартуватися називається проколюваністю.
Цікаві факти
Самим твердим металом на Землі є хром. Цей блакитно-білий метал був відкритий в 1766 році під Єкатеринбургом.
І навпаки, найбільш м’якими металами є алюміній, срібло та мідь. Завдяки своїй м’якості вони знайшли широке застосування в різних областях, наприклад, в електроапаратобудуванні.
Золото – яке протягом століть було самим дорогоцінним металом має і ще одну цікаву властивість – це самий пластичний метал на Землі, що володіє до того ж відмінною тягучістю та ковкістю. Також золото не окислюється при нормальній температурі (для цього його треба нагріти до 100С), володіє високою теплопровідністю і вологостійкістю. Напевно всі ці фізичні характеристики роблять справжнє золото таким цінним.
Ртуть – унікальний метал, перш за все тим, що він єдиний з металів, що має рідку форму. Причому в природних умовах ртуті в твердому вигляді не існує, оскільки її температура плавлення -38С, тобто в твердому стані вона може існувати в місцях, де просто таки дуже холодно. А при кімнатній температурі 18С ртуть починає випаровуватися.
Вольфрам цікавий тим, що це найбільш тугоплавкий метал у світі, щоб він почав плавитися потрібна температура 3420С. Саме з цієї причини в електричних лампочках нитки розжарювання, що приймають основний тепловий удар, виготовлені з вольфраму.
Наведемо найбільш характерні особливості зварюваності для цілих груп однотипних з цієї точки зору сплавів.
Зварюваність.
Сталі. Конструкційні сталі за хімічним складом поділяють на вуглецеві (звичайної якості і якісні) і леговані (низько-, середньо-і високолеговані).
Вуглецеві сталі. Крім вуглецю в сталях містяться домішки: марганець, кремній, сірка, фосфор, кисень, азот, водень. Якщо два перших елемента відносяться до корисних, то всі інші погіршують зварюваність, і їх кількість в сталях прагнуть зменшити. Саме меншим вмістом домішок і значно вужчим допуском за змістом вуглецю в межах конкретної марки стали якісна вуглецева сталь відрізняється від звичайної.
Низьковуглецевих сталі (СТЗ, стали 10, 15, 20 та ін.) Мають гарну зварюваність. Винятком є зварювання деталей великої товщини при знижених температурах.
Збільшення вмісту вуглецю в середньовуглецевих сталях сприяє не тільки появі гартівних структур, а й посилення ликвації сірки в шві і збагачення нею міжкристалічнх прошарків, що може привести до утворення гарячих тріщин. Тому середньовуглецеві сталі відносяться до сталей з обмеженою здатністю до зварювання.
Високовуглецеві сталі також мають обмежену зварюваність. Вони мають ще більшу чутливість до нагрівання при зварюванні, ніж середньовуглецеві, і схильні як до загартування, гак і до перегріву металу. При зварюванні виробів з високовуглецевих сталей необхідні підігрів і подальша термообробка. Через складність зварювання ці сталі в зварних конструкціях застосовують доволі рідко.
При зварюванні вуглецевих сталей зменшення схильності до утворення гарячих тріщин домагаються зниженням вмісту вуглецю в наплавленому металі завдяки застосуванню зварювального дроту з меншим вмістом вуглецю в порівнянні з основним металом. Одночасно шов легують марганцем і кремнієм, які забезпечують збереження необхідних механічних властивостей металу шва. Крім того, присутність марганцю пов'язує сірку в з'єднання MnS, в якому сірка знаходиться в вигляді твердого розчину. Температура плавлення такого розчину вище 1454 К, тому в шві знижується кількість легкоплавких домішок, що сприяють утворенню гарячих тріщин. Для зварювання вуглецевих сталей можна рекомендувати ручне дугове зварювання покритими електродами, зварювання самозахисним порошковим дротом, під флюсом, зварювання в атмосфері захисних газів (аргону, аргону з додаванням кисню або вуглекислого газу), електрошлакове, газове і контактне зварювання.
Урок 6. Тематичне оцінювання.
Тема 3. Теорія сплавів. Залізовуглецеві сплави.
Урок 7. Чавун.
Опрацювати матеріал підручник Хільчевський В.В., Кондратюк С.Є.
Матеріалознавство і технологія конструкційних матеріалівстор стор.102.
Домашнє завдання: письмово дати відповіді на контрольні запитання стор.104(1-9).
Урок 8. Класифікація та маркування чавунів.
Опрацювати матеріал підручник Хільчевський В.В., Кондратюк С.Є.
Матеріалознавство і технологія конструкційних матеріалівстор стор.102.
Домашнє завдання: письмово дати відповіді на контрольні запитання стор.104(1-9).
Урок 9. Леговані сталі.
Опрацювати матеріал стор.95.
Домашнє завдання: письмово дати відповіді на контрольні запитання стор.97(1-4).
Урок 10. Сталь. Основи виробництва сталі.
Домашнє завдання: опрацювати наданий матеріал. Записати в зошит способи виробництва сталі.
Україна станом на 2008 р. займає 5-те місце у світі за обсягами експорту сталі, 76,46 % сталі, що її виробляють на світовому ринку, припадає на 10 провідних країн. Станом на 2016 р. Україна входить у десятку світових виробників сталі
Киснево-конверторний спосіб одержання сталі
За цим способом окиснювання надлишку вуглецю та інших домішок чавуну проводять киснем повітря, який продувають крізь розплавлений чавун під тиском у спеціальних печах — конверторах. Конвертор — це грушоподібна сталева піч, обфутерована всередині вогнетривкою цеглою. Він може повертатися навколо своєї осі. Місткість конвертора 50—60 т сталі. Матеріалом його футеровання служить або динас (до складу якого входять головним чином SiO2; що має кислотні властивості), або доломітна маса (суміш CaO і MgO, які одержують із доломіту MgCO3 • CaCO3. Ця маса має основні властивості. Залежно від матеріалу футеровання печі конверторний спосіб поділяють на два види: бессемерівський і томасівський.
Бессемерівський спосіб
Бессемерівським способом переробляють чавуни, які містять мало фосфору і сірки й багаті на силіцій (не менше 2 %). Такі чавуни можуть називатися бесемерівськими чавунами. При продуванні кисню спочатку окиснюється силіцій із виділенням значної кількості тепла. Внаслідок цього початкова температура чавуну приблизно з 1300 °C швидко піднімається до 1500—1600 °C. Вигоряння 1 % Si обумовлює підвищення температури на 200 °C.
Усі процеси в конверторі йдуть швидко — протягом 10— 20 хвилин, бо кисень повітря, що продувається через чавун, реагує з відповідними речовинами відразу по всьому об'єму металу. При продуванні повітря, збагаченого киснем, процеси прискорюються.
Бесемерівська сталь містить звичайно менше 0,2 % вуглецю і використовується як технічне залізо для виробництва дроту, болтів, дахового заліза тощо.
Томасівський спосіб
Томасівським способом переробляють чавун із великим вмістом фосфору (до 2 % і більше). Такий чавун називають томасівським чавуном. Основна відмінність цього способу від бессемерівського полягає в тому, що футеровку конвертора роблять з оксидів магнію і кальцію (які одержують із доломіту MgCO3 · CaCO3). Крім того, до чавуну додають ще до 15 % CaO. Унаслідок цього шлакоутворюючі речовини містять значний надлишок оксидів з основними властивостями.
Мартенівська піч
Мартенівський спосіб відрізняється від конверторного тим, що випалювання надлишку вуглецю в чавуні відбувається за рахунок не лише кисню повітря, а й кисню оксидів заліза, які додаються у вигляді залізної руди та іржавого залізного брухту.
Мартенівська піч
Мартенівська піч складається з плавильної ванни, перекритої склепінням із вогнетривкої цегли, і особливих камер регенераторів для попереднього підогріву повітря і горючого газу. Регенератори заповнені насадкою з вогнетривкої цегли. Коли перші два регенератори нагріваються пічними газами, горючий газ і повітря вдуваються в піч через розжарені третій і четвертий регенератор. Через деякий час, коли перші два регенератори нагріваються, потік газів спрямовують у протилежному напрямку і т. д.
Плавильні ванни потужних мартенівських печей мають довжину до 16 м, ширину до 6 м і висоту понад 1 м. Місткість таких ванн досягає 500 т сталі. У плавильну ванну завантажують залізний брухт і залізну руду. До шихти додають також вапняк як флюс. Температура печі підтримується при 1600—1650 °C і вище. Вигоряння вуглецю і домішок чавуну в перший період плавки відбувається головним чином за рахунок надлишку кисню в горючій суміші за тими ж реакціями, що і в конверторі, а коли над розплавленим чавуном утвориться шар шлаку — за рахунок оксидів заліза
Електротермічний спосіб
Електротермічний спосіб має перед мартенівським і особливо конверторним цілий ряд переваг. Цей спосіб дозволяє одержувати сталь дуже високої якості і точно регулювати її хімічний склад. Доступ повітря в електропіч незначний, тому значно менше утворюється монооксиду заліза FeO, що забруднює сталь і знижує її властивості. Температура в електропечі — не нижче 2000 °C. Це дозволяє проводити плавку сталі на сильно основних шлаках (які важко плавляться), при яких повніше видаляється фосфор і сірка. Крім того, завдяки дуже високій температурі в електропечах можна легувати сталь тугоплавкими металами — молібденом і вольфрамом. Але в електропечах витрачається дуже багато електроенергії — до 800 кВт·год на 1 т сталі. Тому цей спосіб застосовують лише для одержання високоякісної спецсталі.
Електропечі бувають різної місткості — від 0,5 до 180 т. Футеровку печі роблять звичайно основною (з CaO і MgO). Склад шихти може бути різний. Інколи вона складається на 90 % із залізного брухту і на 10 % із чавуну, інколи у ній переважає чавун із добавками у певній пропорції залізної руди і залізного брухту. До шихти додають також вапняк або вапно як флюс. Хімічні процеси при виплавці сталі в електропечах ті ж самі, що і в мартенах.
Урок 11. Залізовуглецеві сплави.
Опрацювати матеріал стор.95.
Домашнє завдання: письмово дати відповіді на контрольні запитання стор.98(1-3).
Урок 12/1. Лабораторно-практична робота №1. Вивчення мікроструктури чавунів.
Урок 13/2. Лабораторно-практична робота №2. Визначення марки сталі за іскрою.
Урок 14. Тематичне оцінювання
Тема 4. Кольорові метали та сплави.
Урок 15. Мідь та мідні сплави. Алюміній та його сплави.
Підручник А. Власенко «Матеріалознавство та технологія металів»
Опрацювати матеріал стор. 105.
Домашнє завдання: письмово дати відповіді на контрольні запитання стор. 107(1-4).
Урок 16. Властивості та призначення сплавів в автопромисловості.
Найбільш цінними кольоровими металами є: алюміній; мідь; нікель; олово; свинець; цинк; магній.
АЛЮМІНІЙ
Маючи високу електропровідність, алюміній в чистому вигляді широко застосовується там, де це властивість важливо, наприклад, для виготовлення проводів ліній електропередач.
Також сплави алюмінію застосування в аерокосмічній промисловості, в транспортному машинобудуванні для виготовлення вузлів найрізноманітніших транспортних засобів.
МІДЬ
Мідь стала першим металом, яким людина стала користуватися, і сталося це багато тисячоліть тому. Крім цього мідь була першим матеріалом, який був використаний для передачі електрики. Її основними технічними характеристиками є висока електропровідність і гнучкість.
Мідь широко застосовується в електротехнічній промисловості для виготовлення кабелів та різного виду проводів. Також, вона використовується у виробництві електрогенераторів, радіоапаратури, телеграфного і телефонного обладнання.
В інших галузях частіше використовуються її сплави. Особливо популярні латуні, які містять цинк та інші елементи для додання необхідних властивостей. Вони володіють прекрасними механічними характеристиками, легко обробляються, тому широко застосовуються в хімічній промисловості та машинобудуванні для виготовлення різних ємностей і трубопроводів. Також вони використовуються, повсюдно, для виробництва побутових товарів різного призначення.
НІКЕЛЬ
Чистий нікель використовується в якості захисного антикорозійного покриття поверхонь від впливу хімічно активних речовин.
Крім цього, з нього виготовляються різні котли, цистерни, що мають високу корозійну стійкість, і застосовуються в хімічній, текстильній, харчовій промисловості. Широко використовується нікель при виробництві різного виду акумуляторів і електродів для паливних елементів.
ОЛОВО
З чистого олова, в основному, отримують білу жерсть, яку використовують для виготовлення консервних банок.
Дуже популярними в різних галузях є сплави з цього кольорового матеріалу. Наприклад, при книгодрукуванні використовуються шрифти, відлиті з гарту, який являє собою сплав олова зі свинцем і сурмою.
СВИНЕЦЬ І ЦИНК.
Хоча свинець і цинк видобуваються на одних і тих же природних родовищах, області їх застосування значно відрізняються. Стійкість свинцю до агресивних дій дозволяє використовувати його в якості захисних покриттів телефонних і телеграфних проводів. У хімічному виробництві з нього роблять спеціальне обладнання.
Цинк в чистому вигляді, найчастіше, застосовується для виготовлення оцинкованого заліза. І той і інший метал, широко використовуються в різних сплавах для виготовлення вузлів устаткування в машинобудуванні, металургії, медицині та інших галузях народного господарства
Домашнє завдання: записати в зошит конспект з наданого матеріалу.
Урок 17. Тверді сплави і порошкові матеріали.
Підручник А. Власенко «Матеріалознавство та технологія металів».
Опрацювати матеріал стор. 108.
Домашнє завдання: письмово дати відповіді на контрольні запитання стор.109.(4-7).
Урок 18. Тематичне оцінювання.
Тема 5. Термічна обробка сталі та чавуну.
Урок 19. Термічна ті хіміко - термічна обробка сталей.
Підручник А. Власенко «Матеріалознавство та технологія металів».
Опрацювати матеріал стор.86.
Домашнє завдання: письмово дати відповіді на контрольні запитання стор.89(1-3).
Урок 20. Особливості обробки чавунів.
Опрацювати наданий матеріал.
Домашнє завдання: Накреслити в зошит таблицю «Термічна обробка чавунів».
Записати в зошит конспект з наданого матеріалу.
Термообробка чавуну сприяє зменшенню внутрішніх напружень у виливках, утворенню стабільної структури і розмірів, забезпечує підвищення міцності та пластичності
(після відпалу, старіння), твердості та стійкості до спрацювання (після гартування і відпалу.
Однією з особливостей термообробки чавуну, на відміну від сталі, є необхідність більш строгого врахування структури і фізико-механічних властивостей матеріалу у вихідному стані.
Швидкість нагрівання й охолодження чавунів мають бути такими, щоб у виливках не утворювались термічні напруження, зовнішні та внутрішні тріщини, деформація.
Небезпечною є підвищена швидкість нагрівання й охолодження в температурній ділянці пружного стану чавуну: від кімнатної температури до 500 °С. Тому чим більші та складніші за формою виливки, тим швидкість нагрівання й охолодження їх має бути нижчою.
Відпал чавунів. Для здобуття виливків зі структурою ковкого чавуну використовують чавуни зі зниженим умістом вуглецю (2,4—2,8 %) і марганцю (0,3—1 %), а також із вмістом кремнію 0,8—1,1 %.
Відпал виконують у дві стадії:
на першій стадії виливки повільно та рівномірно нагрівають (протягом 20—25 год) до температури 950...1000 °С.
друга стадія відпалу виливків полягає або в дуже повільному їх охолодженні (протягом 6—12 год), або в тривалій витримці (25—30 год) при температурі 720...740 °С.
Виливки з сірого і високоміцного чавунів піддають відпалу з метою зняття внутрішніх напружень, які виникають при литті та з часом спричинюють утворення тріщин, зміну форми і розмірів виливка. Унаслідок відпалу знижуються твердість, поліпшується оброблюваність чавуну різанням, підвищуються його пластичність і в'язкість.
У практиці машинобудування поширеними є переважно три види відпалу чавунних виливків:
Відпал середньотемпературний графітизаційний (застосовують для виливків з сірого чавуну). Він виконується при температурі 680...750 °С. Залежно від потрібної структури тривалість витримки становить 1—4 год. Для складних виробів рекомендуються повільне нагрівання (до 550 °С) й охолодження (до 250 °С);
Відпал високотемпературний графітизаційний (застосовують для виливків з сірих та високоміцних чавунів, у структурі яких є структурно-вільний цементит). Температура відпалу сірих чавунів становить 850...950 °С, високоміцних — 900...950 °С. Тривалість витримки — 0,5—5 год. Рекомендуються повільні нагрівання й охолодження до температури 250 °С у печі, потім — на повітрі;
Пом'якшувальний відпал (застосовують для виливків з високоміцного чавуну з метою поліпшення його оброблюваності різанням). Він виконується за таким режимом: нагрівання до температури 900 °С, витримка 2 год, охолодження в печі до 740 °С, витримка 2—5 год, охолодження в печі до 680 °С, потім — охолодження на повітрі.
Нормалізація, гартування та відпуск чавунів.
Для підвищення твердості, міцності, а також стійкості до спрацювання виливки з сірого, ковкого і високоміцного чавунів часто піддають нормалізації при температурі 850...950 °С з охолодженням на повітрі. Витримка при температурі нормалізації становить 1—3 год.
У випадках, коли нормалізовані вироби мають підвищену твердість, після нормалізації їх піддають високому відпуску при температурі 550...600 °С з витримкою 1—2 год.
Суттєво підвищити твердість, міцність і стійкість до зносу чавунних виробів можна, застосувавши гартування з наступним відпуском. Нині така термообробка чавунів стає такою ж необхідною, як і сталей.
Гартування чавуну виконується з аустеніто-графітної ділянки температур. У процесі нагрівання й охолодження графітні включення мало змінюються за розмірами, формою та характером розташування.
Для об'ємного гартування чавунні виливки нагрівають до температури 850...930 °С і витримують 0,5—3 год. Швидкість нагрівання виливків складної форми має бути меншою, ніж простої. Охолодження простих виливків здійснюють у воді, а складних — в мастилі. Гартування виливків з ковкого чавуну можна виконувати також після закінчення першої стадії графітизації. Твердість гартованого чавуну досягає 500 НВ.
Температуру відпуску чавуну вибирають залежно від потрібних властивостей у межах 200...600 °С. Тривалість витримки при відпуску становить 1—3 год.
Значно поліпшує комплекс механічних властивостей чавуну ізотермічне гартування, що розширює можливості його використання для виготовлення відповідальних деталей машин. Унаслідок ізотермічного гартування зростає, не лише міцність і стійкість до зносу, а й в'язкість чавуну.
При ізотермічному гартуванні виливки піддають аустенітизації за температури 820...870 °С протягом 0,2—1,5 год, а потім переохолодженню в розплавах солей при температурі від 250...300 до 450...500 °С залежно від потрібного рівня механічних властивостей. Як свідчить досвід ізотермічного гартування чавуну, найвдаліше поєднання його механічних властивостей та зносостійкості досягається у процесі ізотермічної витримки при температурі 300 °С. При ізотермічному розпаді аустеніту утворюються структури бейніту з графітом або голчастого трооститу з графітом.
Ізотермічне гартування як технологічна операція проста і доступна для здійснення в умовах термічного цеху.
Високонавантажувані деталі з чавуну, від яких вимагають підвищеної зносостійкості, піддають поверхневому гартуванню з нагріванням поверхневого шару газовим полум'ям, НВЧ або в електроліті. Температура нагрівання становить 900... 1100 °С, тривалість витримки скорочується до 6—10 с. Охолодження здійснюється у воді, мастилі або масляній емульсії. Відпуск виконують при температурі 200...600 °С. У результаті підвищуються твердість, міцність і зносостійкість поверхневого шару за наявності м'якої серцевини виливка.
Виправлення дефектів виливків часто виконують заварюванням. Для зняття внутрішніх напружень, що утворюються при цьому, призначають такий відпуск: швидке нагрівання до температури 650...700 °С, витримка 1—1,5 год, повільне охолодження. Як нагрівальні засоби застосовують печі з викочуваним подом, печі ямного типу, горни різних конструкцій, переносні пальники тощо.
Старіння чавуну. Для ефективного зняття внутрішніх напружень і забезпечення сталості форми та розмірів при виготовленні, а також тривалій експлуатації чавунних виливків застосовують старіння (стабілізацію) чавуну.
Природне старіння чавуну здійснюється при витримці виливків на відкритому повітрі або в приміщенні складу протягом 3—15 місяців. Зняття напружень відбувається в місцях їх найбільшої концентрації завдяки пластичній деформації чавуну, що створюється температурними коливаннями повітря. Зниження рівня залишкових напружень при природному старінні чавуну становить 2—10 %. Метод застосовується для стабілізації деталей металообробних верстатів як самостійна операція або після інтенсивної стабілізації іншими методами. Чим жорсткіші вимоги до точності верстатів, тим триваліша витримка старіння.
Штучне старіння чавуну (або низькотемпературний відпал) здійснюється при температурі 500...600 °С протягом 1—8 год залежно від маси виливку. Швидкість нагрівання виливків до температури підпалу становить 30...150 °С/год, швидкість охолодження з температури 150...200 °С не повинна перевищувати 20...50 °С/год. При цьому чим більші та складніші за формою виливки, тим швидкість нагрівання їх має бути меншою, і чим вища температура нагрівання виливків при відпалі, тим повніше знімаються напруження. Особливо інтенсифікується цей процес при температурах вищих за 500 °С. Остаточно виливки охолоджують на повітрі.
Метод забезпечує зменшення напружень до 60—70 % відносно початкового рівня. Його використовують для зменшення або зняття напружень і запобігання деформації й утворенню тріщин під час механічної обробки й експлуатації чавунних виробів.
Урок 21. Тематичне оцінювання
Тема 6. Діелектрики.
Урок 22. Класифікація діелектриків та галузь їх застосування.
Урок 23. Пластмаси.
Підручник А. Власенко «Матеріалознавство та технологія металів».
Опрацювати матеріал стор.17
Домашнє завдання: письмово дати відповіді на контрольні запитання (1,2,3).
Урок 24. Гума. Деревина.
Підручник А. Власенко «Матеріалознавство та технологія металів». Опрацювати матеріал.
Домашнє завдання: письмово дати відповіді на контрольні запитання стор.16 (1,2); стор.24(1,2,3).
Тема 7. Паливно-мастильні матеріали.
Урок 25. Паливо для карбюраторних і дизельних двигунів.
Підручник „ Основи будови та експлуатації автопоїздів” О.П.Строков
Опрацювати матеріал стор.126.
Домашнє завдання: письмово дати відповіді на контрольні запитання стор.126(2,4).
Урок 26. Мастильні матеріали, що застосовуються в механізмах автомобілів.
Підручник „ Основи будови та експлуатації автопоїздів” О.П.Строков
Опрацювати матеріал стор.66.
Домашнє завдання: письмово дати відповіді на контрольні запитання стор.80(3)..
Урок 27. Тематичне оцінювання.
Page updated
Google Sites
Report abuse