Заняття №1. Тема: ВСТУП. Предмет « Машини і обладнання», його зміст і завдання, значення предмету у підготовці технологів.

Тема: ВСТУП. Предмет « Машини і обладнання», його зміст і завдання, значення предмету у підготовці технологів.

Мета:Ознайомитися з обладн

Пояснити:.

Тип заняття:лекція.

Література:Зубанов В.А., Чугунов Е.А. Механическое оборудование стекольных и ситаловых заводов Глава 4 §25,§26

План лекції

Заняття №2

Тема: Будова та властивості металів. Вуглецева сталь.

Мета:Ознайомитися з загальними відомостями з технології металів.

Пояснити: принцип випробовувань металів на твердість методом Бринелля.

Тип заняття:лекція.

Література:Нікіфоров В.М. «Технология металлов и конструкционные материалы.» Л., Машинобудування, 1987р. Глава 4 §15,§66, §20.

План лекції

1. Металознавство

2. Властивості металів.

3. Методи випробування металів на твердість.

4. Визначення твердості методом Бринелля.

5. Вуглецева сталь.

1. Металознавство – наука, яка вивчає в загальному зв’язку склад, будову і властивості металів і сплавів, а також закономірності зміни властивостей під впливом теплової, механічної і хімічної дії.

2.В металів виділяють механічні, технологічні, фізичні і хімічні властивості.

До фізичних властивостей відносяться: колір, щільність, температура плавлення, електропровідність, магнітні властивості, теплопровідність, теплоємкість, розширення і зжиманні при нагріванні, охолодження і при фазових перетвореннях.

До хімічних – окислюваність, розчинність, корозійна стійкість, жаростійкість.

До механічних – міцність, твердість, пружність, в’язкість, пластичність, крихкість.

До технологічних – прокалюваність, рідко текучість, ковкість, зварюваність, обробіток різанням.

Міцність – здатність матеріалу опиратися руйнуванню і появі залишкових деформацій під дією зовнішніх сил.

Питома міцність – відношення межі міцності до щільності; для деяких наприклад алюмінієвих, сплавів або тітану вона вище, ніж для сталі.

Твердість називається опір тіла деформації в поверхневому шарі при місцевому силовому контакті.

Пружність – властивість матеріалів відновлювати свою форму після припинення дії зовнішніх сил, що викликають зміну форми (деформацію).

Пластичність – властивість метала деформуватися без руйнування під дією зовнішніх сил і зберігати нову форму після припинення дії сил. Пластичність – властивість обернена пружності.

В’язкістю матеріалу називають його здатність поглинати механічну енергію і при цьому проявляти значну пластичність до самого руйнування. Здатність плавиться при нагріванні використовується для отримання відливок шляхом заливки розплавленого метала в форми.

Магнітні властивості металів відіграють важливу роль в електромашинобудуванні (електричні генератори, електродвигуни, трансформатори), в приладобудуванні (телефонні, телеграфні апарати).

Деякі сплави металів мають КЛР близький до 0, такі сплави застосовують для виготовлення точних приладдів.

3. Найбільш розповсюдженими є випробовування на твердість, статичний розтяг, динамічні випробування.

Статичними називають такі випробовування, при яких метал, що використовується піддають дії постійної сили або сили, яка зростає досить повільно.

Динамічними називають випробовування, при яких метал, що досліджується піддають дії удару або сили, яка зростає досить швидко.

Крім того іноді проводять випробовування на усталость, повзучість і знос , які дають більш повне уявлення про властивості металів.

4. По методу Бринелля стальна загартована кулька діаметром D (10, 5 або 2мм) вдавлюється в досліджуваний зразок силою Р. В результаті на поверхні зразку залишаєтьмя відбиток в форму кульового сегмента діаметром d (Рис 1). Величина відбитку буде тим менша, чим твердіший метал. Твердість по Бринеллю НВ обчислюється за формулою:

,

Де Р – навантаження на кульку, Н (кгс);

F – величина поверхні відбитку, мм².

Рис 1 Схеми визначення твердості по методу Бринеллю (а), по Роквеллу (б), по Віккерсу (в).

Кожне навантаження (сила) здатне лише для визначеного діапазону твердості, тому при визначенні твердості сталі і чавуна навантаження на кульку Р=30 D², для міді і її сплаві, нікелю, алюмінію, магнію і їх сплаві Р=10 D², для бабітов (антифрикційні сплави) Р=2,5 D².

Товщина металу під відбитком повинна бути не менше десятикратної глибини відбитку, а відстань від центру відбитка до краю зразка не менше D.

Для випробування на твердість по Бринеллю використовують в основному ричанні преси.

По методу Бринелля можна випробовувать матеріали з твердістю НВ до 450кгс/мм²: якщо матеріали твердіші, то стальна кулька може деформуватися. Цей метод непридатний також для тонколистового матеріалу.

Існують також і інші методи випробовування металів на твердість – метод Роквелла, метод Віккерса.

5. Вуглецева сталь – найбільш розповсюджений продукт металургійної промисловості і широко застосовується в будівництві, всіх видах машино- та приладобудування, в інструментальному виробництві.

Вуглець являється основним компонентом, і взалежності від його вмісту сильно змінюються механічні властивості сталі.

Сталі являють собою сплав заліза з вуглецем вміст якого складає 0,01-2,15%. Крім того присутні домішки Si, Mn, S, P, які попадають із руд при виплавці.

Вплив домішок на властивості сталі:

Вуглець (С) в указаних межах, сталь твердіша , міцніша і більш пружна зате менш пластична.

Кремній (Si) 0,15-0,35% на властивості сталі майже не впливає в таких кількостях.

Марганець (Mn) 0,3-0,9% зменшує шкідливий вплив сірки, виводить її в шлак..

Сірка (S) допускається лише 0,06%, вона зменшує міцність, сприяє тріщинуватості в гарячому стані, тобто заважає отримувати якісний прокат.

Фосфор (Р) допускається до 0,07% він сприяє тріщинуватості в холодному стані.

В залежності від застосування вуглецева сталь розподіляється на конструкційну (м’яку і середньої твердості) і на інструментальну (тверду).

В залежності від призначення сталь роз приділяється на три групи:

А-яка постачається за механічними властивостями;

Б-яка постачається за хімічним складом;

В-яка постачається за хімічними складом і механічними властивостями.

Контрольні запитання:

1. Що таке металознавство?

2. Основні властивості металів.

3. Методи випробування металів на твердість.

4. В чому полягає визначення твердості методом Бринелля.

5. Яка сталь носить назву вуглецевої?

6. Який вплив домішок на якість сталі?