close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

1744.Методические указания к лабораторным работам 1-5 по дисциплине Металлургические технологии 3.

код для вставкиСкачать
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
МИНИСТЕРС ТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федераль ное государственно е бюджетное образовательно е
учрежд ение высшего профессио наль ного образования
«Липецкий государственный технический университет»
Кафедра обработки металло в давлением
МЕТОДИЧЕ СКИЕ УКАЗАНИЯ
к лаборато рным работам № 1-5
по дисциплине «Металлург ические технологии 3»
Составитель В.Н. Соловьёв
Утверждаю к печати
Проректо р по учебной работе
Объём 1,5п.л.
___________ Ю.П. Качановский
Тираж 150 экз.
«___» ______2013 г.
Липецк
Липецкий государственный технический университет
2013
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
МИНИСТЕРС ТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федераль ное государственно е бюджетное образовательно е
учрежд ение высшего профессио наль ного образования
«Липецкий государственный технический университет»
Кафедра обработки металло в давлением
ЛАБОР АТОР НЫЕ Р АБОТЫ № 1-5
МЕТОДИЧЕ СКИЕ УКАЗАНИЯ
к лаборато рным работам
по дисциплине «Металлург ические технологии 3»
Составитель В.Н. Соловьёв
Рукопись Утверждаю:
Заведую щий кафедрой ОМД
Ю.А. Мухин
Объём 1,5 п.л.
Тираж 150 экз.
Рецензент: доцент кафедры ОМД, к.т.н. К.В. Бахаев
Липецк
Липецкий государственный технический университет
2013
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
1382
МИНИСТЕРС ТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федераль ное государственно е бюджетное образовательно е
учрежд ение высшего профессио наль ного образования
«Липецкий государственный технический университет»
Кафедра обработки металло в давлением
МЕТОДИЧЕ СКИЕ УКАЗАНИЯ
к лаборато рным работам № 1-5
по дисциплине «Металлург ические технологии 3»
Составитель В.Н. Соловьёв
Липецк
Липецкий государственный технический университет
2013
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
МИНИСТЕРС ТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федераль ное государственно е бюджетное образовательно е
учрежд ение высшего профессио наль ного образования
«Липецкий государственный технический университет»
Кафедра обработки металло в давлением
МЕТОДИЧЕ СКИЕ УКАЗАНИЯ
к лаборато рным работам № 1 -5
по дисциплине «Металлург ические технологии 3»
Составитель В.Н. Соловьёв
Липецк
Липецкий государственный технический университет
2013
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
УДК 669.1(07)
С603
Рецензент К.В. Бахаев, канд. техн. наук, доц.
Соловьёв, В.Н.
С 603 Методические указания к лабораторным работам № 1-5 по дисциплине
«Металлургические технологии 3» [Текст] / сост. В.Н. Соловьёв. –
Липецк: Изд-во ЛГТУ, 2013. – 24 с.
Методические указания соответствуют дисциплине «Металлургические
технологии» базовой (общепрофессиональной) части профессионального
цикла ФГОС по направлению подготовки 150400 «Металлургия».
Методические указания определяют последовательность проведения и
содержание лабораторных занятий, предназначенных для закрепления и
углубления знаний, полученных на теоретических занятиях; практического
ознакомления с видами процессов ОМД и формирования компетенции ПК-25 в
части «знать технологические процессы получения изделий».
Предназначены для студентов второго курса очной формы обучения
металлургического института.
Табл. 1. Ил. 6. Библиогр.: 11.
© ФГБОУ ВПО «Липецкий
государственный технический
университет», 2013
СОДЕРЖАНИЕ
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
с.
1. Правила техники безопасности в прокатной лаборатории………….. 4
2. Лабораторная работа № 1. Закон постоянства объёма………………. 5
3. Лабораторная работа № 2. Неравномерность деформации………….. 8
4. Лабораторная работа № 3. Закон наименьшего сопротивления…….. 11
5. Лабораторная работа № 4. Условие захвата ..……………………….. 16
6. Лабораторная работа № 5. Влияние степени деформации
на свойства проката …………………………………………………... 20
7. Библиографический список……………………………………………. 23
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Правила техники безопасности в прокатной лаборатории
Оборудование прокатной лаборатории является источником повышенной
опасности.
1. Студенты допускаются к выполнению лабораторной работы только с
разрешения преподавателя, в присутствии учебного мастера.
2. Студенты обязаны:
- соблюдать правила внутреннего распорядка ЛГТУ;
- соблюдать тишину, чистоту и порядок в аудитории;
- сообщать преподавателю или сотруднику кафедры о неисправности техники,
нарушении правил охраны труда и пожарной безопасности.
3. Перед началом работы необходимо посредством внешнего осмотра
убедиться в исправности лабораторного оборудования и ограждения, в
отсутствии нарушения изоляции электропроводки.
4. Перед пуском стана или лабораторной установки необходимо предупредить
всех работающих на установке о её пуске.
5. Задавать образец в валки прокатного стана только с помощью деревянного
бруска, без усилия.
6. Категорически запрещается:
- снимать кожухи, крышки и панели с оборудования;
- прокатывать на стане посторонние предметы;
- отвлекаться во время выполнения работы.
7. По окончании работы необходимо сообщить об этом преподавателю или
учебному мастеру.
Лабораторная работа № 1 (3 часа)
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Закон постоянства объёма
Цель работы: проверка закона сохранения объёма металла при обработке
металлов давлением.
Приборы, материалы и оборудование
1. Разрывная машина с усилием не менее 100 кН.
2. Образец высотой 10 мм с круглым (диаметром 10 мм) поперечным
сечением.
3. Измерительные инструменты: штангенциркуль, линейка.
Общие сведения
Пластическая деформация практически не влияет на плотность металла. Только
при первичной обработке литого металла плотность заметно изменяется, так
как литой металл всегда содержит газовые пузыри, усадочные раковины,
рыхлость, поры и т.п. Например, при прокатке на блюминге слитков кипящей
стали плотность её возрастает с 6,90 до 7,85 т/м 3. Дальнейшая обработка
давлением мало влияет на плотность.
Поэтому обычно принимают допущение: в процессах обработки давлением
объём деформируемого металла не изменяется. Это положение называют
законом (условием) постоянства объёма. Закон связывает размеры
деформируемого тела до и после деформации. Например, для параллелепипеда
высотой h, шириной b и длиной l:
h0b010 = h1b1l1.
Нуль в индексе относится к размерам до деформации, а единица – к размерам
после деформации.
Процесс ОМД, на котором наиболее наглядно демонстрируется закон
постоянства объёма металла до и после деформации – процесс ковки.
Ковка – процесс горячей обработки металла давлением, при котором путём
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
многократного действия универсального инструмента или бойков
оборудования возвратно-поступательного периодического действия металл
заготовки пластически деформируется, постепенно приобретая заданные
форму, размеры и свойства. Основные операции ковки: осадка, протяжка,
пробивка, прошивка, гибка, скручивание, отрубка и кузнечная сварка.
Исходной заготовкой для ковки служат слитки стали, получаемые в
электропечах, мартеновских печах или конвертерах. Поковки, в зависимости от
массы заготовки, куют на пневматических, рессорных, рычажных молотах,
паровоздушных молотах двойного действия и гидравлических ковочных
прессах.
Достоинства процесса ковки:
- разнообразные и многочисленные операции ковки позволяют получать
поковки различных форм;
- улучшение механических свойств материала, заваривание внутренних
дефектов слитка;
- получение уникальных, крупных изделий;
- экономическое и техническое преимущество при индивидуальном и
мелкосерийном производстве.
Недостатки:
- низкая производительность, поэтому ковку не применяют для
крупносерийного и массового производства относительно небольших поковок;
- высокая стоимость ошибки при изготовлении крупных и уникальных изделий;
- большой расход металла;
- низкая автоматизация процесса, что требует подготовки уникальных,
высококвалифицированных кадров.
Осадка – увеличение поперечных размеров при уменьшении высоты заготовки.
При осадке заготовка деформируется вертикально перемещающимся верхним
бойком (рис. 1). Деформация происходит без внешних зон – вся заготовка
умещается под бойком или осадочными плитами.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Р
Осадочная
плита
После осадки
Р
Рис. 1. Изменение формы заготовки при осадке
Методика выполнения работы
Определить размеры заготовки и рассчитать объём заготовки V0. Обезжирить
контактные поверхности заготовки и инструмента. Провести осадку заготовки
на 4 мм. Повторить опыт, осадив поковку ещё на 4 мм. Определить размеры
поковки и зарисовать её в двух проекциях после каждой осадки.
Рассчитать объём поковок V1 и V2. Сделать вывод о выполнении закона
(условия) постоянства объёма при обработке металла давлением. Рассчитать
относительную ошибку определения объёма поковок по отношению к объёму
исходной заготовки.
Контрольные вопросы
1.
Операции ковки.
2.
Закон постоянства объёма при обработке металла давлением.
3.
Осадка как операция ковки.
4.
Достоинства процесса ковки.
5.
Недостатки процесса ковки.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
6.
Виды оборудования для ковки.
7.
Заготовка для ковки.
8.
Последовательность операций при осадке.
9.
Какие изделия получают ковкой ?
10. Что такое ковка ?
Лабораторная работа № 2 (3 часа)
Закон наименьшего сопротивления
Цель работы: ознакомление с закономерностями формоизменения при
обработке металлов давлением.
Приборы, материалы и оборудование
1. Разрывная машина с усилием не менее 100 кН.
2. Образцы высотой 10 мм с квадратным (10×10 мм) и прямоугольным
(10×20 мм) поперечными сечениями.
3. Консистентная графитовая смазка.
4. Измерительные инструменты: штангенциркуль, линейка.
Общие сведения
При разработке технологии получения изделия деформацией возникает
необходимость определения направления наиболее интенсивного течения
металла. Теоретическая основа решения такой задачи сформулирована С.И.
Губкиным в виде закона наименьшего сопротивления: «В случае возможности
перемещения точек деформируемого тела в различных направлениях каждая
точка перемещается в направлении наименьшего сопротивления».
Наиболее наглядно закон наименьшего сопротивления проявляется в процессе
ковки, в частности, при осадке.
Направление наименьшего сопротивления течению точки зависит в первую
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
очередь от условий контактного трения. Величина сил трения зависит от
наличия и вида смазки, шероховатости контактных поверхностей инструмента
и заготовки, сродства материалов инструмента и материала заготовки и т.д. При
высоких и одинаковых по всей поверхности контакта значениях коэффициента
трения направления наименьшего сопротивления (преимущественного течения)
могут быть определены по правилу кратчайшей нормали: перемещения точки в
плоскости свободного формоизменения, перпендикулярной направлению
внешней силы, будут происходить по направлению кратчайшей нормали к
периметру сечения, в котором расположена точка. Например, при осадке
прямоугольного параллелепипеда (рис. 1) любое поперечное сечение образца и
поверхность контакта могут быть условно разделены на 4 области
преимущественного течения металла: две треугольные, ограниченные
биссектрисами углов, и две трапецеидальные области. Наибольшие
перемещения объёмов металла будут происходить в направлении наибольшей
длины.
Р
Осадочная
плита




После осадки
Р
Рис. 1. Изменение формы заготовки при осадке
По мере увеличения деформации форма прямоугольного поперечного с ечения
будет изменяться, приближаясь к форме эллипса, а затем к форме круга.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Силы трения на поверхностях контакта осаживаемой заготовки и инструмента
вызывают неравномерность течения металла, возникновение зон затруднённого
и интенсивного течения. Это приводит к бочкообразованию – искривлению
наружной боковой поверхности. Бочкообразование нежелательно, так как ведёт
к перерасходу металла или к дополнительным затратам на выравнивание
боковой поверхности поковки, а также к образованию трещин из-за
возникновения повышенных напряжений. Установлено, что чем больше трение
на контакте с осадочными плитами, тем больше бочкообразование.
Методика выполнения работы
Обезжирить контактные поверхности заготовок с квадратным и
прямоугольным поперечным сечением. Провести осадку каждой заготовки на 4
мм. Определить размеры поковок и зарисовать их в двух проекциях. Повторить
опыт, осадив поковки ещё на 4 мм. Результаты измерений занести в табл. 1.
Сделать вывод о влиянии величины деформации на форму поковок.
Таблица 1
Размеры поковок после деформации без смазки, мм
Направление
измерения
Поперечное сечение заготовки и номер деформации
квадрат
0
1
прямоугольник
2
0
1
Толщина, Н
Ширина, B
Длина, L
Примечание: «0» – исходные размеры заготовки.
Контрольные вопросы
1.
Последовательность операций при протяжке.
2
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
2.
Почему образец с любой формой поперечного сечения при осадке с
высоким коэффициентом трения на поверхности контакта стремится
превратиться в цилиндр?
3.
Закон наименьшего сопротивления.
4.
Правило кратчайшей нормали.
5.
Как влияет трение на форму поковки?
6.
Причина бочкообразования.
7.
Последовательность операций при протяжке.
8.
Какие факторы влияют на бочкообразование?
9.
Роль трения в процессе ковки.
10. Как снизить коэффициент трения при ковке?
Лабораторная работа № 3 (3 часа)
Неравномерность деформации
Цель работы: изучение неравномерности течения материала заготовки
при обработке металлов давлением.
Приборы, материалы и оборудование
1. Разрывная машина с усилием не менее 5 кН.
2. Пресс-формы.
3. Цветной пластилин.
4. Измерительные инструменты: штангенциркуль, линейка.
5. Нож для разрезания пластилина.
Общие сведения
Прессованием называют процесс выдавливания металла заготовки из
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
замкнутой полости инструмента (контейнера) через отверстие матрицы с
площадью меньшей, чем площадь поперечного сечения заготовки.
Прессованием получают длинные изделия различного профиля, в том
числе полые (рис. 1).
Прессование выполняют двумя методами – прямым и обратным.
При прямом методе прессования (рис. 1а) заготовку 1 укладывают в
полость контейнера 2. Давление пресса передаётся на заготовку пуансоном 3
через пресс-шайбу 4. При этом металл вынужден выдавливаться через матрицу
5, укреплённую в матрице-держателе 6. Обычно выдавить полностью из
контейнера весь металл заготовки не удаётся. Часть металла, остающуюся в
контейнере, называют пресс-остатком. Этот металл удаляется отрезкой.
При обратном методе прессования (рис. 1б) контейнер 2 закрыт с одного
конца упорной шайбой 7, а давление пресса передаётся через полый пуансон 3 с
укреплённой на нём матрицей 5 на заготовку 1, металл которой течёт навстречу
движению матрицы с пуансоном. Если при прямом методе прессования металл
при перемещении встречает сопротивление вследствие трения о матрицу и
стенки контейнера, то при обратном методе трение возникает только при
перемещении металла через матрицу. Поэтому усилие при обратном методе
прессования на 25-30 % меньше, чем при прямом. Кроме того, обратный метод
прессования более экономичен по расходу металла, чем прямой.
Прессование труб (рис. 1в) и других полых изделий осуществляют по
прямому методу с помощью иглы 8.
Прессованием получают прутки диаметром 3-250 мм, трубы диаметром
до 800 мм с толщиной стенки от 1,5 мм и более. Прессованием можно получать
изделия из малопластичных, труднодеформируемых сплавов, которые нельзя
получать другими способами обработки давлением. По производительности
прессование из всех видов обработки давлением уступает только прокатке.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
а
б
в
Рис. 1. Виды продукции и методы прессования
Для прессования используют чёрные и цветные металлы и сплавы в виде
слитков, литых и предварительно деформированных кованых или катаных
заготовок диаметром до 500 мм и длиной до 1200 мм. Чёрные металлы и
сплавы прессуют в горячем состоянии, цветные - как в горячем, так и в
холодном состоянии. При прессовании металл подвергается всестороннему
неравномерному сжатию и поэтому имеет высокую пластичность. В этих
условиях для прессования металла требуются большие усилия.
Величина деформации характеризуется коэффициентом вытяжки.
Коэффициент вытяжки  – отношение площади поперечного сечения
заготовки F1 (контейнера) к площади поперечного сечения изделия F2
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
(отверстия матрицы):

F1
F2 .
Обычно значение  при прессовании находится в пределах 8-50.
На поверхности контакта заготовки и контейнера действуют силы трения,
препятствующие равномерному течению металла заготовки. Поэтому в углах,
около отверстия матрицы, образуются застойные зоны. По объему заготовки
материал также течёт неравномерно. Для снижения коэффициента трения
применяется смазка.
Достоинства процесса прессования:
- получение изделий из малопластичных, труднодеформируемых сплавов,
которые нельзя получать другими способами обработки давлением;
- получение полых изделий за одну операцию;
- самый производительный способ обработки давлением после прокатки;
- высокая точность геометрических размеров изделия.
Недостатки:
- ограниченный размер изделий;
- высокое усилие прессования.
Методика выполнения работы
Из пластилина разных цветов приготовить круги толщиной 3-4 мм и
диаметром 18-19 мм, которые затем собрать в цилиндр длиной (высотой) 9-12
мм (рис. 2), чередуя цвета. Извлечь из пресс-формы для прямого прессования
матрицу. Цилиндр из пластилина поместить внутрь разрезной матрицы.
Матрицу с пластилином поместить в контейнер для прямого прессования и
осуществить прессование. При этом зафиксировать усилие прессования.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
После прессования пластилин извлечь из матрицы и разрезать по
продольной оси. Полученную картину течения пластилина зарисовать.
Определить коэффициент вытяжки.
Аналогично провести прессование в пресс-форме для обратного
прессования.
Сравнить полученные значения усилия прямого и обратного прессования.
Сделать вывод о течении материала при прямом и обратном прессовании.
тёмный
светлый
тёмный
Рис. 2. Схема заготовки для прессования
Контрольные вопросы
1.
Назначение матрицы.
2.
С какой целью на поверхность контейнера наносят смазку?
3.
Методы прессования.
4.
На каких поверхностях действуют силы трения при обратном
прессовании?
5.
Что такое пресс-остаток?
6.
Достоинства прессования.
7.
Недостатки прессования.
8.
В чём различие между прямым и обратным прессованием?
9.
Равномерно ли течение металла по объёму контейнера при
прессовании?
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
10. Что такое застойная зона?
11. Изменяется ли картина течения металла при обратном прессовании
прутка по сравнению с методом прямого прессования?
12. Какие материалы подвергают прессованию?
Лабораторная работа № 4 (3 часа)
Условие захвата
Цель работы: изучение влияния контактного трения на захват заготовки
валками стана.
Приборы, материалы и оборудование
1. Листовой прокатный стан 200.
2. Образец размером 10×30×50 мм с перпендикулярными гранями.
3. Измерительные инструменты: штангенциркуль, линейка.
Общие сведения
Прокатка является наиболее высокопроизводительным способом обр аботки
металлов давлением. Этим способом изготавливается около 90%
металлопродукции.
Листовая прокатка относится к продольной прокатке, когда пластическая
деформация осуществляется между вращающимися в разные стороны валками,
имеющими форму гладких цилиндров (рис. 1). При прокатке справедлив закон
постоянства объёма: объём тела до деформации равен его объёму после
деформации.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
В
Н
Рис. 1. Листовая прокатка
Листовая прокатка – процесс, при котором прямоугольная в поперечном
сечении заготовка под действием сил трения втягивается в зазор между
вращающимися валками прокатного стана (рис. 2) и пластически
деформируется ими с уменьшением поперечного сечения и увеличением
длины. Для осуществления процесса прокатки должно выполняться условие
свободного начального захвата полосы.
Рис. 2. Условие захвата
Захват называется свободным или естественным, если заталкивающая сила Q, с
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
помощью которой полоса подводится к валкам, мала и не вызывает
значительного смятия кромок. Такой захват чаще всего встречается на
практике.
В точках касания А со стороны валков на полосу действуют силы нормального
давления N и силы трения Т, которые стремятся втянуть полосу в зев валков, а
силы нормального давления препятствуют этому. Величина силы Q роли не
играет, потому что с увеличением силы Q будет возрастать и сила N.
Возможность захвата зависит от соотношения втягивающих и отталкивающих
сил. Для осуществления захвата необходимо, чтобы горизонтальные
составляющие сил трения ТX были больше горизонтальных составляющих сил
нормального давления NX или равны им:
NX  ТX.
Из схемы действия сил
NX = N  Sin ;
ТX = Т  Cos .
Из закона трения Амонтона
ТX = N  f  Cos ,
где f – коэффициент трения при скольжении кромок полосы по валкам,
называемый коэффициентом трения при захвате.
Тогда условие свободного захвата
tg   f.
Учитывая, что f = tg , где  – угол трения, то условие захвата примет вид
  .
Таким образом, чтобы произошёл захват полосы валками, угол захвата должен
быть меньше угла трения или равен ему. Из формулы видно, что предельная
величина угла захвата зависит от величины коэффициента трения. Чем больше
коэффициент трения, тем выше захватывающая способность валков.
Методика выполнения работы
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Измерить высоту Н, ширину В, длину L алюминиевого образца (заготовки).
Свести валки в «забой» и по продуктиметру определить «нулевое» положение
Z0, при котором зазор между валками отсутствует. Подвести образец к валкам
до соприкосновения. Зазор между валками плавно увеличивать до момента
захвата образца. Записать показания продуктиметра. После прокатки провести
измерения толщины h, ширины b и длины l проката. Зарисовать
геометрическую форму проката в трёх проекциях.
Рассчитать абсолютное (Δ) и относительное () изменение геометрических
размеров образца:
Δh = H – h;
Δb = b – B;
Δl = l – L;
 h = Δh/H100%;  b = Δb/B100%;  l = Δl/L100%.
Определить угол захвата:

h
,
R
где R – радиус валка, мм.
Изменить условия трения на поверхности валка. С этой целью нанести на
поверхность валков мел или смазку и повторить опыт.
Сделать вывод о влиянии трения на угол захвата.
Контрольные вопросы
1.
К какому виду прокатки относится листовая прокатка?
2.
В каком направлении вращаются валки при продольной прокатке?
3.
Чем осуществляется деформация при продольной прокатке?
4.
Какую форму имеют валки при продольной прокатке?
5.
Справедлив ли закон постоянства объёма при продольной прокатке?
6.
Какое условие должно выполняться для осуществления процесса
прокатки?
7.
Равномерно ли течение металла по сечению образца?
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
8.
Какой захват называется свободным?
9.
Условие свободного захвата.
10. Как повысить захватывающую способность валков?
11. Какие виды прокатки существуют?
12. Почему поперечное сечение образца приобретает бочкообразную
форму?
Лабораторная работа № 5 (6 часов)
Влияние степени деформации на свойства проката
Цель работы: изучение влияния степени деформации на свойства
холоднокатаного проката.
Приборы, материалы и оборудование
1. Листовой прокатный стан 200.
2. Прибор для определения твёрдости по шкале Бринелля.
3. Электропечь муфельная с нагревом до температуры 400 С.
4. Отожжённые образцы из алюминия или алюминиевого сплава шириной 2530 мм и длиной не более 100 мм.
5. Измерительные инструменты: штангенциркуль, линейка.
Общие сведения
Холодная прокатка (при температуре ниже 0,2-0,3ТПЛ) сопровождается
наклёпом металла. Наклёп – упрочнение металла во время пластической
деформации из-за роста числа дислокаций и снижения их подвижности. При
наклёпе снижаются пластические свойства. Для восстановления пластичности
металл подвергают рекристаллизационному отжигу. Рекристаллизационный
отжиг – нагрев металла выше 0,3-0,4ТПЛ. При нагреве подвижность атомов
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
возрастает, что сопровождается зарождением и ростом новых зёрен, свободных
от дислокаций. Этот процесс называется рекристаллизацией. В результате
рекристаллизации происходит разупрочнение деформированного металла.
При горячей деформации температура проката выше температуры
полиморфного превращения железа, которая выше 0,3-0,4ТПЛ. Поэтому при
горячей прокатке одновременно протекают процессы упрочнения (наклёп) и
разупрочнения (рекристаллизация). Это позволяет снизить затраты энергии на
прокатку и применять большие деформации. Заготовкой при горячей листовой
прокатке служат слитки или слябы, в том числе непрерывнолитые.
Основные недостатки горячей прокатки:
- сложность получения проката толщиной менее 1,2 мм;
- прокат покрыт окалиной – оксидами железа.
Поэтому листовой прокат толщиной меньше 1,2 мм производят холодной
прокаткой с последующим рекристаллизационным отжигом. Заготовкой
служит горячекатаная полоса.
В отличие от железа алюминий не имеет полиморфных модификаций
кристаллической решётки. Во всём диапазоне температур до температуры
плавления кристаллическая решётка остаётся кубической гранецентрированной
(ГЦК) решёткой. Температура плавления алюминия составляет 660С, а
температура начала рекристаллизации – 150С. Рекомендуется проводить
рекристаллизационный отжиг при температуре 370-400С. Твёрдость по
Бринеллю, НВ:
в литом состоянии
20;
в отожженном состоянии
25;
в деформированном состоянии
30-35.
Методика выполнения работы
Измерить высоту Н, ширину В и длину L заготовки. Измерить твёрдость
металла в средней части широкой грани. Прокатать заготовку с относительной
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
степенью деформации 50%.
После прокатки провести измерения твёрдости, толщины h, ширины b и длины
l проката. Рассчитать фактическую степень деформации  h.
Провести рекристаллизационный отжиг в муфельной печи в течение 15
мин при температуре 400С. Остудить образец в течение 10 мин на воздухе и
определить твёрдость.
Сделать вывод о влиянии наклёпа и рекристаллизации на твёрдость
материала.
Контрольные вопросы
1.
Какие виды прокатки существуют?
2.
Как
обозначается
относительное
изменение
геометрических
размеров образца?
3.
Что такое прокатка?
4.
Чем отличается горячая прокатка от холодной?
5.
Как рассчитывается относительное изменение геометрических
размеров образца?
6.
С помощью какого инструмента осуществляется процесс прокатки?
7.
Какова форма бочки валка для листовой прокатки?
8.
Как рассчитывается абсолютное изменение геометрических размеров
образца?
9.
Что такое наклёп?
10. Что такое рекристаллизация?
11. Достоинства процесса листовой холодной прокатки.
12. Достоинства процесса листовой горячей прокатки.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Рудской, А.И. Теория и технология прокатного производства [Текст]:
учеб. пособие / А.И. Рудской, В.А. Лунёв. – СПб.: Наука, 2005. – 540 с.
2. Обработка металлов давлением [Текст]: учебник / Б.А.Романцев [и др.] –
М.: Изд. дом МИСиС, 2008. – 960 с.
3. Гарбер, Э.А. Станы холодной прокатки (теория, оборудование,
технология) [Текст] / Э.А. Гарбер. – М.: Черметинформация; Череповец:
ГОУВПО ЧГУ, 2004. – 416 с.
4. Технология конструкционных материалов [Текст] / А.М. Дальский [и
др.] – М.: Машиностроение, 2005. – 592 с.
5. Технология процессов обработки металлов давлением [Текст] / П.И.
Полухин [и др.] / под ред. Полухина П.И. – М.: Металлургия, 1988. – 857 с.
6. Грудев, А.П. Технология прокатного производства [Текст] / А.П. Грудев,
Л.Ф. Машкин, М.И. Ханин. – М.: Металлургия, 1994. – 656 с.
7. Технология прокатного производства: справочник. В 2 кн. [Текст] / М.А.
Беняковский [и др.] – М.: Металлургия, 1991. – 440 с.
8. Грудев, А.П. Теория прокатки [Текст] / А.П. Грудев. – М.: Металлургия,
1988. – 240 с.
9. Белянский, А.Д. Тонколистовая прокатка. Технология и оборудование
[Текст] / А.Д. Белянский, Л.А. Кузнецов, И.В. Франценюк. – М.: Металлургия,
1994. – 380 с.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
10. Тонкослябовые литейно-прокатные агрегаты для производства стальных
полос [Текст] / В.М. Салганик [и др.] – М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2003. – 506
с.
11. Шевакин, Ю.Ф. Обработка металлов давлением [Текст] / Ю.Ф.
Шевакин, В.С. Шейкевич. – М.: Металлургия, 1972. – 248 с.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к лабораторным работам № 1-5
по дисциплине «Металлургические технологии 3»
Составитель Соловьёв Владимир Николаевич
Редактор О.И. Попова
Подписано в печать
. Формат 60×84 1/16. Бумага офсетная.
Ризография. Печ. л. 0,9. Тираж 100 экз. Заказ №
Издательство Липецкого государственного технического универс итета.
Полиграфическое подразделение Издательства ЛГТУ.
398600 Липецк, ул. Московская, 30.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
53
Размер файла
364 Кб
Теги
дисциплины, указания, методические, технология, металлургические, работа, 1744, лабораторная
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа