- •Введение
- •Часть I Материаловедение
- •1. Строение и свойства материалов
- •1.1. Классификация материалов
- •Плазма газ жидкость твердое тело
- •1.2. Кристаллическое строение материалов
- •1.3. Дефекты кристаллического строения
- •1.3.1. Точечные дефекты
- •1.3.2. Линейные дефекты
- •1.3.3. Поверхностные и объемные дефекты
- •2. Крсталлизация металлов и сплавов
- •2.1. Межатомное взаимодействие
- •2.2. Гомогенная и гетерогенная кристаллизация
- •2.3. Строение металлического слитка
- •2.4. Аморфные металлические сплавы
- •3. Деформация и разрушение металлов
- •3.1. Упругая и пластическая деформация
- •3.2 Деформация моно- и поликристаллов
- •3.3. Влияние нагрева на структуру деформированного металла
- •3.4. Свойства материалов и методы их испытаний
- •4. Основы теории двойных сплавов
- •4.1. Строение сплавов
- •4.2. Диаграммы состояния двойных сплавов
- •5. Железоуглеродистые сплавы
- •5.1. Компоненты и фазы
- •5.2. Превращения в сплавах системы железо–цементит
- •5.2.1. Первичная кристаллизация сталей
- •5.2.2. Вторичная кристаллизация сталей
- •5.2.3. Влияние углерода и постоянных примесей на свойства стали
- •5.2.4. Кристаллизация белых чугунов
- •5.3. Превращения в сплавах системы железо–графит
- •6. Основы термической обработки сталей
- •6.1. Основные превращения в стали
- •6.2. Отжиг стали
- •6.3. Закалка и отпуск
- •7. Поверхностное упрочнение деталей
- •7.1. Упрочнение методом пластической деформации
- •7.2. Упрочнение методом поверхностной закалки
- •7.3. Химико-термическая обработка
- •8. Легированные стали
- •8.1. Маркировка легированных сталей
- •8.2. Классификация легированных сталей
- •8.2.1. Конструкционные стали
- •8.2.2. Инструментальные стали
- •8.2.3. Стали и сплавы с особыми свойствами
- •9. Цветные металлы и сплавы
- •9.1. Титан и его сплавы
- •9.2 Алюминий и его сплавы
- •9.3. Магний и его сплавы
- •9.4. Медь и ее сплавы
- •9.5. Другие цветные металлы и сплавы
- •10. Неметаллические и композиционные материалы
- •10.1. Полимеры
- •10.2. Пластмассы
- •10.3. Композиционные материалы
- •10.3. Керамические материалы
- •Часть 2 Технология конструкционных материалов
- •11. Металлургическое производство
- •11.1. Основные сведения о производстве чугуна
- •11.2. Производство стали
- •11.3. Разливка стали
- •12. Литейное производство
- •12.1. Литейные свойства сплавов
- •12.2. Литье в песчано-глинистые формы
- •12.3. Плавильные печи
- •12.4. Специальные способы литья
- •12.5. Сплавы для изготовления отливок
- •13. Обработка металлов давлением
- •13.1. Прокатка
- •13.2. Волочение и прессование
- •13.3. Ковка
- •13.4. Штамповка
- •14. Обработка металлов резанием
- •14.1. Основы резания металлов
- •14.2. Обработка на токарных станках
- •14.3. Обработка на сверлильных станках
- •14.4. Обработка на фрезерных станках
- •14.5. Обработка на строгальных и долбежных станках
- •14.6. Обработка на шлифовальных и отделочных станках
- •14.7. Точность и качество поверхности при обработке
- •15. Сварка, резка и пайка
- •15.1. Сварка металлов плавлением
- •15.2. Сварка металлов давлением
- •15.3. Термическая резка металлов
- •Области применения способов термической резки
- •15.4. Пайка металлов
- •16. Электрофизические и электрохимические способы обработки материалов
- •16.1. Электрофизические способы
- •16.2. Электрохимические способы
- •17. Основы рационального выбора материалов
- •17.1. Выбор материала
- •17.2. Основные направления экономии материалов
- •Литература
- •Оглавление
- •Евгений Петрович Чинков
- •Андрей Геннадьевич Багинский
- •Материаловедение и технология
- •Конструкционных материалов
- •Подписано к печати.
12. Литейное производство
Литейное производство – процесс получения деталей требуемой конфигурации, из расплавленного металла. Жидкий металл заполняет внутреннюю полость специальной литейной формы, имеющую конфигурацию будущей отливки. При охлаждении металл затвердевает и сохраняет форму этой полости. Литье часто единственный способ изготовления крупногабаритных деталей сложной конфигурации с большой массой. Литейная технология применяется и в случае, когда материал (например, чугун) не пластичен и не поддается обработке давлением (ковке, штамповке и др.).
Различными способами литья получают около 50 % всех заготовок деталей. Большая часть отливок изготовляется литьем в песчано-глинистые формы. Остальные способы литья относят к специальным: литье по выплавляемым моделям, в оболочковые формы, литье в кокиль (в металлические формы), под давлением, центробежное литье и др. По количеству заливок литейные формы делятся на одноразовые и многоразовые. Одноразовая форма используется для получения единичной отливки, многоразовая форма – для сотен или тысяч штук.
12.1. Литейные свойства сплавов
Качество отливок определяется литейными свойствами сплавов.
Жидкотекучесть – способность металлов и сплавов заполнять в расплавленном состоянии все полости литейной формы и точно воспроизводить ее очертания. Для измерения жидкотекучести применяют заливку технологической пробы – спирали сечением 0,56 см2. Степень жидкотекучести оценивается по длине получившейся спирали.
Усадка – уменьшение линейных размеров и объема сплава при затвердевании. Различают линейную и объемную усадку. Усадка зависит от химического состава сплава, степени его перегрева, скорости охлаждения сплава, конфигурации отливки и конструкции формы. Усадочные раковины (крупные пустоты) и усадочная пористость (скопление мелких пустот) образуются в массивных местах отливки, которые затвердевают в последнюю очередь без подпитки расплавленным металлом. Для их устранения предусматривают: подпитку (поступление) жидкого металла из прибылей (дополнительных объемов расплавленного металла); принудительное охлаждение массивной части отливки, для выравнивания скорости охлаждения массивной и тонкой частей отливок.
Трещиностойкость – способность сплава противостоять образованию трещин в отливках. При неравномерном по объему охлаждении отливки усадка крупных и мелких частей отливки происходит неравномерно, возникают большие внутренние напряжения. Они могут привести к короблению отливки (изменению формы и размеров) и появлению трещин. Горячие трещины образуются в период кристаллизации отливки, холодные трещины – в затвердевшем сплаве при охлаждении.
Газопоглощение. В расплавленном состоянии металлы обладают способностью активно поглощать различные газы из атмосферы. При затвердевании газы выделяются из сплава и образуют газовые раковины и поры. Для борьбы с этим явлением плавку можно проводить под слоем флюса или в среде инертных газов. Необходимо просушивать готовые формы и уменьшать влажность формовочной смеси.