- •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.
13.1. Прокатка
Прокатка – вид обработки давлением, при котором металл пластически деформируется между вращающимися валками. Заготовка перемещается за счет сил трения. Толщина заготовки уменьшается, длина и ширина – увеличивается. Форма поперечного сечения называется профилем проката. Прокаткой обрабатывают сталь и цветные металлы и сплавы.
П ри продольной прокатке (рис. 13.2,а) заготовка деформируется между вращающимися в разные стороны валками и движется поступательно, в направлении перпендикулярном оси валков. Этим способом изготавливается около 90 % проката (весь листовой и профильный прокат).
При поперечной прокатке (рис. 13.2,б) оба валка вращаются в одном направлении, заготовка круглого сечения – противоположном. Заготовка деформируется, но не движется вдоль оси валков. Поперечная прокатка применяется для производства изделий, представляющих собой тела вращения – заготовки для валов переменного сечения, зубчатые колеса.
При поперечно-винтовой (косой) прокатке (рис. 13.2,в) валки расположены под углом друг к другу, вращаются в одну сторону и придают заготовке вращательно-поступательное движение. За счет перекоса валков заготовка получает поперечную и продольную деформацию. Этим видом прокатки производят, например, бесшовные трубы.
П рокатные валки изготовляют из легированных сталей или высокопрочного чугуна с отбеленной поверхностью. Они состоят из рабочей части – бочки 1, шеек 2 и трефы 3 (рис. 13.3). Шейки валков вращаются в подшипниках. Трефа соединяется с муфтой или шпинделем и предназначена для передачи крутящего момента на валок. Валки бывают гладкими и калиброванными, т. е. имеющими ручьи определенного профиля. Ручей – профиль канавки на боковой поверхности валка. Промежутки между ручьями – бурты. Калибром называют полость, составленную двумя смежными ручьями одной пары валков. Сначала заготовку обжимают в обжимных или черновых калибрах, затем – в чистовых.
Прокатку осуществляют на прокатных станах. Оборудование для деформирования металла называется основным, если оно располагается на главной линии прокатного стана (линии рабочих клетей).
Классификация прокатных станов. По числу валков в рабочей клети – на двух- (дуо-стан), трех- (трио-стан) и многовалковые станы.
По направлению вращения валков – на нереверсивные и реверсивные (с переменой направления вращения валков).
По конструкции валков – на станы с гладкими и калиброванными валками.
По назначению – на обжимные, сортовые, листовые, рельсовые, трубопрокатные и другие станы.
По размеру – на мелко- и крупносортные станы.
Крупносортные станы называют блюмингами или слябингами. На этих станах слитки массой до 15 тонн прокатывают в квадратные заготовки – блюмы (для сортового проката), либо в прямоугольные листовые заготовки – слябы (для листового проката).
Продукция прокатного производства – готовые изделия (балки, трубы, рельсы и др.) и заготовки для последующей механической обработки. В зависимости от профиля, прокат делится на: листовой, сортовой, трубный и специальный.
Сортовой прокат делится на:
– простой (квадрат, круг, шестигранник)
– фасонный (уголок, двутавр, тавр, швеллер, рельс).
Листовой прокат делится на толсто (до 160 мм) и тонколистовой (менее 4 мм). Листы толщиной менее 0,2 мм называют жестью или фольгой. Толстолистовой прокат получают только в горячем состоянии, тонколистовой и в горячем и в холодном, фольгу – только в холодном.
Трубный прокат изготавливают на трубопрокатных станах. Бесшовные горячекатаные трубы получают из заготовок круглого сплошного сечения прокаткой сначала на стане поперечно-винтовой прокатки, где заготовка получает винтовое движение и внутри ее образуется отверстие. Затем на стане продольной прокатки (пилигримовый стан) из полой заготовки (гильзы) получают трубу требуемых размеров.
Сварные трубы изготовляют из горячекатаной ленты (штрипса) на непрерывных прокатных станах. Штрипс завивают на калиброванных валках с последующей сваркой спирального или прямого шва автоматической сварочной головкой.