Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
метод указания к решению задач.doc
Скачиваний:
191
Добавлен:
19.11.2018
Размер:
5.6 Mб
Скачать

Задачи по цветным сплавам

1. Арматура котлов, работающих в условиях пресной воды и пара под давлением до 2,5 МПа (краны, вентили и т. п.), а также трубки и корпусы приборов (например, манометров), работающие в аналогичных условиях, изготавливают из цветных сплавов, стойких против коррозии. Указать состав, способ изготовления, структуру и механические свойства сплава с хорошими литейными свойствами и хорошей обрабатываемостью резанием для изготовления арматуры; сплава высокой пластичности в холодном состоянии для изготовления трубок и корпусов приборов.

2. В химическом машиностроении применяют специаль-ные латуни для изготовления литьем коррозионностойких тяжелонагруженных деталей. Выбрать марку сплава с временным сопротивлением не ниже 450 МПа, привести его состав, механические свойства, структуру и указать, в каких средах такой сплав является устойчивым. Сопоставить механические свойства латуни выбранного состава с аналогичными свойствами латуни ЛС59-1 и указать область применения латуни ЛС59-1.

3. Некоторые детали арматуры турбин, котлов и гидронасосов и т. п., работающие во влажной атмосфере и изготавливаемые массовыми партиями литьем, имеют сложную форму. В процессе литья должна быть обеспечена максимальная точность размеров. Указать состав применяемого для этой цели цветного сплава, его структуру и механические свойства; привести способ литья, позволяющий создать требуемую высокую точность отливки с минимальной последующей механической обработкой. Привести химический состав стали для форм, применяемых для литья выбранного сплава, и указать режим термической обработки, а также структуру сплава в готовом изделии.

4. Трубки в паросиловых установках должны быть стойки против коррозии. Подобрать марку сплава на медной основе, пригодного для изготовления трубок и не содержащего дорогих элементов; привести состав выбранного сплава. Указать способ изготовления трубок и сравнить механические свойства стали, стойкой против коррозии в тех же средах.

5. Лопатки реактивных и турбореактивных двигателей работают в окислительной среде при высоких температурах (до 800÷900ºС). Сплавы, из которых изготавливают эти детали, должны обладать повышенной коррозионной стойкостью (окалиностойкостью), высоким сопротивлением ползучести, длительной прочностью при указанных температурах. Выбрать состав сплава, указать методы термической обработки и привести изменение структуры и свойств после основных операций этой обработки.

6. Нержавеющие стали, в том числе высоколегированные, аустенитного класса, не имеют достаточной стойкости в соляной кислоте. Выбрать металл с плотностью ~ 4,5 т/м3 для баков и трубопроводов, обладающий высокой стойкостью в указанных условиях, и сравнить механические свойства выбранного сплава с аналогичными свойствами нержавеющей стали 12Х18Н10Т.

7. Необходимо изготовить зубчатые колеса из сплава, стойкого против действия воды и пара и обладающего небольшим коэффициентом трения. Сплав должен иметь временное сопротивление не ниже 350 МПа. Объяснить, почему в таких случаях не применяют нержавеющую сталь, стойкую против коррозии в условиях воды и пара. Указать состав и структуру цветного сплава, не содержащего дорогих элементов и пригодного для изготовления подобных зубчатых колес.

8. Вкладыши коренных и шатунных подшипников двигателей внутреннего сгорания изготавливают из бронзы, отличающейся высокими антифрикционными свойствами и не содержащей особо дорогих элементов. Подобрать состав сплава и привести способ изготовления из него деталей, указать его строение и механические свойства, а также причины, по которым подобный сплав хорошо работает в условиях износа. Для сравнения привести состав и строение других антифрикционных сплавов, обладающих более низкими температурами и применяемых для заливки подшипников.

9. Арматуру котлов, работающих при условии воздейст-вия пресной воды и пара под давлением 2,5 МПа (краны, вентили и т. п.), изготавливают из коррозионно-стойкого сплава, обладающего хорошими технологическими свойствами. Рекомендовать сплав для подобных деталей, если предел текучести его должен быть не менее 180 МПа при условии хорошей пластичности и вязкости.

10. В химическом машиностроении применяют специаль-ные латуни для изготовления литьем коррозионностойких тяжелонагруженных деталей. Выбрать марку сплава с временным сопротивлением не ниже 450 МПа, привести его состав, механические свойства, структуру и указать, в каких средах такой сплав является устойчивым. Сопоставить механические свойства латуни выбранного состава с аналогичными свойствами ЛС59-1 и указать область применения латуни ЛС59-1.

11. Необходимо изготовить зубчатые колеса из сплава, стойкого против действия воды и пара и обладающего небольшим коэффициентом трения. Сплав должен иметь временное сопротивление не ниже 400 МПа. Объяснить, почему в таких случаях не применяют нержавеющую сталь, стойкую против коррозии в условиях воды и пара. Указать состав и структуру цветного сплава, не содержащего дорогих элементов и пригодного для изготовления подобных зубчатых колес.

12. Выберите марку материала из цветного сплава, имеющего достаточную стойкость в атмосфере воды и пара. Стенка трубы должна выдерживать колебания температуры от -196ºС до + 250ºС. Указать состав сплава и охарактеризовать его стойкость против коррозии в сравнении с нержавеющими сталями.

13. Многие детали изготавливают из листа способом глубокой вытяжки. Выбрать состав цветного сплава, обладающего высокой пластичностью и хорошей способностью принимать вытяжку; привести его состав и структуру. Указать режим и назначение термической обработки, применяемой между отдельными операциями вытяжки для повышения пластичности, а также механические свойства после вытяжки и после термической обработки. Привести состав сплава, применяемой для глубокой вытяжки, и сопоставить механические свойства выбранного цветного сплава с аналогичными свойствами стали.

14. Трубки в паросиловых установках должны быть стойки против коррозии. Подобрать марку сплава на медной основе, пригодного для изготовления трубок и не содержащего дорогих элементов; привести состав выбранного сплава. Указать способ изготовления трубок и сравнить механические свойства выбранного сплава, получаемые после окончательной обработки, с механическими свойствами стали, стойкой против коррозии в тех же средах.

15. Вращающиеся детали многих установок реактивной техники, нагревающихся до 500÷600ºС, необходимо изготовли-вать из сплавов с меньшей плотностью (~4,5 т/м3), чем у стали. Выбрать марку сплава и сравнить его жаропрочность (длительную прочность для 1000 ч) при 500ºС с аналогичными свойствами дуралюмина и жаропрочной стали 12Х18Н9Т.

16. Сварные топливные баки, от материала которых не требуется высоких механических свойств, изготавливают из легких листовых сплавов, обладающих повышенной стойкостью против коррозии, пластичностью и способностью хорошо принимать сварку. Рекомендовать состав сплава, пригодного для данного назначения, указать его структуру и механические свойства. Для сравнения привести химический состав, а также режим термической обработки и структуру стали, стойкой против коррозии в указанных средах.

17. Нержавеющие стали, в том числе высоколе-гированные аустенитного класса, не имеют достаточной стойкости в соляной кислоте. Выбрать металл с плотностью ~ 4,5 т/м3 для баков и трубопроводов, обладающий высокой стойкостью в указанных условиях, и сравнить механические свойства выбранного сплава с аналогичными свойствами нержавеющей стали 12Х18Н10Т.

18. Высокая коррозионная стойкость титана в кислотах позволяет применять его в нефтяном и химическом машиностроении. Выберите марку титанового сплава для изготовления трубчатого теплообменника с трубками 25 мм и длиной 3 м, работающего в среде 15% раствора гипохлорита натрия. Укажите его состав, структуру и способ обработки для достижения эксплуатационных свойств, если рабочие условия следующие: предел прочности не менее 1400 МПа, относительное удлинение 9,4%, ударная вязкость 137 Дж/м2, рабочая температура 350ºС.

19. Трубчатые пучки и доски теплообменной и конден-сационно-холодильной аппаратуры часто изготовливают из латуней различных марок. Рекомендуйте марку латуни для изготовления трубчатых пучков конденсаторов. Укажите ее состав, структуру и свойства. Опишите влияние легирующих элементов на свойства латуни. Материал должен хорошо обра-батываться давлением в горячем и холодном состоянии, обла-дать высокой коррозионной стойкостью в пресной воде. Марка латуни должна обеспечивать следующие рабочие условия: предел прочности 350 МПа, ударную вязкость 61 Дж/м2, твердость не менее 60 НВ.

20. Для пароводяной арматуры, работающей под давле-ниием, используют литейные бронзы, обладающие высокой коррозионной стойкостью в атмосферных условиях, пресной воде. Выберите марку латуни, укажите ее состав, структуру, если рабочие условия следующие: предел прочности 210 МПа, относительное удлинение 5%, твердость 80 НВ, условный предел текучести 170 МПа. Опишите влияние легирующих элементов на структуру и свойства бронзы.