Сравните экономическую целесообразность применения упрочненного и неупрочненного проката в строительстве

8 сравните экономическую целесообразность применения упрочненного и неупрочненного проката в строительстве.

9.Напишите и расшифруйте формулу для расчета годового экономического эффекта от внедрения в строительство новых марок стали.

10.Напишите и расшифруйте формулу для расчета годового экономического эффекта от внедрения упрочняющей обработки полуфабриката.

Раздел IX. ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ ПРОФИЛЕЙ МЕТОДАМИ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ

 

Общая характеристика методов обработки металлов давлением. При изучении этого раздела необходимо уяснить, что подавляющее количество строительных профилей изготавливается при помощи прокатки. В меньшей степени в строительстве применяются металлические изделия, получаемые при помощи прессования или волочения. Изучая виды обработки металлов давлением, следует обратить особое внимание на технологические возможности и области их применения. Следует помнить, что пластическое деформирование металла дает возможность получить готовые изделия или полуфабрикат с высокой производительность, малыми отходами, а в отдельных случаях даже с повышенными механическими свойствами.

Вопросы для самопроверки.

1.Перечислите основные виды строительных профилей, получаемых при помощи прокатки, прессования или волочения.

2.Сравните технологические возможности прокатки или прессования для производства строительных профилей.

3.Почему пластическое деформирование дает возможность получения изделий с меньшими отходами и высокой производительностью?

Физические основы обработки давлением. Обработка давлением всеми методами происходит за счет пластической деформации, в основе которой лежит способность металла подвергаться пластическому формообразованию. Поэтому обратите внимание на понятие «пластичность металла» и изучите основные факторы, влияющие на пластичность. Одним из основных факторов, оказывающих большое влияние на пластичность является схема напряженного состояния. Сравните и разберитесь в особенностях холодной и горячей обработки давлением. Известно, что нагрев металла перед обработкой давлением производят с целью повышения его пластичности и уменьшения сопротивления деформированию. Каждый металл или сплав перед обработкой давлением следует нагреть до определенной температуры, превышение которой ведет к образованию брака.

Вопросы для самопроверки.

1.Что такое пластичность?

2.Перечислите основные факторы, влияющие на пластичность и сопротивление деформированию.

3.Чем отличаются холодная и горячая обработка давлением?

4.Для каких целей нагревают металл перед обработкой давлением?

5.Чем ограничивается верхний температурный предел нагрева металла перед обработкой давлением.

6. Чем ограничивается нижний температурный предел нагрева металла, при котором следует оканчивать обработку давлением?

7.Перечислите основные виды нагревательных устройств.

8.Суть экологических проблем, возникающих при эксплуатации нагревательных устройств.

Получение строительных профилей и листа. Существуют различные способы получения строительных профилей и листа.

Прокатка и прессование.

Прокатка - один из самых распространенных видов обработки металлов давлением. При прокатке металл деформируется в горячем или холодном состоянии вращающимися валками, конфигурация и взаимное расположение которых может быть различным. Различают три схемы прокатки: продольную, поперечную и поперечно-винтовую.

При наиболее распространенной продольной прокатке в очаге деформации происходит обжатие металла по высоте, уширение и вытяжка. Величина деформации за проход ограничивается условием захвата металла валками, которое обеспечивается наличием трения между валками и прокатываемой заготовкой.

Инструмент прокатки – гладкие и калиброванные валки; оборудование- прокатные станы, устройство которых определяются прокатываемой на них продукцией.

Исходной заготовкой при прокате являются слитки.

Продукцию прокатки (прокат) обычно подразделяют на четыре основные группы. Наибольшая доля приходится на группу листового проката. Группу сортового проката составляют профили простой и сложной – фасонной формы. Прокатанные трубы разделяют на бесшовные и сварные. К специальным видам проката относят прокат, поперечное сечение которого по длине периодически меняется, а также изделия законченной формы (колеса, кольца и т.д.).

Прокат используют в качестве заготовок в кузнечно-штамповочном производстве при изготовлении деталей механической обработкой и при создании сварных конструкций. Поэтому сортаменту основных групп проката следует уделить особое внимание.

Для получения из проката профилей небольших размеров (до тысячных долей миллиметра), с высокой точностью и малой шероховатостью применяют волочение, осуществляемое, как правило, в холодном состоянии. Рассматривая схему деформирования металла при волочении, надо отметить, что в очаге деформации металл испытывает значительные растягивающие напряжения, тем большие, чем больше усиления волочения. Чтобы это усилие не превысило допустимой величины, ведущей к обрыву изделия, ограничивают обжатия за одни проход, принимают меры для уменьшения трения между металлом и инструментом и вводят промежуточный отжиг, поскольку при холодном волочении металл упрочняется.

Процесс прессования, осуществляемый в горячем или холодном состоянии, позволяет получать профили более сложной формы, чем при прокатке, и с более высокой точностью. Заготовками являются слитки, а также прокат.

Рассматривая схему деформирования металла при прессовании, надо отметить, что в очаге деформации металл находится в состоянии всестороннего неравномерного сжатия. Эта особенность дает возможность прессовать металлы и сплавы, обладающие пониженной пластичностью, что является одним из преимуществ этого процесса. Прессованием более экономично изготавливать небольшие партии профилей, поскольку переход от изготовления одного профиля к другому осуществляется легче, чем при прокатке. Однако при прессовании значителен износ инструмента и велики отходы металла.

Прессование производят на специализированных гидравлических прессах. Знакомясь с устройством инструмента, обратите внимание на расположение и взаимодействие его частей при прессовании сплошных и полых профилей.

Вопросы для самопроверки.

1.Начертите схему прокатки металла в валках.

2.         Изобразите конструкцию гладких и калиброванных валков.

3.         Что такое коэффициент вытяжки?

4.         Изложите методы получения бесшовных и сварных труб

5.         Перечислите основные технико-экономические показатели прокатки.

6.         Как влияет толщина листа на его себестоимость?

7.         Что такое расходный коэффициент?

8.         Что такое прямое и обратное прессование?

9.         Как определяется коэффициент вытяжки при прессовании?

10.       Перечислите основные виды профилей, применяемых в строительстве.

11.       В чем состоит эффективность применения прессованных изделий в строительстве.

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

ОБЩИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

После изучения указанных разделов курса студент выполняет одну контрольную работу, состоящую из 20 вариантов. Выполняют тот вариант, номер которого соответствует вторым последним цифрам учебного шифра студента.

Каждый вариант включает 4 теоретических вопроса по различным разделам курса. Вопросы переписывают в тетрадь, где выполняется контрольное задание. Ответы должны быть краткими точными и не повторять текста учебника или учебного пособия. При выполнении контрольного задания следует пользоваться, помимо рекомендованной, дополнительной литературой по выбору студента.

Выполненное задание студент подписывает, ставит свой шифр, дату выполнения и направляет в институт на рецензирование.

ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЯ

 

Вариант 1

1.Для изготовления сантехники применяют различные марки стали и чугуна. Обоснуйте свой выбор материала для труб и стояков указанного оборудования с учетом его эксплуатации и технических свойств.

2.Вычертите диаграмму состояния железо-карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 3,6 %С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?

3.В чем смысл экономической эффективности применения более высокопрочных сталей для изготовления строительных конструкций?

4.Как изменяется структура и свойства стали 40 и У12 в результате закалки от температуры 750-850 С. Объясните с применением диаграммы состояния железо-цементит. Выберите оптимальный режим нагрева под закалку каждой стали.

Вариант 2

1.Из каких сплавов можно изготавливать вентели, переходники, втулки для сантехнического оборудования? Обоснуйте выбор материала с учетом его эксплуатационных, технологических, коррозионных свойств. Приведите марки выбранных сплавов и укажите влияние отдельных компонентов на свойства сплава.

2.Вычертите диаграмму состояния железо-карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 0,8% С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?

3.Изложите методы определения основных механических свойств металлов и сплавов при статических и динамических испытаниях.

4.Используя диаграмму состояния железо-карбид железа и кривую изменения твердости в зависимости от температуры отпуска, назначьте для углеродистой стали 40 температуру закалки и температуру отпуска, необходимые для обеспечения твердости 400 НВ. Опишите превращения на всех этапах термической обработки и получаемую структуру.

Вариант 3

1.         В строительной индустрии для изготовления несущих конструкций широко применяются стали обыкновенного качества, а также низколегированная качественные стали. Приведите примеры марок сталей и дайте сравнительную характеристику указанных групп сталей.

2.         Укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы железо - цементит, опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 2,2%С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?

3.         Вычертите диаграмму изотермического превращения аустенита стали У8,нанесите на неё кривую режима изотермической обработки, обеспечивающей получение твердости 159 НВ. Укажите,как этот режим называется и какая структура получается в данном случае.