Диплом (1005945), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Процесс нормализации оказывает положительное влияние на исправление полосчатой структуры в прокате.

Необходимо отметить, что чем быстрее нагрев и меньше выдержка при температуре выше точки А_с3, тем мельче получается структура, поэтому наилучшие результаты получаются при нагреве токами высокой чистоты и быстром охлаждении.

При нормализации деталей с большим сечением в сердцевидных слоях металла получается крупная и неоднородная структура. Для получения однородной структуры в малоуглеродистых сталях, содержащих до 0,3% углерода, рекомендуется нагревать сталь до 950-1000⁰С, а охлаждение производить в масле.

Некоторые легированные стали после нормализации имеют закаленную структуру, поэтому их следует подвергать высокотемпературному отпуску.

Для более глубокого охлаждения при нормализации применяют охлаждение струями воды, разбиваемой паром высокого давления. Процесс нормализации подготовляет структуру стали к обрабатываемости на металлорежущих станках; структура состоит из перлита и феррита.

Закалкой называется процесс нагрева до температуры на 30…50⁰ С выше критической точки, выдержка при этой температуре и последующее быстрое охлаждение. В зависимости от скорости охлаждения получают различные равновесные структуры – мартенсит, тростит и другие, отличающиеся физическими и механическими свойствами.

Ступенчатая закалка заключается в том, что после нагрева выше А_с3+50⁰С сталь охлаждают в ванне до температуры немного выше точки М_н, затем выдерживают при ней в течении времени, которое необходимо для выравнивания температуры по сечению детали, после чего охлаждают в воде, масле или на воздухе для закалки, т.е. получения мартенситной структуры.

Ступенчатая закалка применяется преимущественно для закалки деталей упрочненных, цементованных, нитроцементованных или карбонитрированных. В поверхностной зоне изделий получается мартенсит, а в глубинных слоях троостомартенсит, вследствие чего достигается высокая конструкционная прочность и минимальная деформация стали.

Изотермическую закалку осуществляют также при температуре выше точки М_н с выдержкой, обеспечивающей полное превращение аустенита в промежуточной области; структура получается бейнитная. При охлаждении применяются масляные и соляные ванны.

Применение ступенчатой и изотермической закалки практически возможно для деталей тонкого сечения и преимущественно из легированных марок стали.

При ступенчатой закалке можно вести правку детали непосредственно после извлечения ее из ванны. В момент происходящего мартенситного превращения сталь находится в исключительно вязком состоянии.

Обычная закалка, в отличие от изотермической и ступенчатой, производится при охлаждении с температуры нагрева выше точки А_с3 на 50⁰С в среде, имеющей температуру в интервале начала и конца мартенситного превращения; структура – мартенситная.

Закалка с самоотпуском производится при охлаждении стали не до температуры охлаждающей среды, а прерывается при снижении ее до 250-200⁰С. Такой процесс чаще осуществляется при охлаждении деталей, нагретых т.в.ч.

Конечные результаты закалки зависят от: состава стали, температуры нагрева и условий охлаждения.

Отпуск – это процесс нагрева ниже критической точки, выдержки и последующего охлаждения. При этом неравновесные структуры, полученные при закалке, превращаются в более устойчивые и происходит снижение внутренних напряжений и изменение механических свойств. Температура отпуска выбирается в зависимости от требуемых физико-механических свойств. Поэтому различают низкий, средний и высокий отпуск.

Низкий отпуск (нагрев до 150…180⁰С) назначается для деталей, работающих в условиях трения (валы, шестерни и т.д.). Отпуск стали меняет ее структуру, устраняет внутренние напряжения, возникающие при закалке.

Средний отпуск (нагрев до 350…400⁰С) на тростит применяется для обеспечения высоких упругих свойств и необходимой пластичности деталей (пружины, рессоры и т.д.)

Высокий отпуск (нагрев до 550…600⁰С) применяется для деталей, работающих в условиях динамического или переменного нагружения. Материал должен обладать высокой вязкостью и достаточно большой прочностью. Закалку с последующим высоким отпуском часто называют - улучшением стали.

Процесс улучшения стальных деталей состоит из двух операций: закалки и высокотемпературного отпуска. Закалка углеродистых сталей производится в воде, а легированных – в масле при температуре 60-90⁰С. С повышением температуры масла закаливающая способность его улучшается, поскольку повышается жидкотекучесть масла.

Для равномерного и быстрого охлаждения необходимо, чтобы масло интенсивно циркулировало в закалочном баке, что достигается при помощи пропеллеров и подачей струи охлажденного масла под давлением.

После закалки детали и штамповки, а также отливки должны быть немедленно подвергнуты отпуску во избежание образования закалочных трещин, возникающих вследствие напряжений при образовании мартенсита. Особенно это необходимо делать при охлаждении в воде.

После отпуска во избежание образования трещин в штамповках или деталях из легированной стали, склонной к отпускной хрупкости, необходимо охлаждать их в воде или масле.

В результате отпуска получается структура, состоящая из сорбита или троостита, в зависимости от температуры отпуска: 600-650⁰С – сорбит, 450-500⁰С – троостосорбит,350-400⁰С – троостит. Улучшение не достигает своей цели, если в сердцевине детали будет феррит, наличие которого возможно при неполной закалке. В случае обнаружения его в структуре детали необходимо при обработке следующей детали либо повысить температуру, либо увеличить скорость охлаждения.

Старением называется явление, которое наблюдается в сплавах стали, и сопровождается охрупчиванием металла с течением времени. При выдержке металла происходит распад пересыщенного твердого раствора, вызывающий так называемое дисперсионное твердение, т.е. повышение твердости. Практически это получается после длительной выдержки сплава при комнатной температуре. Процесс может быть ускорен повышением температуры (искусственное старение).

Это явление связано с выпадением дисперсных кристаллов избыточной фазы, например в стали – третичного цементита из феррита. В результате изменяются свойства стали: повышается прочность и другие свойства. Чем выше дисперсность выделяющейся фазы, тем выше прочность сплава.

Явление старения после холодной деформации наблюдается после длительного хранения тонких листов молоуглеродистой стали при комнатной температуре. Сталь мелкозернистая с добавкой алюминия или титана и других элементов практически не стареет. Процесс старения в стали наблюдается только при низком содержании углерода.

Старение после пластической деформации низкоуглеродистой стали называется деформационным старением.

Явление старения наблюдается также при длительном применении точного инструмента или эталонов, если они не были подвергнуты искусственному старению. Например, калибры могут после длительного применения потерять свою точность.

В процессе старения низкоуглеродистой стали азот и углерод, выделяясь из твердого раствора при комнатной температуре, медленно образуют дисперсные частицы карбидов и нитридов, упрочняющих границы зерен, чем и вызывается хрупкость.

Улучшение условий труда на производстве в значительной степени зависти от правильной, научно обоснованной организации и проведения мероприятий по оздоровлению воздушной среды.

В [3, 4] описаны действующие и перспективные конструкции нагревательных и термических печей черной и цветной металлургии, широко используемых так же в других отраслях промышленности: машиностроении, оборотной промышленности, энергетике и прочее, в увязке с технологическими процессами и особенностями обрабатываемого материала.

Рассмотрены как существующие и получившие широкое распространение тепловые агрегаты, так и перспективные конструкции печей, которые проектировались для выпуска новой продукции или реализации новых технологических процессов и в некоторых случаях пока не осуществлены.

Рассмотрено механическое оборудование, футеровка, системы отопления и рекуперации, средства нагрева и охлаждения, принципы автоматизации. Материалы, изложенные в справочнике, позволяют принять оптимальные решения при строительстве новых и реконструкции существующих нагревательных и термических печей. Основная направленность справочника - повышение эффективности и экономичности печных агрегатов. Один из важнейших путей энерго- и ресурсосбережения - это применение современных горелочных устройств и рекуператоров, которые описаны в специальных главах справочника, а так же использование высокоэффективной футеровки печного агрегата.

Огнеупорам посвящена большая отдельная глава, в которой показано, как достичь максимального ресурсосбережения, используя огнеупоры отечественных и зарубежных фирм. Приведены сравнительные характеристики огнеупоров по физико-химическим свойствам и по ориентировочным ценам на продукцию.

Учебное пособие [24] посвящено изучению мало и безотходных технологий, позволяющих кардинально решить проблему охраны окружающей среды и реализовать концепцию устойчивого развития на промышленных предприятиях машиностроительной отрасли. Подробно рассматриваются технологические и экономические особенности создания мало и безотходных производств по направлению рационального и комплексного использования энергетических ресурсов. Также приведено большое количество примеров внедрения мало и безотходных технологий на машиностроительном предприятии, которые сопровождаются оценкой их экономической эффективности.

В настоящее время международно-признанными принципами решения экологических проблем являются:

1. принцип «устойчивого развития»

2. принцип «загрязнитель платит»

3. принцип «неухудшения существующего качества природной среды»

4. принцип «блокирования загрязнения в местах его возникновения с применением технологии «конца трубы»

5. принцип технологий по предотвращению возникновения загрязнений

6. принцип «предосторожности», служащей предотвращению загрязнения природной среды

7. принцип избежания «не обязательных форм загрязнений»

Базисными экологическими стратегиями, вытекающими из концепции устойчивого развития, являются:

1. Стратегия достаточности – добровольное ограничение потребления и соответствующее изменение стиля жизни.

2. Стратегия чистого производства, обеспечивающая минимизацию негативного воздействия на окружающую природную среду отдельного предприятия путем радикального изменения технологии, номенклатуры выпускаемой продукции и применяемого сырья.

3. Стратегия циркулярности – минимизация отходов и сокращение нагрузки на природу посредством формирования между предприятиями индустриальных снабженческих цепей, реализующих кругооборот потоков сырья и отходов, который поставлен в соответствие с ассимилирующим потенциалом природы.

4. Стратегия кооперирования – согласованное сокращение отрицательного воздействия на состояние природной среды со стороны целой группы предприятий, кооперирующихся между собой в совместном решении экологических проблем, в ресурсосбережении и минимизации отходов.

Фактически, базисные экологические стратегии формулируют требования к технологиям охраны окружающей среды и экологической безопасности предприятий.

На экономическом микроуровне удовлетворение перечисленным требованиям возможно на основе развития и внедрения мало и безотходных технологий на предприятии или группе предприятий в регионе. И только при невозможности решения экологических проблем с помощью мало и безотходных технологий необходимо применение традиционных природоохранных мероприятий, связанных со строительством различного рода очистных сооружений.

В материалах Европейской экономической комиссии ООН и Декларации о малоотходной и безотходной технологии, принятой в 1979 году на совещании по общеевропейскому сотрудничеству в области охраны окружающей среды, даны определения малоотходной и безотходной технологиям.

Безотходная технология – это способ производства продукции при котором наиболее рационально и комплексно используются сырье и энергия в цикле: «сырьевые ресурсы – производство – потребление – вторичные сырьевые ресурсы» таким образом, что любые воздействия на окружающую среду не нарушают ее нормального функционирования.

Здесь следует иметь в виду, что в соответствии с фундаментальными законами природы ни практически, ни теоретически невозможно полностью переработать сырье в изделия производства и потребления, а энергию полностью превратить в работу. Однако безотходное производство использует сырье и энергию наиболее рационально, а его отходы не должны нарушать нормального функционирования природных систем.

безотходная технология – это идеальная модель производства, которая в большинстве случаев реализуется не в полной мере, а лишь частично. Создание безотходных производств относится к весьма сложному и длительному процессу, промежуточным этапом которого является малоотходное производство.

Малоотходная технология – это такой способ производства продукции при котором вредное воздействие на окружающую среду не превышает уровня, установленного санитарно-гигиеническими нормами, при этом по техническим, организационным, экономическим причинам часть сырья и материалов переходит в неиспользуемые отходы и отправляется на долгосрочное хранение или захоронение.

При создании безотходных производств приходится решать ряд сложнейших организационных, технических, технологических, экономических, психологических и др. задач. Вместе с тем для разработки и организации безотходных производств можно выделить ряд взаимосвязанных принципов:

1. Принцип системности, в соответствии с которым всякий технологический процесс и производство рассматриваются как единый элемент более сложного производственного комплекса, как элемент эколого-экономической системы. принцип системности учитывает существующую и усиливающуюся взаимосвязь и взаимозависимость производственных, социальных и природных процессов.

2. Комплексность использования сырьевых и энергетических ресурсов. В соответствии с этим принципом безотходное производство должно использовать все компоненты сырья и энергоресурсы. Примерно 30% стоимости добываемого сырья составляют сопутствующие элементы, которые экономически выгодно извлекать только при комплексной переработке сырья. Практически все серебро, висмут, платину и платиноиды, более 20% золота и до 30% серы извлекают «попутно» при переработке комплексных руд. Комплексное использование сырьевых ресурсов делает мало- и безотходные производства экономически более эффективными.

3. Цикличность материальных потоков. В первую очередь это относится к замкнутым водооборотным системам, которые, в сою очередь, обуславливают производственный цикл по аналогии с природным водооборотом. Водоснабжение, канализация и очистка сточных вод должны рассматриваться как система водного хозяйства предприятия. Методы очистки сточных вод должны обеспечивать получение и утилизацию полученных материалов и сырья, а процесс очистки следует рассматривать не как вспомогательную, а как основную операцию производства продукта.

Характеристики

Список файлов ВКР