Казармщиков И.Т. - Производство металлических конструкционных материалов (1092920)
Текст из файла
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИГосударственное образовательное учреждениевысшего профессионального образования«Оренбургский государственный университет»И.Т. КАЗАРМЩИКОВПРОИЗВОДСТВО МЕТАЛЛИЧЕСКИХКОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВРекомендовано Учебным Советом Оренбургского ГосударственногоУниверситета в качестве учебного пособия для студентов, обучающихся попрограмме высшего профессионального образования по специальности«Технология конструкционных материалов».Оренбург 2004ББК 34.2я.7К 14УДК 669.017(07)Рецензентдоктор технических наук, профессор В.М. Кушнаренкокандидат технических наук, доцент А.Д.
ПроскуринККазармщиков И.Т.Производство металлических конструкционных материалов:Учебное пособие. – Оренбург: ГОУ ОГУ, 2004. – 247 с.ISBNВ пособии рассмотрены исходные материалы производствачерных и цветных металлов, оборудование и способы подготовкисырья, конструкции плавильных агрегатов и технология выплавкичугуна, стали, ферросплавов и некоторых цветных металлов.Освещены способы прямого получения железа из руд, изложеныметоды получения металлических порошков и технологииизготовления из них некоторых видов спеченных конструкционныхматериалов.В возможной степени освещены перспективы развитияпроцессов получения основных конструкционных материалов –металлов и сплавов.Книга предназначена в качестве учебного пособия для студентовмашиностроительных специальностей вузов.
Может быть полезнаинженерно-технологическимработникаммашиностроительныхпредприятий.К 2608000000ББК 34.2я.7© Казармщиков И.Т., 2004© ГОУ ОГУ, 2004ПредисловиеВ современных условиях развития общества одним из значимых факторовтехнического прогресса в машиностроении является совершенствованиетехнологии производства материалов. Важным направлением этого прогрессаявляется создание и широкое использование новых конструкционных материалов,позволяющих резко повысить технический уровень и надежность оборудования.Создавая конструкции машин, обеспечивающих надежность работы, инженердолжен хорошо знать способы получения основных машиностроительныхматериалов – чугунов сталей и цветных металлов.В связи с уплотнением учебных планов по дисциплине «Технологияконструкционных материалов» объём разделов «Производство металлов» и«Порошковая металлургия» постоянно сокращается.
Поэтому возниклапотребность изложить основы производства черных и цветных металлов, а такжепроизводство металлических порошков и изделий из них в виде отдельногоучебного пособия.Пособие написано в соответствии с учебной программой дисциплины«Технология конструкционных материалов», являющейся комплекснойдисциплиной, содержащей основные сведения о способах получениямашиностроительных материалов и технологических методах изготовления изних изделий.В учебном пособии по возможности отражено все новое и передовое впрактике производства чугуна, стали, цветных металлов, металлическихпорошков и изделий из них.
Особое внимание уделено вопросам прямогополучения железа и повышения качества металла и деталей.Стремление изложить обширный материал в краткой и доступной форме непозволило уделить много места теории процессов получения металлов,металлических порошков и изделий из них. Однако все технологические вопросырассмотрены с позиции современной науки.ВведениеЧеловек научился добывать и использовать металлы несколько тысячелетийназад. В отдаленные времена было известно лишь несколько металлов. Этозолото, медь, серебро, олово, свинец, железо, ртуть, сурьма. В настоящее время изизвестных элементов Периодической системы Менделеева свыше 75%составляют металлы.Исторически сложилась промышленная классификация металлов, покоторым все металлы делятся на две основные группы:- черные;- цветные.К черным металлам относятся железо и его сплавы (чугун, сталь,ферросплавы), хром, марганец.Группа цветных металлов объединяет все остальные металлы, которая всвою очередь подразделяется на несколько подгрупп:- лёгкие металлы (алюминий, магний и др.);- тяжелые (медь, никель, свинец, цинк и др.);- малые цветные металлы (кобальт, молибден, вольфрам, кадмий и др.);- благородные (золото, серебро, платина и др.);- редкие (лантан, церий, неодим и др.);- радиоактивные (уран, плутоний и др.).Среди металлов железо по своему значению занимает особое место.Производство черных металлов в значительной степени определяет уровеньтехнического развития, являясь основой современной техники и культуры.Широкому применению в самых разнообразных областях техники черныеметаллы обязаны своими высокими механическими и физическими свойствами.Преимущественному применению черных металлов способствовало такжебольшое распространение в природе железных руд и сравнительная простотапроизводства чугуна и стали.Железо было известно человеку еще до нашей эры.
Вначале железополучали в обычных кострах, а затем в специально устроенных плавильных ямах– сыродутных горнах. В горн, выложенный из камня, загружали руду и древесныйуголь. Воздух (кислород) необходимый для горения угля, подавался в виде дутьяснизу горна при помощи мехов. Образующиеся газы (CO) восстанавливалиоксиды железа. Из-за невысокой температуры в таких горнах можно былополучать только малоуглеродистое железо, притом в тестообразном состоянии.Постепенно горн совершенствовался и превратился в небольшую шахтнуюпечь, которая получила название домницы.
Увеличение высоты домницы иинтенсивная подача дутья привели к повышению температуры и болееинтенсивному развитию процессов восстановления и науглероживания металла. Вдомницах получали жидкое углеродистое железо с примесями марганца икремния, то есть чугун.Сначала чугун был нежелательным продуктом, так как его не умели использовать для изготовления изделий и орудий труда. Позднее был найден способпередела чугуна в ковкое железо. Способ получил название кричного процесса,при котором чугун переплавляли в кричном горне. В разогретый горн нараскаленный древесный уголь загружали чугун и высокожелезистые шлаки.Плавясь и стекая вниз, чугун подвергался окислительному воздействию дутья ижелезистого шлака. Происходило окисление его примесей (кремния, марганца,углерода), и чугун превращался в малоуглеродистое ковкое железо.Кричный передел чугуна давал возможность получать железо болеевысокого качества, чем сыродутное.
При этом оказалось целесообразным сначалавыплавлять из руд чугун, а затем перерабатывать его в ковкое железо.Со временем конструкция домниц изменялась, увеличивались высота ипоперечное сечение, улучшался профиль, и домница превратилась в доменнуюпечь.В дальнейшем прогресс доменного процесса шел в направлении увеличенияобъёма печей, перехода к более рациональному профилю, совершенствованияконструкции доменных печей, механизации и автоматизации процесса.В 1856 г. Г.
Бессемером был предложен способ передела жидкого чугунапутем продувки его воздухом в конвертере, положившего началовысокопроизводительному современному кислородно-конвертерному процессу. В1864 г. отец и сын Мартены разработали способ производства стали врегенеративной отражательной печи, получившей название мартеновскогопроцесса, и позволившего решить проблему переработки стального лома.В конце XIX в. возникла новая отрасль металлургии – производствокачественных сталей в электрических печах.Наряду с черными металлами очень важное значение в современномпромышленном производстве имеют цветные металлы, которые нашлиприменение практически во всех отраслях промышленности и особенно в такихкак радио-техника и электроника, самолетостроение и ракетостроение.В настоящее время металлургия черных и цветных металлов достигла оченьвысокого технического уровня.
В результате упорного труда металлургов многихпоколений созданы эффективные технологические схемы переработки руд вчерные и цветные металлы.Особое место среди разнообразных способов производства металлическихконструкционных материалов занимает порошковая металлургия, позволяющаяпроизводить не только изделия из металлических порошков различных форм иназначений, но и создавать принципиально новые материалы, получить которыеиным путем крайне трудно или вообще невозможно.Порошковая металлургия позволяет решать следующие важнейшие задачи,определяющие направление её развития в настоящее время:- изготовление материалов и изделий с особыми составами и свойствами,которые недостижимы другими способами производства;- изготовление материалов и изделий с обычными составами и свойствами,но при значительно более выгодных экономических показателяхпроизводства.В ближайшие годы ожидается интенсивное развитие теории и практикипроцессов порошковой металлургии.1 Современное металлургическое производство1.1 Роль металлов в хозяйстве и структура металлургическогопроизводстваРоль и значение металлов в жизни человеческого общества очень велики.Металлургическое производство возникло на заре развития человечества.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
