На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


курсовая работа Технология термообработки сплава В93

Информация:

Тип работы: курсовая работа. Добавлен: 05.10.2012. Сдан: 2012. Страниц: 7. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


 
                    Федеральное агентство по образованию
              Государственное образовательное учреждение
     Самарский  Государственный Аэрокосмический  Университет
                      имени академика С.П. Королёва 
 

                                        

                           Курсовой проект по теме:
               «Технология термообработки сплава В93». 
 
 
 
 
 

                                                                                 Выполнил: Ангелюк И.В.
                                                                                 Группа 441
                                                                                 Проверил: Носова Е.А.
                                           
                                            
                                          Самара 2011
                                         РЕФЕРАТ
       Курсовой проект:   стр.,   таблицы,   рисунков,   источников
     СПЛАВ В93, ТЕРМООБРАБОТКА, ФАЗОВЫЙ СОСТАВ, СТРУКТУРА, ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ, ДИАГРАММА  РАВНОВЕСИЯ, МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА, ЛЕГИРУЮЩИЕ ДОБАВКИ. 
 
 
 
 
 
 
 

       
 
 
 
 
 
 

                                          ЗАДАНИЕ
        Описать сплав В93, разработать  режимы и технологию термообработки  при производстве крупных штамповок  сложной формы (панели для самолетов)  в состоянии Т1 из слитков этого сплава.
        Обосновать и описать режимы  термообработки сплава на повышенную  вязкость разрушения. 
 
 
 
 
 
 

ОБОЗНАЧЕНИЯ
?в,[МПа] – временное сопротивление разрушению,
?0,2, [МПа] – предел текучести условный,
?, [%] –  относительное удлинение.   
 
 
 

                              
                                             СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ                                                                                                                   
1.АЛЮМИНИЕВЫЕ СПЛАВЫ
2.КЛАССИФИКАЦИЯ СПЛАВА ПО ХИМ. СОСТАВУ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПРИЗНАКАМ И СВОЙСТВАМ. ОБЛАСТЬ ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ
2.1.ДИАГРАММА РАВНОВЕСИЯ. НАЗНАЧЕНИЕ И ВЛИЯНИЕ ПРИМЕСЕЙ НА ФАЗОВЫЙ СОСТАВ И СВОЙСТВА СПЛАВА
3.ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛУФАБРИКАТОВ
3.1.КОНТРОЛЬ  КАЧЕСТВА
4.ОСОБЕННОСТИ СТРУКТУРЫ В ЛИТОМ СОСТОЯНИИ, ТРЕБОВАНИЯ К СЛИТКУ
5.СОРТАМЕНТ  ПОЛУФАБРИКАТОВ ПО ПРОФИЛЮ
6.ОПИСАНИЕ  ГОРЯЧЕЙ ОБРАБОТКИ ДАВЛЕНИЯ
7.РЕЖИМЫ  ОКОНЧАТЕЛЬНОЙ ТЕРМООБРАБОТКИ
8.МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГОТОВЫХ ПОЛУФАБРИКАТОВ
9.РЕЖИМ ТЕРМООБРАБОТКИ НА ПОВЫШЕННУЮ ВЯЗКОСТЬ
СПИСОК  ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 
 
 
 
 

                                               ВВЕДЕНИЕ
        Как известно,  алюминиевые сплавы все шире применяются в различных областях народного хозяйства.
        Общеизвестно широкое применение алюминиевых сплавов в авиационной промышленности. Изделия и полуфабрикаты из сплава алюминия, полученные литьем и обработкой давлением, являются важнейшими конструкционными материалами в транспортном машиностроении, в автотракторной промышленности, в судостроении, в приборостроении и т.д. высокая электропроводность и химическая стойкость чистого алюминия позволили широко использовать его в электротехнике и химическом аппаратостроении.
     Правильное  и наиболее рациональное использование  металлов и сплавов для нужд промышленности требует, прежде всего, глубокого знания их природы и свойств.
     Современное развитие металлургии, машиностроения и других отраслей народного хозяйства  выдвигает целый ряд задач  по изысканию новых металлических  материалов, по замене одних материалов другими, по улучшению и совершенствованию  технологии производства, снижению брака  и отходов
     Успешное  решение всех этих задач требует  от работников промышленности глубоких знаний. Металлург, вооруженный этими  знаниями, сможет более уверенно и  успешно производить поиски новых  сплавов, правильно строить технологический  процесс их литья, механической и  термической обработки.
            В работе описаны основные  свойства В93, рассмотрены схемы  фазовых и структурных превращений  сплава, разработаны технологические  процессы термообработки и представлено  оборудование для их реализации.
                       1.АЛЮМИНИЕВЫЕ СПЛАВЫ
       Алюминий — пластичный металл серебристо-белого цвета. Алюминий и его сплавы хорошо поддаются горячей и холодной деформации — прокатке, ковке, прессованию, волочению, гибке, листовой штамповке и т.д.
 Поставляется в виде:алюминия первичного марок А999(99,99%алюминия и суммы примесей не более 0,0001%), А995, А99;97 и т.д.;
- алюминиевых порошка, пудры, фольги;
- алюминиевых сплавов, таких как:
- силумин — сплав алюминия и кремния(СИЛ);
- дюралюмин (дюраль) — сплав алюминия с медью и марганцем (Д16, Д16Т);  сплав алюминия с марганцем (АМц);
    - сплавы алюминия с магнием (АМг);
- впоследствии быстрое развитие получили высокопрочные сплавы Al-Zn-Mg-Cu, , жаропрочные Al-Се, сплавы пониженной  плотности Al-Mg-Li, Al-Cu-Li, Al-Cu-Mg-Li, порошковые и гранульные.
В зависимости  от назначения алюминиевые сплавы подразделяют:
А) литейные;
 Б)  деформируемые — до 80% всего выпуска алюминиевых сплавов.
      Деформируемые алюминиевые сплавы поставляются в виде листового проката (преимущественно), фасонного профиля, сортовых прутков , проволоки и труб (в основном прессованных).
       Алюминий и большинство его сплавов относятся к пластичным материалам, легко  поддающимся всем видам обработки давлением. Из алюминиевых сплавов изготавливают практически все виды  полуфабрикатов: листы, прутки, трубы, профили, поковки, проволоку и др.           Одновременно с этим алюминиевые сплавы отличаются высокими литейными свойствами и широко используются в технике для изготовления отливок различного назначения. В соответствии с этим все сплавы алюминия можно разделить на деформируемые, предназначенные для получения полуфабрикатов методами  обработки  металлов давлением, и литейные, предназначенные для фасонного литья. По отношению  к  упрочняющей термообработке  алюминиевые сплавы можно разделить на упрочняемые и неупрочняемые термообработкой.  Термическое упрочнение  алюминиевых сплавов может достигаться закалкой с последующим старением.  Для сплавов, неупрочняемых термообработкой повышение прочности может быть достигнуто за счет нагартовки.
       Все применяемые  в  промышленности  сплавы алюминия можно разделить на системы по наличию в них основных легирующих элементов, которые  определяют типичные для данной системы свойства. При этом общность свойств определяется общностью  фазового состава. К числу основных легирующих элементов  алюминия  относятся:  Mn, Si, Mg, Cu, Zn,  причём магний,  медь и кремний входят порознь или совместно в большинство промышленных сплавов. Кроме основных легирующих элементов в сплавы могут входить различные другие добавки, которые сообщают сплавам дополнительные свойства, но не изменяют их основной природы. 
 
 
 
 

2.КЛАССИФИКАЦИЯ СПЛАВА ПО ХИМ. СОСТАВУ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПРИЗНАКАМ И СВОЙСТВАМ. ОБЛАСТЬ ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ
        Сплав В93 - один из наиболее прочных сплавов и поэтому весьма широко применяется при изготовлении профилей, удельная прочность которых является решающим фактором. Сплав относится к четырехкомпонентной системе Al - Zn - Mg - Cu и весьма интенсивно упрочняется термической обработкой. Полуфабрикаты из сплава В93 поставляются только в закаленном и искусственно состаренном состоянии. Это объясняется тем, что в естественно состаренном состоянии сплав В93 имеет пониженную коррозионную стойкость. Сплав В93 хорошо сваривается точечной сваркой, но не сваривается аргоно-дуговой и газовой . Поэтому для сочленения полуфабрикатов (толстых листов, профилей и панелей) наиболее часто применяют заклепочные соединения.
       Химический состав промышленных алюминиевых сплавов приведён в ГОСТ 4784-74,  ГОСТ 90026-80,  ГОСТ 90048-77,  а также в справочниках.
     Марка:      В93
     Классификация:      Алюминиевый деформируемый сплав
     Применение:      для изготовления высоконагруженных конструкций, работающих в основном на сжатие

                    

       Механические свойства при  Т=20 °С материала В93

Сортамент Размер Напр. sT d5      y KCU Термообр.
-    мм      - МПа МПа      %      % кДж / м2      -
Поковки               490 450      7                     
 
   
                    Физические свойства материала В93
T E 10- 5 a 106 l r      C R 109
Град МПа 1/Град Вт/(м·град) кг/м3 Дж/(кг·град) Ом·м
20 0.7               2840        40.8
100        23.8 151             880       
   
                                     Химический состав в % материала В93
Fe Si Mn Ti Al Cu Mg Zn Примесей
0.2 - 0.45 до 0.2 до 0.1 до 0.1 88.35 - 91.1 0.8 - 1.2 1.6 - 2.2 6.3 - 7.3 прочие, каждая 0.05; всего 0.1
     Примечание: Al - основа; процентное содержание Al дано приблизительно
     Механические  свойства:
sв      - Предел кратковременной прочности , [МПа]
sT      - Предел пропорциональности (предел  текучести для остаточной деформации), [МПа]
d5      - Относительное удлинение при  разрыве , [ % ]
y      - Относительное сужение , [ % ]
KCU      - Ударная вязкость , [ кДж / м2]
HB      - Твердость по Бринеллю , [МПа]
     Физические  свойства :
T      - Температура, при которой получены  данные свойства , [Град]
E      - Модуль упругости первого рода , [МПа]
a      - Коэффициент температурного (линейного)  расширения (диапазон 20° - T ) , [1/Град]
l      - Коэффициент теплопроводности (теплоемкость  материала) , [Вт/(м·град)]
r      - Плотность материала , [кг/м3]
C      - Удельная теплоемкость материала  (диапазон 20° - T ), [Дж/(кг·град)]
R      - Удельное электросопротивление, [Ом·м]
 
 
 
     2.1.ДИАГРАММА РАВНОВЕСИЯ. НАЗНАЧЕНИЕ И ВЛИЯНИЕ ПРИМЕСЕЙ НА ФАЗОВЫЙ СОСТАВ И СВОЙСТВА СПЛАВА
           Диаграмма состояния системы Al-Mg-Zn
     
                                     Рис.1
       Цинк, магний и медь образуют  с алюминием и между собой  твердые растворы и различные  металлические соединения- MgZn2, Тфаза (Al2Mg2Zn3),Sфаза (Al2CuMg), играющие большую роль в упрочнении сплава при его термической обработки. В сплавах данного типа особенно важной я вляется фаза Т, находящаяся в равновесии с твердым раствором( см. диаграмму Al-Mg-Zn на рис). Марганец и хром усиливают эффект старения и повышают коррозионную стойкость металла; марганец, кроме того, способствует получению мелкозернистой структуры, затрудняет выделение металлических фаз по границам зерен твердого раствора, а также несколько повышает прочность раствора; при этом особенно повышается прочность прессованных изделий, что характеризует так называемый «пресс-эффект».  

  3.ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛУФАБРИКАТОВ
    Конкретные деформированные полуфабрикаты (листы, штамповки, профили и т.д.),  полученные из одного и того  же  сплава, после одинаковой  термической обработки могут значительно различаться по механическим и другим свойствам.  Эти особенности обусловлены теми  различиями  в структуре,  которые зависят от технологии производства полуфабрикатов.
                        Технологическая схема изготовления  крупных штамповок
                  Литье слитка
                                                          v
                     Фрезеровка
                                                           v
                 Гомогенизация
                                                           v
                      Нагрев
                                                           v
               Горячая деформация
                                                           v
                      Штамповка
                                                           v
                    Обрезка  облоя
                                                           v
          Закалка+ искусственное старение
                                                         v
               Контроль  качества
                                                    Рис.2
       Горячей объемной штамповкой получают крупные поковки массой 450.. .500 кг, а холодной - более мелкие. При горячей объемной штамповке основным исходным материалом служит сортовой прокат из стали, цветных металлов и их сплавов. Технологический процесс горячей объемной штамповки представлен на рис.2.
        Заготовкой в процессе прессования также является слиток, полученный способом полунепрерывного литья.
       Гомогенизация предназначается для выравнивания концентрации сплава, более равномерного распределения легирующих элементов в объеме зерен твердого раствора, разрушения литой сетки и сфероидезации частиц ряда фаз. Эти процессы осуществляются при очень высоких температурах, длительном их воздействии и определенной скорости охлаждения в соответствии с природой сплава.
        Горячая деформация — деформация кристаллического материала при температуре рекристаллизации или несколько выше. Она характеризуется таким соотношением скоростей деформирования и рекристаллизации, при котором рекристаллизация успевает произойти во всём объёме заготовки. Кристаллическая структура материала после обработки давлением оказывается практически равноосной, без следов упрочнения. При горячей деформации сопротивление деформированию на порядок меньше, чем при холодной деформации, поэтому горячую деформацию применяют:
     - для изготовления крупных заготовок, т.к. для деформации нагретых заготовок требуется менее мощное оборудование;
     - при обработке давлением труднодеформируемых малопластичных металлов и сплавов;
     - при обработке крупных заготовок из литого металла (слитков).
       Штамповка в открытых штампах  характеризуется переменным зазором между подвижной и неподвижной частями штампа. В этот зазор вытекает часть металла – облой, который закрывает выход из полости штампа и заставляет остальной металл заполнить всю полость. В конечный момент деформирования в облой выжимаются излишки металла, находящиеся в полости, что позволяет не предъявлять высокие требования к точности заготовок по массе. Штамповкой в открытых штампах можно получить поковки всех типов.
     В  качестве термической обработки  в данном случае применяется закалка  с последующим искусственным  старением. Закалка и  старение - это  обычно заключительные термические операции в технологической схеме изготовления  полуфабрикатов. Закалкой называется термическая обработка, заключающаяся в нагреве сплава до заданной температуры, выдержке и последующем быстром охлаждении с целью получения метастабильного состояния, т.е. получения пересыщенного твердого раствора на основе алюминия, способного к последующему упрочнению при старении.
        Старение - термическая обработка сплава, подвергнутого закалке, заключающаяся в нагревании и выдержки его при повышенной температуре с последующим охлаждением на воздухе (искусственное старение) или в выдержке при комнатной температуре (естественное старение) с целью получения более равновесного состояния и требуемого комплекса свойств.
     Объем контроля качества устанавливают в  зависимости от типа применяемого оборудования, надежности воспроизведения режимов  обработки. В крупносерийном производстве при использовании автоматизированных агрегатов объем контроля меньше и его устанавливают применительно  к конкретным условиям производства.
                              3.1.КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА
      Контроль изделий, прошедших термическую обработку, проводят в соответствии с требованиями технических условий. Основные методы контроля:
     а) визуальный осмотр поверхности деталей;
     б) рентгенопросвечивание и ультразвуковой контроль;
     в) проверка геометрических размеров;
     г) определение механических свойств;
     д) металлографический анализ;
     е) метод вихревых токов.
      Чаще всего дефекты при термической обработке возникают на закалочных операциях. Для проверки правильности выбора и выполнения режимов термообработки проводят контроль механических свойств в объеме, предусматриваемом техническими условиями. Для этого вместе с садкой закладывают образцы-свидетели, которые привязывают к деталям, находящимся в центральной части садки. Образцами-свидетелями могут быть стандартные образцы на растяжение, изготовленные из листов той же партии, которую термообрабатывают.
       При обработке массивных поковок и штамповок образцами-свидетелями
обычно  являются специальные припуски, оставляемые  на деталях. Образцы-
свидетели испытывают в состаренном состоянии. При несоответствии механических свойств требованиям технических условий детали подвергают повторной закалке и контролю. Общее количество термообработок не должно превышать трех. Наиболее типичными дефектами, возникающими при термической обработке, являются пережог, неполная и неравномерная закалка, коробление, образование трещин при закалке.
      Пережог и высокотемпературное окисление являются следствием превышения заданной температуры закалки и нарушения состава печной атмосферы. Для устранения пережога необходимо проверять температуру в разных зонах печи, снижать скорости нагрева деталей, а также использовать режимы ступенчатого нагрева под закалку. Эти дефекты, лучше всего выявляющиеся при исследовании микроструктуры, возникают вместе или раздельно и характеризуются различными микроструктурными признаками.
      Неполная и неравномерная закалка, вызываемая неравномерным нагревом, недостаточным временем выдержки или понижением температуры нагрева, выявляется при испытании механических свойств и может быть устранена повторной термообработкой. Коробление появляется вследствие неравномерного и быстрого нагрева, неудовлетворительной укладки деталей в печи, действия остаточных напряжений. Для устранения дефекта применяют специальные приспособления, в которых нагревают и закаливают детали; эффективно также изменение закалочной среды и правка изделий. Трещины при закалке возникают чаще всего из-за высоких скоростей нагрева и охлаждения. Устранить трещинообразование можно снижением скоростей нагрева или охлаждения, если это позволяет запас механических свойств. Наиболее радикальный способ — изменение конструкции деталей с  целью перераспределения возникающих напряжений (увеличение радиусов закруглений, использование ребер жесткости и т. д.).
       Другие виды контроля связаны с требованиями, предъявляемыми к качеству поверхности и размерам полуфабрикатов и изделий. Часто важна однородность цвета поверхности полуфабрикатов. Во избежание образования пятен от масла и технологических смазок детали перед термообработкой очищают. 
 
 
 
 
 
 

4.ОСОБЕННОСТИ СТРУКТУРЫ В ЛИТОМ СОСТОЯНИИ, ТРЕБОВАНИЯ К СЛИТКУ
     В слитках, служащих обычно исходной заготовкой для производства деформированных полуфабрикатов,  часто встречаются характерные для литого  материала  дефекты: 
     1) разнозернистость;
     2) ликвационная неоднородность; 
     3) усадочная  и  газовая пористость;
     4) окисные и шлаковые включения.
      Качество алюминиевых  полуфабрикатов во многом зависит от исходной структуры слитка,  которая определяется формой и размером зерна.  Зерно в слитке представляет собой дендрит, строение которого  и  размер  определяется  условиями  кристаллизации. Между ветвями  дендритов  располагаются выделения интерметаллидных фаз, которые могут быть мелкими или крупными в зависимости от толщины ветвей дендритов. Чем тоньше ветви,  тем мельче интерметаллиды. Размер зерна в слитке зависит от  многих  факторов. Чем больше температура перегрева расплава при литье и чем выше его чистота, тем крупнее зерно. Измельчению зерна способствует понижение температуры  расплава и введение в сплав добавок тугоплавких металлов, образующих мелкокристаллические выделения.
       Влияние структуры  слитка на свойства деформированных полуфабрикатов объясняется тем,  что выделившиеся при  кристаллизации интерметаллидные соединения при деформации дробятся, но их конечный размер, влияющий на механические свойства,  зависит от размера этих соединений в литой структуре.
       Реальные условия кристаллизации  слитков  в  производстве ведут к образованию неравновесной литой структуры.  Её особенности заключаются в следующем:
     1)легирующие  элементы и примеси неравномерно  распределены по объёму дендритной  структуры,  периферийные  зоны  обогащены элементами, понижающими   температуру  плавления алюминия (Cu, Zn, Mg, Si,  Mn) и обеднены  элементами,  повышающими  его  точку  плавления (Cr, Zr, Ti);
     2)в  литом металле могут присутствовать  фазы,  которых  не должно  быть при равновесной кристаллизации,  например, фазы, входящие в состав  неравновесной эвтектики;
     3)фазы, образующиеся  в результате эвтектической  реакции, располагаются по границам  дендритов,  а  взаимодействующие   с алюминием по перитектической  реакции - в центре зерна.
     Химический  состав литого металла также неодинаков  как  по сечению слитка, так и  в пределах одного зерна. Это явление  называется зональной и дендритной ликвацией и также является результатом  неравновесной кристаллизации.  На поверхности слитка обычно образуется тонкий слой с очень высоким содержанием  легирующих элементов, что является результатом обратной зональной  ликвации. Он устраняется фрезеровкой  поверхности слитка. Дендритная ликвация  может  быть устранена гомогенизационным  отжигом.
     Усадочная и  газовая пористость в незначительных размерах может завариваться при  горячей пластической деформации, однако крупные  пузыри, а также окисные  и шлаковые включения часто являются причиной внутренних расслоений в  готовых  полуфабрикатах. Размеры  их могут изменяться от долей миллиметра до нескольких сантиметров и являются неисправимым браком.
и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.