Русский   English
ДонНТУ   Портал магістрів

Реферат за темою випускної роботи

Зміст

Вступ

Нинi алюмінієві сплави отримали широке застосування завдяки цінному для техніки комплексу механічних, фізичних, корозійних властивостей, високу технологічність, а також завдяки значним природним запасам алюмінію. Підвищення комплексу властивостей промислових алюмінієвих сплавів є актуальним завданням. Сплави алюмінію знаходять широке застосування в побуті, в будівництві та архітектурі, в автомобілебудуванні, в суднобудуванні, авіаційній і космічній техніці. Зокрема, з алюмінієвого сплаву був виготовлений перший штучний супутник Землі. Сплав алюмінію і цирконію (Zr) - широко застосовують в ядерному реакторобудуванні. Алюміній застосовують у виробництві вибухових речовин.

За масштабами застосування алюміній і його сплави займають друге місце після заліза (Fe) і його сплавів. Широке застосування алюмінію в різних областях техніки і побуту пов'язано з сукупністю його фізичних, механічних і хімічних властивостей: малою щільністю, корозійну стійкість в атмосферному повітрі, високою тепло- і електропровідністю, пластичністю і порівняно високою міцністю. Алюміній легко обробляється різними способами - куванням, штампуванням, прокаткою і ін. Чистий алюміній застосовують для виготовлення дроту (електропровідність алюмінію складає 65, 5% від електропровідності міді, але алюміній більш ніж в три рази легше міді, тому алюміній часто замінює мідь в електротехніці) і фольги, використовуваної як пакувальний матеріал. Основна ж частина виплавленого алюмінію витрачається на отримання різних сплавів. На поверхні сплавів алюмінію легко наносяться захисні і декоративні покриття.

1. Актуальність теми

Магістерська робота присвячена актуальному науковому завданню дослідженню структури і властивостей складних відливань для деталей холодильного устаткування з алюмінієвих сплавів з метою підвищення їх надійності і довговічності.

2. Мета і задачі дослідження та заплановані результати

Метою даної роботи є вивчення структури і властивостей алюмінієвих сплавів і виробів з них з метою удосконалення існуючих режимів термічної обробки і розробки нових, режимів.

Основні задачі дослідження:

  1. Аналіз причин виходу з буд виробу «петливши» на підприємстві ПАО «НОРД».
  2. Дослідження макроструктури і мікроструктури готової деталі.
  3. Вплив термічної обробки на виріб.

Об'єкт дослідження: виріб «петливши» на підприємстві ПАО «НОРД»

Предмет дослідження: вивчення структури і властивостей виробу «петливши» з метою удосконалення існуючих режимів термічної обробки і розробки нових, режимів.

В рамках магістерської роботи планується отримання актуальних наукових результатів по наступним напрямкам:

  1. Встановлення відповідності розмірів деталі «петливши» креслярським розмірам.
  2. Виявлення і опис недоліків креслення.
  3. Проведення випробувань на міцність, вивчення видів зламів і наявність дефектів в них.

Для експериментальної оцінки отриманих теоретичних результатів, у якості практичних результатів планується розробка зміцнюючих режимів термічної обробки для виробу «петливши» на підприємстві ПАО «НОРД»

  1. Вивчення поверхні виробу на шорсткість і наявність дефектів.
  2. Дослідження мікроструктури.
  3. Дослідження впливу термічної обробки на виріб.

3. Огляд досліджень

Оскільки зараз важко знайти галузь промисловості, де б не використовувався алюміній або його сплави - від мікроелектроніки до важкої металургії. Це обуславліваєтся хорошими механічними якостями, легкістю, малою температурою плавлення, що полегшує обробку, високим зовнішніми якостями, особливо після спеціальної обробки. Враховуючи фізичні і хімічні властивості алюмінію, його невичерпну кількість в земній корі, можна сказати, що алюміній - один з найперспективніших матеріалів майбутнього.

Можливість вживання того або іншого сплаву в промисловості для масового або великосерійного виробництва визначається, по-перше, його експлуатаційними властивостями (міцність, фізичні властивості, корозійна стійкість), по-друге, технологічними властивостями, тобто тими властивостями, які обуславлівают поведінка сплаву в процесі виготовлення з нього виробів. До технологічних властивостей відносять ливарні властивості, здібність до обробки тиском, оброблюваність різанням, зварюваність та інші. Нерідкі випадки, коли сплав з дуже хорошими експлуатаційними властивостями не знаходить вживання із-за поганих технологічних властивостей.

Для ливарних сплавів значення технологічних властивостей особливо велике. Головні технологічні властивості для них – літейниє: 1) рідкотекучість; 2) об'ємна і лінійна усадка; 3) схильність до утворення гарячих тріщин; 4) схильність до утворення усадкової і газової пористості; 5) схильність до ліквації.

Ливарні властивості сплавів, які не обробляють тиском і використовують в конструкції в литому стані, визначають не лише можливість здобуття виробу (фасонного відливання), але і якість цього виробу. Всі дефекти литої структури, залежні від ливарних властивостей (усадкова або газова пористість, ліквационная неоднорідність складу, мікротріщини), зберігаються у виробі.

У роботах А.А. Бочвара і І.І. Новікова установленни чіткі зв'язки між ливарними властивостями сплавів і характером взаємодії компонентів в сплавах (типом діаграми стану). Велика частина ливарних властивостей залежить від ефективного температурного інтервалу кристалізації сплаву: чим більше інтервал кристалізації, тим менше рідкотекучість сплаву, тим більше він схильний до утворення розсіяної усадкової пористості і гарячих тріщин.

Як літейних найширше поширені сплави на основі систем Al-si (подвійні або складніші), для яких характерні малі температурні інтервали кристалізації і дуже хороші ливарні властивості. Для фасонного литва застосовують також сплави на основі систем Al-cu, Al-mg, Al-cu-mg, Al-zn-mg, Al-cu-mg-ni і інші складні сплави, що не відрізняються в принципі від тих, що деформуються, але часто з вищим вмістом легуючих компонентів (міді, магнію), тугоплавких добавок (титану, нікелю) і домішок (залоза). Проте ці сплави значно менше поширені, чим Al-si сплави (силуміни), у зв'язку з їх гіршими ливарними властивостями.

У ливарних сплавах допустимий вміст неминучих домішок, і, зокрема, залоза залежить від способу литва сплаву. Залізо утворює в алюмінієвих сплавах нерозчинні крихкі інтерметаллідниє фази. Величина часток цих фаз і характер їх розподілу у відливанні залежать від швидкості охолоджування при кристалізації. Чим вище швидкість охолоджування, тим дрібніше ці частки, тим більше рівномірно вони розподілені за об'ємом відливання і тим менше їх негативний вплив на властивості (пластичність), тому при литві сплавів в металевий кокіль, а також при литві під тиском допускається вищий вміст заліза, чим при литві в земляну форму.

4. Дослідження якості деталей складної форми з алюмінієвого сплаву АК12М2 і вдосконалення процесу їх обробки.

Були досліджені деталі "петливши" з алюмінієвих сплавів АК12М2 змальовані на рисунку 1.

Изделие петля из алюминиевых сплавов АК12М2

Рисунок 1 – Виріб "петливши" з алюмінієвих сплавів АК12М2.

В ході виконання роботи була вивчена поверхня зразків на наявність шорсткості, наявність пір, тріщин. На повехності зразків були виявлені дефекти:шероховатость, наявність пір. Також спомощью мікроскопа були вивчені злами вушка "петлі". Були виявлені такі дефекти: невеликі тріщини, пори. Злам має вигляд квазі-зламу. Це видно на рисунку 2.

Злам вушка петліЗлам вушка петлі 2

Рисунок 2 – Злам вушка петлі.

При вивченні розмірів деталей і порівнянні їх з кресленням, було виявлено невідповідність деяких розмірів виробу розмірам на кресленні. Результати размеро приведені в таблиці 1.

Таблиця 1- Розмірів деталі петливши середня.

№ зразка l1, мм l2, мм l3, мм b1, мм b2, мм h1, мм h2, мм d1, мм d2, мм d3, мм
Креслення 78,5 12 11 23 6,5 39 6,5 8,1 7,5 –
1 78,0 11,9 10,9 22,9 6,7 39,0 6,2 8,1 7,6 7,2
2 77,7 12,0 10,9 22,5 6,4 39,0 6,2 8,1 7,5 7,3
3 69,9 11,9 10,8 22,5 6,5 39,0 6,4 8,1 7,5 7,3
4 78,0 11,9 10,8 22,6 6,7 39,0 6,3 8,0 7,6 7,3
5 78,0 11,8 10,5 23,2 6,9 39,0 6,5 8,1 - 7,0
6 78,4 11,9 11,3 23,2 6,7 - 6,1 8,0 7,4 7,0
7 78,0 11,7 10,5 23,0 6,7 - 6,0 8,1 - 6,9

З таблиці видно, що деякі розміри виробу не відповідають розмірам креслення. Це може бути пов'язано з тим, що була проведена зачистка зразків від налиплих частинок форми або неідеальними розмірами форми.

Висновки

Були розглянуті і вивчені можливі причини виходу з буд виробу «петливши» на підприємстві ПАО «НОРД». Встановлена невідповідність розмірів виробу розмірам креслення, були виявлені дефекти:шероховатость, наявність пір на поверхні деталі, встановлено, що злам має вигляд квазі-зламу, а також були виявлені такі дефекти в зламі: невеликі тріщини, пори. Тому, має сенс подальше вивчення об'єкту і вплив на термічної обробки на поліпшення структури і властивостей виробу "петливши" з алюмінієвого сплаву АК12М2 з метою підвищення надійності і довговічності.

Перелік посилань

  1. Золоторевский В.С., Белов Н.А. Металловедение литейных алюминиевых сплавов - М.: МИСиС, 2005, 376 с.
  2. Колачев Б. А. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов. Учебник для вузов / Б. А. Колачев, В. И. Елагин, В. А. Ливанов. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: «МИСИС», 1999. – 416с.
  3. Центральный металлический портал РФ [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://metallicheckiy-portal.ru/marki_metallov/alu/alyminii_liteinii
  4. ГОСТ 2138—91 - Пески формовочные. Общие технические условия. - Введ. 1993.01.01. – М.: Комитет стандартизации и метрологии СССР от 28.12.91, 2005. – 7 с.
  5. ГОСТ 3226—93 - Глины формовочные огнеупорные. Общие технические условия. - Введ. 1995-01-01. – Минск: Изд-во стандартов, 2001. – 6 с.
  6. Курдюмов А.В Производство отливок из сплавов цветных металлов. Учебник для вузов. / А.В. Курдюмов, М.В. Пикунов, В.М. Чурсин, Е.Л. Бибиков. — М.: Металлургия, 1986. — 416 с.
  7. ГОСТ 16237—70 - Формы металлические (кокили). Толщина стенок. - Введ. 1972-01-01. – М.: Издательство стандартов, 1983. – 24 с.
  8. Аристова Н.А. Термическая обработка литейных алюминиевых сплавов / Н.А. Аристова, И.Ф. Колобнев. - М.: Металлургия, 1977. — 144 с.
  9. ГОСТ 1583-93 - Сплавы алюминиевые литейные. Технические условия. – Введ. 1997-01-01. – Минск: Изд-во стандартов, 2003. – 29 с.
  10. Лахтин Ю. М. Материаловедение: Учебник для высших технических учебных заведений. — 3-е изд., перераб. и доп. / Ю. М. Лахтин, В. П. Леонтьева—М.: Машиностроение, 1990. — 528 с.