Технологический процесс литья

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство труда, занятости и социальной защиты Республики Татарстан

Государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Набережно-челнинский государственный торгово-технологический институт» (ГАОУ ВПО НГТТИ)

Факультет технологии и торгового дела

Кафедра математических и естественнонаучных дисциплин

Контрольная работа

по дисциплине «Основы технических знаний»

г. Набережные Челны

Содержание

литье металл сплав формовочный

Введение

1. Литье в разовые песчано-глинистые формы

2. Технологический процесс литья в разовые песчано-глинистые формы

2.1 Формовочные и стержневые смеси и их свойства

2.2 Изготовление и заливка литейных форм

2.3 Охлаждение, выбивка и очистка отливок

3. Контроль отливок

3.1 Дефекты отливок и причины их возникновения

3.2 Методы дефектоскопии отливок

3.3 Методы исправления дефектов в отливках

4. Виды коррозии металла

5. Коррозионностойкие стали

6. Расшифровка сплавов и металлов

Список литературы

Введение

Литье в разовые песчано-глинистые формы - один из способов изготовления заготовок деталей в литейном производстве.

Литейное производство - отрасль машиностроения, занимающаяся изготовлением фасонных заготовок или деталей путем заливки расплавленного металла в специальную форму, полость которой имеет конфигурацию заготовки (детали) [1].

При охлаждении залитый металл затвердевает и в твердом состоянии сохраняет конфигурацию той полости, в которую он был залит. Конечную продукцию называют отливкой. В процессе кристаллизации расплавленного металла и последующего охлаждения формируются механические и эксплуатационные свойства отливок.

Литьем получают разнообразные конструкции отливок массой от нескольких граммов до 300 т, длиной от нескольких сантиметров до 20 м, со стенками толщиной 0,5-500 мм (блоки цилиндров, поршни, коленчатые валы, корпуса и крышки редукторов, зубчатые колеса, станины станков, станины прокатных станов, турбинные лопатки и т. д.).

Для изготовления отливок применяют, кроме указанного выше, множество других способов литья: в песчаные формы, в оболочковые формы, по выплавляемым моделям, в кокиль, под давлением, центробежное литье и др. Область применения того или иного способа литья определяется объемом производства, требованиями к геометрической точности и шероховатости поверхности отливок, экономической целесообразностью и другими факторами [1].

1. Литье в разовые песчано-глинистые формы

Литье в разовые песчано-глинистые формы является наиболее распространенным и относительно простым способом получения отливок. Разовые песчано-глинистые формы могут быть приготовлены либо непосредственно в почве (в полу литейного цеха) по шаблонам, либо в специальных ящиках-опоках по моделям.

Внешнее очертание отливок соответствует углублениям формы, отверстия получают за счет стержней, вставляемых в полость формы.

Технологический процесс производства отливок в опочных формах состоит из трех стадий: подготовительной, основной и заключительной.

Модельная оснастка, изготовленная в модельных цехах, представляет собой приспособления, с помощью которых изготовляют формы и стержни. K оснастке относятся модели деталей, подмодельные щитки, стержневые ящики, модели элементов литниковой системы и опоки.

Модели служат для получения полости в земляной форме, которая по размерам и внешним очертаниям соответствует будущей отливке. Так как металл после затвердевания усаживается (уменьшается в объеме), размеры модели делают несколько большими.

Изготовляют модели из дерева, пластмассы или металла. Выбор материала зависит от условий производства и требований, которые предъявляют к отливке в отношении точности размеров и чистоты поверхности. Для того чтобы модели легко извлекались из формы, их делают с формовочными уклонами и часто разъемными, из двух и более частей, легко скрепляемых при помощи шипов.

Для получения отливок с отверстиями или углублениями на моделях в соответствующих местах предусматривают выступы - стержневые знаки, которые оставляют в форме отпечатки для установки стержней. Место, занимаемое в форме стержнем, не заполняется металлом и в отливке после удаления стержня образуется отверстие или углубление. Стержни изготовляют из особой стержневой смеси, набивая ее вручную или машинным способом в стержневые ящики. При этом учитывают изменение размеров отливки при затвердевании металла. Размеры стержней должны быть меньше отверстий на величину усадки металла.

Стержневые ящики делают цельными и разъемными. В массовом производстве, особенно при повышенных требованиях к точности литья, применяют металлические ящики (чугунные или из алюминиевых сплавов).

Модели литниковой системы предназначены для образования в форме каналов и полостей, служащих для подачи металла, задержки шлака и выхода воздуха из полости формы. Устройство литниковой системы обеспечивает спокойное, безударное поступление металла в форму, предохраняя ее от повреждения.

Подмодельные щитки-плиты служат для размещения на них моделей и установки опоки при изготовлении литейной формы вручную.

а - модель детали; б - стержневой ящик; в - модель литниковой системы; г - подмодельная плита; д - опока.

Рисунок 1. Модельная оснастка

B массовом производстве при машинной формовке эффективно применение тщательно обработанных деревянных или металлических модельных плит с прочно укрепленными на них или выполненными за одно целое, моделями деталей и элементами литниковой системы.

Опоки - деревянные или металлические рамки, каркасы, основное назначение которых состоит в удерживании песчано-глинистой смеси, обеспечении достаточной прочности и жесткости формы при ее изготовлении, транспортировке и заливке металла.

Формовочные и стержневые смеси в основном состоят из кварцевого песка определенной зернистости и жароупорности.

2. Технологический процесс литья в разовые песчано-глинистые формы

На рисунке 2 представлена общая схема технологического процесса литья в разовые песчано-глинистые формы.

Рисунок 2. Схема процесса литья в разовые песчано-глинистые формы

2.1 Формовочные и стержневые смеси и их свойства

Формовочная смесь - это многокомпонентная смесь формовочных материалов, соответствующая условиям технологического процесса изготовления литейных форм. Формовочные смеси по характеру использования разделяют на облицовочные, наполнительные и единые [2].

Формовочные материалы - это совокупность природных и искусственных материалов, используемых для приготовления формовочных и стержневых смесей. В качестве исходных материалов используют формовочные кварцевые пески и литейные формовочные глины. Глины обладают связующей способностью и термохимической устойчивостью, что позволяет получать отливки без пригара.

Облицовочная смесь - это формовочная смесь, используемая для изготовления рабочего слоя формы. Такие смеси содержат повышенное количество исходных формовочных материалов (песка и глины) и имеют высокие физико-механические свойства.

Наполнительная смесь - это формовочная смесь для наполнения формы после нанесения на модель облицовочной смеси. Поэтому ее приготовляют путем переработки оборотной смеси с малым количеством исходных формовочных материалов (песка в глины). Облицовочные и наполнительные формовочные смеси используют при изготовлении крупных и сложных отливок.

Единая смесь - это формовочная смесь, применяемая одновременно в качестве облицовочной и наполнительной смеси. Такие смеси применяют при машинной формовке и на автоматических линиях в серийном и массовом производствах. Единые смеси приготовляют из наиболее огнеупорных песков и глин с наибольшей связующей способностью, чтобы обеспечить их долговечность.

Формовочные смеси должны обладать различными свойствами, такими как [2]:

- Огнеупорность - способность смеси и формы сопротивляться размягчению или расплавлению под воздействием температуры расплавленного металла. Чем крупнее песок, тем меньше в нем примесей и пыли и чем больше кремнезема, тем более огнеупорна смесь. При низкой огнеупорности на поверхности отливки образуется пригар - прочное соединение формовочной или стержневой смеси с поверхностью отливки.

- Прочность - способность материала формы не разрушаться при извлечении модели из формы, транспортировании и заливке форм. Прочность формовочной смеси увеличивается с увеличением содержания глины, с уменьшением размеров зерен песка, плотности.

- Газопроницаемость - способность смеси пропускать через себя газы. Газопроницаемость тем выше, чем больше песка в формовочной смеси и чем он крупнее, а также чем меньше содержание глины в формовочной смеси.

- Пластичность -- способность деформироваться без разрушения и точно воспроизводить отпечаток модели.

- Податливость - способность формы или стержня сжиматься при усадке отливки.

Стержневая смесь - это многокомпонентная смесь формовочных материалов, соответствующая условиям технологического процесса изготовления литейных стержней. Стержни при заливке расплавленного металла испытывают значительные тепловые и механические воздействия по сравнению с формой, поэтому стержневые смеси должны иметь более высокую огнеупорность, газопроницаемость, податливость, малую газотворную способность, легко выбиваться из отливок и т. д.

Жидкостекольные смеси, используемые для изготовления литейных стержней и литейных форм, приготовляют из кварцевых песков с содержанием не более 3,5 % глины, связующего материала -- жидкого стекла с добавкой 10 %-ного раствора едкого натра. Отверждение смеси осуществляется продувкой углекислым газом.

Холоднотвердеющие смеси (ХТС), используемые для стержней, приготовляют из кварцевого песка, связующих материалов - карбамидофурановых, фенолоформальдегидных смол и др. В качестве катализаторов применяют ортофосфорную или азотную кислоту и ее соли. Продолжительность отверждения смесей составляет от 1 до 20 минут [3].

2.2 Изготовление и заливка литейных форм

Процесс изготовления литейных форм называется формовкой. Он осуществляется в формовочных отделениях литейного цеха. Стержни изготовляют в стержневом отделении и подают на сборке формы в формовочное отделение. Изготовление форм, стержней и сборка формы - наиболее ответственные этапы производства отливок. Более 80% отливок получают в разовых литейных формах, так как стоимость их изготовления достаточно низкая, вместе с тем в них можно получить практически любую по конфигурации, сложности и массе отливку из наиболее распространенных черных и цветных сплавов.

Применяют следующие способы формовки [2]: 1) в почве и кессонах; 2) в опоках; 3) безопочную; 4) по шаблону; 5) по скелетным моделям и контрольным сечениям; 6) в стержнях; 7) с применением быстротвердеющих смесей.

В зависимости от степени механизации процесса изготовления форм различают три вида формовки: ручную, машинную и автоматическую. На машиностроительных заводах ручную формовку применяют для получения одной отливки или нескольких, например, в условиях опытно-экспериментального производства, при изготовлении уникальных отливок, а также для ремонта. Машинную формовку применяют в условиях серийного и массового производства отливок или для автоматизации процесса изготовления форм какой-либо одной отливки (специализированные автоматы).

Заливка литейных форм - процесс заполнения полости литейной формы расплавленным металлом из ковша.

Ковш с расплавленным металлом от плавильных печей к месту разливки перевозят мостовым краном или по монорельсовому пути.

Важное значение при заливке форм имеет выбор температуры заливки расплавленного металла. При повышенной температуре заливки возрастает жидкотекучесть металла, улучшается питание отливок, но горячий металл более газонасыщен, сильнее окисляется, вызывает пригар на поверхности отливки. В то время как низкая температура заливки увеличивает опасность незаполнения полости формы, захвата воздуха, ухудшается питание отливки. Температуру заливки сплавов целесообразно назначать на 100--150 °С выше температуры ликвидуса.

Автоматизация заливки литейных форм обеспечивает высокую точность дозировки металла, облегчает труд заливщика, повышает производительность труда.

2.3 Охлаждение, выбивка и очистка отливок

Охлаждение отливок в литейных формах после заливки продолжается до температуры выбивки. Небольшие тонкостенные отливки охлаждаются в форме несколько минут, а толстостенные (массой 50-60 т) - в течение нескольких суток и даже недель. Для сокращения продолжительности охлаждения отливок, особенно массивных, используют различные методы принудительного охлаждения: формы обдувают воздухом; в формы при формовке укладывают змеевики или трубы, по которым пропускают воздух или воду и др. При этом качество отливок не ухудшается [1].

Выбивка отливок - процесс удаления затвердевших и охлажденных до определенной температуры отливок из литейной формы, при этом литейная форма разрушается. Выбивку отливок осуществляют на различных выбивных установках [1].

Обрубка отливок - процесс удаления с отливки прибылей, литников, выпоров и заливов (облоя) по месту сопряжения полуформ. Обрубку производят пневматическими зубилами, ленточными и дисковыми пилами, газовой резкой и на прессах.

Литники от чугунных отливок отбивают молотками сразу же после выбивки из форм перед удалением стержней. Литники и прибыли от стальных отливок отрезают газовой или плазменной резкой. Ленточные и дисковые пилы используют для обрубки отливок из алюминиевых, магниевых, медных сплавов. После обрубки отливки зачищают, удаляя мелкие заливы, остатки прибылей, выпоров и литников. Зачистку выполняют маятниковыми и стационарными шлифовальными кругами, пневматическими зубилами, газоплазменной обработкой и другими способами [1].

Очистка отливок - процесс удаления пригара, остатков формовочной и стержневой смеси с наружных и внутренних поверхностей отливок. Ее осуществляют в галтовочных барабанах периодического или непрерывного действия, в гидропескоструйных и дробеметных камерах, химической или электрохимической обработкой и другими способами.

3. Контроль отливок

Основные задачи технического контроля: выявление причин отклонения качества отливок от заданного и нарушений технологического процесса, разработка мероприятий по повышению качества продукции; установление соответствия режимов и последовательности выполнения технологических операций, предусмотренных технической документацией; установление соответствия качества материалов, требуемых для производства отливок и т. д [4].

Контроль отливок прежде всего осуществляют визуально для выявления брака или отливок, подлежащих исправлению. Правильность конфигурации и размеров проверяют разметкой, плотность металла отливки - гидравлическими испытаниями под давлением воды до 200 МПа. Внутренние дефекты выявляют в специализированных лабораториях.

Тщательному контролю подвергают литейную оснастку (модели, модельные плиты и др.) и весь технологический процесс на всех этапах производства отливок (контроль свойств формовочных и стержневых смесей, уплотнения в форме, качества стержней и правильности их установки, химического состава и технологических свойств сплава, температуры заливки и т. д.).

3.1 Дефекты отливок и причины их возникновения

Дефекты отливок по внешним признакам подразделяют на наружные (песчаные раковины, перекос, недолив и др.); внутренние (усадочные и газовые раковины, трещины горячие и холодные и др.) [1, 4].

- Песчаные раковины - открытые или закрытые пустоты в теле отливки, которые возникают из-за низкой прочности формы и стержней, слабого уплотнения формы, недостаточного крепления выступающих частей формы и прочих причин.

- Перекос - смещение одной части отливки относительно другой, возникающий в результате небрежной сборки формы, износа центрирующих штырей, несоответствия знаковых частей стержня на модели и в стержневом ящике, неправильной установки стержня в форму и других причин.

- Недолив - некоторые части отливки остаются незаполненными в связи с низкой температурой заливки, недостаточной жидкотекучестью, недостаточным сечением элементов литниковой системы, неправильной конструкцией отливки (например, малая толщина стенки отливки) и др.

- Усадочные раковины - открытые или закрытые пустоты в теле отливки с шероховатой поверхностью и грубокристаллическим строением. Эти дефекты возникают при недостаточном питании массивных узлов, нетехнологичной конструкции отливки, неправильной установке прибылей, заливке перегретым металлом.

- Газовые раковины - открытые или закрытые пустоты в теле отливки с чистой и гладкой поверхностью, которые возникают из-за недостаточной газопроницаемости формы и стержней, повышенной влажности формовочных смесей и стержней, насыщенности расплавленного металла газами и др.

- Трещины горячие и холодные - разрывы в теле отливки, возникающие при заливке чрезмерно перегретым металлом, из-за неправильной конструкции литниковой системы и прибылей, неправильной конструкции отливки, повышенной неравномерной усадки, низкой податливости форм и стержней и др.

3.2 Методы дефектоскопии отливок

Наружные дефекты отливок обнаруживаются внешним осмотром непосредственно после извлечения отливок из формы или после их очистки.

Внутренние дефекты отливок выявляются радиографическими или ультразвуковыми методами дефектоскопии [4].

При использовании радиографических методов (рентгеноскопии, гамма-дефектоскопии) на отливки воздействуют рентгеновским или гамма-излучением.

С помощью этих методов выявляют наличие дефекта, размеры и глубину его залегания.

При ультразвуковом контроле ультразвуковая волна, проходящая через стенкуотливки, при встрече с границей дефекта (трещиной, раковиной и др.) частично и отражается. По интенсивности отражения волны судят о наличии, размерах и глубине залегания дефектов. Трещины в отливках выявляют люминесцентным контролем, магнитной или цветной дефектоскопией.

3.3 Методы исправления дефектов в отливках

Незначительные дефекты в ответственных местах отливок исправляют заделкой замазками или мастиками, пропиткой различными составами, газовой или электрической сваркой.

Заделка дефектов замазками или мастиками - декоративное исправление мелких поверхностных раковин на отливках. Перед заполнением мастикой дефектные места очищают от грязи и обезжиривают. После заполнения раковин мастикой исправленное место заглаживают, подсушивают и затирают пемзой или графитом.

Пропитывание составами применяют для устранения пористости отливок. С этой целью их погружают на 8-12 ч в водный раствор хлористого аммония. Проникая в промежутки между кристаллами металла, раствор образует оксиды, заполняющие поры отливок. Для устранения течи отливки из цветных сплавов пропитывают бакелитовым лаком [4].

Газовую и электрическую сварку применяют для исправления дефектов на необрабатываемых поверхностях (раковины, сквозные отверстия, трещины). Дефекты в чугунных отливках заваривают с использованием чугунных электродов и присадочных прутков, в стальных отливках - электродами соответствующего состава. Чугунные отливки перед заваркой нагревают до температуры 350-600 °С, а после заварки их медленно охлаждают до температуры окружающей среды. Для лучшей обрабатываемости отливки подвергают отжигу.

4. Виды коррозии металла

Металлы и сплавы могут разрушаться под действием химического (химическая коррозия), электрохимического (электрохимическая коррозия) и механического (эрозия) воздействий внешней среды.

Способность металла сопротивляться коррозионному воздействию среды называют коррозионной стойкостью.

Коррозия металла или сплава происходит, как правило, на границе раздела фаз, т. е. на границе соприкосновения твердого вещества с газом или жидкостью.

Коррозионные процессы подразделяются на следующие виды: по механизму взаимодействия металла со средой; по виду коррозионной среды; по виду коррозионных разрушений поверхности; по объему разрушенного металла; по характеру дополнительных воздействий, которым подвергается металл одновременно с действием коррозионной среды.

По механизму взаимодействия металла со средой различают химическую и электрохимическую коррозию.

Коррозию, протекающую под влиянием жизнедеятельности микроорганизмов, относят к биологической коррозии, а протекающую под действием радиоактивного излучения - к радиационной коррозии.

По виду коррозионной среды, участвующей в коррозионном разрушении металла или сплава, различают коррозию в жидкостях-неэлектролитах, коррозию в растворах и расплавах электролитов, газовую, атмосферную, подземную (почвенную) коррозию, коррозию блуждающим током и др.

По характеру изменения поверхности металла или сплава или по степени изменения их физико-механических свойств, в процессе коррозии независимо от свойств, среды коррозионные разрушения бывают нескольких видов.

1. Если коррозия охватывает всю поверхность металла, то такой вид разрушения называется -сплошной коррозией. К сплошной коррозии относится разрушение металлов и сплавов под действием кислот, щелочей, атмосферы. Сплошная коррозия может быть равномерной, т. е. разрушение металла происходит с одинаковой скоростью по всей поверхности, и неравномерной, когда скорость коррозии на отдельных участках поверхности неодинакова. Примером равномерной коррозии может служить коррозия при взаимодействии меди с азотной, железа - с соляной, цинка - с серной кислотами, алюминия - с растворами щелочей. В этих случаях продукты коррозии не остаются на поверхности металла. Аналогично коррозируют железные трубы на открытом воздухе. Это легко увидеть, если удалить слой ржавчины; под ним обнаруживается шероховатая поверхность металла, равномерно распределенная по всей трубе.

2. Сплавы некоторых металлов подвержены - избирательной коррозии, когда один из элементов или одна из структур сплава разрушается, а остальные практически остаются без изменений. При соприкосновении латуни с серной кислотой происходит компонентно-избирательная коррозия - коррозия цинка, а сплав обогащается медью. Такое разрушение легко заметить, так как происходит покраснение поверхности изделия за счет увеличения концентрации меди в сплаве. При структурно-избирательной коррозии происходит преимущественно разрушение какой-либо одной структуры сплава, так, например, при соприкосновении стали с кислотами феррит разрушается, а карбид железа остается без изменений. Этому виду коррозии особенно подвержены чугуны.

3. При местной коррозии на поверхности металла обнаруживаются поражения в виде отдельных пятен, язв, точек. В зависимости от характера поражений местная коррозия бывает в виде пятен, т. е. поражений, не сильно углубленных в толщу металла; язв - поражений, сильно углубленных в толщу металла; точек, иногда еле заметных глазу, но глубоко проникающих в металл. Коррозия в виде язв и точек очень опасна для таких конструкций, где важно поддерживать условия герметичности и непроницаемости (емкости, аппараты, трубопроводы, применяемые в химической промышленности).

4. Подповерхностная коррозия начинается с поверхности металла в тех случаях, когда защитное покрытие (пленки, оксиды и т. п.) разрушено на отдельных участках. В этом случае разрушение идет преимущественно под покрытием, и продукты коррозии сосредотачиваются внутри металла. Подповерхностная коррозия часто вызывает вспучивание и расслоение металла. Определить ее возможно только под микроскопом.

5. Щелевая коррозия - разрушение металла под прокладками, в зазорах, резьбовых креплениях, в клепаных соединениях и т. п. Она чаще развивается на участке конструкции, находящейся в зазоре (щели).

6. Межкристаллитная коррозия - разрушение металла по границам кристаллитов (зерен) с потерей его механической прочности, внешний вид металла при этом не меняется, но он легко разрушается на отдельные кристаллики под механическим воздействием. Объясняется это образованием между зернами металла или сплава рыхлых, малопрочных продуктов коррозии. Этому виду коррозии подвержены хромистые и хромоникелевые стали, никелевые и алюминиевые сплавы. Чтобы избежать межкристаллитной коррозии, в последние годы широко используют нержавеющие стали с пониженным содержанием углерода или в их состав вводят карбидообразователи - титан, тантал, ниобий (в 5-8 - кратном количестве от содержания углерода).

При одновременном воздействии на металл или сплав сильно агрессивных сред и механических растягивающих напряжений возможно коррозионное растрескивание, или транскристаллитная коррозия. В этом случае разрушение происходит не только по границам кристаллитов, но разделяется на части сам кристаллит металла. Это очень опасный вид коррозии, особенно для конструкций, несущих механические нагрузки (мосты, оси, тросы, рессоры, автоклавы, паровые котлы, двигатели внутреннего сгорания, водяные и паровые турбины и др.).

Коррозионное растрескивание зависит от конструкции аппаратуры, характера агрессивной среды, строения и структуры металла или сплава, температуры и т. д. Например, коррозионное растрескивание углеродистых сталей очень часто происходит в щелочных средах при высоких температурах; нержавеющих сталей - в растворах хлоридов, медного купороса, ортофосфорной кислоты; алюминиевых и магниевых сплавов - под действием морской воды; титана и его сплавов - под действием концентрированной азотной кислоты и растворов йода в метаноле.

Следует отметить, что в зависимости от природы металла или сплава и свойств агрессивной среды существует критическое напряжение, выше которого коррозионное растрескивание наблюдается часто.

По характеру дополнительных воздействий, которым подвергается металл, одновременно с воздействием агрессивной среды можно выделить коррозию под напряжением, коррозию при трении и кавитационную.

7. Коррозия под напряжением - это коррозия при одновременном воздействии коррозионной среды и постоянных или временных напряжений. Одновременное воздействие циклических растягивающих напряжений и коррозионной среды вызывает коррозионную усталость, т. е. Происходит преждевременное разрушение металла. Этот процесс можно представить следующим образом: сначала на поверхности изделия возникает местная коррозия в виде язв, которые начинают действовать в качестве концентратора напряжений, максимальное значение напряжения будет на дне язв, которое имеет более отрицательный потенциал, чем стенки, в результате чего разрушение металла будет идти вглубь, а язва будет переходить в трещину. Этому виду коррозии подвержены валы гребных винтов. Рессоры автомобилей, канаты, охлаждаемые валки прокатных станов и др.

8. Коррозия при трении - разрушение металла, вызываемое одновременным воздействием коррозионной среды и трения. При колебательном перемещении двух поверхностей относительно друг друга в условиях воздействия коррозионной среды происходит коррозия истиранием, или фреттинг-коррозия. Устранить коррозию при трении или вибрации возможно правильным выбором конструкционного материала, снижением коэффициента трения, применением покрытий и т.д.

9. Газовая коррозия - это химическая коррозия металлов в газовой среде при минимальном содержании влаги (как правило не более 0,1%) или при высоких температурах. В химической и нефтехимической промышленности такой вид коррозии встречается часто. Например, при получении серной кислоты на стадии окисления диоксида серы, при синтезе аммиака, получении азотной кислоты и хлористого водорода, в процессах синтеза органических спиртов, крекинга нефти и т.д.

10. Атмосферная коррозия - это коррозия металлов в атмосфере воздуха или любого влажного газа.

11. Подземная коррозия - это коррозия металлов в почвах и грунтах.

12. Контактная коррозия - это вид коррозии, вызванный контактом металлов, имеющих разные стационарные потенциалы в данном электролите.

5. Коррозионностойкие стали

Коррозионностойкими (нержавеющими) называют стали, обладающие стойкостью против электрохимической коррозии (атмосферной, почвенной, щелочной, кислотной, солевой, морской и т.д.) т.е. антикоррозионностью. Коррозионностойкие стали и сплавы применяют для изделий, работающих в агрессивных средах.

Низколегированные стали неустойчивы против коррозии. С повышением температуры скорость образования коррозии значительно возрастает. Введение некоторых легирующих элементов повышает антикоррозийные свойства сталей (сплавов). При оптимальном сочетании легирующих элементов можно создавать композиции, практически не корродирующие в данной среде. Так при введении в сталь 12% Cr достигается ее антикоррозионность в атмосфере и других средах. Стали и сплавы, содержащие менее 12% Cr, не являются коррозионностойкими, а содержащие более 12-14% Cr - нержавеющими. Введение Ni в железохромистые сплавы повышает кислотостойкость. Присадка Mo к хромоникелевым сталям также повышает коррозионностойкость в сульфитных средах. Дополнительное легирование Cu повышает антикоррозионность в кислых средах при повышенных температурах.

В зависимости от химического составаи структуры коррозионностойкие стали могут быть: мартенситного, мартенситно-ферритного, ферритного, аустенитно-ферритного, аустенитно-мартенситного и аустенитного классов.

Стали мартенситного класса

Химический состав и назначение мартенситных коррозионностойких сталей
Марка стали	Химический состав, %	Назначение
	С	Si	Mn	Cr	Ni(Nb)
2Х113	0,16-0,24	<0,6	<0,6	12,4-14,0	-	Для работы в слабоагрессивных средах при температурах < 30oC
3Х13	0,25-0,34	<0,6	<0,6	12,0-14,0	-
4Х13	0,35-0,44	<0,60	<0,60	12,0-14,0	-
1Х13H3	0,08-0,15	<0,6	<0,6	12,5-14,5	2,2-3,0Ni
1Х17H2	0,11-0,17	<0,8	<0,8	16,0-18,0	1,5-2,5Ni	Для работы в средах средней агрессивности
9Х18	0,9-1,0	<0,8	<0,7	17,0-19,0	-
1Х16H4Б	0,05-0,13	<0,6	<0,5	15,0-17,0	3,5-4,5Ni 0,05-0,2Nb

К сталям мартенситно-ферритного класса относится сталь 1Х13; химический состав: 0,09-0,15% С, до 0,6% Si, до 0,6% Mn, 12-14% Cr. Применяют для работы в слабоагрессивных средах при температурах до 30oC.

Стали ферритного класса

Химический состав и назначение ферритных коррозионностойких сталей
Марка стали	Химический состав, %	Назначение
	С	Si	Mn	Cr	Ti
0Х13	<0,08	<0,6	<0,6	11,0-13,0	-	Для работы в слабоагрессивных средах при температурах меньше 30oC
0Х14	<0,15	<0,7	<0,7	13,0-15,0	-
Х17	<0,17	<0,80	<0,70	16,0-18,0	-	Для работы в средах средней агрессивности
0Х17T	<0,08	<0,8	<0,7	16,0-18,0	5C-0,80
Х25T	<0,15	<1,0	<0,8	24,0-27,0	5C-0,80
Х28	<0,15	<1,0	<0,8	27,0-30,0	-

Стали аустенитно-ферритного класса

Химический состав и назначение аустенитно-ферритных коррозионностойких сталей
Марка стали	Химический состав, %	Назначение
	С	Si	Mn	Cr	Ni	Ti и прочие элементы
0Х22Н5Т	<0,08	<0,80	<0,80	21-23	5,3-6,3	0,3-0,6Ti	Для сред средней агрессивности
1Х21H5T	0,09-0,14	<0,80	<0,80	20-22	4,8-5,8	0,25-0,5Ti
0Х21H6M2T	<0,08	<0,80	<0,80	20-22	5,5-6,5	0,20-0,4Ti 1,8-2,5Mo	Для сред повышенной агрессивности при температуре <40oC
Х28AH	<0,15	<1,0	<1,5	25-28	1,0-1,7	0,18-0,25N2	Для сред средней агрессивности

Стали аустенитно-мартенситного класса

Химический состав и назначение аустенитно-мартенситных коррозионностойких сталей
Марка стали	Химический состав, %	Назначение
	С	Si	Mn	Cr	Ni	Al
2Х13Н4Г9	0,15-0,30	<0,80	8,0-10,0	12,0-14,0	3,7-4,7	-	Для работы в слабоагрессивных средах при температурах меньше 30oC
Х15H9Ю	<0,09	<0,80	<0,80	14,0-16,0	7,0-9,4	0,7-1,3	Для работы в средах средней агрессивности
2Х17H2	0,22-0,28	<0,80	<0,80	16,0-18,0	1,5-2,5	-
0Х17H7Ю	<0,009	<0,8	<0,8	16,0-17,5	7,0-8,0	0,5-0,8
0Х17H7Ю1	<0,09	<0,8	<0,8	16,5-18,0	6,5-7,5	0,7-1,1

Стали аустенитного класса

Химический состав и назначение аустенитных коррозионностойких сталей
Марка стали	Химический состав, %	Назначение
	С	Mn	Cr	Ni	Ti, Mo, и прочие элементы
Х18Н9, 2Х18Н9	0,12; 0,13-0,21	1-2	17-19	8-10	-	Для работы в средах средней агрессивности
Х18Н9Т	0,12	1-2	17-19	8, 9, 5	0,7Ti
00Х18Н10, 0Х18Н10	0,004; 0,08	1-2	17-19	9-11	-
0Х18Н10Т, 018Н10Т	0,08; 0,12	1-2	17-19	9-11	0,6; 0,7Ti
0Х18Н11	0,06	1-2	17-19	10-12	-
0Х18Н12Т, Х18Н12Т	0,08; 0,12	1-2	17-19	10-13	0,6; 0,7Ti
0Х18Н12Б	0,08	1-2	17-19	10-13	1,2Nb
Х14Г14Н	0,12	13-15	13-15	1-1,5	-	Для слабо агрессивных сред при температурах до 30oC
Х14Г14Н3Т	0,10	13-15	13-15	2,5-3,5	0,6Ti
Х17Г9АН4	0,12	8-10,5	16-18	3,5-4,5	0,15-0,25N2	Для сред средней агрессивности
Х17АГ14	0,15	13,5-15,5	16-18	0,6	0,3-0,4N2	Для сред повышенной агрессивности при температурах до 40oC
Х17Н13М2Т, Х17Н13М3Т	0,10	1-2	16-18	12-14	0,3-0,6Ti 1,8-2,5 3-4Mo	Для сред средней агрессивности; Для сред повышенной агрессивности при температурах до 40oC
Х16Н15М3Б	0,09	0,6	15-17	14-16	2,5-3Mo 0,6-0,9Nb	Для сред средней агрессивности
0Х23Н28М3Д3Т	0,06	0,8	22-25	26-29	0,4-0,7Ti 2,5-3Mo 2,5-3,5Cu	Для сред высокой агрессивности при температурах до 70-80oC

6. Расшифровка сплавов и металлов

Сталь О8Ю- по ГОСТ 9045-80, оцинкованная сталь.

КЧ 30-6 - Ковкий чугун с хлопьевидным графитом, временное сопротивление растяженностью 300мПа, относительное удлинение 6%.

У 13А - высококачественная углеродистая инструментальная сталь.

М3- техническая чистая медь, содержит 99,5% меди и остальное серебро по ГОСТ 859-78.

38 Х МЮА - легированная сталь 0,38% углерода, около 1% хрома, молибдена, алюминия, конструкционная, улучшенного качества.

Л 80 - латунь, содержащая 80% стали, остальное цинк.

Бр.ЖСК 6-2-2 - бронза, содержащая 6% железа, 2% свинца, 2% кремния.

Ст. 1 к.п. 1 - конструкционные стали обыкновенного качества, группы A, кипящая, 1 категории.

А 99 - алюминий высококачественный сод. Алюминия 99,99%.

Р6 М5 К5 - сталь инструментальная быстрорежущая, повышенной теплостойкости сод. вольфрама 0,6% легированная молибденом 0,5% и кобальтом 0,5%.

Список литературы

1. Титов Н.Д., Степанов Ю.А. Технология литейного производства. М., 1974. 472 с.

2. Формовочные материалы и технология литейной формы. Справочник / C.C. Жуковский, Г.А. Анисович, Н.И. Давыдов и др. M., 1993. 432 с.

3. Жуковский C.C., Лясс A.M. Формы и стержни из холоднотвердеющих смесей. M., 1978. 478 с.

4. Материаловедение и технология конструкционных материалов / Ю.П. Солнцев, В.А. Веселов, В.П. Демянцевич, А.В. Кузин М., 1996, 575 с.

5. СТП СГУПС 01.01-2000. Курсовой и дипломный проекты. Требования к оформлению. Новосибирск, 2000. 44 с.

6. Гос. Стандарт союза ССР «Стали высоколегированные и сплавы коррозионностойкие, жаростойкие и жаропрочные».

Размещено на Allbest.ru

...