Технология обработки конструкционных материалов металл

Обновлено: 07.01.2025

Конструкционные материалы – это материалы, которые являются основой для изготовления деталей машин, конструкций и инженерных соединений.

В процессе работы конструкционные материалы неоднократно подвергаются механическим нагрузкам. Они характеризуются большим разнообразием форм и условиями эксплуатации. Задача производителя конструкционных материалов заключается в изготовлении готовой детали, которая готова к эксплуатации в условиях разных температур, сред и интенсивных нагрузок. Конструкционные материалы классифицируются следующим образом:

Металлические конструкционные материалы. Основу данных материалов составляют сплавы из чугуна железа и стали. В некоторых случаях используются с немагнитными и магнитными формами. Могут применяться не цветные и цветные сочетания металлов. В большинстве случаев это алюминий, но возможно использование сплавов на его основе. Сплавы применяются в том случае, если необходимо преобразовывать и деформировать неоднократно деталь.
Неметаллические конструкционные материалы. Использовать данные материалы начали гораздо позднее, чем металлические, благодаря развитию технологий они стали более дешевой альтернативой. Но, при этом неметаллические материалы обладают высокими показателями надежности и прочности. Такими материалами являются: древесина, стекло, керамика и резина разных видов.
Композиционные конструкционные материалы. Данные материалы состоят из элементов, которые по свойствам существенно отличаются друг от друга. Благодаря им создаются конструкции с заранее определенными параметрами. Основная цель использования конструкционных материалов - увеличение эффективности. Название композиционного материала обусловлено материалом его матрицы, то есть материалы с керамической матрицей - керамические, с металлической - металлические и т. д. Композиционные материалы создаются искусственным способом, материал на выходе обладает новым составом свойств.

Еще одним признаком классификации конструкционных материалов является технический критерий, согласно которому различают:

неплотные материалы,
материалы с высокой прочностью,
упругие конструкционные материалы,
материалы, которые устойчивы к природным воздействиям,
материалы с повышенной прочностью,
долговечные материалы,
материалы, которые отличаются технологическими возможностями.

Способы обработки конструкционных материалов

Существует большое количество способов обработки конструкционных материалов, в их числе:

Литейное производство, к которому относятся литье в песчано-глинистые формы, в кокиль, в оболочковые формы, а также центробежное литье, литье под давлением и литье по выплавляемым моделям.
Обработка давлением, к которому относятся ковка, прокатка, волочение, прессование и штамповка.
Сварка, к которой относятся термомеханическая сварка и сварка плавлением.
Резание, к которому относятся фрезерная токарная обработка и другие способы резания.
Абразивная обработка.
Электрохимические и электрофизические методы обработки, к которым относятся лучевые способы размерной обработки, электроэрозионная обработка, ультразвуковая обработка, а также химическая и электрохимическая обработка.

Готовые работы на аналогичную тему

Свойства конструкционных материалов

Все свойства конструкционных материалов делятся на три группы: физические, механические и эксплуатационные свойства. К механическим свойствам относятся показатели поведения материалов при условиях разной нагрузки. Основными из них являются прочность - способность противостоять разрушению, пластичность - способность необратимо изменять размеры и форму при нагрузке, твердость - способность противостоять царапанию и надавливанию и жесткость - способность противостоять деформации. Механические свойства определяются химическим составом и внутренней структурой материала. На уровень данных свойств влияют условия предварительной обработки. Большинство механических свойств взаимосвязаны - высокие характеристики одной категории могут сочетаться с низкими характеристиками другой категории.

К физическим свойствам материала относятся те параметры, которые можно измерить. Основными физическими свойствами являются плотность, коэффициент объемного расширения, электропроводность, температура перехода в другое структурное состояние, теплоемкость или теплопроводность. Данные свойства могут измеряться непосредственно. Для каждого материала разработаны методики оценки, поэтому результат определяется узким диапазоном значений.

Эксплуатационные свойства материала необходимы для оценки долговечности/износостойкость готового изделия. Ими определяются потребительская ценность. Износостойкость представляет собой способность материала противостоять контактному трению, принимающего различные формы: температурный износ, адгезия, царапание, истирание или дробление.

Презентация на тему "Технология обработки конструкционных материалов"

Основные компоненты для создания конструкционных материалов.
Для производства любых конструкционных материалов нужны:
Исходное сырьё (например для получения чёрных и цветных металлов необходима руды, в состав которых входят те или иные металлы);
Энергия для его добывания и извлечения из сырья необходимого продукта (например для получения чёрных и цветных металлов используют электроэнергию или тепловую энергию, получаемую от сгорания твёрдого (уголь), жидкого (мазут) или газообразного (природный газ) топлива);
Технологии (способы производства) для получения материалов заданных свойств (например для получения стали используют различные технологии:
Бессемеровский,
Мартеновский,
Томасовский,
С использованием электропечей

Что такое «Металлургия»?

Металлургия – это: 1) Отрасль тяжелой промышленности, связанная с получением металлов из руд и их первичной обработкой. 2)Научная дисциплина, изучающая промышленные способы производства металлов и их первичной обработки.

История развития металлургии.
1-й этап.
Кузнечное ремесло – это первый шаг в развитии металлургии и металлообработки.
Этот этап начался примерно 8 тысяч лет назад и закончился в середине IV века н.э. Производительность труда составляла 0,5-0,6 кг/час.

Чистые металлы в природе встречаются очень редко. Их получают путём переработки исходного сырья (руды).
Для этого необходимо большое количество тепловой энергии, а так как на протяжении тысячелетий единственным источником тепла оставался костёр, то можно сделать вывод, что история металлургии определялась ожиданием и созданием источников необходимой тепловой энергии.

История развития металлургии.
2-й этап
Середина IV века – конец XVIII века.
Совершенствуется кузнечное производство: на смену ручной ковки приходит ковка на приводных (от водяных колёс) молотах, что позволяет значительно увеличить массу поковок и производительность кузниц.
Производительность труда составляла 40 – 50 кг/час,

История развития металлургии.
3-й этап
Конец XVIII – конец XIX века
Металлургия переходит на минеральное топливо (уголь, мазут).
Внедряются новые технологические процессы:
бессемеровский,
мартеновский,
Томасовский.
Вместо рычажных молотов с приводом от водяных колёс начинают применять канатные молоты и винтовые прессы.

История развития металлургии.
4-й этап
Конец XIX века - середина XX века.
Очень бурно развивается машиностроение, в этот период изобретены автомобиль, трамвай, троллейбус, самолёт, тепловоз и электровоз, широкое развитие получает станкостроение. Для производства этих машин потребовалось создание металлов и сплавов, обладающих высокими качественными характеристиками (прочностью, твёрдостью, износоустойчивостью и др.).

Экономические проблемы, связанные с развитием производства металлов.
Основными экономическими проблемами, связанными с развитием производства металлов являются:
Истощение традиционных месторождений металлов,
Пониженное содержание металлов в рудах вновь открываемых месторождениях,
Возрастание затрат на железнодорожные перевозки руд и топлива до предприятий металлургии,
Низкое качество чугуна и стали из-за устаревших технологий и оборудования.

Экологические проблемы, связанные с развитием производства металлов.
Основными экологическими проблемами, связанными с развитием производства металлов являются:
Отрицательное воздействие на окружающую среду:
загрязнение атмосферного воздуха,
Загрязнение почвы,
Загрязнение воды.
Результатом отрицательного воздействия металлургии на окружающую среду является:
Ухудшение здоровья людей,
Уменьшение продолжительности жизни.

«Белая» металлургия –
XXI металлургия века.

Новый цех ЧТПЗ (Челябинский трубопрокатный завод) – первый проект отечественной «белой металлургии», который включает в себя :
высокую производственную культуру,
высочайшее качество производимой продукции,
экологическую безопасность,
высокий профессионализм сотрудников.
«Белая металлургия» на современных инновационных производствах ЧТПЗ - это металлургия XXI века, которая предполагает:
внедрение лучших технологий,
высокий уровень образования сотрудников,
Экологичность производства,
комфортные условия труда.

Словарь
Четыре этапа развития металлургии;
Источники образования тепловой энергии;
Способы получения чёрных металлов;
Экономические проблемы развития металлургического производства;
Экономические проблемы развития металлургического производства;
«Белая» металлургия.

Челябинский трубопрокатный завод

Контрольные вопросы:
Назовите три компонента, которые необходимы для производства конструкционных материалов;
Что такое «Металлургия»?
Сколько времени продолжался первый этап развития металлургии в истории человечества? Чем он характеризуется?
Сколько времени продолжался второй этап развития металлургии в истории человечества? Чем он характеризуется?
Сколько времени продолжался третий этап развития металлургии в истории человечества? Чем он характеризуется?
Сколько времени продолжался четвёртый этап развития металлургии в истории человечества? Чем он характеризуется?
В чём заключаются экономические проблемы, связанные с развитием производства металлов?
В чём заключаются экологические проблемы, связанные с развитием производства металлов?
Объясните, почему «белую» металлургию можно назвать металлургией XXI века

Технология обработки конструкционных материалов

Металлургия – это: 1) Отрасль тяжелой промышленности, связанная с получением металлов из руд и их первичной обработкой. 2)Научная дисциплина, изучающая промышленные способы производства металлов и их первичной обработки .

История развития металлургии.

1-й этап.

Кузнечное ремесло – это первый шаг в развитии металлургии и металлообработки.

Этот этап начался примерно 8 тысяч лет назад и закончился в середине IV века н.э. Производительность труда составляла 0,5-0,6 кг/час.

Чистые металлы в природе встречаются очень редко. Их получают путём переработки исходного сырья (руды).

Для этого необходимо большое количество тепловой энергии, а так как на протяжении тысячелетий единственным источником тепла оставался костёр, то можно сделать вывод, что история металлургии определялась ожиданием и созданием источников необходимой тепловой энергии.

2-й этап

Середина IV века – конец XVIII века.

Совершенствуется кузнечное производство: на смену ручной ковки приходит ковка на приводных (от водяных колёс) молотах, что позволяет значительно увеличить массу поковок и производительность кузниц.

Производительность труда составляла 40 – 50 кг/час,

3-й этап

Конец XVIII – конец XIX века

Металлургия переходит на минеральное топливо (уголь, мазут).
Внедряются новые технологические процессы:

бессемеровский,
мартеновский,
Томасовский.

Вместо рычажных молотов с приводом от водяных колёс начинают применять канатные молоты и винтовые прессы.

4-й этап

Конец XIX века - середина XX века.

Очень бурно развивается машиностроение, в этот период изобретены автомобиль, трамвай, троллейбус, самолёт, тепловоз и электровоз, широкое развитие получает станкостроение. Для производства этих машин потребовалось создание металлов и сплавов, обладающих высокими качественными характеристиками (прочностью, твёрдостью, износоустойчивостью и др.).

Экономические проблемы, связанные с развитием производства металлов.

Основными экономическими проблемами, связанными с развитием производства металлов являются:

Истощение традиционных месторождений металлов,
Пониженное содержание металлов в рудах вновь открываемых месторождениях,
Возрастание затрат на железнодорожные перевозки руд и топлива до предприятий металлургии,
Низкое качество чугуна и стали из-за устаревших технологий и оборудования.

Экологические проблемы, связанные с развитием производства металлов.

Основными экологическими проблемами, связанными с развитием производства металлов являются:

Отрицательное воздействие на окружающую среду:

загрязнение атмосферного воздуха,
загрязнение почвы,
загрязнение воды.

Результатом отрицательного воздействия металлургии на окружающую среду является:

ухудшение здоровья людей,
уменьшение продолжительности жизни.

«Белая» металлургия – XXI металлургия века.

Новый цех ЧТПЗ (Челябинский трубопрокатный завод) – первый проект отечественной «белой металлургии» , который включает в себя :

высокую производственную культуру,
высочайшее качество производимой продукции,
экологическую безопасность,
высокий профессионализм сотрудников.

«Белая металлургия» на современных инновационных производствах ЧТПЗ - это металлургия XXI века, которая предполагает:

Читайте также: