Современные системные технологии в отраслях экономики. Учебное пособие

Валитов Ш.М., Азимов Ю.И., Павлова В.А.

Возрастное ограничение: 12+ Жанр: Экономика Издательство: Проспект Дата размещения: 12.04.2015 ISBN: 9785392186150 Язык: Объем текста: 377 стр. Формат: epub

Оглавление

Введение

Раздел 1. Технологическое развитие как фактор экономического роста России

Раздел 2. Системы технологий: понятия, термины, основные факторы и признаки современных технологий

Раздел 3. Производственный и технологический процессы в отраслях экономики

Раздел 4. Технологические принципы управления качеством промышленной продукции

Раздел 5. Современные термохимические технологические процессы управления качеством конструкционных материалов

Раздел 6. Теоретические основы технологии машиностроения

Раздел 7. Современные технологии получения заготовок деталей в машиностроении

Раздел 8. Обработка металлов резанием (ОМР)

Раздел 9. Современные технологические процессы сборки машин

Раздел 10. Химико-технологические производства в инновационном развитии экономики

Раздел 11. Инновационные технологии в аграрном производстве

Раздел 12. Современная мировая энергетика

Раздел 13. Биотехнология

Раздел 14. Нанотехнологии в современной экономике

Для бесплатного чтения доступна только часть главы! Для чтения полной версии необходимо приобрести книгу

Раздел 5.
СОВРЕМЕННЫЕ ТЕРМОХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

5.1. Термическая обработка металлов и сплавов

Термическая обработка металлов и сплавов в современной технологии машиностроения имеет большое значение в повышении эффективности производства. Использование высоких технологий термообработки позволяет повышать качество материала, из которого изготавливаются детали, а также обеспечивать их эксплуатационные характеристики.

ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКОЙ называют процессы, связанные с нагревом и охлаждением, вызывающие изменения внутреннего строения сплава, и в связи с этим изменения в нужном направлении физических, пластических, механических и других свойств металлов и сплавов.

Целью технологического процесса термообработки является изменение физико-механических свойств обрабатываемого материала. По назначению следует рассматривать два варианта термообработки:

а) термической обработке подвергают полуфабрикаты (заготовки, поковки, штамповки и т. п.) для улучшения структуры, снижения твердости, улучшения обрабатываемости. В этом случае термообработка производится с целью подготовки к выполнению последующих технологических операций и называется промежуточной.

б) термообработке подвергаются и окончательно изготовленные детали и инструмент для придания им требуемых свойств, таких как твердость и износостойкость. В этом случае термическая обработка обеспечивает получение свойств, которые требуются при эксплуатации изделий и называется окончательной.

Основными видами термической обработки являются:

• промежуточные: ОТЖИГ, НОРМАЛИЗАЦИЯ;

• окончательные: ЗАКАЛКА, ОТПУСК.

В основе теории термообработки как технологического способа управления свойствами кристаллических материалов, металлов и сплавов лежит свойство металлов перестраивать кристаллическую решетку при определенных температурах в процессе нагревания или охлаждения т.е. аллотропия металлов (см. раздел 4.3). Эти превращения характеризуются определенными критическими точками.

Структура доэвтектоидной стали состоит из зерен перлита и феррита (см. рис. 4.9). При медленном нагреве от комнатной температуры до 727°С в сплаве фазовых изменений не происходит. При температуре 727°С перлит превращается в аустенит. Температура начала превращения называется нижней критической точкой. При дальнейшем нагреве избыточный феррит растворяется в аустените. Процесс заканчивается в верхней критической точке, лежащей на линии GS и называемой верхней критической точкой. Выше линии GS структура стали состоит из аустенита. Вновь образовавшийся аустенит неоднороден по содержанию углерода даже в объеме одного зерна. Для выравнивания химического состава и получения однородного аустенита сталь нагревают немного выше верхней критической точки и выдерживают некоторое время при этой температуре для завершения диффузионных процессов. По окончании процесса превращения перлита в аустенит образуется большое количество мелких аустенитных зерен. Эти зерна называют начальными зернами аустенита.

Дальнейший нагрев стали или увеличение выдержки приводит к росту аустенитного зерна. Величина такого зерна зависит не только от вида термической обработки, но и от способа выплавки стали.

Аустенит является устойчивым только при температуре выше 727°С. Если охладить сталь до 700°С и выдерживать при этой температуре, то в течение некоторого промежутка времени никаких превращений в аустените не происходит. Этот период времени называют инкубационным. Для случая эвтектоидной углеродистой стали аустенит при охлаждении превратится в перлит т.е. в механическую смесь феррита и цементита. При этом в зависимости от скорости охлаждения и величины инкубационного периода механическая смесь феррита и цементита образует разные структуры. Более мелкая (дисперсная), чем перлит смесь механическая смесь феррита и цементита называется сорбитом. Сталь, в которой преобладает структура сорбита, обладает высокой прочностью и пластичностью.

При охлаждении образца до 500°С аустенит превращается в троостит. Троостит представляет собой очень тонкую смесь феррита и цементита. Отличается от перлита и сорбита очень высокой степенью дисперсности составляющих. Сталь со структурой троостита обладает повышенной твердостью (HB 330–400), достаточной прочностью, умеренной вязкостью и пластичностью. Таким образом, основным фактором, определяющим структуру и свойства аустенита, является температура и скорость превращения. При медленном охлаждении образца происходит превращение аустенита в перлит. При большей скорости охлаждения аустенит полностью превратится в сорбит. При еще больших скоростях охлаждения образуется новая структура – троостит. Далее по мере ускорения процесса охлаждения превращение аустенита в троостит не успеет закончиться, и часть переохлажденного аустенита начнет превращаться в троостит с мартенситом. Наконец при наибольших скоростях охлаждения в стали получается только мартенсит. Скорость охлаждения, при которой в закаливаемой стали из аустенита образуется только мартенсит, называют критической скоростью закалки. Мартенсит является основной структурой закаленной стали. Он имеет высокую твердость, которая зависит от содержания углерода в стали.

5.2. Режимы термической обработки

ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКОЙ называют технологические процессы, состоящие из нагрева и охлаждения металлических изделий с целью изменения свойств за счет изменения структуры. Принципиальная возможность применения того или другого вида термической обработки определяется на основании диаграмм фазового равновесия, в соответствии с которой устанавливаются критические температуры перекристаллизации.

РЕЖИМОМ термической обработки называется последовательность ее операций с указанием температуры и времени. Режим термической обработки задается либо графиком, либо текстом. Любой процесс термической обработки может быть описан в координатах температура – время (рис. 5.1) и имеет три этапа:

Рис. 5.1. График режимов термообработки

rн – период нагревания металла до критической температуры; rвыд – период прогрева металла до заданной глубины; r3 – период охлаждения

– этап 1 – металл (материал) нагревается в течение времени rн до равновесной температуры перекристаллизации tкр. с незначительным перегревом (Δt = 10–15°С);

– этап 2 – металл выдерживается в течение времени rвыд при tкр.;

– этап 3 – металл охлаждается с заданной скоростью, определенной режимом термообработки – , по вариантам А, Б, В.

В частности можно рассмотреть следующие три режима (три способа) термообработки:

Экономика Валитов Ш.М., Азимов Ю.И., Павлова В.А. Современные системные технологии в отраслях экономики. Учебное пособие

Экономика Валитов Ш.М., Азимов Ю.И., Павлова В.А. Современные системные технологии в отраслях экономики. Учебное пособие

В учебном пособии рассматриваются принципы управления современными технологическими системами в отраслях экономики, основанные на использовании информационного подхода в анализе производства. Книга учит принимать экономически оптимальные решения с точки зрения организации эффективного производственного процесса и обеспечения конкурентоспособности производимой продукции.<br /> Предназначается для студентов вузов, обучающихся по специальностям экономического профиля на уровне бакалавров. Может также быть полезна для магистрантов, аспирантов и преподавателей.

Внимание! Авторские права на книгу "Современные системные технологии в отраслях экономики. Учебное пособие" (Валитов Ш.М., Азимов Ю.И., Павлова В.А.) охраняются законодательством!