Технология конструкционных материалов

Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I

Федеральное агентство железнодорожного транспорта
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I»
Кафедра «Технология металлов»
Материаловедение. Технология конструкционных материалов
Учебное пособие для выполнения курсового проекта
для студентов специальности 190300: «Подвижной состав» специализаций «Вагоны», «Локомотивы» и направления подготовки 190600.62 «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов» профиля «Автомобильный сервис»
Санкт-Петербург
2014

См. методичку 2013 - аналог

Стоимость выполнения работы по технологии конструкционных материалов уточняйте при заказе.
Курсовая работа содержит два вопроса, номер варианта выбирается по последним цифрам шифра.

Вопросы 1-20
Вопрос 1
1. Опишите процесс выплавки чугуна в доменной печи.
2. Опишите назначение литниковой системы, приведите схему горизонтальной литниковой системы и объясните назначение ее элементов.
3. Опишите процесс выбивки, обрубки и очистки отливок.
4. Объясните в чем отличие горячей пластической деформации от холодной.
5. В чем сущность свободной ковки? Какие изделия получают с помощью свободной ковки?
6. Перечислите все способы сварки, при которых металл в зоне сварного соединения нагревается до температуры плавления. Назовите и объясните физическую сущность метода сварки, объединяющего все перечисленные Вами способы.

Вопрос 2
1. Опишите процесс выплавки стали в мартеновской печи.
2. Какие формовочные и стержневые смеси применяются для изготовления литейных форм, как влияет их состав на качество отливок?
3. Сущность и последовательность изготовления отливок литьем в оболочковые формы.
4. Какую роль играет нагрев металла при пластической деформации? Как определяется температурный интервал горячей обработки углеродистой стали?
5. Опишите процесс получения бесшовных труб.
6. Перечислите все способы сварки, при которых образование сварного соединения осуществляется в результате совместной пластической деформации металла соединяемых элементом с приложением внешнего усилия. Назовите и опишите физическую сущность метода сварки, объединяющего все перечисленные Вами способы.

Вопрос 3
1. Перечислите продукты доменного производства и укажите их назначение. Приведите важнейшие технико-экономические показатели доменного производства.
2. Опишите особенности изготовления отливок методом центробежного литья, приведите схему установки.
3. Укажите причины возникновения трещин в отливках и меры их предупреждения.
4. Опишите сущность и основные виды прокатки.
5. Опишите явления, происходящие в металле при горячем деформировании, и сущность процесса рекристаллизации.
6. Приведите основные характеристики источника энергии для дуговой сварки и объясните принцип его саморегулирования при сварке с постоянной скоростью подачи электродной проволоки.

Вопрос 4
1. Изложите сущность процесса переделки чугуна в сталь. Приведите основные химические реакции и опишите плавильные агрегаты, в которых получают сталь.
2. Опишите технологический процесс изготовления литейной формы при ручной формовке.
3. Перечислить основные литейные свойства сплавов. Приведите характеристику жидкотекучести сплавов и факторы, влияющие на нее.
4. Дайте характеристику устройств для нагрева металла при обработке давлением.
5. Опишите процесс волочения металла, приведите схемы и технологические характеристики, перечислите продукцию волочения.
6. Перечислите типы источников питания для дуговой сварки, приведите электрические схемы и опишите основные характеристики источника питания переменного тока.

Вопрос 5
1. Опишите процесс выплавки стали в кислородном конверторе, приведите схему конвертора и объясните его устройство.
2. Как осуществляется формовка по моделям в почве, каковы особенности открытой и закрытой формовки ?
3. Опишите процесс изготовления отливок по выплавляемым моделям.
4. Как влияют на пластичность металла его химический состав, температура, скорость и степень деформирования ?
5. Опишите процесс листовой штамповки, оборудование, инструменты применяемые в этом процессе.
6. Объясните сущность наиболее распространённого способа дуговой сварки и перечислите функции электродного покрытия.

Вопрос 6
1. Опишите процесс производства стали в дуговых электропечах, приведите схему дуговой электропечи.
2. Изложите сущность процесса машинной формовки методом прессования, приведите схему машины с нижним прессованием.
3.Охарактеризуйте сущность способа литья под давлением.
4. Объясните сущность наклепа металла и его влияние на структуру и механические свойства стали.
5. Опишите процесс получения гнутых профилей.
6. Объясните сущность наиболее производительного способа дуговой сварки и укажите, каким образом при этом способе осуществляется защита металла сварочной ванны от вредного воздействия кислорода и азота воздуха.

Вопрос 7
1. Опишите процесс выплавки стали в индукционных печах.
2. Перечислите основные литейные свойства сплавов. Приведите характеристики усадки сплавов.
3. Опишите технологический процесс изготовления отливок в песчано-глиняных формах.
4. Приведите схемы инструментов, используемых при прокате. Опишите оборудование, применяемое в прокатном производстве.
5. Изложите сущность процесса волочения и укажите область его применения.
6. Объясните сущность процесса дуговой сварки с газовой защитой зоны сварки и перечислите применяемые при этом сварочные металлы (газы, проволока).

Вопрос 8
1. Опишите процесс получения чугуна в вагранке.
2. Изложите сущность машинной формовки методом встряхивания, приведите схему встряхивающей формовочной машины.
3. Изложите технологическую последовательность изготовления отливок по выплавляемым моделям. Отметьте, какие технологические особенности процесса обеспечивают высокую точность размера и высокий класс шероховатостей отливок.
4. Объясните роль и выбор температуры нагрева металла при пластической деформации.
5. Опишите технологический процесс производства фасонных профилей проката на рельсобалочных станках.
6. Перечислите принципы, положенные в основу выбора силы сварочного тока при дуговой сварки проволокой сплошного сечения.

Вопрос 9
1. Опишите способы внепечной обработки стали для повышения ее качества.
2. Изложите технологический процесс изготовления литейных стержней.
3. Опишите способ литья в оболочковые формы и приведите поясняющие эскизы. Укажите достоинства, недостатки и области применения этого способа литья.
4. Перечислите виды продукции прокатного производства. Нарисуйте примеры профилей, получаемых при прокате.
5. Изложите сущность процесса прессования и укажите области его применения. Опишите оборудование, применяемое при прессовании.
6. Назовите способ полуавтоматической дуговой сварки и наплавки со шлаковой защитой металла сварочной ванны. Какая проволока применяется при этом способе сварки?

Вопрос 10
1. Опишите процесс производства алюминия.
2. Опишите процесс формовки с помощью пескометных машин, приведите схему формовки.
3. Опишите процесс изготовления отливок в кокиль.
4. Изобразите схемы продольной, поперечной и поперечно-винтовой прокатки.
5. В чем сущность горячей объемной штамповки? Какие изделия получают с помощью горячей объемной штамповки?
6. Назовите способ термической резки, применяемый при получении заготовок из алюминия, нержавеющей стали и других цветных металлов и высоколегированных сплавов, опишите его физическую сущность.

Вопрос 11
1. Опишите процесс производства меди и ее рафинирование.
2. Опишите литейные свойства металлов и сплавов.
3. Изложите сущность литья в кокиль, приведите эскизы, поясняющие конструкцию кокилей. Отметьте достоинства, недостатки и области его применения.
4. Опишите инструмент и основное оборудование прокатного производства.
5. В чем сущность прессования? Какие изделия получают с помощью прессования?
6. Объясните сущность процесса ацетилено-кислородной сварки и опишите способ получения горючего газа для этого способа сварки.

Вопрос 12
1. Опишите процесс получения стали методом электрошлакового переплава.
2. Какая модельно-опочная оснастка, и какой инструмент применяются для изготовления литейных форм?
3. Опишите современные способы контроля качества отливок.
4. Опишите сущность процессов упругой и пластической деформации с точки зрения кристаллического строения металлов.
5. Приведите схемы машин для свободной ковки металла, опишите их работу.
6. Перечислите типы сварных соединений и объясните принципы их выбора.

Вопрос 13
1. Какие исходные материалы используются для выплавки стали? Опишите основные физико-химические процессы получения стали.
2. Опишите процессы, происходящие при заполнении литейной формы, затвердевании расплавленного металла и его охлаждении.
3. Приведите схемы процессов изготовления отливок на центробежных машинах с горизонтальной и вертикальной осями вращения.
4. Приведите классификацию прокатных станов и описание их устройства и работы. Укажите профили сортового проката.
5. Изложите технологию листовой штамповки, операции разделения и формоизменения.
6. Объясните, почему нельзя применять кислородную резку для обработки цветных металлов и высоколегированных сталей и сплавов.

Вопрос 14
1. Опишите принципы получения металлов из руд восстановлением, электролизом и металлотермией.
2. Изложите требования, предъявляемые к формовочным и стержневым смесям.
3. Опишите производственные операции при получении отливок (начиная от подготовительных операций и кончая операциями по очистке и обрубке литья).
4. Начертите схемы основных способов обработки металлов давлением.
5. Опишите сущность холодной объемной штамповки.
6. Объясните физическую сущность способа электроконтактной сварки, применяемого для соединения стыков железнодорожных рельсов.

Вопрос 15
Объясните устройство и работу доменной печи. Опишите физико-химические процессы, происходящие в доменной печи.
2. Опишите литейную форму, ее элементы и их назначение. Классификация литейных форм.
3. Опишите схему процессов изготовления отливок на машинах литья под давлением с холодной и горячей камерами прессования.
4. Объясните, какое влияние на пластичность металла оказывает химический состав, структура, скорость и степень деформации?
5. По каким признакам классифицируются прокатные станы? Приведите классификацию станов по устройству рабочих клетей и назначению, иллюстрируйте это схемами.
6. Объясните сущность наплавочных работ, применяемых при восстановлении изношенных деталей.

Вопрос 16
1. Для чего и в каких агрегатах подогревают воздух, подаваемый в доменную печь? Что достигается применением дутья, обогащенного кислородом, и увлажнение дутьем?
2. Опишите основные способы изготовления отливок (в песчаных формах, в кокиль, под давлением, центробежным литьем).
3. Изложить сущность литья в оболочковые формы, последовательность изготовления отливок.
4. Какие дефекты возникают при нагреве металла и способы их устранения.
5. Изложите сущность процесса прессования прямым и обратным методом, приведите схемы процессов.
6. Опишите физическую сущность способа соединения металлов с применением припоя.

Вопрос 17
1. Опишите процесс производства титана, изложите сущность электролитических методов получения титана.
2. Какие формовочные материалы применяют для изготовления литейных форм7 Какое оборудование используется для приготовления формовочных и стержневых смесей?
3. Опишите процесс изготовления оболочковых форм.
4. Изобразите схему процесса прокатки. Поясните ее сущность и назначение, опишите оборудование.
5. Из какого материала изготавливается волока? Начертите ее разрез, укажите основные зоны и их назначение.
6. Объясните, в чем трудности сварки легированных сталей.

Вопрос 18
1. Опишите способы повышения качества стали: обработка стали синтетическими шлаками, в ковше, вакуумирование жидкой стали, электрошлаковый и вакуумно-дуговой переплавы.
2. Опишите процесс изготовления литейных форм по шаблону.
3. Перечислите дефекты литья и способы их устранения, укажите способы исправления газовых и усадочных раковин.
4. Опишите операции свободной ковки и применяемый при этом кузнечный инструмент.
5. Какое оборудование применяется для осуществления процесса прессования? Приведите сортамент получаемых изделий.
6. Объясните особенности сварки цветных металлов и их сплавов.

Вопрос 19
1. Начертите схему внутреннего профиля доменной печи и поясните назначение ее основных частей. Напишите уравнение химических реакций восстановления железа.
2. Опишите машинную формовку и типы машин, применяемых для изготовления литейных форм.
3. Какое влияние на литейные и механические свойства чугуна оказывает изменение содержания кремния, марганца, серы, фосфора, углерода?
4. Начертите схему проката металла в валках и приведите схему действия сил в момент захвата металла валками. Что такое угол трения и как он определяется?
5. Как готовится металл к волочению? Что такое коэффициент вытяжки и обжатия при волочении?
6. Опишите основные дефекты сварных соединений и укажите причины, их вызывающие.

Вопрос 20
1. Опишите промышленную схему получения алюминия.
2. Дайте описание основных способов ручной формовки.
3. Опишите основные способы производства деталей из пластмасс – горячее прессование и литье под давлением.
4. В чем состоит калибровка валков? Приведите схему калибровки валков для прокатки швеллеров.
5. Начертите открытый и закрытый штампы и объясните достоинства и недостатки штамповки в этих штампах.
6. Опишите наиболее распространенные методы неразрушающего контроля дефектов сварных соединений, применяемых на железнодорожном транспорте.

Задание к технологической задаче (вопросы 21-40)
Решать задачи (вопросы 21-40) нужно в такой последовательности:
- выбрать тип и модель металлорежущего станка;
- подобрать крепежное приспособление;
- выбрать режущий инструмент, его материал и геометрические параметры режущей части;
- рассчитать режим резания:
а) выбрать глубину резания для каждого перехода, если их несколько;
б) определить расчетом или выбрать значение подачи;
в) выбрать значение периода стойкости режущего инструмента;
г) рассчитать скорость резания, допускаемую режущим инструментом при выбранном периоде стойкости (при этом учесть поправочные коэффициенты); определить расчетную частоту вращения шпинделя станка в минуту по полученной расчетом скорости резания; выбрать ближайшую, меньшую к расчетной частоту вращения шпинделя их имеющихся у станка и по ней определить фактическую скорость резания;
д) рассчитать силу резания (осевую силу) и крутящий момент при сверлении с учетом поправочных коэффициентов;
е) сравнить расчетную силу подачи (осевую силу) с допускаемой прочностью механизма подачи станка;
ж) определить мощность, потребную на осуществление процесса резания и сравнить ее с мощностью электродвигателя станка;
з) определить основное технологическое (машинное) время резания при обработке заданной части детали.

Стоимость выполнения работы по технологии конструкционных материалов уточняйте при заказе.