Лабораторный практикум по материаловедению
Шрифт:
Коэффициент обрабатываемости Kv для условий точения резцами из быстрорежущей стали: где 70 – значение скорости резания при 60- минутной стойкости быстрорежущих резцов при точении эталонной стали марки 45. Для принятых условий резания абсолютное значение скорости резания V данной стали (сплава) определяется умножением ее коэффициента Kv на соответствующее значение эталонной стали 45.
Приведенные данные по характеристике обрабатываемости резанием различных марок сталей и сплавов указывают на низкую обрабатываемость высокомарганцовистых
Комплекс работ, проведенных ЦНИИТМАШ, по изысканию путей и средств повышения обрабатываемости резанием сталей и сплавов указывает, что это повышение может быть достигнуто за счет:
1) увеличения работоспособности режущего инструмента путем применения высокопроизводительных инструментальных материалов: твердых сплавов повышенной износостойкости марок ВК60М, ВКЮОМ, ВКЮХОМ, а также сплавов титановольфрамовой группы ТТ10К8, ТТ20К6;
2) рационального использования быстрорежущих сталей повышенной теплостойкости марок Р6М5К5, Р9М4К8, а также полученных методом порошковой металлургии марок Р6М5ФЗ-МП, Р6М5К5-МП и др. Указанное обеспечивает повышение обрабатываемости труднообрабатываемых материалов на 20–30%;
3) нанесения износостойких покрытий на рабочие поверхности инструмента;
4) использования эффективных экологически чистых водосмешиваемых эмульсий, синтетических и полусинтетических жидкостей (Ивкат, СЦМ, Тафол, Эфтол, Автокат, Ивхон, Прогресс 13К и др.), а также жидкостей на масляной основе (ГСВ-1, Сульфогол, СП 44), применение которых позволяет повысить износостойкость инструмента и снизить шероховатость обработанных поверхностей;
5) использования при резании труднообрабатываемых материалов методов с вводом дополнительных энергий в зону резания (подогрев срезаемого слоя, обработка с вибрациями и др.);
6) применения металлургических способов путем введения в поверхностный слой заготовок (при их выплавке) несколько повышенного процентного содержания химических элементов серы и фосфора, что позволяет увеличить эффективность черновой обработки крупных заготовок из углеродистых и легированных конструкционных сталей.
При анализе уровня обрабатываемости и определения коэффициентов для приведенных выше условий получистового точения использованы справочные материалы, опубликованные в технической литературе, результаты научно-исследовательских работ, выполненных в ЦНИИТМАШ, научно-исследовательских организациях других отраслей, а также опыт ведущих заводов машиностроения. Для отдельных марок сталей использованы расчетные методы определения обрабатываемости резанием исходя из их физико-механических характеристик и химического состава.
Сварка. Свариваемость сталей и сплавов является комплексной характеристикой, определяющейся, с одной стороны, технологическими трудностями, возникающими при сварке, и с другой – эксплуатационной надежностью сварных соединений.
Характеристики так называемой технологической свариваемости, по которой материал условно разделен на следующие 4 группы:
– свариваемый без ограничений (при сварке нет необходимости применения каких-либо дополнительных технологических операций, например подогрева, промежуточной термообработки
– ограниченно свариваемый (при сварке рекомендуются или необходимы дополнительные операции);
– трудно свариваемый (невозможно получить качественное соединение без обязательного применения дополнительных операций);
– не применяемый для сварных конструкций.
Характеристика свариваемости состоит из трех частей:
– группа свариваемости материала.
– рекомендуемые способы сварки.
– необходимость дополнительных технологических операций при сварке.
Группа свариваемости определяется химическим составом материала, степенью разработки технологических приемов сварки и освоения в производственных условиях. Способы сварки являются рекомендуемыми, возможно использование и других.
Под технологическими дополнительными операциями подразумевается ряд мер, необходимых при сварке II и III групп материалов, а в особых случаях и для I группы. К их числу относятся: необходимость предварительного и сопутствующего подогрева, проковка швов, наложение отжигающих валиков, ограничение скоростей нагрева и охлаждения при сварке, вылеживание после сварки, немедленная после сварки термообработка и пр.
Назначение таких операций зависит от принятой технологии сварки и рада других причин, объяснение которых дается в соответствующей технической литературе.
Необходимость подогрева при сварке и последующей термообработке приводится в характеристиках свариваемости. Другие операции, примеры которых были приведены выше, определяются при разработке технологического процесса сварки.
Приняты следующие условные обозначения способов сварки (см. Сборник нормативных документов системы аттестации сварщиков и специалистов сварочного производства, под ред. Котельникова B.C.М., Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1999):
РД – ручная дуговая сварка покрытыми электродами;
РАД – ручная аргонодуговая сварка неплавящимся электродом;
МП – механизированная сварка плавящимся электродом в среде углекислого газа;
АФ – автоматическая сварка под флюсом;
ЭШ – электрошлаковая сварка;
ЭЛ – электроннолучевая сварка;
КТ – контактная сварка.
Необходимость подогрева и последующей термообработки может возникнуть при сварке металла больших толщин из углеродистых, низколегированных и других марок стали (что в формулировках свариваемости не отмечается).
Толщина соединений, с которой необходимы подогрев и термообработка, регламентируется соответствующими инструкциями отраслевых производств.
В табл. 5 и 6 приведены в качестве примера некоторые РД 2730.940.102–92 «Котлы паровые и водогрейные, трубопроводы пара и горячей воды. Сварные соединения. Общие требования», которые могут служить в качестве ориентировочных данных для выбора и назначения режимов подогрева и термообработки сварных соединений.
Режимы подогрева (и термообработки) должны выбираться в зависимости от ряда условий: толщины, жесткости конструкции, содержания углерода и легирующих элементов, интенсивности теплоотвода и т. д. Имеет также значение и применяемый способ сварки. Так, для КТ подогрев и последующая термообработка применяются редко из-за относительно небольших свариваемых сечений и технологических особенностей сварки. Способ РАД применяется чаще всего при сварке деталей тонких сечений, где обычно подогрев не требуется.