Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!
МегаЛекции

Технология изготовление болтов




Содержание

Введение. 3

1 Классификация болтов и марок сталей. 5

1.1 Классификация стали. 5

1.2 Классификация болтов. 7

1.3 Технология изготовление болтов. 9

2 Методы пробоподготовки и структурных исследований. 11

2.1 Микроанализ микроструктуры металла. 11

2.2 Подготовка образца и выявление его микроструктуры.. 11

2.3 Результаты исследования микроструктуры.. 19

2.4 Методы определения величины зерна. 21

2.4.1 Метод подсчета зерен. 22

2.4.2 Метод подсчета пересечений границ зерен. 23

2.5 Методы измерения твердости металлов и сплавов. 25

2.6 Определение микротвердости материалов. 25

2.6.1 Устройство прибора ПМТ-3. 26

2.6.2 Подготовка прибора и проведение испытания. 27

Заключение. 32

Список литературы.. 33


РЕФЕРАТ

Листов –33, таблиц – 7, рисунков –14.

Ключевые слова: прокатка, сталь, шлифование, полирование, травление, микроструктура, микротвердость.

Целью производственной практики является изучение и освоение методов исследования микроструктуры и изучение микроструктуры шестигранного болта сделанного из стали марки Ст3пс. Для достижения цели поставлены следующие задачи:

1. Теоретическое изучение литературы по металлогафическому анализу и определения физико-механических свойств различных марок сталей используемых в промышленности. Освоение методов микроструктурного анализа и определения распределения микротвердости исследуемого образца.

2. Теоретическое изучение процесса ихготовления шестигранного болта, выявить основные технологические особенности при изготовление шестигранного болта.

3. Освоение методов микроструктурного анализа и определения распределения микротвердости исследуемого образца. Также рассчитать размер зерен для шестигранного болта изготовленного из стали Ст3пс

В ходе прохождение практики мной были изучены все этапы процесса изготовление и микроанализа микрошлифов. Были изучены разные методы приготовление микрошлифов, методы измерение микротвердости и рассчетов размеров зерен. С помощью изучения микроструктуры данного мне шестигранного болта были найдены технологические оссобености изготовление которые влияют на структуру болта. Было проведена работа микроскопом Olympus BX41М и микротвердомером ПМТ-3. С помощью этих приборов были рассчитаны размеры зерен и измерена микротвердость исследуемого образца.


 

Введение

 

Национальный ядерный центр Республики Казахстан был создан Указом Президента Республики Казахстан от 15 мая 1992 года на базе комплекса бывшего Семипалатинского испытательного полигона (СИП) и соответствующих научных организаций и объектов, расположенных на территории Казахстана.

Национальный ядерный центр республики Казахстан (НЯЦ РК) расположен в городе Курчатов и структурно входит в состав Министерства энергетики и минеральных ресурсов Республики Казахстан.

Деятельность Национального ядерного центра Республики Казахстан (НЯЦ РК) строилась в соответствии с задачами, определенными постановлением Кабинета Министров от 21 января 1993 года № 55:

-ликвидация последствий испытаний ядерного оружия на территории Казахстана;

-создание научно-технической, технологической и кадровой базы для развития атомной энергетики в Казахстане;

-контроль за испытаниями ядерного оружия на действующих полигонах мира.

В развитие Указа Президента Кабинет Министров Республики Казахстан принял ряд постановлений, которыми были определены организационная структура НЯЦ и направления деятельности вошедших в его состав институтов. В состав НЯЦ РК входят Институт атомной энергии, Институт радиационной безопасности и экологии, Институт геофизических исследований и предприятие "Байкал", расположенные в г. Курчатове, Институт ядерной физики, находящийся в пос. Алатау (вблизи Алматы), Казахский государственный научно-производственный центр взрывных работ (г. Алматы).

Институт атомной энергетики создан в 1992 году. Основные направления деятельности – научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы в поддержку программы развития атомной энергетики в Республике Казахстан, проведение технико-экономического обоснования строительства атомных станций в конкретных регионах, безопасность атомной и термоядерной энергетики, космические ядерные энергетические установки, радиационная физика твердого тела и реакторное материаловедение.

Для прохождения производственной практики я был направлен в Институт атомной энергии в лабораторию испытаний конструкционных и топливных материалов. Лабратория занимается исследованием материалов использующихся в облости ядерной энергетики.

Лаборатория испытания конструкционных и топливных материалов входит в состав отдела материаловедческих испытаний и подчинается начальнику отдела. Лабаратория испытаний конструкционных и топливных материалов состоит из группы изучения процессов плаваления и взаимодействия конструкционных и топливных материалов, группы изучения физико-механических и теплофизических свойств конструкционных и топливных материалов, группы газового анализа продуктов газовыделения расплавов при внереакторных испытаниях.

Целью производственной практики является освоение процесса металлографического анализа и приготовление образца шестигранного болта, сделанного из марки стали Ст3пс, для микроанализа структуры и изучение механических свойств. Ст3пс является углеродистой сталью обыкновенного качества.


 

Классификация болтов и марок сталей

Классификация стали

Сталь как наиболее широко применяемый материал представлены в современной технике наибольшим числом марок. Стали можно классифицировать по: химическому составу, микроструктуре, способу производства и применению. По химическому составу сталь подразделяют на: углеродистую (конструкционную и инструментальную) и легированную (низколегированную и высоколегированную).

Структурастали в равновесном состоянии определяется содержанием углерода. Структура стали с минимальным содержанием углерода представляет с собой феррит. Феррит имеет зернистое (полиэдрическое) строение. В структре литой или перегретой средне углеродистой стали наблюдается пластинчитое выделение феррита по границам зерен перлита. Небольшое квелечение содержание углерода, дажет в сотых долей процента вследствии его незначительной растворимости его в железе вызывает оброзование второй фазы цементита. При содержании углерода примерно до 0,025% цементит присутствует относительо небольших количествах. Увелечения содержания углерода сверх 0,025% вызывает оброзование перлита-двухфазной структуры, состоящей из феррита и и цементита.ПО мереувелечения углерода увеличивается перлит и уменшается феррит.То есть по мере увелечения углерода мы видим на микроструктуре все больше и больше плсатинчатых пятен.

По микроструктуре различают:

- перлитный класс стали — сталь, имеющая после нормализации структуру перлит (сорбит или тростит), перлит+феррит, перлит+заэфтектоидные карбиды (строительные, конструкционные и инструментальные углеродистые и низколегированные стали);

- мартенситный класс – сталь, со сниженной критической скоростью закалки, имеющая после охлаждения на воздухе мартенситную структуру (высоколегированная конструкционная, инструментальная и некоторые марки нержавеющей стали);

- аустенитный класс – сталь, в которой под влиянием легирующих элементов точка полиморфного превращения твердого раствора на базе гамма - железо (γ - Fe) в твердый раствор на базе альфа - железо (α - Fe) ниже комнатной температуры; после нормализации структура такой стали состоит обычно из аустенита или аустенита и карбидов (высоколегированная нержавеющая, жаростойкая и жаропрочная стали);

- ферритный класс – сталь, легированная элементами, суживающими и замыкающими на диаграмме состояние область существования твердого раствора на базе α – модификации железа, при определенном содержании этих легирующих элементов сталь после нормализации будет иметь структуру феррита или феррита и карбидов (высокохромистая, нержавеющая, жаропрочная стали);

- карбидный класс – сталь с высоким содержанием углерода и карбидообразующих элементов: в литом состоянии в структуре такой стали имеется карбидная эвтектика, в деформированном состоянии – первичные (эвтектические) и вторичные карбиды. Типичным примером стали карбидного класса может служить быстрорежущая сталь.

По применению различают стали строительные, машиностроительные, машиностроительные специального назначения, инструментальные, инструментального с особоми физическими и химическими свойствами.

По способу производства различают:

- сталь качественная – углеродистая или легированная сталь. Содержание серы и фосфора не должно превышать 0,04 %, количества неметаллических включений меньше чем в обычнах сталях. Содержание углерода не должно превышать 0,08%. Изготовливается в мартеновых печях и конверторах с использованием кислорода, с саблюдением более строгих требований. Используются дляглубокой вытежки и постовляется в печях.

- сталь высококачественная - углеродистая или легированная, чаще всего усложненного химического состава. Содержание серы и фосфора не должна превышать 0,030 % и 0,035 %. Обладает также повышенной чистотой по неметаллическим включениям. Выплавляется в электрических и кислых мартеновых печях.

сталь обыкновенного качества - углеродистая сталь с содержанием углерода обычно не менее 0,6 % и имеет чаще всего повышенное содержание серы и фосфора, также повышенное количество неметаллических включений. Сталь выплавляется в конвертерах или в больших мартеновских печях. Эти стали могут иметь большое количества серы и фосфора:от 0,04% до 0,07% каждый. В катанном состоянии для этой стали характерно полосчатость вдоль направления волокна; она отчетливо выявляется макро и микроанализом шлифа.

С повышением углерода возрастают прочностные свойства, но снижается пластичнось.чем больше номер сответствующих марок тем больше концентрация углерода и больше свойства прочности и ниде пластичность и вязкость.

Стали обыкновенного качества разделяются по способу производства на стали: спокойные, полуспокойные,кипящие. Спокойные стали раскисляют в процессе производства не только марганцем но и кремнием как более активном раскислителем, и поэтому эти стали содержат пониженноеколичество кислорода и различных оксидов. Содержание кремния в спокойных сталях не должно быть менее 0,15%-0,20%. В присутсвие кремния даже в этих отосительно малых количесивахповышается предел текучести и снижается пластичность. Кипящие стали не раскисляют кремнием. Содержание меньше 0,1%. Частичное удаление растваренного кислорода происходит при затвердевании за счет его взаимодействие с углеродом стали. Образующиеся при этом пузырки СО частично всплывают в верхнюю часть слитка и частично остоются в литой стали. Оксид углерода уходит из пузырьков через различные микропоры и микротрещины. При дальнейшим процессе горячей деформации такие пустоты завариваются. Кипящие имеют по сравнению со спокойными более низкий предел текучести и лучше принимают в связи с этим холодную прокатку, с большой степенью деформации. Полуспокойные стали используют, в частности содержат до 0,17% кремния они превосходят по пределу текучести кипящие стали и имеют более низкие температуры хрупкости. Полуспокойные стали использую, в частности для холодного выдавливания болтов и других деталей. Полуспокойные стали обозночаются дополнительными буквами «пс».

Данный для иссследования микроструктуры шестигранный болт ихготавливается из конструкционной стали Ст3пс.Сталь как мы вижим из обозначения является полуспокойной сталю. Химический состав Ст3пс, механические свойства, предназначения представлена в таблице 1.

 

 

Таблица2. Механика-химические свойства стали Ст3пс

Марка Мпа, Временное сопротивление ,Мпа, предел текучести δ, % Химические свойства
С,% Mn, % Si, % применение
Ст3пс 370-480 205-405   0,14-0,22 0,4-0,65 0,05-0,17 Листовой и сортовый прокат для строительных конструкций, мостов, болты, крюки

 

Классификация болтов

Болт— крепёжное изделие в виде стержня с наружной резьбой, как правило, с шестигранной головкой под гаечный ключ, образующее соединение при помощи гайки или иного резьбового отверстия. До появления резьбовых соединений болтами называли различные многообразные изделия вытянутой цилиндрической формы, такие как например арбалетный болт, но широкое распространение винтовых болтов практически вытеснило из языка другие значения этого слова.

Болт — крепёжное изделие в виде стержня с наружной резьбой, как правило, с шестигранной головкой под гаечный ключ, образующее соединение при помощи гайки или иного резьбового отверстия. До появления резьбовых соединений болтами называли различные многообразные изделия вытянутой цилиндрической формы, такие как например арбалетный болт, но широкое распространение винтовых болтов практически вытеснило из языка другие значения этого слова.

Болты классифицироваются по разным свойствам. В основном классификация болтов делается по пяти признакам.

1. По назначению

2. По форме

3. По материалу

4. По классу прочности

5. По покрытию

Классификация по форме

· откидные

· анкерные

· рым-болты

· болты с шестигранной головкой болты с полукруглой головкой болты с потайной головкой с фланцем

Классификация болтов по назначению. Лемешные используются для крепления навесного оборудования, для сельскохозяйственных машин. У лемешных болтов класс прочности: 3.6; 4.6; 4.8; 5.6; 5.8; 8.8.

Мебельные используются в мебельной промышленности и строительстве. Класс прочности у мебельных болтов: 3.6; 4.6; 4.8; 5.6;5.8.

Дорожные используются для дорожных ограждений, для специальных металлоконструкций. Класс прочности такой же как у лемешных болтов: 3.6; 4.6; 4.8; 5.6; 5.8; 8.8.

Машиностроительные используются в машиностроении, автомобилестроении, приборостроении и строительстве в качестве деталей соединения. Класс прочности: 3.6; 4.6; 4.8; 5.6; 5.8; 8.8; 10.9; 12.9.

Класс прочности болтов. Механические свойства болтов, винтов и шпилек из углеродистых нелегированных и легированных сталей по ГОСТ 1759.4-87 (ISO 898/1-78) при комнатной температуре характеризуют 11 классов прочности: 3.6; 4.6; 4.8; 5.6; 5.8; 6.6; 6.8; 8.8; 9.8; 10.9; 12.9. Первое число, умноженное на 100, определяет номинальное временное сопротивление в Н/мм², второе число (отделённое точкой от первого), умноженное на 10, — отношение предела текучести к временному сопротивлению в процентах. Произведение чисел, умноженное на 10, определяет номинальный предел текучести в Н/мм².

Высокопрочные болты используются в соединениях деталей с/х машин, ж/д креплений, креплений деталей и соединений кранов, в мостостроении и т. д. В России к высокопрочным, согласно ГОСТ, принято относить болты изготовленные по классу прочности 6.8, 8.8, 9.8, 10.9, 12.9. Прочностные характеристики болтов определяются выбором соответствующей марки стали и технологией их изготовления. Современная технология изготовления высокопрочных болтов базируется на использовании методов холодной или горячей высадки и накатки резьбы на специальных автоматах с последующей термообработкой и нанесением покрытия. Применяются различные холодно- и горяче высадочные автоматы, способные изготавливать высокопрочные болты с высокой производительностью (100—200 шт/мин). В качестве исходного сырья используется проволока из низкоуглеродистых и легированных сталей (с содержанием углерода не более 0,40 %) марок 20, 20КП, 35, 35Х 20Г2Р, 65Г, 40Х и других, обеспечивающих требуемый класс прочности. Механические свойства высокопрочных болтов также определяются свойствами используемой стали и последующей термической обработкой в электропечах с защитной средой, предотвращающей обезуглероживание изделий.

 

Технология изготовление болтов

До конца 18 века болты и различные крепежные изделие изготавливались горячей ковкой. По горячей загатовке кузнецы ударяли горячим штампом или другими формаоброзующим инструментом. Нарезка более мелких резб производились на примитивных токарных станках. Режуший инструмент при этом приходилось удерживать вручнуюи поэтому получить резьбу постоянного профиля не удавалось. В 19 веке резьбу делали из токарно-винторезного станка. Долгоевремя он был основным средством для нанесения резьбы на крепежные изделия. Сегодня самым распрастраненным способом является накатка резьбы на загатовку вращаюшимися плащами.

Накатка резьбы плашками это изменение формы поверхности изделия с помощью плашков, изменяющий форму материал. При этом не расходуется материал изделия. Сейчас болты изготавливают путем подачи прутка на подвижные плашки, что самое важное деформация осушествляется в холодном состояние, то есть температура ниже чем температура рекристализации.

Процесс изготовление болта холодной штамповкой начинается с подачи прутка. Сначала пруток пропускается через правильную машину и фильеру, а затем режаться на части. Полученные загатовки подаются в штамповочную машину где производиться их предварительная формовка, штамповка круглой головки которой передается шестигранная или четырехгранная форма. Затем на торцевой части загатовки болта делается фаска(поверхностьоброзованная скосом),дальше с помощью 2-х плашек нарезается резьба.

Остоновимся на технологии изготовление стальных прутков. В зависимости от изделия которое будет изготовлено из стальных прутко,в стальные прутки изготавливаются из различных марок сталей. Вслучае простых шестигарнных болтов пруток изготавливается из низкоуглеродистой стали. Пруток в массовом производстве изготавливается путем прокатки. Прокат– продукция получаемая на прокатных станках путем горячей, теплой и холодной прокатки. Прокатный станок– комплекс обородувания в котором происходит пластическая деформация металла между врашающимися валами. Прокатка – процесс пластического деформирование тел на прокатном станке между вращающимися приводными валами. Деформирование тел можно протягивать и через неприводные валы. Но это будет не процесс прокатки, а процесс волочение.

Каждый метод приготвление изделия или матерала остовляет после себя определенные следы. Выявляемая при микроанализе химическая неоднородностьметалических позволяет характеризовать их макростроение, зависищее от способа изготовление детали. В литой детали – выявляется характерное дендритное строение, в кованной или катанной стали –волокнистое как результат более сильного вытравливания вытянутых вдоль направления течения металла ликвационных участков и неметалических включений. Волокно вытягивается вдоль всей детали.


Поделиться:





Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...