Курсовая с практикой на тему Разработка технологического процессахолоднокатных стальных листов и рулонов.

Содержание:

Введение. 3

1. Анализ
условий и режим работы детали. 6

2.
Обоснование выбора марки стали. 7

3.
Обоснование выбора термической обработки. 13

4. Описание
фазовых превращений нагрева и охлаждения в соответствии с термической
обработкой (сделать эскиз диаграммы железо-цементит, с указанием на оси
концентраций выбранного сплава, указанием критических точек нагрева и
охлаждения) 15

5. Подобрать
печь в соответствии с геометрическими размерами и массой детали. Описать
устройство и анализ работы выбранной печи. 17

6. Расчет
основных параметров термообработки. 23

7.
Механические свойства и микроструктура после термической обработки  29

Заключение. 30

Список
использованной литературы.. 32

Введение:

Надежность и долговечность оборудования, металлоконструкций и
трубопроводов находятся в непосредственной зависимости от качества изготовления
составляющих их элементов, деталей и узлов. В процессе эксплуатации последние
подвергаются воздействию статических, динамических и циклических нагрузок,
влиянию агрессивных сред, работают при экстремально высоких и низких
температурах, находятся в условиях интенсивного износа.

Таким образом, эксплуатационная надежность металлоизделий находится в
прямой зависимости от прочности, износостойкости, термо- и коррозионной
стойкости составляющих их элементов.

В целях повышения этих характеристик необходимо правильно выбирать
материалы деталей, совершенствовать их конструкцию, устранять неточности
сборки, улучшать методы холодной и горячей обработки [5].

Для современного производства характерны высокие требования к свойствам
материалов, обусловленные постоянным ростом производства, повышением
производительности технологических процессов и связанной с ними необходимости
изготовления крупногабаритного и сложного оборудования (реакторов, колонн,
емкостей, теплообменников, фильтров). В связи с возрастающей интенсивностью
нагружения производственного оборудования, например, печного (змеевиков печей)
или динамического (компрессоров, насосов), важной задачей становится увеличение
их срока эксплуатации и межремонтного цикла за счет использования более
качественных материалов. Повышение рабочего давления и увеличение диаметров
технологических трубопроводов, предназначенных для транспортировки агрессивных
газообразных и жидких сред и эксплуатирующихся в сложных климатических
условиях, влечет за собой применение новых материалов и высокотехнологических
способов получения и обработки труб. Этим высоким требованиям лишь в редких
случаях могут отвечать материалы в состоянии поставки. Основная часть
ответственных конструкционных элементов нуждается в упрочнении или стабилизации
эксплуатационных свойств, не изменяющихся с течением времени, поэтому одним из
способов повышения механических и физико-химических свойств металлических
материалов является термическая обработка.

Термической обработкой металлов (термообработкой) называется совокупность
операций нагрева, выдержки и охлаждения твердых металлов и металлических
сплавов.

Термообработку проводят с целью изменения структуры и соответственно
свойств металлов и сплавов в заданном направлении. Термическая обработка
применяется для целенаправленного изменения структуры материала, а именно,
фазового состава и перераспределения компонентов, размеров и формы
кристаллических зерен, вида дефектов, их количества и распределения, что
позволяет, в конечном счете, достаточно легко получать требуемые свойства
материалов.

Следует отметить, что изменение структуры и соответственно свойств
возможно не только под воздействием тепла, но и под влиянием других внешних
факторов, например, при проведении химической, механической, радиационной,
электромеханической и других видов обработки.

Целью курсовой работы является разработка технологического процесса
холоднокатных стальных листов и рулонов.

Для достижения цели необходимо решить ряд задач:

— определить условия и
режим работы детали;

— провести обоснование
выбора марки стали;

— осуществить подбор
оборудования с технологическим расчетом;

— рассчитать основных
параметров термообработки;

— определить механические свойства и
микроструктура после термической обработки (описать, микрофотографии с
описанием всех фаз)

Важно помнить, что свойства металлов и сплавов зависят не только от их
структуры, но и от их химического состава, который формируется в ходе проведения
металлургических и литейных процессов. При термической обработке химический
состав остается неизменным, лишь иногда при неправильно выбранном составе
защитной среды и температурно-временных параметров термообработки изменяется
химический состав на поверхности заготовок и изделий в результате протекания
процессов обезуглероживания, науглероживания или окисления. В данной статье
влияние химического состава на изменение различных свойств металлов и сплавов
не рассматривается.

Заключение:

Задачами термической обработки являются
ликвидация внутренних напряжений в металлах и сплавах, улучшение
обрабатываемости резанием или давлением, повышение механических и эксплуатационных
свойств и др.

Термической обработке подвергают заготовки,
полуфабрикаты и готовые изделия. Номенклатура изделий, чрезвычайно широка – от
крепежных изделий до крупнейших отливок и поковок статического и динамического
нефтехимического оборудования [7].

Термической обработке подвергают стали, чугуны и
сплавы на основе цветных металлов. Так, например, в химическом машиностроении
основную долю обрабатываемых сталей составляют углеродистые стали Ст3, сталь 20
и др. (> 50%), доля низколегированных сталей типа 09Г2С, 16ГС, 12ХМ
составляет ~ 20%, а коррозионностойких сталей – 26-28%. Среди чугунов чаще
всего применяют высокопрочный и ковкий чугуны. Наиболее распространенными
сплавами на основе цветных металлов являются сплавы на основе никеля, титана,
алюминия и меди.

Необходимо понимать, что для одного и того же
материала, т.е. материала с одним химическим составом, благодаря проведению
различных режимов термической обработки можно получить несколько разных
структур, обладающих абсолютно различными свойствами. Улучшение механических
свойств с помощью термообработки дает возможность шире использовать сплавы
более простых составов. Термообработкой можно увеличить допускаемые напряжения,
уменьшить массу деталей и механизмов, повысить их надежность и долговечность.

Термическую обработку металлов и сплавов
проводят обычно в тех случаях, когда имеют место:

— полиморфные превращения в металле;

— ограниченная и переменная (увеличивающаяся с
температурой) растворимость в твердом состоянии одного компонента в другом;

— изменение строения под влиянием холодной
пластической деформации.

В основе современной классификации видов
термической обработки лежат представления о фазовых и структурных изменениях в
сплаве.

Фрагмент текста работы:

2. Обоснование выбора марки стали

38ХН3МФА – сталь
конструкционная легированная, хромоникель-молибденованадиевая. Применение:
наиболее ответственные тяжелонагруженные детали, работающие при температурах до
400 °С [1].

Таблица 1 — Химический состав стали, %. С Si Mn Ni S P Cr Mo V Cu 0,33-0,4 0,17-0,37 0,25-0,5 3-3,5 до 0,025 до 0,025 1,2-1,5 0,35-0,45 0,1-0,18 до 0,3 Ac1 =
725, Ac3(Acm) = 775, Ar3(Arcm) = 300, Ar1 =
250, Mn = 260.

Таблица 2 — Механические свойства стали. Термообработка, состояние
поставки Сечение, мм σ0,2,
МПа sB, МПа d, % y, % KCU, Дж/м2 HB Пруток. Закалка 850°С,
масло. Отпуск 600°С, воздух. 25 1080 1180 12 50 78 Поковки. Закалка. Отпуск КП 640 500-800 640 785 10 30 39 248-293 Нормализация КП 685 100-300 685 835 12 38 49 262-311 КП 685 300-500 685 835 11 33 39 262-311 Закалка. Отпуск КП 685 500-800 685 835 10 30 39 262-311