Привет студент

Тиглями называются горшки, наполняемые подлежащим плавке материалом и помещаемые для нагревания в печи особого устройства, называемые тигельными печами или тигельными горнами.

Устройство тиглей. Тигли изготовляют из смеси шамотной глины с графитом. Применяют также тигли чугунные и клепаные из железа (для расплавления легкоплавких сплавов).

Продолжительность службы тигля зависит при правильном обращении, как показывает опыт, от того, какой металл в нем плавится, например графитовый тигель выдерживает около 25 плавок бронзы, 3 плавки стали, 3 плавки никеля.

Вместимость тиглей принято определять марками: одна марка соответствует 1 кг вместимости стали (приблизительно). На фиг. 166 приведен чертеж тигля на 130 марок.

Из цветных металлов наиболее широкое применение в качестве исходных литейных материалов имеют медь, олово, цинк, никель, алюминий, магний, свинец, сурьма. В литейном производстве эти металлы почти не применяются в чистом виде, а употребляются главным образом в виде различных сплавов. Широко применяются сплавы меди с цинком (латуни) или с оловом, алюминием, марганцем (бронзы), а также сплавы на алюминиевой и магниевой основе.

Бронзы

Бронзами называют сплавы меди с оловом или другими металлами, если внешний вид и свойства этих сплавов близки к внешнему виду и свойствам оловянистых бронз.

Бронзы подразделяют на две основные группы — бронзы оловянистые и безоловянистые. Литейные качества бронз выше литейных качеств чистой меди; так, температура плавлении меди 1083°, а температура бронзы колеблется от 875 до 1050°; усадка меди составляет 2,04%, а у некоторых бронз снижается до 0,83%; способность к растворению газов у бронз ниже, чем у чистой меди.

Сталь по сравнению с чугуном имеет более низкие литейные качества. Линейная усадка стали составляет около 2%, а объемная —6—8%; такая большая по сравнению с чугуном усадка является причиной возникновения в отливках большого количества усадочных раковин.

Высокая температура плавления стали вызывает при застывании ее образование корки (на поверхности отливки), в результате чего газы не успевают выделиться из расплавленного металла, образуя газовые раковины. Кроме того, самое количество растворенных в стали газов больше, чем в чугуне, вследствие более высокой температуры плавления. Растворенные в стали газы получаются также и в результате химических реакций, происходящих в расплавленном металле (воздействие углерода на закись железа с образованием окиси углерода и углекислого газа).

Уменьшение газовой пористости в стальных отливках достигается прибавлением к стали элементов, имеющих с кислородом сродство большее, чем углерод, и дающих нелетучие, уходящие в шлак окислы (например, марганец, алюминий).

Первое место среди литейных материалов занимает чугун, высокие литейные и механические качества которого, а также относительная дешевизна обусловливают широкое применение его в машиностроении и строительстве.

Чугуном называется сплав, состоящий в основном из железа и углерода. Кроме углерода и железа, в состав чугуна обычно входит некоторое количество кремния, марганца, серы и фосфора.

Углерод, входящий в состав чугуна, может находиться частью в свободном и частью в связанном состоянии. Углерод, находящийся в свободном состоянии, может быть в форме пластинчатых включений различного размера или в виде округленных включений, а в связанном — или в виде химического соединения Fe₃C (карбид железа, цементит), или в виде твердого раствора углерода в железе (аустенит, феррит).

В зависимости от требований, предъявляемых к литым деталям из чугуна, применяется чугун различного химического состава.

Производство литых металлических изделий было известно в глубокой древности; находят литые предметы, изготовленные за несколько тысяч лет до нашей эры. В Киевской Руси, в Новгороде, в Московском княжестве литейное производство стояло на большой высоте: в IX—X вв. русские мастера умели отливать медные котлы, украшения, меднолитые палицы, кувшины, лампады; имеются указания, что в XI в. на Руси стояло на большой высоте изготовление колоколов; в XIV в. русские мастера отливали пушки. В 1479 г. в Москве был построен пушечнолитейный завод. В 1586 г. мастером Андреем Чоховым была отлита из бронзы пушка весом 2400 пуд.., известная под названием царь-пушки. В XVI в. производство литых пушек стояло в Московском княжестве на такой высоте по качеству и размеру, что иностранцы признавали за Москвой в этом отношении первое место. В XVI в. в России было освоено производство чугунных пушек; вес таких пушек достигал 1200 пуд. В 1632 г. близ Тулы были построены Городищенские чугунолитейные заводы, доменные печи которых по своей мощности в 2 раза превосходили современные им английские печи. В 1648 г. близ Вологды был построен чугунолитейный завод. В 1653 г. русские мастера отлили колокол, который в очищенном виде весил 7700 пуд. Надписи на дошедших до нас старинных колоколах в пушках сохранили много имен русских мастеров литейного производства; среди них особо выделяются Андрей Чохов — знаменитый «литец» колоколов и пушек, братья Дубинины, Мартьян Осипов.

Пассивированием называется самозащита металла от коррозии посредством пленки окисла. Если пленка достаточно непроницаема, прочна и не отстает от металла, то она предотвращает дальнейшее разрушение его. В качестве примера можно указать на окисную пленку алюминия.

Различают особый вид пассивирования, называемый внутренним, при котором пленка устойчивых окислов образуется за счет элементов, входящих в состав сплава, например, хрома в хромистых нержавеющих сталях или алюминия в жароупорных сталях.

Применяемые для защиты металла от коррозии меры могут быть сведены к трем основным видам: 1) изолированию защищаемого металла; 2) гальваническому воздействию на защищаемый металл; 3) ослаблению корродирующего влияния окружающей среды.

ПОНЯТИЕ О КОРРОЗИИ МЕТАЛЛОВ

Коррозией называется разрушение металла под химическим действием окружающей среды.

Металлы встречаются в природе преимущественно в виде соединений с неметаллическими элементами, например, железо — в виде Fe₂О₃ и др., алюминий — А1₂О₃, медь — Cu₂S и т. д.

Для получения металла в чистом виде необходима затрата энергии, так как металлургическими процессами нарушается равновесное состояние между металлом и веществами, с которыми он связан в естественном состоянии.

Полученные в результате металлургических процессов металлы под действием атмосферных условий (газов и влаги) снова стремятся перейти в устойчивые соединения с другими веществами, иначе говоря, корродируют.

В настоящее время коррозия выводит из строя ежегодно около 1 % находящегося в пользовании металла.

СПЕЦИАЛЬНЫЕ СПЛАВЫ

АНТИФРИКЦИОННЫЕ СПЛАВЫ

Антифрикционными называются сплавы, служащие для изготовления легко сменяемых трущихся машинных частей и способствующие уменьшению трения и износа деталей.

Из антифрикционного сплава изготовляют легко сменяемые по мере износа части (вкладыши, подшипники); материал для этих деталей должен обладать такими качествами, чтобы при износе их соприкасающаяся с ними трудно заменяемая часть машины не истиралась. Это возможно только в том случае, когда трущиеся части сделаны из разного материала, причем материал наиболее ценной детали должен быть тверже материала, из которого сделана легко сменяемая деталь: следовательно, твердость антифрикционного сплава должна быть ниже твердости шейки вала.

С другой стороны, антифрикционный сплав должен также быть и достаточно прочным, чтобы выдерживать действующую на него нагрузку.

ЦВЕТНЫЕ МЕТАЛЛЫ

В технике наибольшее самостоятельное значение имеют следующие цветные металлы: медь, никель, алюминий, цинк, свинец и олово.

МЕДЬ

В чистом виде медь имеет розовато-красный цвет, почему и называется красной медью.

Чем чище медь, тем розовее ее цвет и мельче сыпь в изломе; чем больше в ней примесей, тем грубее и темнее излом.

Удельный вес чистой меди равен 8,93, температура плавления 1083°, коэфициент линейного расширения при нагреве от 0 до 100° С—16,80_*10^-6, предел прочности при растяжении 22 кг/мм² и удлинение 35—50%. Чистая медь обладает высокой электро- и теплопроводностью, очень пластична и хорошо поддается обработке давлением как в холодном, так и в нагретом состоянии. Так как расплавленная медь легко растворяет газы, то литейные качества чистой меди невысоки.

ТВЕРДЫЕ СПЛАВЫ

В настоящее время наиболее совершенным материалом для режущего инструмента являются твердые или режущие сплавы. Эти сплавы позволяют применять большие скорости резания, чем быстрорежущая сталь, так как обладают большей твердостью и красностойкостью.

По способу изготовления режущие сплавы разделяют на литые и металлокерамические или спекаемые.

ЛИТЫЕ СПЛАВЫ

В состав литых режущих сплавов входят углерод, хром, никель, марганец, кремний, кобальт, вольфрам и железо; в структурном отношении литые сплавы характеризуются большим количеством карбидов, обладающих высокой твердостью; твердость литых сплавов достигает 60 R_c.