Помощь в написании студенческих работ
Антистрессовый сервис

Технология конструкционных материалов

РефератПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

При пластической деформации изменяется не только форма, но и свойства деформируемого металла. В реальном поликристаллическом металле происходит изменение форм зерен (кристаллитов) дробление отдельных зерен, а также ориентация их определенных кристаллографических осей в направлении течения металла. Преимущественная ориентация зерен называется текстурой. Текстура металлов обусловливает анизотропию… Читать ещё >

Технология конструкционных материалов (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Вопросы к контрольным работам

Контрольная работа № 1. Изобразите схему устройства кислородного конвертора и объясните принцип его работы. Опишите сущность и ход процесса производства стали в кислородном конверторе, укажите шихтовые материалы и выплавляемые стали. Сравните производительность кислородного конвертора и мартеновской печи.

Контрольная работа № 2. Опишите сущность процессов упругой и пластической деформации с точки зрения кристаллического строения металлов. Дайте определение пластичности и изложите влияние на нее химического состава, структуры, температуры нагрева, скорости и степени деформации.

Контрольная работа № 3. Приведите схему и опишите сущность процесса автоматической сварки под слоем флюса. Укажите назначение флюса и флюсовой подушечки.

Контрольная работа № 4. Приведите схему, опишите физическую сущность, назначение и область применения светолучевого и электроннолучевого методов обработки.

Контрольная работа № 1

Кислородный конвертер (рис. 1) представляет собой агрегат грушевидной формы высотой до 15 м, кожух которого изготовлен из листовой стали толщиной до 110 мм. Внутри конвертер футерован огнеупорным кирпичом. В процессе работы конвертер может поворачиваться с помощью поворотного устройства вокруг горизонтальной оси для завалки скрапа, заливки чугуна, разгрузки стали и шлака.

Кислородный конвертер.

Рис. 1. Кислородный конвертер.

1 — стальной кожух; 2 — огнеупорная футеровка; 3 — кислородная фурма; 4 — завалка флюса; 5 — легирующие добавки; 6 — летка; 7 — ковш; 8 — заготовка; 9 — проволока; 10 — бесшовная труба; 11 — блюм; 12 — балка; 13 — толстолистовая сталь; 14 — листовая заготовка (сляб); 15 — листовой прокат.

Шихтовыми материалами для кислородно-конвертерного процесса являются жидкий передельный чугун, скрап и флюсы. В состав флюсов входит известняк, железная руда, боксит и плавиковый шпат, который применяют для разжижения шлака.

В кислородном конвертере всегда ведут основной процесс выплавки стали, повышенную щелочность создают с помощью известняка для удаления фосфора и серы.

Перед плавкой в наклоненный конвертер через горловину загружают скрап и заливают чугун с температурой 1250−1350 °С. Шихта должна занимать 1/5 объема конвертера. После этого конвертер поворачивают в вертикальное положение и внутрь его вводят водоохлаждаемую фурму, через которую подают кислород под высоким давлением. Фурма не доходит до уровня металла на 1,2−2 м. Одновременно с началом продувки в конвертер загружают флюсы.

Для снижения содержания в чугуне углерода и примесей осуществляют их окисление. Процессы окисления сопровождаются выделением большого количества тепла, что необходимо для расплавления шихты и нагрева ванны жидкого металла. В этом состоит первый этап плавки.

В первую очередь под действием кислорода начинается интенсивное окисление железа в соответствии с законом действующих масс, так как в чугуне в большом количестве содержится железо и оно взаимодействует с кислородом.

Образовавшийся оксид железа, при высоких температурах процесса, более активно, чем чистый кислород, взаимодействует с примесями чугуна.

На 4−6-й минутах плавки окисляется кремний, восстанавливается железо и выделяется большое количество тепла. С окисления кремния начинается процесс шлакообразования. На 8−10-й минутах плавки начинает окисляться марганец и в виде оксида также удаляется в шлак. Фосфор начинает взаимодействовать с оксидом железа в начальный момент продувки (с 5-й минуты).

Повышенное содержание оксида железа способствует образованию фосфорный ангидрит. Это соединение неустойчивое, и реакция может идти в обе стороны, но присутствующий в печи оксид кальция уже при невысоких температурах связывает фосфорный ангидрит, переводя его в шлак.

Хуже всего при кислородно-конвертерном процессе удаляется сера, присутствующая в чугуне в виде сульфида железа, который начинает взаимодействовать с оксидом кальция даже при низких температурах.

Но в кислородном конвертере из-за повышенного содержания оксида железа сера практически не связывается кальцием, так как этот процесс сопровождается образованием FeО, который уже в избытке.

Второй этап выплавки стали — «кипение» металлической ванны начинается при достижении температуры 1450 °C. Это позволяет интенсивно протекать реакции окисления углерода, сопровождающейся поглощением теплоты.

Пузырьки окиси углерода выделяются из жидкого металла, вызывая бурное кипение ванны. Оно способствует выравниванию температуры по объему конвертера и частичному удалению в шлак неметаллических включений, прилипающих к пузырькам углерода. При достижении заданного содержания углерода подачу кислорода отключают, фурму поднимают, конвертер наклоняют и сталь через летку выливают в ковш.

Третий этап выплавки стали — раскисление в кислородном конвертере не проводится, оно осуществляется в ковше осаждающим методом.

Раскисление заключается в восстановлении оксида железа, растворенного в жидком металле. Кислород, выполнивший свою функцию при удалении примесей из металла, сам является вредной примесью, и его содержание необходимо снизить.

В ковш добавляют ферромарганец, ферросилиций и алюминий. Они обладают большим сродством к кислороду, чем сталь. Железо восстанавливается, а образующиеся оксиды магния, кремния, алюминия, обладающие меньшей плотностью, уходят в шлак.

В кислородных конвертерах выплавляют конструкционные стали с различным содержанием углерода — кипящие и спокойные. Этим способом трудно получать стали, содержащие высокое количество легкоокисляющихся легирующих элементов, поэтому кислородно-конвертерным способом можно выплавить только низколегированную сталь. Легирующие элементы вводятся в ковш в расплавленном состоянии или в виде твердых ферросплавов.

Кислородно-конвертерный процесс отличается высокой производительностью. Выплавка стали в конверторах вместимостью 50−300 т идет 25−50 мин, А производительность мартеновских печей в пять раз ниже. Благодаря высокой производительности, простоте устройства, отсутствию необходимости в топливе и малой металлоемкости кислородно-конвертерный способ становится основным способом производства стали.

Контрольная работа № 2

конвертор деформация сварка обработка Изменение формы и размеров твердого тела под воздействием приложенных к нему нагрузок называется деформацией. Деформация бывает упругой (обратимой) и пластической (необратимой).

Упругая деформация исчезает после снятия нагрузок, где тело восстанавливает свою первоначальную форму. Пластическая деформация остается после снятия внешней нагрузки, и тело не приобретает первоначальную форму.

Пластическая деформация сопровождается смещением одной части кристалла относительно другой на расстояние, значительно превышающие расстояния между атомами в кристаллической решетке металлов и сплавов.

Способность металлов и сплавов к пластической деформации имеет важное практическое значение, т.к. все процессы обработки металлов давлением основаны на пластическом деформировании заготовок. Величина пластической деформации не безгранична, при определенных ее значениях может начинаться разрушение металла.

При пластической деформации изменяется не только форма, но и свойства деформируемого металла. В реальном поликристаллическом металле происходит изменение форм зерен (кристаллитов) дробление отдельных зерен, а также ориентация их определенных кристаллографических осей в направлении течения металла. Преимущественная ориентация зерен называется текстурой. Текстура металлов обусловливает анизотропию их механических, магнитных и электрических свойств. В общем случае анизотропия свойств металла отрицательно сказывается при дальнейшей его обработки и эксплуатации изделий. В некоторых случаях специально стремятся создать максимально текстурованный в определенных направлениях для повышения механической прочности или магнитно-электрических свойств.

Пластическая деформация в кристалле осуществляется путем сдвига одной части относительно другой. Сдвиг вызывают касательные напряжения, когда их значение превышает критическое.

Имеется две разновидности сдвига: скольжение и двойникование. При скольжении одна часть кристалла смещается параллельно другой части вдоль плоскости, называемой плоскостью скольжения или сдвига (рис. 2, а).

Двойникование представляет собой перестройку части кристалла в новое положение, зеркально симметричное к его недеформированной части (рис. 2, б). Плоскость зеркальной симметрии называют плоскостью двойникования. При двойниковании атомные плоскости кристалла сдвигаются параллельно плоскости двойникования на разные расстояния. Часть кристалла, в которой в результате двойникования произошла переориентация кристаллической решетки, называется двойником деформации.

Схемы пластической деформации.

Рис. 2. Схемы пластической деформации: а — скольжения; б — двойникования

По сравнению со скольжением двойникование имеет второстепенное значение. Роль двойникования возрастает, когда скольжение затруднено. В металлах с ОЦКи ГЦК-решетками двойникование наблюдается лишь при низких температурах или высоких скоростях деформирования. При нормальных условиях в металлах с ГПУ-решеткой деформация развивается как двойникованием, так и скольжением. Механизм двойникования сложен и далее рассматриваться не будет.

На рис. 3 показаны три типа элементарных ячеек кристаллических решеток, наиболее характерные для металлов: объемноцентрированная кубическая (ОЦК); гранецентрированная кубическая (ГЦК) и гексагональная плотноупакованная (ГП), а также схемы упаковки в них атомов.

В кубической гранецентрированной решетке (ГЦК) атомы расположены в вершинах куба и в центре каждой грани (рис. 3, б).

В кубической объемноцентрированной решетке (ОЦК) атомы расположены в вершинах куба, а один атом — в центре его объема (рис. 3, а).

В гексагональной плотноупакованной решетке (ГП) атомы расположены в вершинах и центре шестигранных оснований призмы, а три атома — в средней плоскости призмы (рис. 3, в).

Типы элементарных ячеек кристаллических решеток металлов и схемы упаковки в них атомов.

Рис. 3. Типы элементарных ячеек кристаллических решеток металлов и схемы упаковки в них атомов: а) гранецентрированная кубическая (ГЦК); б) объемноцентрированная кубическая (ОЦК); в) гексагональная плотноупакованная (ГП) решетка

Металлы с ГПУ-решеткой менее пластичны, чем металлы с ОЦКи ГЦК-решетками. Число систем скольжения может возрасти, если уменьшатся критические напряжения сдвига в других плоскостях.

Элементарный акт сдвига — это смещение одной части кристалла относительно другой на одно межатомное расстояние. В идеальном кристалле в скольжении должны одновременно участвовать все атомы, находящиеся в плоскости сдвига. Для такого синхронного «жесткого» сдвига требуется критическое касательное напряжение, которое называют теоретической прочностью кристалла. В реальных кристаллах для сдвига на одно межатомное расстояние требуется напряжение в 1000 раз меньше теоретического значения. Низкая прочность реальных кристаллов обусловлена их структурным несовершенством.

Пластическое деформирование в реальных кристаллах осуществляется путем последовательного перемещения дислокаций. Дислокация легко движется в той плоскости, в которой находится дислокационная линия ММ (рис. 4) и ее вектор Бюргерса. Перемещение краевой дислокации при сдвиге на одно межатомное расстояние представляет собой согласованную перегруппировку атомов около дислокации и не сопровождается диффузионным переносом массы.

Как видно из схемы, приведенной на рис. 3, для перемещения краевой дислокации справа налево из положения 1 в положение 2 требуется лишь незначительное перемещение атомов (обозначенных черными кружками).

Схема смещения атомов при перемещении краевой дислокации на один параметр решетки.

Рис. 4. Схема смещения атомов при перемещении краевой дислокации на один параметр решетки

При дальнейшем движении дислокация пройдет всю плоскость и выйдет на поверхность зерна (блока). При этом верхняя часть зерна окажется сдвинутой по отношению к нижней его части на один межатомный период решетки (рис. 5). Так как в каждый момент смещается лишь небольшая группа атомов в области дислокации и на незначительные расстояния (меньше межатомных), то пластическая деформация совершается при небольшой величине касательных напряжений, что подтверждается экспериментальными данными.

Схема сдвига на один параметр решетки верхней части зерна относительно его нижней части при движении дислокации через всю плоскость скольжения.

Рис. 5. Схема сдвига на один параметр решетки верхней части зерна относительно его нижней части при движении дислокации через всю плоскость скольжения

Рассмотренный дислокационный механизм схематически представляет физическую сущность пластической деформации, происходящей путем скольжения (сдвига) в единичной кристаллографической плоскости монокристалла (одного зерна).

В процессе скольжения возникают новые дислокации, их плотность повышается.

Контрольная работа № 3

Многие сварные конструкции имеют прямолинейные или кольцевые (круговые) сварные швы большой длины. Выполнение таких швов не требует от сварщика особенных навыков кроме стабильного ведения процесса. В этих случаях возникает необходимость и возможность механизации процесса сварки.

При ручной дуговой сварке сварщик совершает одновременно два движения: перемещает электрод вдоль стыка и подает его вниз с заданной скоростью для поддержания постоянной длины дуги. Эти две операции легко механизировать с помощью двух электромеханических приводов, содержащих электродвигатель с элементами управления, редуктор и подающие устройства (колеса, ролики).

Первый привод движет сварочный электрод вниз с требуемой скоростью, второй перемещает электрод с механизмом его подачи вдоль стыка. За сварщиком остаются функции оператора, он должен только управлять процессом. При таком способе сварки использование штучного электрода конечной длины нерационально, удобнее в виде электрода использовать непрерывную проволоку требуемого диаметра и состава. Однако использование такого электрода кроме очевидных преимуществ (отсутствие огарков, не нужно тратить время на смену электрода, удобно транспортировать с помощью механизма подачи) имеет недостаток. Нанести на такой электрод какое-либо защитное покрытие очень сложно, так как электрод из такой проволоки должен находиться в плотно скрученной бобине.

Создать шлаковую защиту для плавящегося теплотой дуги электродного металла можно, насыпая вокруг электрода в месте сварки специальное гранулированное вещество сварочный флюс. Этот способ назвали автоматической дуговой сваркой под слоем флюса, хотя правильнее было бы назвать его механизированной сваркой, так как полной автоматизации процесса он не обеспечивает, участие сварщика необходимо.

Схема автоматической дуговой сварки под флюсом представлена на рис. 6.

Для сварки под слоем флюса используют непокрытую электродную проволоку и флюс для защиты дуги и сварочной ванны от воздуха.

Схема автоматической дуговой сварки под слоем флюса.

Рис. 6. Схема автоматической дуговой сварки под слоем флюса.

Подача и перемещение электродной проволоки механизированы. Автоматизированы процессы зажигания дуги и заварки кратера в конце шва. Дуга 10 горит между проволокой 3 и основным металлом 8. Столб дуги и металлическая ванна жидкого металла 9 со всех сторон плотно закрыты слоем флюса 5 толщиной 30−50 мм. Часть флюса плавится, и образуется жидкий шлак 4, защищающий жидкий металл от воздуха. Качество защиты лучше, чем при ручной дуговой сварке. По мере поступательного движения электрода металлическая и шлаковая ванны затвердевают с образованием сварного шва 7, покрытого твердой шлаковой коркой 6. Проволоку подают в дугу с помощью механизма подачи 2. Ток к электроду подводят через токопровод 1.

Для сварки под флюсом характерно глубокое проплавление основного металла. Преимущества автоматической сварки под флюсом по сравнению с ручной: повышение производительности процесса сварки в 5−20 раз, повышение качества сварных соединений и уменьшение себестоимости 1 м сварного шва.

Результаты сварки под флюсом сильно зависят от свойств и качества флюса. К флюсам для автоматической дуговой сварки предъявляются многочисленные и разнообразные требования. Флюс должен обеспечивать хорошее формирование наплавленного металла и сварного шва при высокой производительности сварки, надлежащие химический состав, структуру и высокую прочность наплавленного металла. В наплавленном металле не должно образовываться пор и в особенности трещин, устойчивость дуги должна быть достаточной, шлаковая корка должна легко удаляться с поверхности шва по окончании сваркиПри плавлении флюса не должны выделяться в большом количестве вредные газы и дым, особенно при сварке в тесных помещениях, внутри котлов и резервуаров и т. п. Флюс не должен быть слишком гигроскопичным; зерна его должны иметь достаточную механическую прочность, допускающую многократную подачу флюса к месту сварки и уборку нерасплавившейся части флюса без чрезмерного дробления зерен и образования большого количества пыли, снижающей качество сварки.

Флюс засыпается на место сварки толстым слоем, 50−60 мм. В процессе сварки расплавляется лишь 20% флюса, образующего шлаковую корку, остальная, не расплавившаяся часть флюса, должна быть убрана и затем снова использована при сварке. Современные флюсы для автоматической сварки разнообразны по назначению, составу и свойствам. Прежде всего флюсы можно разделить по способу изготовления на плавленые и неплавленые.

Плавленые изготовляют сплавлением в печах; они представляют собой обычно более или менее сложные силикаты, по свойствам близкие к стеклам. В состав плавленых флюсов можно вводить лишь вещества, растворяющиеся в расплаве, не разлагающиеся и не улетучивающиеся при температуре выплавки флюсов; это в первую очередь окислы и галоидные соединения металлов. Роль плавленых флюсов ограничивается созданием шлаков, довольно пассивных в металлургическом отношении.

Неплавленые флюсы представляют собой механические смеси порошкообразных и зернистых материалов. В них можно вводить любые вещества, независимо от их взаимной растворимости и устойчивости при высоких температурах: свободные металлы, ферросплавы, углеродистые вещества, карбонаты и т. д. Поэтому неплавленые флюсы позволяют интенсивно проводить различные металлургические процессы легирования, раскисления, модифицирования, создавать защитную газовую атмосферу в зоне сварки и т. д. и являются мощным средством управления металлургическими процессами при сварке и их регулирования.

В настоящее время наша промышленность применяет преимущественно плавленые флюсы. После создания автором настоящей книги принципиально нового вида неплавленых флюсов, получивших название керамических, неплавленые флюсы находят все большее применение. Керамические флюсы начали применять и в других странах, в США они получили название «агломерированные» .

По характеру шлака различают флюсы кислые и основные. По содержанию во флюсах соединений марганца и кремния различают флюсы высокои низкомарганцовистые или соответственно кремнистые; по наличию или отсутствию фтора во флюсе — фтористые или бесфтористые и т. д. По назначению различают флюсы для сварки низкоуглеродистых сталей, легированных спецсталей, цветных металлов, для наплавочных работ и т. п.

Контрольная работа № 4.

Светолучевой метод обработки металлов.

Лазерная обработка относится к светолучевым методам упрочнения или снятия поверхностных слоев заготовки и основана на воздействии светового луча высококонцентрированной энергии на поверхность заготовки.

Источником светового излучения является оптический квантовый генератор (ОКГ) — лазер, принципом работы которого является индуцированное генерирование светового излучения.

Атомы вещества имеют определенный запас энергии и находятся в устойчивом энергетическом состоянии. Если атому дать дополнительную энергию («накачка», или возбуждение, атома), он выйдет из равновесного состояния. Атом стремится вернуться в устойчивое энергетическое состояние, выделяя квант энергии. Накачку активного вещества осуществляют импульсной лампой. Возбужденный атом, получив дополнительный фотон, излучает два фотона, возвращаясь в устойчивое энергетическое состояние. В результате происходит цепная реакция генерации светового излучения.

Для механической и упрочняющей обработки используют твердотельные ОКГ, рабочим элементом которых является синтетический рубиновый стержень (оксид алюминия, активированный 0,05% хрома). Рубиновые лазеры (рис. 7, а) генерируют импульсы когерентного монохроматического красного света. Рубиновый стержень 4, торцы которого строго параллельны друг другу и перпендикулярны его оси, установлен в корпусе лазера. Левый торец покрыт непрозрачным слоем серебра, правый — полупрозрачным (коэффициент светопропускания 8%). Источником возбуждения атомов хрома является ксеноновая импульсная лампа 3, подключенная к батарее конденсаторов 1 и включаемая пускателем 2. При включении пускового устройства энергия конденсаторов преобразуется в световую энергию импульсной лампы, световой поток которой фокусируется на рубиновом стержне отражателем 7, в результате чего атомы хрома возбуждаются.

Лазерная обработка.

Рис. 7. Лазерная обработка: а — схема рубинового лазера; б — схемы управления лучом; 1 — батарея конденсаторов; 2 — пускатель; 3 — ксеноновая импульсная лампа; 4 -рубиновый стержень; 5 — оптическая система; 6 — заготовка; 7 — отражатель; 8 — зеркало

Излучаемый возбужденными атомами хрома лавинообразный поток фотонов длиной волны 0,69 мкм многократно отражается от зеркальных торцевых поверхностей рубинового стержня и, проходя через полупрозрачный правый торец, фокусируется оптической системой 5 на заготовке 6. Энергия единичного импульса невелика, но она выделяется за 10 с на площади 0,01 мм, поэтому в фокусе луча обеспечивается температура 6000−8000 °С. В месте попадания луча (на поверхности заготовки) металл моментально нагревается и испаряется.

Лазерную обработку применяют для прошивания сквозных и глухих отверстий, разрезания заготовок, фасонной резки листового металла, прорезания пазов, термической обработки поверхности заготовки (рис. 7, б).

Лазерная закалка применяется в тех случаях, когда закалка другими способами затруднительна. Поверхностное упрочнение лазером характеризуется следующими особенностями:

  • — упрочнение локальных по глубине и площади участков;
  • -локальное упрочнение полостей, недоступных обычным методам закалки;
  • -отсутствие коробления заготовки;
  • -получение при необходимости заданной микрошероховатости обработанной поверхности;
  • -возможность легирования поверхностного слоя;
  • -простота автоматизации процесса.

Упрочнению подвергаются углеродистые, малоуглеродистые, легированные и высоколегированные стали: У8А; У10А; 45; ХВГ; 9ХС; Х12; ШХ15; Р18; Р6М5К5Ф3 и др.

Электронно-лучевой метод обработки материалов Электронно-лучевая обработка осуществляется в вакууме при наличие специального оборудования: технологической камеры с вакуумной системой и электронной пушки с высоковольтным источником питания.

На рис. 8 представлена типовая функциональная схема электронно-лучевой установки. Установка состоит из вакуумной камеры 1, в верхней части которой размещается электронная пушка 2. К пушке с помощью кабеля высокого напряжения подводятся питание от высоковольтного выпрямителя 3. Внутри камеры может также находиться механизм перемещения 5 обрабатываемого изделия 6. Управление всеми агрегатами ведется с пульта управления 4. Вакуум в технологической камере создается с помощью вакуумной системы 7.

Функциональная схема технологической электронно-лучевой установки.

Рис. 8. Функциональная схема технологической электронно-лучевой установки: 1 — вакуумная камера; 2 — электронная пушка; 3 — высоковольтный выпрямитель; 4 — пульт управления; 5 — механизм перемещения обрабатываемого изделия; 6 -обрабатываемое изделие

Вакуум при электронно-лучевой обработке необходим как для создания и формирования электронного пучка, так и для защиты обрабатываемого металла от действия кислорода и азота воздуха, ускорения дегазации металла при плавлении, удаления некоторых вредных примесей и др.

К электронно-лучевым установкам предъявляется ряд общих требований. Рабочая камера должна быть газонепроницаемой и обладать прочностью, достаточной, чтобы выдержать атмосферное давление при создании вакуума внутри камеры. В качестве материала камеры лучше применять нержавеющую сталь. Толщину стенки камеры выбирают из условий прочности с учетом обеспечения непроницаемости для рентгеновского излучения. Камера снабжается смотровыми окнами для наблюдения за процессом. Толщина стекла и его качество должны обеспечивать прочность, герметичность и защиту от рентгеновского излучения. Камера должна иметь люки, обеспечивающие загрузку изделий, подлежащих электронно-лучевой обработке.

Электронно-лучевые технологические установки состоят из двух основных комплексов: энергетического и электромеханического, К энергетическому комплексу относится аппаратура, предназначенная для формирования пучка электронов с заданными параметрами управления его мощностью и положением в пространстве. Электромеханический комплекс установки предназначен для герметизации и вакуумирования рабочего объема, выполнения всех установочных, транспортных и рабочих перемещений обрабатываемого изделия и электронной пушки.

Вакуумные камеры для электронно-лучевой обработки являются одним из наиболее важных узлов установки для электронно-лучевой обработки. От их формы, конструкции, жесткости и габаритов зависят габариты и качество обрабатываемых за одну откачку изделий, удобство их загрузки и выгрузки, возможность пристыковки дополнительных объемов в нужном направлении и др. По степени специализации различают два типа камер: универсальные и специализированные. Универсальные камеры предназначены для обработки изделий любой формы и габаритов в пределах габаритов камеры. Такие камеры используются в единичном и мелкосерийном производстве и выпускаются в соответствии с принятыми параметрическими рядами. Это дает возможность выбрать камеры наиболее подходящих размеров применительно к конкретным изделиям. Специализированные камеры неразрывно связаны с конструкцией и габаритами конкретного изделия или группы изделий. Часто специализированные камеры выполняют по форме обрабатываемого изделия.

Откачные системы служат для создания и поддержания в процессе работы высокого вакуума в ускоряющем промежутке электронной пушки и в вакуумной камере.

Манипуляторы предназначены для рабочих, установочных и транспортных перемещений обрабатываемого изделия и электронной пушки.

Системы наблюдения, используемые при электронно-лучевой обработке, в большинстве случаев нуждаются в защите их от запыления парами обрабатываемых материалов.

Смотровое окно кроме прочного иллюминаторного стекла содержит рентгеновское стекло, необходимое для защиты обслуживающего персонала от рентгеновского излучения из области взаимодействия электронного пучка с металлом.

Вспомогательные устройства и механизмы предназначены для выкатывания манипуляторов из вакуумной камеры (выдвижные платформы), для сборки изделий и других целей.

Электропривод в установках для электронно-лучевой обработки управляется как в ручном дистанционном режиме для простых систем, так я в автоматическом режиме для более сложных систем.

Управляющие функции могут выполняться с помощью компьютерных систем или средствами локальной автоматики.

Технология электронно-лучевой обработки конструкционных материалов При осуществлении всех электронно-лучевых процессов электронный пучок используют в качестве энергоносителя, который в соответствующем виде воздействует на обрабатываемый материал. Пучок генерируется в электронной пушке и через выходное отверстие пушки выводится в технологическую вакуумную камеру. В ней размещены или в неё вводятся объекты электронно-лучевого процесса — заготовки или материалы.

При встрече электронного пучка с веществом кинетическая энергия электронов пучка взаимодействующих с атомами вещества, в результате ряда элементарных процессов превращается в другие формы энергии. При сварке, плавке, испарении и термической обработке используется возникающая при этом тепловая энергия. При нетермической обработке и других процессах химической электронно-лучевой технологии столкновения электронов пучка с атомами и молекулами возбуждают и ионизируют последние, вызывая химические реакции между ними. Эти эффекты воздействия электронного пучка на вещество и определяет области электронно-лучевой технологии.

Список используемой литературы

  • 1. Технология конструкционных материалов: Учебник для студентов машиностроительных специальностей вузов. 6-е изд., испр. И доп. / А. М. Дальский, Т. М. Барсукова, А. Ф. Вязов и др. — М.: Машиностроение, 2005.
  • 2. Технология металлов и материаловедение Под ред. Л. Д. Усовой.-М.: Металлургия, 1987
  • 3. Лахтин Ю. М., Леонтьева В. П. Материаловедение. Учебник-, М.: Машиностроение, 1990 -356 с.
  • 4. Астафьева, Е. А. Технология конструкционных материалов. Версия 1.0 [Электронный ресурс]: электрон. учеб. пособие / Е. А. Астафьева, Ф. М. Носков, Г. Ю. Зубрилов. — Электрон. дан. (11 Мб). — Красноярск: ИПК СФУ, 2008. — 454 с.
  • 5. Д. А. Глазкова Технология металлов и др. конструкционных материалов, 1972.
Показать весь текст
Заполнить форму текущей работой