Масштабах производства

Упрочнение при быстром охлаждении легированного феррита в безуглеродистых сплавах (С<СО,02%) связано с образованием структуры мартенситного типа. Так, при медленном охлаждении образуется обычный (полиэдрический) феррит, а при быстром охлаждении — игольчатый феррит, по внешнему виду похожий на мартенсит. Твердость игольчатого феррита НВ на 100—150 Мн/м2 выше твердости полиэдрического феррита.

Твердость зависит от содержания в нем углерода и дисперсности карбидных включений. Максимальная твердость HRC 60—65. Отличается малой пластичностью и вязкостью. Ферромагнитен. Коэффициент термического расширения мартенсита в 1.5 раза меньше, чем аустенита (порядка 12 • 10-«, а аустенита 18 • 10~в для углеродистой стали с 0,1% С), Электросопротивление мартенсита примерно равно электросопротивлению аустенита и значительно больше, чем перлита. Мартенсит имеет большую коэрцитивную силу и меньшую магнитную проницаемость, чем перлит

1. Химический состав и твердость мартенситного серого чугуна [2, 4J

В чугуне 1 (см. табл. 1) мартенсит (микротвердость около 7QQHV) образуется в литом состоянии без термообработки, за счет легирования никелем. Чугун 3 в литом состоянии содержит в структуре значительные количества мягкого аустенита и сравнительно легко обрабатывается; после механической обработки детали подвергаются отпуску, во время которого аустенит превращается в мартенсит, твердость чугуна повышается до 380—420 НВ, а с ней и износостойкость.

Как показывают металлографические исследования, в результате ЭМО образуется светлый слой, а его структура представляет собой мелкодисперсный мартенсит. Твердость этого слоя находится в пределах 60 ... 65 HRC3, а твердость поверхностного слоя ножей, изготовленных серийно, — 48 ... 55 HRC3.

Низкотемпературный (низкий) отпуск проводят при нагреве до 250 °С. При этом снижаются закалочные макронапряжения, мартенсит закалки переводится в отпущенный мартенсит, повышается прочность и немного улучшается вязкость (к? заметного снижения твердости. Закаленная сталь (0,6—1.8 % С) после низкого отпуска сохраняет твердость 58—63 HRC, а следовательно, высокую износостойкость. Однако такое изделие (если оно не. имеет вязкой сердцевины) не выдерживает значительных динамических нагрузок.

Среднгтемпературный (средний) отпуск выполняют при 850—¦ 500 °С и применяют главным образом для пружин и рессор, а также для штампов. Такой отпуск обеспечизает высокие пределы упругости и выносливости и релаксационную стойкость, Структура стали после среднего отпуска — троостит отпуска или троосто-мартенсит; твердость стали 40—50 HRC. Температуру отпуска надо выбирать таким образом, чтобы не вызвать необратимой отпускной хрупкости.

коренного охлаждения со скоростью выше критической аустенит превращается в мартенсит. Твердость и износостойкость стали возрастают. Закалку с полиморфным превращением называют закалкой на мартенсит.

Применительно, например, к углеродистым инструментальным сталям закалка с низким отпуском обеспечивает высокие твердость и износостойкость, сохраняя структуру мартенсита отпуска. Для среднеуглеро-дистых сталей закалка со средним отпуском дает максимальную упругость и достаточную твердость, что необходимо для рессор, пружин, деревообрабатывающего инструмента. При среднем отпуске мартенсит распадается на зернистую дисперсную ферритоцементитную смесь (троостит). Закалка с высоким отпуском для среднеуглеродистых сталей обеспечивает еще большее приближение к равновесному состоянию и получение более грубой зернистой ферритоцементитной смеси (сорбит),

В результате закалки доэвтектоидной стали получают мар-тенситную структуру. Она обеспечивает наибольшую прочность и твердость. Нагрев ниже Acs, но выше Ас\ приводит к частичной закалке. Зерна, которые в процессе нагрева и выдержки превратились в аустенит, после резкого охлаждения превратятся в мартенсит. Твердость мартенсита в стали, содержащей 0,5% углерода, составляет около 650 кГ/мм2 по Бринелю. Но наряду с мартенситом сохранятся не претерпевшие превращения при нагреве зерна мягкого феррита (твердость всего около 80 кГ/мм2 по Бринелю). Такая структура является браком закалки. В то же время нагрев до температуры, значительно превышающей Асз, может вызвать перегрев или даже пережог. Поэ-

деталей, подвергаемых поверхностной закалке, цементации, нитроце-ментации (более подробно см. главу 4). После низкого отпуска снижаются закалочные напряжения, мартенсит закалки (рис. 3.12, 6) превращается в мартенсит отпуска (рис. 3.12, в), повышается прочность и несколько — вязкость. Твердость остается высокой (58...63 HRC3) и почти не снижается по сравнению с закаленной сталью.

Однако при современных масштабах производства для получения в плоских деталях малых отверстий с параллельными осями применя-

Эти меры осуществимы и дают наибольший эффект при больших масштабах производства и стабильной продукции. Здесь на первый план выступает роль конструктора. Он должен обеспечить высокий потенциал развития, заложив в конструкцию предпосылки изготовления одноймодели в течение длительного пери о д.а времени при наибольшем возмо-жном масштабе выпуска, т. е. создать конструкцию, обладающую широкой применяе-, мостью и ресурсами совершенствования.

Применяют при больших масштабах производства для соединения деталей прямыми и круговыми швами. Сварку ведут под слое{л флюса; электродом служит голая сварочная проволока /.

При больших масштабах производства приварка значительно выгоднее обычного способа крепления .шпилек на резьбе.

К недостаткам порошковой металлургии относятся: ограниченность размеров и относительная простота формы получаемых изделий; экономичность применения при достаточно больших масштабах производства; остаточная пористость заготовок, которая в некоторых случаях не позволяет получить такие же физико-механические свойства, как у отливок и поковок.

3. Принцип саморегулирования. Как видно из сказанного, тенденции развития оборудования приводят к созданию саморегулируемых технологических систем, которые независимо от воздействий на них вредных процессов и без вмешательства человека способны поддерживать требуемые показатели качества выпускаемой продукции. Это является основным условием выпуска высококачественной продукции при современных масштабах производства. ,

Понятно, что на том техническом уровне решить путем электрификации проблему качественного энергоснабжения потребителей было практически невозможно: даже в 50-е годы электроэнергией удавалось обеспечить лишь немногим более 10% потребностей народного хозяйства в конечной энергии и то главным образом за счет ее использования в электроэнергетических, электрохимических и стационарных силовых процессах. Еще 15% конечной энергии обеспечивалось высококачественными видами топлива — нефтью и газом, а оставшиеся три четверти потребностей общества в энергии могли удовлетворяться лишь относитель ю низкокачественным твердым топливом (см. рис. 1.1). Это порождало при резко возросших масштабах производства существенные трудности в дальнейшем развитии энергетики и постепенно стало тормозом научно-технического прогресса в отраслях —• потребителях энергии.

Четыре класса волокон считаются достаточно пригодными для космических конструкций: стеклянные, борные, углеродные и органические. Их сравнительные свойства представлены в табл. 1. Количественные характеристики волокон приведены в табл. 2. Данные о ценах и масштабах производства содержатся в табл. 3. Основные конструкционные свойства кратко изложены в последующих разделах.

Экономичность порошковой металлургии особенно заметна при больших масштабах производства. Так, автомобильная промышленность все шире использует изделия порошковой металлургии — у современного автомобиля более 500 таких деталей. На автомобильную промышленность США приходится 60 процентов всего выпуска деталей, изготовленных из, металлических порошков.

В массе своей композиционные материалы с волокнистой арматурой и металлической матрицей еще не вышли за рамки лабораторных исследований » опытно-промышленного использования. Но некоторые из них уже применяются в практических целях: свинец, серебро и алюминий армируют стальной проволокой, алюминий — стекловолокном, медь — вольфрамовыми волокнами. Объем производства композиционных материалов на основе пластиков и стекловолокна достиг завидной величины, а о масштабах производства железобетона и говорить яе приходится.

полному внедрению взаимозаменяемости, а также и ритмичности сборки. В существовавших тогда на заводе «Красный путиловец» условиях и масштабах производства перечисленные принципы осуществления сборки были целесообразны и прогрессивны, но все же не могли считаться полностью приемлемыми в качестве руководящих принципов для последующего этапа развития техники, технологии и организации сборочных работ в машиностроении в условиях как поточного производства, так и крупносерийного. Одновременно с постепенным освоением поточного производства колесных тракторов на заводе «Красный путиловец» тракторостроение развивалось с 1925 г. и на Харьковском паровозостроительном заводе им. Коминтерна (ХПЗ, теперь Харьковский завод транспортного машиностроения им. Малышева), где был начат выпуск мощных гусеничных тракторов типа ВД. Большой вес и конструктивные особенности придали сборке тракторов ВД специфические черты, представляющие не меньший интерес, чем охарактеризованные выше принципы сборки тракторов ФП.