1. Искусство нагревать металл

Содержание

Введение
1. Искусство нагреть металл
2. Способы ковки металлов
3. Ковочные машины
4. Штамповка взрывом
5. Прессование и холодная высадка


Введение

С того времени, как человек узнал железо, он начал искать способы делать его прочнее, надежнее и в то же время придавать ему нужную форму. Губчатое железо в холодном состоянии били колотушками, чтобы придать металлу нужнуюформу и удалить из него примеси. Затем, чтобы легче было решать эту задачу, догадались бить его в нагретом состоянии. Этот способ назвали горячей ковкой.
Ковка - один из самых древних методов обработки металлов. Орудиями труда кузнеца в далеком прошлом были наковальня, молот и простейшие инструменты: бородки, зубила, гладилки и т. п. В XVI веке появились молоты, которые приводились в действие энергиейдвижущейся воды (водяной привод). Это дало возможность увеличить массу молота (падающего бойка) в 10-15 раз - до 400 кг. Сила удара такого молота, естественно, значительно возросла.
С появлением паровых машин открылись новые возможности для увеличения силы удара молота. Почти одновременно с паровозом родился паровой молот. Масса его бойка (иногда его называют бабой) достигала уже нескольких тонн. Нои этого оказалось мало! Все увеличивавшиеся размеры изделий (валы кораблей, стволы пушек) требовали более мощных молотов.
Появились прессы, которые сдавливали крупные, хорошо нагретые стальные слитки и этим придавали им нужную форму. В то же время (60-70-е годы прошлого века) появились прокатные станы (см. ст. "Черная металлургия"). Но кузнечная обработка не потеряла своего значения. В нашевремя она получила новое развитие. Ковкой не только придают металлу нужную форму, но и одновременно улучшают его качество: делают его однороднее и прочнее.

1.
Искусство нагревать металл

Процесс ковки основан на природных пластических свойствах металлов. Однако, когда металл холодный, эти свойства проявляются крайне слабо. Поэтому, для того чтобы металл стал пластичным, его нагревают дотемпературы свыше 1000° С. Искусство нагревать металл очень сложное и тонкое. Кузнец или штамповщик знает, что стали разных марок (или другие сплавы) требуют разных температурных режимов.
Металлы - тела кристаллические. Каждый кристалл состоит из определенного числа симметрично расположенных и образующих те или иные геометрические формы атомов. Кристалл железа - куб. Атомы в нем размещаются двояким образом. В однихслучаях они располагаются в вершинах и центре куба, образуя так называемую объемно-центрированную решетку, в других - еще и посередине каждой грани. Такая решетка называется гранецентрированной. Во втором случае атомы размещены теснее, чем в первом. А чем теснее располагаются атомы в кристаллах, тем прочнее металл.
Железо может пребывать в разных кристаллических состояниях. Оно меняется по меренагрева или, наоборот, при остывании. Да и размер самого куба не остается неизменным: в одних случаях грани куба больше, в других - меньше. Еще в 1868 г. русский ученый Д. К. Чернов определил так называемые критические точки (температуры) железа, при которых происходит перестройка его кристаллов. Впоследствии оказалось, что такие перестройки характерны не только для железа, но и для других металлов.
Ковкаулучшает структуру металла. Чем теснее располагаются атомы в кристаллах, тем прочнее металл. Поэтому, нагревая металл для ковки, необходимо очень строго соблюдать температурный режим. Если металл перегреть, то кристаллы (зерна), из которых он состоит, сильно увеличатся и металл станет непрочным; если же температура нагрева окажется, ниже требуемой, металл не будет поддаваться ковке. В зависимостиот того, сколько углерода содержится в стали, критические точки сдвигаются в сторону более высоких или более низких температур. Поэтому стали с разным содержанием углерода нагревают по-разному.
Обработка металлов давлением основывается на науке о пластичности. Выдающуюся роль в развитии этой науки сыграли отечественные ученые Н. С. Курнаков, А.А. Бочвар, Я.И....