Вариант 7

Легирующие элементы латуней и бронз обозначаются первыми буквами их названий в отличие от обозначения сталей: А — алюминий, Б — бериллий, Ж — железо, К — кремний, Мц — марганец, Мг — магний, Н — никель, О — олово, С — свинец, Т — титан, Ф — фосфор, X — хром, Ц — цинк. Содержание этих элементов указывается в целых процентах.
По технологическому принципу эти сплавы делятся на деформируемые и литейные, их обозначения имеют различия. В маркировке деформируемых сплавов сначала пишутся все буквы, показывающие наличие легирующих элементов, а затем цифры, показывающие их содержание в том же порядке. В маркировке литейных сплавов цифры пишутся непосредственно после буквы, обозначающей наличие компонента, аналогично тому, как это принято для сталей.


2.3 Технологические процессы обработки меди и ее сплавов, виды поставляемой продукции

При разработке технологии термической обработки меди и ее сплавов приходится учитывать две особенности: высокую теплопроводность и активное взаимодействие меди с газами при нагреве. При нагреве тонких изделий и полуфабрикатов теплопроводность имеет второстепенное значение. При нагреве массивных изделий высокая теплопроводность меди является причиной более быстрого и равномерного их прогрева по всему сечению, по сравнению, например, с титановыми сплавами.
В связи с высокой теплопроводностью при упрочняющей термической обработке медных сплавов не возникает проблемы прокаливаемости. При используемых на практике габаритах полуфабрикатов и изделий они прокаливаются насквозь.
Медь и сплавы на ее основе активно взаимодействуют с кислородом и парами воды при повышенных температурах, по крайней мере, более интенсивно, чем алюминий и его сплавы. В связи с этим, при термической обработке полуфабрикатов и изделий из меди и ее сплавов часто применяют защитные атмосферы, в то время как в технологии термической обработки алюминия защитные атмосферы используют редко.
Отжиг меди и ее сплавов проводят с целью устранения тех отклонений от равновесной структуры, которые возникли в процессе затвердевания или в результате механического воздействия либо предшествующей термической обработки.
Гомогенизациониый отжиг заключается в нагреве слитков до максимально возможной температуры, не вызывающей оплавления структурных составляющих сплавов. Ликвационные явления в меди и латунях развиваются незначительно, и нагрев слитков под горячую обработку давлением достаточен для их гомогенизации. Основными сплавами меди, нуждающимися в гомогенизашюнном отжиге, являются оловянные бронзы, так как составы жидкой и твердой фаз в системе Cu-Snсильно отличаются, в связи с чем развивается интенсивная дендритная ликвация.
В результате гомогенизационного отжига повышается однородность структуры и химического состава слитков. Гомогенизашюнный отжиг - одно из условий получения качественного конечного продукта.
Рекристаллизационный отжиг - одна из распространенных технологических стадий производства полуфабрикатов меди и сплавов на ее основе.
Температуру начала рекристаллизации меди интенсивно повышают такие элементы, как Zr, Cd, Sn, Sb, Cr, в то время как Ni, Zn, Fe, Со оказывают слабое влияние.
На температуру рекристаллизации латуней также влияет предшествующая обработка, в первую очередь степень холодной деформации и величина зерна, сформировавшегося при этой обработке. Так, например, время до начала рекристаллизации латуни Л95 при температуре 440 °С составляет 30 мин при степени холодной деформации 30 % и 1 мин при степени деформации 80 %.
Величина исходного зерна действует на процесс рекристаллизации противоположно повышению степени деформации. Например, в сплаве Л95 с исходным зерном 30 и 15 мкм отжиг после 50 % деформации при температуре 440 °С приводит к рекристаллизации через 5 и 1 мин соответственно. В то же время величина исходного зерна не влияет на скорость рекристаллизации, если температура отжига превышает 440 °С.
При одинаковых условиях деформации и отжига с увеличением содержания цинка величина зерна уменьшается, достигает минимума, а затем растет. Так, например, после отжига при 500 °С в течение 30 мин величина зерна составляет: в меди 0,025 мм; в латуни с содержанием 15 % Zn-0,015 мм, а в латуни с 35 % Zn- 0,035 мм. В α-латунях зерно начинает расти при относительно низких температурах и растет вплоть до температур солидуса. В двухфазных (α + β)- и специальных латунях рост зерна, как правило, происходит лишь при температурах, при которых остается одна β-фаза. Например, для латуни Л59 значительное увеличение зерна начинается при отжиге выше температуры 750 °С.
Температуру отжига латуней выбирают примерно на 250-350 °С выше температуры начала рекристаллизации.
При отжиге сплавов меди с содержанием 32-39 % Znпри температурах выше α <-> (α + р)-перехода выделяется β-фаза, что вызывает неравномерный рост зерна. Отжиг таких сплавов желательно проводить при температурах, не превышающих линию α <-> (α + β)-paвнoвecия системы Cu-Zn. В связи с этим латуни, лежащие по составу вблизи точки максимальной растворимости цинка в меди, следует отжигать в печах с высокой точностью регулировки температуры и большой однородностью распределения ее по объему печи.
При выборе режимов рекристаллизашюнного отжига латуней следует учитывать, что сплавы, лежащие вблизи фазовой границы α / (α + β) (рис. 2.1), из-за переменной растворимости цинка в меди могут термически упрочняться. Закалка латуней, содержащих более 34 % Zn, делает их склонными к старению, причем способность к упрочнению при старении растет с увеличением содержания цинка до 42 %. Практического применения этот вид термического упрочнения латуней не нашел. Тем не менее скорость охлаждения латуней типа Л63 после рекрпсташшзацнонного отжига влияет на их механические свойства. Возможность распада пересыщенных растворов в α-латунях, содержащих более 34 % Ζη, и в (α + р)-латунях следует также учитывать при выборе режимов отжига для уменьшения напряжений. Сильная холодная деформация может ускорять распад пересыщенных а- и β-растворов при отжиге.
Температура начала рекристаллизации латуни Л63 колеблется от 250 до 480 °С. Наиболее мелкозернистая структура в сплаве Л63 образуется после отжига при температурах 300-400 °С. Чем выше степень предшествующей холодной деформации, тем меньше величина рекристаллизованного зерна и больше твердость (при одинаковых условиях отжига).
Качество отожженного материала определяется не только его механическими свойствами, но и величиной рекристаллизованного зерна. Величина зерна в полностью рекристаллизованной структуре довольно однородна. При неправильно установленных режимах рекристаллизационного отжига в структуре четко обнаруживаются две группы зерен различной величины. Эта так называемая двойная структура особенно нежелательна при операциях глубокой вытяжки, гиба или полировки и травления изделий.
С увеличением размеров зерна до определенного предела штампуемость латуней улучшается, но качество поверхности ухудшается. На поверхности изделия при величине зерна более 40 мкм наблюдается характерная шероховатость - «апельсиновая корка».
Этапы эволюции деформированной структуры значительно растянуты во времени, и поэтому представляется возможным получение частично или полностью рекристаллизованной структуры с мелким зерном путем варьирования времени отжига. Полуфабрикаты с не полностью рекристаллизованной структурой с очень малым размером зерна штампуются без образования «апельсиновой корки».
Неполный отжиг, продолжительность которого определяется степенью предварительной деформации, проводят в интервале 250-400 °С. Для соблюдения точного технологического режима такой отжиг следует выполнять в протяжных печах, где строго контролируется рабочая температура и продолжительность выдержки (скорость протяжки).
Неполный отжиг применяют преимущественно с целью уменьшения остаточных напряжений, которые могут приводить к так называемому «сезонному растрескиванию». Этот вид коррозии, присущий латуням с содержанием более 15 % Ζn, заключается в постепенном развитии межкристаллитных трещин при одновременном воздействии напряжений (остаточных и приложенных) и специфических химических реагентов (например- растворы и пары аммиака, растворы ртутных солей, влажный серный ангидрид и т.д.). Считается, что чувствительность латуней к сезонному растрескиванию обусловлена скорее неоднородностью напряжений, чем их абсолютной величиной.
Отжиг для уменьшения остаточных напряжении проводят в температурном интервале ниже температуры начала рекристаллизации с тем, чтобы заметно не снижались механические свойства, полученные нагартовкой. Обычно этот интервал температур лежит между 250 и 330 °С, а продолжительность отжига колеблется от 1 до 2 ч


2.4 Распад СССР и его влияние на технологическое воспроизводство и сырьевое обеспечение отрасли

Входные и выходные технико-экономические параметры предприятия сопрягаются по всей технологической цепочке с предприятиями-смежниками, следовательно, функционирование отдельных предприятий нельзя рассматривать вне национальной экономической системы. Любая смена поставщика при поставке сырья для продукции является очень сложным и дорогим процессом. Развал СССР привел к падению промышленности во всех странах. Молдова и Грузия находятся в самом худшем положении, промышленность у них упала наиболее сильно. Распад СССР как единого технологического пространства привел к разрыву установившихся, то есть имевших сопряжение по техническим параметрам, по ценам, по загрузке мощностей, по графикам поставки продукции и так далее, связей предприятий изготовителей с поставщиками, к развалу технологической системы в целом. Развал промышленности особенно ощутим в странах СНГ, так как республиканские периферийные предприятия оказались отделенными от головных, расположенных преимущественно в центральной части России. С другой стороны, крупные промышленные центры, чьи технологические системы были сориентированы на переработку сырьевых полуфабрикатов и выпуск конечной продукции, остались без отечественного сырья материала и комплектующих. Например, текстильная промышленность без хлопка, пищевая без украинского сахара и растительного масла, белорусского картофеля и т.д. и что не менее важно, без заказчиков на свою продукцию, так как многие предприятия СНГ, особенно сырьевые отрасли, переориентировались на импорт более качественных и дешевых товаров, включая оборудование. Естественно, переход предприятий стран СНГ в сферу влияния иностранного капитала и прекращение поставок российским предприятиям потребовало перестройки их технологических систем на других поставщиков и инвестиций. При отсутствии собственных средств, предприятие вынуждено продавать западному капиталу акции в обмен на инвестиции и терять национальную самостоятельность, или разваливаться. Особенно это свойственно предприятиям военно-промышленного комплекса как выпускающим сложную продукцию. Поэтому, распад СССР можно рассматривать как распад единого технологического пространства и как один из основных факторов стагнации (замедления развития) экономики.
Падение производств в машиностроении и ВПК (до 37% к 1998 году и до 56% в 2002) привело к потере спроса на металлы на внутреннем рынке. Началось падение производства и предприятия перешли на экспорт металлов. Технологическая система России практически была перестроена на энерго-сырьевое обеспечение других стран. В России было произведено 7% мирового выпуска стали, более 50 % пошло на экспорт. На экспорт отправляется порядка 70% редких металлов и 80% цветных. В экспорте чёрных металлов 60% составляют полуфабрикаты, в экспорте цветных 80% приходится на первичные, не прошедшие обработку металлы. Следствием перестройки металлургии на выпуск не готовых металлов стало резкое сокращение потребление металлопродукции, значительную роль играет металлолом. В результате подорожания перевозок и электроэнергии произошла перестройка комплекса на выпуск первичных металлов.






















Заключение

Металлургическое производство в настоящее время развивается в условиях не только ухудшения качества перерабатываемого сырья, но и ужесточения требований к охране окружающей среды, необходимости экономии энергоресурсов и водных ресурсов.
Для производства необходимых промышленности цветных металлов из
бедного сырья ежегодно приходится добывать сырья свыше 2 млрд т горной массы, расходовать около 100 млрд кВт электроэнергии, 6 млрд м3 природного газа, около 2 млрд м3 кислорода, 20 млн т условного топлива, 3 млрд м3 воды и миллионы тонн различных материалов.
Глобальный кризис, связанный с истощением сырьевых ресурсов цветной металлургии, можно предотвратить путем разработки и использования высокоразвитой техники для разведки и добычи полезных ископаемых из поверхностных и более глубоких слоев земной коры, за счет использования сырьевых богатств мирового океана, путем разработки новых технологических процессов и оборудования для переработки полезных ископаемых и, что особенно важно, путем перевода промышленного производства на так называемые «замкнутые», «безотвальные» технологические схемы.
На современном этапе развития промышленного производства повышение эффективности использования природных ресурсов стало одной из наиболее актуальных научно-технических и хозяйственных проблем.
Особый научный и практический интерес представляет проблема комплексного использования сырья. Решение этой проблемы позволит значительно увеличивать производство цветных, благородных и редких металлов, а также выпуск серной кислоты. Степень комплексности характеризуется числом извлекаемых компонентов по отношению к их общему числу в руде (концентрате) и выражается в процентах.
Важнейшим свойством сырья цветной металлургии является способность к значительному выделению тепла при его переработке. Огромное количество энергии скрыто и выделяется в процессе пирометаллургической переработки различного сырья, к которому относятся сульфидные свинцовые и цинковые концентраты, а также сульфидные медные, никелевые концентраты и полупродукты их переработки. Эта энергия образует значительную часть вторичных энергетических ресурсов. Она составляет более 30 % от общего количества вторичных энергоресурсов в цветной металлургии. Так, сокращение расхода топлива в масштабах промышленного производства на 1 % дает экономию в 10 млн т условного топлива.






Список источников


Тарасов А. В. Производство цветных металлов и сплавов: Учеб. пособие,- 2 изд.- М.: АРБОР: Норильский комбинат, 2005 -167 с.
Уткин Н.В. Цветная металлургия: Учебник для вузов по спец.: Металлургия цветных металлов - Челябинск, 1988.
Уткин Н.И. Производство цветных металлов - 2 изд.- М.: Интернет инжиниринг, 2004 - 442 с.
Машины и агрегаты для обработки цветных металлов и сплавов: Учебное пособие для вузов / Паршин B.C., Костров В.П., Сомов Б.С. и др.- М.: Металлургия, 1988.
Электронный ресурс: http://metah.ru/novosti-metallurgii/v-nornikele-zavelsja-tolling.html
Марченко, Н. В. Металлургия тяжелых цветных металлов [Электронный ресурс] : электрон. учеб. пособие / Н. В. Марченко, Е. П. Вершинина, Э. М. Гильдебрандт. – Электрон. дан. (6 Мб). – Красноярск : ИПК СФУ, 2009.
Тарасов А. В. Производство цветных металлов и сплавов: Учеб. пособие,- 2 изд.- М.: АРБОР: Норильский комбинат, 2005 -167 с.
Уткин Н.В. Цветная металлургия: Учебник для вузов по спец.: Металлургия цветных металлов - Челябинск, 1988.
Уткин Н.И. Производство цветных металлов - 2 изд.- М.: Интернет инжиниринг, 2004 - 442 с.

Машины и агрегаты для обработки цветных металлов и сплавов: Учебное пособие для вузов / Паршин B.C., Костров В.П., Сомов Б.С. и др.- М.: Металлургия, 1988.

Электронный ресурс: http://metah.ru/novosti-metallurgii/v-nornikele-zavelsja-tolling.html
Марченко, Н. В. Металлургия тяжелых цветных металлов [Электронный ресурс] : электрон. учеб. пособие / Н. В. Марченко, Е. П. Вершинина, Э. М. Гильдебрандт. – Электрон. дан. (6 Мб). – Красноярск : ИПК СФУ, 2009.