Реферати українською » » Ковка металів


Реферат Ковка металів

Страница 1 из 5 | Следующая страница

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ РОСІЙСЬКОЇ ФЕДЕРАЦІЇ

ШУЙСКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ПЕДАГОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА ТЕХНОЛОГІЇ

КУРСОВАЯ РОБОТА

ТЕМА: «ХУДОЖНЯ КОВКА МЕТАЛЛОВ».

ВИКОНАВ: СТУДЕНТ 4к. 4гр.

МТФ-ФТО КОЧЕТКОВ О.Ю.

НАУКОВИЙ РУКОВВОДИТЕЛЬ:

____________________________

____________________________

ШУЯ 2004.

План.

З художньої кування металу.

Метал, використовуваний для кування.

Інструменти і пристосування.

Термічна обробка сталі та кольорових металів.

Химико-термическая обробка стали.

Техніка безпеки при ковальських роботах.


З художньої кування металу.

Здавна російські ковалі (з VI-VIII століть н.е.) володіли усіма прийомами вільної кування, ковальській зварювання, горновий пайки міді, вміли виробляти термічну обробку виробів.

Це те рівні техніки від майстра вимагалося багато вміння, досвіду, досвіду оперування металом. Различить, наприклад, сорти стали можна були лише за кольором і характерові іскри чи зламу, а ступінь нагріву при куванню, загартуванню і зварюванні - за кольором розпеченого металу (розжареного) на очей; про температурі відпустки стали майстер судив за кольором мінливості тощо.

Цікаво, що давньоруські ковалі з велике мистецтво виробляли як прикраси до костюмах - пряжки, персні, застібки, браслети, підвіски, ожерелья, оплечья чи прикраси кінської збруї, а й петлі на скриньки і скрині, обкуття їм, дверні замки, мечі, шоломи, кольчуги, бойові сокири, будь-яку побутову посуд і багато інших залізних кованих виробів.

Прийоми вільної кування, відомі віддавна, збереглися і по нашого часу. Кузнечная зварювання був у основі виготовлення холодна зброя з багатошарової стали. Її поки що називають зварювальним булатом. Великих успіхів домоглися майстра з Дамаска. Дамасской сталлю тепер називається багатопланова зварювальна сталь.

За часів могутності Київської Русі ковалі беруть активну участь у спорудженні Новгородских, Київських і Псковских величних соборів. Майстра ковальського справи кують як пояса для стягування стін, склепінь, арок, а й високохудожні грати для вікон, парадні ворота, двері з накладними квітами, крученими ручками-стукалами, встановлюють у верхах куполів соборів "розквітлі" виїмчасте хрести.

У XVII в. багато ковальські майстра переходять на виготовлення великих і малих огорож для дворцово-парковых ансамблів. Старі російські ковалі як мали необхідні знання технології кування досконало, а й славилися високим художнім смаком.

Решетки і огорожі, створені ними, чудово виглядали будь-якою тлі, були виразні в архітектурному оточенні, в близькому розгляді на відстані. Їх краса полягала у відповідність художніх елементів та його ритмічності. Образ старих московських вулиць та провулків просто неповторний.

Оригінальність пояснюється присутністю легких кованих мережив на балконах будинків, на огорожах парків, скверів, церков. Майстра класицизму великі архітектори і зодчі Бова, Жилярди, Баженов, Казаков любили використовувати кутий метал під час проектування та створення архітектурних ансамблів.

Дуже оригінальні огорожі, виконані стилі російського бароко, який був популярний у другій половині XVIII в. Игривый кутий візерунок, виконаний з допомогою рослинних мотивів, контрастує з потужними кам'яними стовпами. Симметричный малюнок, складений із серцеподібних вигинів стебел, званих майстрами "червонками", уражає російського декоративного мистецтва XVII-XIX ст. Санкт-Петербург - північна столиця Росії - завжди славився своїми гратами мостів і набережних, парків і палаців. Решотка Літнього саду із боку Неви стала найкращою з декоративних огорож у світі. Авторами цього дивовижно гармонійного, легкого металевого мережива з копій, ліпних розеток і витягнутих прямокутників є росіяни архітектори Фельтен і Єгоров. Выкована ця решітка, до речі, тульськими майстрами.

Наприкінці XIX - початку XX в. у Москві, С.-Петербурзі, в Одесі й інших містах найбільше решіток і огорож виконано у стилі модерн. Асиметрія кованих звиваються стебел створює якийсь текучий орнамент з які зливаються і переплетених дивовижних рослин. Найчастіше малюнок з решіток органічно переходить на стіну будинки і далі камені чи гіпсі розвивається за фасаду, який закінчується потужними вовками на карнизі удома чи парапеті даху.

З розвитком прокатного і кузнечно-штампованного виробництв поступово в архітектурі дедалі рідше став застосуватися декоративний кутий метал. Його заміняють зварні конструкції з прокатних профілів круглого, квадратного і прямокутного перерізу.

Художня кування стала спрощуватися, дедалі менше залишилося справжніх майстрів, вміють отковать огорожу, реставрувати чи полагодити старовинну грати.

Тому відродження цього виду ремесла має значення для сучасного декоративно-прикладного мистецтва.


Метал, використовуваний для кування.

 

У ковальському ремеслі має справу з різними сплавами, кольоровими металами, зі сталями різних марок. Для нагріву до кувальної температури однакових за величиною заготовок, але різних типів металу потрібно спалити різну кількість палива.

Теплопроводность металу - це швидкість нагріву заготівлі в перетині. Чим менший теплопровідність металу, тим більше коштів небезпека освіти тріщин при нагріванні. Наприклад, теплопровідність сталей, особливо легованих, вп'ятеро менше теплопровідності міді алюмінію. З теплоемкостью пов'язаний витрати для нагріву заготівлі до потрібної температури. Найбільшу теплоємність має стати за нормальної температури 800-1100°С. Отже що стоїть теплоємність металу, тим більше коштів витрачається палива. Для ковальських робіт застосовуються ковкие і пластичні метали і сплави. З чорних металів цими рисами мають деякі стали - сплав заліза з вуглецем. Залежно кількості змісту вуглецю стали різняться як низкоуглеродистые (до 0,25% вуглецю), середні (0,25-0,6%) і высокоуглеродистые (0,6-2%). Збільшення змісту вуглецю збільшує твердість стали, але зменшує гнучкість і теплопровідність. З власного будовою сталь представляє з себе тіло, освічене з кристалічних зерен, пов'язаних між собою силою межкристаллического зчеплення. У сплав стали обов'язковими компонентами є залізо, вуглець, кремній, сірка, марганець, фосфор. При змісті вуглецю до 0,1% сталь м'яка, добре кується, зварюється ковальським способом, не приймаючи гарту. Таку сталь на практиці називають залізом. Сталь, що всім вимогам художньої кування, містить від 0,1 до 0,3% вуглецю і по 1% інших домішок. Така сталь називається виробної.

Сталь середньої твердості містить вуглецю від 0,08 до 0,85%. Вона добре кується при належному нагріванні, добре гартується, але погано зварюється.

При змісті вуглецю від 0,6 до 1,35% сталь вважається высокоуглеродистой (інструментальної). Куется досить складно, вимагає дуже вмілого проведення нагріву і найбільш кування за певних температурах.

Таблиця 1
Температури початку й кінця кування вуглецевих сталей

Марка стали Т°С кування Марка стали Т°С кування
Початок Кінець Початок Кінець
Ст1 1300 900 У7, У8 1150 800
Ст2 1250 850 У9
Ст3 1200 850 У10, У12 1130 870

Чавун - це сталь, що містить до 2% вуглецю, він тендітний, не споживач, піддаючись куванню сплав.

Інші домішки, крім вуглецю, також впливають на якість металу. Так сірка і фосфор - шкідливі домішки.

При змісті сірки більш 0,04% сталь стає красноломкой, тобто. при нагріванні до червоного жару метал руйнується під ударами молота, а фосфор (більш 0,05%) робить сталь тендітній в холодному стані. Нікель підвищує міцність стали, а хром - твердість і зносостійкість, зате теплопровідність стали знижується, марганець зменшує шкідливий вплив сірки збільшує твердість, міцність, знижує теплопровідність. Кремній підвищує міцність і пружність, але знижує в'язкість і свариваемость. Для маркування легованих сталей, застосовуваних основному задля виготовлення ковальського інструмента, працюючих при ударних і високотемпературних режимах прийнято спеціальні позначення найпоширеніших легуючих елементів: З - кремній, Р - марганець, М - нікель, Т - титан, X - хром, Ю - алюміній, А - занижений вміст сірки і фосфору. Наприклад, марка 18ХГТ - сталь містить до 0,18% вуглецю, до 1% хрому, марганцю, титану. Інструментальні углеродистые стали містять 0,6-1,3% вуглецю, 0,15-0,6% марганцю, 0,15-0,35% кремнію, 0,03-0,35% сірки і фосфору. Такі стали позначають буквою У. Наступна з ним цифра позначає відсотковий вміст вуглецю. Наприклад, сталь У9 - сталь інструментальна із вмістом вуглецю 0,9%.

У ковальському справі використовують і кольорові метали: мідь, алюміній, магній, титан та його сплави: латуні (сплав міді з цинком) марок Л90, Л80, Л68, Л62 та інших. (цифри позначають зміст міді у відсотках); оловянистые бронзи (сплав міді з оловом) - БрЦ4-3 (4% олова і трьох% цинку) та інших. Хорошою ковкістю відрізняються алюмінієві сплави.

Усі метали і сплави мають поликристаллическое будова, тобто складаються із окремих міцно зрощених друг з одним зерен, між якими вміщено у вигляді тонких прошарків неметалеві вкраплення різних оксидів, карбідів та інших сполук. Розміри зерна становлять 0,01-0,2 мм вона також має кристалічний будова.

Що ж відбувається в металі під час ударів молота?

При куванню деформація відбувається внаслідок ковзання зерен щодо одне одного, оскільки міцність зерен більше, ніж зв'язок з-поміж них. Через війну кування зерна металу витягуються у бік течії металу і це веде до утворення мелкозернистой структури (рис. 29).

Рис. 29. Рекристаллизация стали: 1 - молот; 2 - ковадло; 3 - стан кристалів до кування: 4 - кристали, котрі піддаються куванню; 5 - кристали після кування

Разом із нею витягуються і неметалеві вкраплення, які дають металу волокнисте будова. Це можна побачити неозброєним оком. Прочностные якості металу залежить від температури кінця кування: що стоїть температурі металу у момент закінчення деформації, краще механічні властивості металу (зерно крупніша).

Зміни, які у сплавах при нагріванні і охолодженні, можна визначити по діаграмі стану (рис. 30), що дає графічне відображення фазового складу і структури сплавів за умов рівноваги залежно від температури і концентрації компонентів.

Рис. 30. Діаграма "железо-углерод"

Ця діаграма має важливого значення для обгрунтованого вибору теплових режимів всіх видів гарячої обробки стали. За віссю ординат - температура сплаву, по осі абсцис - зміст вуглецю. На діаграмі відзначені критичні точки, за нормальної температури яких відбуваються структурні перетворення. Зблизька діаграми зауважимо, що у структурі відбуваються вище лінії РS, оскільки феррит перетворюється на аустенит, але це отже поліпшується гнучкість, пластичність металу. Між лініями GS і P.S присутствую зерна феррита. Нижче лінії РS аустенит перетворюється на феррит, тобто. метал має високий ступінь пластичності, але невелику твердість і міцність. Між лініями АЕ і GS розташовується зона сприятливих температур і структури металу для кування.

При температурі нагріву 1500°С, тобто. вище лінії АС, сталь досі у рідкому стані.

Кузнєц мусить уміти вибрати сталь, що за своїми якостям відповідатиме задуманому виробу.

Завод постачальник прокатанную заготівлю маркірує тавром і забарвлює фарбою, відповідно до встановленому кольору кожної марки стали. У табл. 2 наведено встановлені кольору для сталей, вживаних для художньої кування.

 

Таблиця 2
Кольори для сталей, вживаних для художньої кування

Марки стали Тавро забарвлення Марки стали Тавро забарвлення
Ст1 білий У7 синий+красный
Ст2 жовтий У8 синий+желтый
Ст3 червоний У9 синій +рожевий
Ст4 чорний У10 синий+черный
Ст5 зелений У12 синий+зеленый
Ст6 синій

При витраті сталі у першу чергу рубають незабарвлений кінець, кінець з тавром витрачається останнє. Але часто-густо ковалю має справу з роботи вже що у обробці металом чи заготівлі втратили тавро. Як визначити марку стали? Виявляється, є для визначення марки металу у умовах своєї майстерні.

Різні стали мають характерні їм іскри. При доторку зразка, з обертовим наждаковим каменем відбувається іскріння. У мастерні необхідно мати набір зразків різних марок почав із клеймами, котрі можуть служити еталоном щодо марки стали по іскрі. Такий спосіб дає можливість визначення кількості вуглецю в стали до 0,2% і чи є у ній вольфрам і хром. Іскри добре відомі на чорному тлі, який рекомендується підкладати під пучок іскор. Розташувати зразок щодо обертового диска під час випробування треба те щоб пучок іскор був довжиною приблизно 30 див перпендикулярно лінії зору.

Очі необхідно захистити окулярами.

Довжина іскри залежить від сили натискання на обертався диск отже, домогтися однаковою довжини іскри можна, визначивши ступінь і рівномірність натискання і його зберігати під час випробувань. Нерівномірний тиск зразка в середньому може дати спотворений результат. При освіті іскри слід уважно стежити за довжиною іскри, її кількістю, забарвленням і характером зірочок (рис. 31).

Рис. 31. Визначення стали по іскрі

1) Якщо зміст вуглецю близько 0,12%, то іскра залишає слід прямий лінії, має світле і темно-червоне потовщення. Пучок довгий і "світлий.

2) Якщо зміст вуглецю 0,5%, пучок коротше, також світлий, але від першого потовщення починають відокремлюватися зірочки.

3) Інструментальна сталь із вмістом 1% вуглецю дає короткий широкий віяло червонуватих іскор, як від першого потовщення відокремлюється сніп іскор.

4) Характерним для марганцовых сталей є освіту зірочок на кінцях першого потовщення. Вигляд пучка залежить від змісту вуглецю.

5) Хромистая сталь дає довгий віяло іскор, іноді червонястий розриву і з отделяющимися зірочками - це надзвичайно характерно.

6) Вольфрамовая сталь дає переривчасту темно-червону іскру зі світлим стовщенням на кінці.

7) Хромвольфрамовая сталь середньої твердості дає подвійну іскру: червону товсту й довгу і темно-червону тонку коротку.

8) Быстрорежущая сталь має таку ж іскри як в хромвольфрамовой стали, але розриву.

Як доповнення цієї теми прошу ознайомитися з табл. 3.

 

 

 

 

 

 

Таблиця 3
Таблиця визначення марок сталей по іскрі

Марка стали Колір іскри Форма іскри і зірочок
Ст2, Ст3 Светло-желтый Разветвлений іскор мало, нитки тонкі
Ст4 Разветвлений мало, нитки гущі, ніж в Ст2
Сталь 10 Разветвлений мало, нитки гострі, трохи зірочок
Стали 15, 20 Разветвлений і зірочок більше, ніж в стали 10
Стали 20, 30 Разветвлений і зірочок більше, ніж в сталей 15, 20
У8, У10 Разветвлений і зірочок багато, кінці ниток тонкі
У12 Зірочки дрібні, густі
Стали 40, 45N Сильне розгалуження, зірочки круглі,
Страница 1 из 5 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація