Suport Curs Tehnologia Materialelor

Download Suport Curs Tehnologia Materialelor

Post on 17-Nov-2015

81 views

Category:

Documents

11 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

University of Oil and Gas - Tehnologia Materialelor

TRANSCRIPT

  • Universitatea Petrol - Gaze din Ploieti

    Facultatea Ingineria Petrolului i Gazelor

    Specializarea Inginerie de Petrol i Gaze (IFR)

    Mihaela Mdlina CLARU

    TEHNOLOGIA MATERIALELOR

    EDITURA UNIVERSITII PETROL-GAZE DIN PLOIETI

    2015

  • Introducere

    Coninutul prezentei lucrri corespunde fiei disciplinei, aferent cursului

    Tehnologia Materialelor din planul de nvmnt al facultii de Ingineria Petrolului i

    Gazelor, Specializarea Inginerie de Petrol i Gaze, Anul I (IFR).

    Cursul corespunde programei analitice a disciplinei i este structurat n 14 uniti

    de nvare, astfel:

    - studiul metalelor i aliajelor: unitatea 1 unitatea 6 (12 ore); - realizarea pieselor metalice prin turnare: unitatea 7 unitatea 8 (4 ore); - prelucrri prin deformare plastic: unitatea 9 unitatea 10 (4 ore); - sudarea materialelor metalice: unitatea 11 unitatea 12 (4 ore); - prelucrri prin achiere ale materialelor metalice: unitatea 13 unitatea 14

    (4 ore).

    Fiecare unitate de nvare este structurat la rndul ei n subuniti. Timpul

    mediu necesar pentru parcurgerea unei uniti de nvare, indiferent de numrul de

    subuniti coninute, este de 2 ore.

    Pentru fixarea cunotinelor dobndite, dup fiecare subunitate, sunt prezentate

    pe scurt ideile principale, sub form de rezumat. Pentru aprofundarea n detaliu a

    noiunilor prezentate, respectiv pentru a cpta informaii suplimentare, studenii pot

    utiliza resurse complementare, cum ar fi: cri de specialitate (prezentate dup fiecare

    unitate) i pagini web.

    Testarea abilitilor de nelegere a cunotinelor acumulate se realizeaz cu

    ajutorul testelor de autoevaluare, dup parcurgerea ntregii unitii de nvare.

    Evaluarea final a noiunilor dobndite la disciplina Tehnologia materialelor se va face

    n scris, pe baza unei lucrri de control, care va conine subiecte formulate dup fiecare

    unitate n parte, respectiv din tematica lucrrilor de laborator, la care studenii vor

    participa n mod obligatoriu, condiionnd admiterea acestora la susinerea probei de

    examen. Ponderea acestei lucrri la evaluarea final este de 70 % din nota maxim, iar

    30 % este reprezentat de activitatea de la lucrrile de laborator.

    Tehnologia materialelor este o tiin tehnic aplicativ, ce const n studiul

    metodelor i procedeelor de prelucrare a materialelor, n vederea obinerii produselor

    necesare societii, n condiii tehnico-economice optime. n acest sens, prezentul curs

    urmrete s transmit studenilor cunotinele necesare pentru alegerea unui material, a

    formei constructive, a procedeelor de prelucrare i control pentru anumite condiii de

    solicitare i funcionare ale unei piese sau ansamblu.

    Pentru aplicarea practic a noiunile teoretice incluse n prezentul material,

    studenii vor participa n mod obligatoriu la cele 14 lucrri de laborator (fiecare avnd

    alocat un numr de 2 ore), care vor suplimenta cunotinele dobndite cu: studiul

    macroscopic al metalelor i aliajelor; ncercarea la duritate a materialelor metalice;

    ncercarea la traciune; ncercarea la ncovoiere prin oc; diagrame de echilibru binare

    (constitueni metalografici, legea fazelor); oeluri carbon (diagrama Fe-C); fonte albe,

    cenuii, maleabile i nodulare; defectoscopia materialelor metalice i nemetalice;

    tehnologia fabricrii pieselor turnate; tehnologia prelucrrii prin deformare plastic

  • (forjarea liber, laminarea, extrudarea, ambutisarea); sudarea prin topire cu arc electric

    (cu electrozi nvelii, sub strat de flux i n mediu de gaz protector); sudarea i tierea cu

    flacr oxiacetilenic; sudarea prin presiune; prelucrri pe strung i pe maina de gurit

    (utilaje i accesorii); prelucrri pe maina de rabotat (utilaje i accesorii), prelucrri pe

    maina de rectificat (utilaje i accesorii); prelucrri pe maina de frezat (utilaje i

    accesorii).

    Dup parcurgerea cursului la disciplina Tehnologia materialelor, studenii vor

    dobndi att competene profesionale ct i competene transversale. Astfel, vor putea:

    s identifice structura i proprietile materialelor metalice folosite n tehnic; s

    coreleze structura, compoziia chimic i proprietile materialelor metalice; s neleag

    modificrile de structur i proprieti care se produc ca urmare a prelucrrii

    materialelor prin diverse procedee tehnologice; s menioneze ce se ntmpl, n

    general, cu un material metalic supus unei solicitri mecanice; s aleag corect

    materialele cu structura corespunztoare asigurrii proprietilor impuse de utilizarea lor

    n diverse aplicaii tehnice; s aplice corect metodele de ncercri tehnologice efectuate

    asupra materialelor, n vederea determinrii proprietilor tehnologice ale acestora; s

    identifice i s explice n ce constau procesele, procedeele i tehnologiile de tratament

    termic i termochimic aplicate materialelor metalice; s identifice i s explice n ce

    constau procesele, procedeele i tehnologiile de realizare ale pieselor metalice prin

    turnare; s identifice i s explice n ce constau procesele, procedeele i tehnologiile de

    sudare ale materialelor metalice; s identifice i s explice n ce constau procesele,

    procedeele i tehnologiile privind prelucrarea prin deformare plastic ale materialelor

    metalice; s identifice i s explice n ce constau procesele, procedeele i tehnologiile de

    prelucrare prin achiere ale materialelor metalice; s stabileasc aplicabilitatea practic

    pentru fiecare procedeu de prelucrare, tratament termic sau termochimic studiat; s

    selecteze i s aplice corect principalele procedee tehnologice de prelucrare primar:

    turnare, deformare plastic, sudare, achiere; s aplice corect tehnicile de control

    nedistructiv; s foloseasc corect aparatele i dispozitivele din laborator i s

    interpreteze corect datele i rezultatele obinute n urma efecturii lucrrilor

    experimentale; s identifice i s evalueze importana cunoaterii materialelor pentru

    anumite condiii de solicitare i funcionare ale unei piese sau ansamblu; s identifice i

    s evalueze importana cunoaterii procedeelor tehnologice de prelucrare primar ale

    principalelor materiale metalice utilizate n tehnic; s demonstreze capacitate de

    selectare a informaiilor; s discute, utiliznd un limbaj profesional, specific disciplinei

    studiate.

    Disciplina Tehnologia materialelor constituie baza teoretic i practic necesar

    studenilor pentru: aprofundarea cunotinelor de specialitate din anii superiori de

    studiu, formarea capacitii de selectare i sintetizare a informaiilor tiinifice i tehnice

    n rezolvarea problemelor de specialitate din domeniu, formarea i dezvoltarea

    aptitudinilor i deprinderilor practice.

  • Cuprins

    Introducere 3

    Unitatea 1. Studiul metalelor i aliajelor ... 9 1.1. Structura cristalin a metalelor 9

    Rezumat.. 13 1.2. Imperfeciuni (defecte) n cristale 13

    Rezumat......... 16 1.3. Generaliti privind comportarea materialelor metalice fa de solicitrile mecanice 16

    Rezumat... 19 Teste de autoevaluare.. 19 Lucrare de control 19 Rspunsuri la testele de evaluare.. 19 Bibliografie. 20

    Unitatea 2. Studiul metalelor i aliajelor 21 2.1. Deformarea plastic a materialelor metalice 21

    Rezumat.. 24 2.2. Ruperea materialelor metalice. 24

    Rezumat.. 27 2.3. Comportarea la oboseal a materialelor metalice 28

    Rezumat 31 Teste de autoevaluare.. 32 Lucrare de control 32 Rspunsuri la testele de evaluare. 32 Bibliografie 32

    Unitatea 3. Studiul metalelor i aliajelor 33 3.1. Alotropia metalelor (polimorfismul) 33

    Rezumat.. 34 3.2. Solidificarea metalelor pure 35

    Rezumat 36 3.3. Generaliti privind aliajele.. 36

    Rezumat.. 38 3.4. Generaliti privind aliajele Fe-C 38

    Rezumat.. 41 3.5. Diagrama de echilibru metastabil a sistemului de aliaje Fe-Fe3C.. 41

    Rezumat.. 43 Teste de autoevaluare.. 44 Lucrare de control 44 Rspunsuri la testele de evaluare. 44 Bibliografie 44

    Unitatea 4. Studiul metalelor i aliajelor.... 45 4.1. Diagrama de echilibru stabil a sistemului de aliaje Fe-Cgr 45

    Rezumat 49 4.2. Generaliti privind tratamentele termice. Transformarea austenitei la rcire 50

    Rezumat 54

  • 4.3. Recoaceri fr schimbare de faz aplicate pieselor din oeluri 54 Rezumat 55 Teste de autoevaluare... 56 Lucrare de control 56 Rspunsuri la testele de evaluare.. 56 Bibliografie 56

    Unitatea 5. Studiul metalelor i aliajelor ....... 57 5.1. Recoaceri cu schimbare de faz aplicate pieselor din oeluri .. 57

    Rezumat.. 62 5.2. Clirea martensitic. 62

    Rezumat.. 66 Teste de autoevaluare.. 67 Lucrare de control 67 Rspunsuri la testele de evaluare.. 68 Bibliografie. 68

    Unitatea 6. Studiul metalelor i aliajelor 69 6.1. Revenirea i mbuntirea oelurilor. 69

    Rezumat.. 70 6.2. Tratamente termochimice aplicate pieselor din oel.. 70

    Rezumat.. 74 6.3. Oeluri aliate 74

    Rezumat.. 77 Teste de autoevaluare. 77 Lucrare de control 78 Rspunsuri la testele de evaluare. 78 Bibliografie 78

    Unitatea 7. Realizarea pieselor metalice prin turnare....... 79 7.1. Noiuni generale .. 79

    Rezumat 81 7.2. Turnarea n forme temporare cu perei groi... 81

    Rezumat 88 Teste de autoevaluare.. 89 Lucrare de control 90 Rspunsuri la testele de evaluare. 90 Bibliografie 90

    Unitatea 8. Realizarea pieselor metalice prin turnare... 91 8.1. Turnarea n forme permanente (durabile) - cochilii 91

    Rezumat 98 8.2. Defectele pieselor turnate. Metode de remaniere a defectelor. 98

    Rezumat 99 Teste de autoevaluare... 99 Lucrare de control. 99 Rspunsuri la testele de evaluare.. 100 Bibliografie. 100

    Unitatea 9. Preluc