ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

МУРМАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

А.А. Иваней

ПРАКТИКУМ

по курсу

«Материаловедение»

Допущено Ученым советом МГТУ в качестве учебного пособия по дисциплине «Материаловедение»

для специальностей

260602.65 «Пищевая инженерия малых предприятий»;

260601.65 «Машины и аппараты пищевых производств»

Мурманск

2011

Составитель	– Иваней Александр Антонович, к.т.н., доцент кафедры технологии металлов и судоремонта Мурманского государственного технического университета.
Рецензент	– Антипов Сергей Тихонович, д-р. техн. наук, профессор, академик Международной академии холода, почётный работник высшего профессионального образования РФ, заслуженный изобретатель РФ, проректор по науке, технике и производству, заведующий кафедрой машин и аппаратов пищевых производств Воронежской государственной технологической академии.
Рецензент	– Фатыхов Юрий Адгамович, д-р. техн. наук, профессор, академик Международной академии холода, заведующий кафедрой пищевых и холодильных машин Калининградского государственного технического университета.

Практикум состоит из 13 практических и лабораторных работ по материаловедению. Каждая работа включает теоретическое изложение материала, описание методики проведения работы и контрольные вопросы для самоподготовки.

Практикум предназначен для выполнения лабораторных и практических работ по дисциплине: «Материаловедение» для студентов специальности 260602 «ПИМП»; 260601 «МАПП»

The practical work consists of 13 practical and laboratory works on materials technology. Each work includes a theoretical statement of a material, the description of a technique of carrying out of work and control questions for self-preparation.

The practical work is intended for performance of laboratory and practical works on discipline: "Materials technology" for students of a speciality 260602 «ПИМП»; 260601 «МАПП»

Оглавление

	лист
Введение	4
Практическая работа 1 Методы исследования и контроля металлов и сплавов	5
Практическая работа 2 Связь между свойствами сплава и типом диаграммы состояния	34
Практическая работа 3 Классификация и маркировка сталей, их свойства и применение в пищевой промышленности	54
Практическая работа 4 Классификация и маркировка чугунов, их свойства и применение в пищевой промышленности	65
Практическая работа 5 Термическая обработка сталей	71
Практическая работа 6 Классификация и маркировка цветных металлов и сплавов, их свойства и применение в пищевой промышленности	97
Лабораторная работа 1 Макроструктурный анализ металлов и сплавов	131
Лабораторная работа № 2 Испытание металлов на твёрдость	138
Лабораторная работа 3 Анализ диаграммы состояния сплавов железо-цементит	173
Лабораторная работа 4 Изучение микроструктуры и свойств сталей	186
Лабораторная работа № 5 Изучение микроструктуры и свойств чугунов	204
Лабораторная работа № 6 Изучение микроструктуры меди и сплавов на её основе	210
Лабораторная работа № 7 Изучение микроструктуры алюминия, его сплавов	222
Список использованной литературы	235
ПРИЛОЖЕНИЕ	237

Введение

Практикум составлен в соответствии с рабочей программой курса «Материаловедение».

Целью практикума является практическое изучение основных свойств материалов используемых в пищевом производстве, основных технологических процессов в машиностроении.

В результате выполнения практических и лабораторных работ студент приобретает знания по методам определения основных свойств материалов и их переработке, прогрессивных технологий, умения и навыки обработки результатов эксперимента, устанавливает связь между теоретическими основами и их практическим воплощением.

В каждой работе приведены относящиеся к ней основные сведения, порядок выполнения работы, содержание отчёта, контрольные вопросы для самопроверки. В конце пособия приведен рекомендуемый библиографический список.

Лабораторный практикум подготовил:

кандидат технических наук, доцент кафедры технологии металлов и судоремонта Иваней А. А.

Перед началом работы в лаборатории студент должен ознакомиться с правилами техники безопасности:

1. приступить к выполнению работ можно только с разрешения преподавателя, после проведённого им инструктажа по технике безопасности;

2. на занятии студент выполняет только ту работу, которая указана преподавателем. Переход на другое рабочее место, без разрешения преподавателя, не допускается;

3. включение и выключение лабораторного оборудования производится только преподавателем, учебным лаборантом или по их разрешению студентами;

4. при выполнении лабораторной работы необходимо быть предельно внимательным, сосредоточенным, не проявлять спешки, суеты, рассеянности;

5. категорически запрещается находиться в опасной зоне работающего оборудования и в расстёгнутой одежде;

6. не допускается работа на оборудовании в расстегнутой одежде и с распущенными волосами;

7. работать в лаборатории в отсутствии преподавателя или лаборанта, а также в неустановленное время без разрешения преподавателя – запрещается;

8. категорически запрещается студентам выполнять в учебной лаборатории экспериментальные работы, не связанные с учебным лабораторным практикумом, в отсутствие преподавателя.

Практическая работа 1

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И КОНТРОЛЯ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ

Цель работы: ознакомиться с методами исследования и контроля металлов и сплавов.

Задачи:

1. изучить методы применяемые при исследовании макроструктуры.

2. изучить методы применяемые при исследовании микроструктуры.

3. проанализировать свойства материалов: механические, физические, химические, санитарно-гигиенические и т.д. и методы их определения.

МАКРОАНАЛИЗ

Макроструктурой называется строение металла или сплава, видимое невооруженным глазом или при небольшом увеличении (не более 30).

Макроанализ позволяет выявить величину, форму и расположение кристаллитов в литом металле (дендритное строение), волокно в деформированном металле, усадочную рыхлость, пустоты, трещины и плены, неравномерное распределение в стали серы и фосфора и т. д. Макростроение можно изучать непосредственно на поверхности детали (например, отливок), в изломе металла или, чаще всего, после подготовки исследуемой поверхности путем ее шлифования и последующего травления специальными реактивами, действие которых основано на способности по-разному окрашивать и растворять отдельные составляющие, а также расширять микропустоты, трещины и т. д.

Так, например, для выявления дендритного строения стали применяют персульфат аммония 15 г(NH₄)₂S₂0₈, 100 см³ Н₂0, а для обнаруживания волокна стали в кованых и штампованных деталях, — раствор хромпика в серной кислоте 60 см³ H₂S0₄, 25 г К₂Сr₂О₇ 500 см³ Н₂0.

Макроскопическому анализу обычно подвергают шлифованный и протравленный образец, называемый макрошлифом. На рис. 1 приведена типичная макроструктура литой стали.

Проба на характер распределения серы в стали осуществляется путем наложения бромосеребряной бумаги, смоченной 5%-ным водным раствором серной кислоты, на исследуемый шлиф; в местах скопления серы бумага темнеет за счет образования сернистого серебра Ag₂S.

Частным случаем макроанализа является изучение излома металла, который позволяет судить о величине зерна металла, качестве последнего и причине разрушения. В алюминиевых литых сплавах по характеру излома, кроме того, судят о загрязнении сплава шлаковыми включениями, о наличии крупной пористости и т.д.

Рис. 1. Макроструктура литой стали.