
- •Сборник методических указаний к лабораторным работам
- •Методические указания
- •К лабораторной работе №1
- •«Методика приготовления
- •Металлографических шлифов»
- •1. Цель работы
- •2. Краткие теоретические сведения
- •2.1. Подготовка плоской и гладкой поверхности образцов
- •Вырезка и получение плоской поверхности образцов
- •Шлифование
- •Полирование
- •2.2 Особенности подготовки микрошлифов различных металлов и сплавов
- •2.3. Выявление микроструктуры. Травление
- •2.4. Хранение микрошлифов
- •3. Материалы, приборы, оборудование
- •4. Порядок выполнения работы
- •5. Содержание отчёта
- •6. Контрольные вопросы
- •7. Рекомендуемый список литературы
- •Методические указания к лабораторной работе №2 «изучение устройства металлографического микроскопа. Методика исследования микроструктуры»
- •1. Цель работы
- •2. Теоретические сведения
- •2.1. Формирование увеличенного изображения в микроскопе
- •2.2. Разрешающая способность и увеличение микроскопа
- •2.3. Аберрации оптической системы микроскопа
- •2.4. Объективы и окуляры
- •2.5. Основные системы и узлы микроскопа
- •2.6. Глубина резкости, яркость и контрастность изображения
- •Методы повышения оптического контраста
- •2.7. Практика работы с микроскопом вертикального типа (Выбор оптики, настройка микроскопа и методика исследования микроструктуры)
- •2.7.10. Очки при работе с микроскопом можно и нужно снимать –микроскоп по определению компенсирует индивидуальные недостатки глаз.
- •3. Материалы, приборы, оборудование
- •4. Порядок выполнения работы
- •5. Содержание отчета
- •6. Контрольные вопросы по теме
- •7. Рекомендуемый библиографический список
- •Методические указания
- •К лабораторной работе №3
- •«Первичные и вторичные фазы
- •В двухкомпонентных сплавах»
- •1. Цель работы
- •2. Краткие теоретические сведения
- •2.1. Морфология кристаллов в чистых металлах и однофазных сплавах
- •2.2. Морфология первичных кристаллов в двухфазных сплавах
- •2.3. Морфология вторичных кристаллов в двухфазных сплавах
- •3. Материалы, приборы, оборудование
- •4. Порядок выполнения работы
- •5. Содержание отчета
- •6. Контрольные вопросы
- •7. Рекомендуемый библиографический список
- •Методические указания
- •К лабораторной работе №4
- •«Виды эвтектики
- •В двухкомпонентных сплавах»
- •1. Цель работы
- •2. Краткие теоретические сведения
- •2.1. Понятие об эвтектике и эвтектическом превращении в двухкомпонентных сплавах
- •2.2. Микроструктура двухкомпонентных сплавов с эвтектическим превращением
- •2.3. Механизмы эвтектического превращения и морфология различных видов эвтектики в двухкомпонентных сплавах
- •2.3.1. Эвтектика грубого конгломерата
- •2.3.2. Нормальная эвтектика
- •2.3.3. Анормальная (аномальная) эвтектика
- •2.3.4. Дисперсная эвтектика
- •2.3.5. Абнормальная эвтектика
- •2.3.6. Вырожденная эвтектика
- •2.3.7. Квазиэвтектика
- •3. Материалы, приборы, оборудование
- •4. Порядок выполнения работы
- •5. Содержание отчета
- •6. Контрольные вопросы
- •7. Рекомендуемый библиографический список
- •Методические указания к лабораторной работе №5
- •Рекомендуемый библиографический список
- •Методические указания к лабораторной работе №6
- •Методические указания
- •2. Краткие теоретические сведения
- •2.1. Деформационное упрочнение металлов при холодной пластической деформации
- •2.2. Изменение микроструктуры металлов при холодной пластической деформации
- •2.3. Изменение свойств металлов при холодной пластической деформации
- •3. Материалы, приборы, оборудование
- •4. Порядок выполнения работы
- •5. Содержание отчета
- •6. Контрольные вопросы
- •7. Рекомендуемый список литературы
- •1. Бернштейн м.Л. Структура деформированных материалов. М.: Металлургия, 1977. - 432 с.
- •Методические указания
- •1. Цель работы:
- •2. Краткие теоретические сведения
- •2.1. Изменение структуры холоднодеформированного металла при нагреве
- •2.1.1. Возврат
- •2.1.2. Рекристаллизация
- •2.2. Изменение свойств холоднодеформированного металла при нагреве
- •3. Материалы, приборы, оборудование
- •4. Порядок выполнения работы
- •5. Содержание отчета
- •6. Контрольные вопросы
- •Методические указания к лабораторной работе №9 «Неметаллические включения в стали»
- •1. Цель работы
- •2. Краткие теоретические сведения
- •2.1. Виды неметаллических включений
- •2.1.1. Сульфиды
- •2.1.2. Оксиды.
- •2.1.3. Силикаты
- •2.1.4. Шпинели
- •2.1.5. Нитриды
- •2.1.6. Фосфор и фосфиды
- •2.2.Методы оценки неметаллических включений в стали
- •Их характеристики и свойства
- •Продолжение таблицы 2
- •2.3. Методика определения загрязненности стали неметаллическими включениями
- •3. Материалы, приборы, оборудование
- •4. Порядок выполнения работы
- •5. Указания по оформлению отчета
- •6. Контрольные вопросы
- •13. Как фосфор влияет на свойства стали?
- •7. Рекомендуемый библиографический список
- •4. Лившиц б. Г. Металлография. -м.: Металлургия, 1990. -240 с.
- •Методические указания к лабораторной работе №10 «Дефекты микроструктуры металлов и сплавов»
- •2.1.1. Пограничные выделения цементита
- •2.1.2. Дендритная структура
- •2.2. Дефектные структуры, сформированные при термическом воздействии
- •2.2.1. Структура литой и перегретой стали (видманштеттова структура1)
- •2.2.2. Структура пережога
- •2.2.3. Обезуглероженный слой на поверхности изделия
- •2.3. Дефектные структуры, сформированные при механическом воздействии
- •2.3.1. Полосчатая структура
- •2.3.2. Строчечная структура (карбидная ликвация)
- •3. Материалы, приборы, оборудование
- •4. Порядок выполнения работы
- •5. Содержание отчета
- •6. Контрольные вопросы
- •7. Рекомендуемый список литературы
- •2. Материаловедение /б.Н. Арзамасов и др.-м.:Машиностроение, 1986.-384 с.
3. Материалы, приборы, оборудование
Для выполнения лабораторной работы необходима коллекция шлифов образцов молибдена, прокатанных с различными степенями деформации и отожженными при различных температурах и Атлас микроструктур металлических материалов [5] .
Изучение коллекции шлифов студенты проводят на металлографических микроскопах МИМ-7 с набором оптики для получения различных увеличений. Измерение твердости образцов проводится на приборе ТК по методу Роквелла.
4. Порядок выполнения работы
4.1. Ознакомиться с теоретическими сведениями.
4.2. Получить набор микрошлифов образцов молибдена, прокатанных со степенью деформации ε = 60% и отожженными при температурах от 1100 до 2000 оС.
4.3. Все микрошлифы рассмотреть под микроскопом при различных увеличениях.
4.4. Изучить, зарисовать и кратко описать микроструктуру всех образцов. Описать характерные особенности структурообразования каждого исследованного образца.
4.5. Измерить твердость всех образцов на приборе ТК и построить зависимость твердости от температуры рекристаллизационного отжига.
4.6.Зная температуру плавления технически чистого молибдена (~26500С), рассчитать температуру начала рекристаллизации и сопоставить с видимым изменением структуры и твердости.
5. Содержание отчета
5.1. Цель работы.
5.2.Краткое изложение теории процесса изменения микроструктуры и свойств металла при его нагреве после холодной пластической деформации.
5.3. Рисунки и описание микроструктур всех образцов.
5.4. Выводы о причинах разупрочнения и изменения микроструктуры при рекристаллизационном отжиге образцов молибдена после холодной пластической деформации.
6. Контрольные вопросы
1. Какие процессы идут при нагреве деформированного металла?
2. Каков термодинамический стимул этих процессов?
3. Какие процессы протекают при возврате?
4. Какие структурные изменения наблюдаются при возврате?
5. К какому эффекту приводит развитие полигонизации?
6. Что такое рекристаллизация?
7. На какой стадии рекристаллизациооного отжига происходит наиболее интенсивный рост зерен?
8. На какой стадии рекристаллизациооного отжига происходит основное уменьшение прочности?
9. Какие структурные изменения наблюдаются при первичной рекристаллиции?
10. 0т каких факторов зависит температура начала первичной рекристаллизации?
11.Какие структурные превращения происходят при вторичной рекристаллизации?
12. Чем обусловлено разупрочнение и восстановление пластичности металла после рекристаллизационного отжига?
13. Как изменяется размер рекристаллизованного зерна с увеличением длительности отжига при данной температуре?
14. Как изменяется длительность рекристаллизационного отжига с повышением температуры нагрева?
15. Исходя из каких условий назначают температуру рекристаллизацион-норго отжига?
16. Какие структурные превращения происходят при собирательной рекристаллизации?
17 Как изменяются механические свойства материала на стадиях первич-
ной и собирательной рекристаллизации?
18. Как диаметр рекристаллизованного зерна зависит от степени предварительной деформации?
7. Рекомендуемый список литературы
1. Бернштейн М.Л. Структура деформированных материалов. М.: Металлургия, 1977. - 432 с.
2. Гольдштейн М.И. Металлофизика высокопрочных сплавов. М.: Металлургия, 1986. - 312 с.
3. Механизмы упрочнения твердых тел. Пер. с англ. / Под общ. ред.. М.Л. Бернштейна. М.: Металлургия, 1985. - 368 с.
4. Материаловедение. Б.Н.Арзамасов, П.И.Сидорин, Г.Ф.Косолапов и др.: Под общ. ред. Б.Н. Арзамасова. М.: Машиностроение, 1996. - 384 с.
5. Атлас микроструктур металлических материалов. В трёх частях. Часть 1. Особенности кристаллизации и структурообразования металлов и сплавов. Учебное пособие. В.Я. Котенева, Г.В. Маркова.- Тула; ТулГУ, 2008. - 100 с, 97 ил.
6. Практическая металлография/ Р.И. Малинина и др. - М.: Интермет Инжиниринг, 2002.-240 с.: ил.
7. Горелик С.С., Добаткин СВ., Капуткина Л.М. Рекристаллизация металлов и сплавов. М.: МИСиС, 2005. 431 с.
8. Микроструктура металлических сплавов: Лаб. Практикум / Р.И. Малинина, В.Ю. Введенский, Е.С. Малютина и др.; Под ред. Р.И. Малининой и В.Ю. Введенского. - М.: МИСиС, 2007. - 198 с.
Примечание
1Переползание - движение дислокаций перпендикулярно плоскости скольжения за счет присоединения к линии дислокации атомов или отрыва атомов от нее.
٭При температуре плавления скорость диффузии у всех чистых металлов примерно одинакова: за 1 ч атомы диффундируют на ~60 мкм. Одинакова скорость диффузии и при одинаковых сходственных температурах Т/Тпл .
2Атмосфера Коттрелла – цепочка примесных атомов (С, N и т.д.) вдоль линии краевой дислокации.
3Слово «нормальный» здесь обозначает «обычный». Нормальным рост называется потому, что идет в любой структуре, независимо от того, как она получена: в результате обычной кристаллизации, или первичной рекристаллизации, или каким-либо другим способом.
Министерство образования и науки РФ
Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего профессионального образования
Тульский государственный университет
Естественнонаучный факультет
Кафедра «Физика металлов и материаловедение»
|
|