Содержание отчета

1. Цель и задачи работы. 2. Краткие сведения о деформации металлов и сплавов.3. Устройство и метрологические характеристики твердомера. 4. Порядок работы и методика проведения исследований. 5. Предварительная оценка вида распределения результатов наблюдений. 6. Выводы по работе.

3.2 Необходимое оборудование и технологическая оснастка

Твердомер Роквелла ТК-2; оборудование: твердомер Роквелла ТК-2; материалы: образцы из конструкционных сталей 08ПС, 09Т2С и 10ХСНД, прокатанные на различную степень деформации; коллекция микрошлифов конструкционных сталей 08ПС, 09Т2Си 10ХСНД, деформированных на различную степень.

инструменты: штангенциркули, микрометры, индикаторные головки; плакаты: диаграмма состояния Fe–Fe3C, классификация и свойства малоуглеродистых и низколегированных конструкционных сталей после холодной пластической деформации.

3.3 Контрольные вопросы

1. Четыре категории свойств материалов.

2. Механические свойства металлов (что они характеризуют: твердость, прочность, упругость и др.).

3. Способы определения твердости.

4. Связь между твердостью и деформацией.

5. Сущность способа Роквелла: случаи его применения; устройство и принцип действия твердомера Роквелла.

6. Какаие физические процессы определяют испытание на твердость на приборе Роквелла.

7. Установить связь между твердостью и прочностью на растяжение (пользуясь таблицей).

3.4 Рекомендуемая учебная литература и иные материалы

1. Электронно-библиотечная система издательства «Лань-Трейд»: http://e.lanbook.com/. Дата обращения: 23.09.2015.

2. Электронно-библиотечная система издательства «IPRbooks»: www.iprbookshop.ru. Дата обращения: 23.09.2015.

3. Неразрушающий контроль качества. Лабораторный практикум. Часть VI [Электронный ресурс]: учебное пособие/ В.Е. Гордиенко [и др.].— Электрон. текстовые данные.— СПб.: Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет, ЭБС АСВ, 2013.— 104 c.— Режим доступа: http://www.iprbookshop.ru/19338.— ЭБС «IPRbooks», по паролю

4. Кане М.М. Управление качеством продукции машиностроения [Электронный ресурс]: учебное пособие/ Кане М.М., Суслов А.Г., Горленко О.А.— Электрон. текстовые данные.— М.: Машиностроение, 2010.— 416 c.— Режим доступа: http://www.iprbookshop.ru/5166.— ЭБС «IPRbooks», по паролю

5. Системы качества [Электронный ресурс]: учебное пособие/ — Электрон. текстовые данные.— : Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова, ЭБС АСВ, 2011.— 454 c.— Режим доступа: http://www.iprbookshop.ru/28926.— ЭБС «IPRbooks», по паролю

6. Альгин В.Б. Технологические и эксплуатационные методы обеспечения качества машин [Электронный ресурс]: монография/ Альгин В.Б.— Электрон. текстовые данные.— Минск: Белорусская наука, 2010.— 109 c.— Режим доступа: http://www.iprbookshop.ru/12323.— ЭБС «IPRbooks», по паролю

7. Гумеров А.Ф. Управление качеством в машиностроении. Учебное пособие. /Гумеров А.Ф. Схиртладзе А.Г., Гречишников В.А., Жарин Д.Е., Юрасов С.Ю. - Старый Оскол: ТНТ, 2010 - 168 с.

8. Логанина В.И. Инструменты качества [Электронный ресурс]: учебное пособие/ Логанина В.И., Федосеев А.А.— Электрон. текстовые данные.— Саратов: Вузовское образование, 2014.— 111 c.— Режим доступа: http://www.iprbookshop.ru/19518.— ЭБС «IPRbooks», по паролю

4. Лабораторная работа №3 « Измерение среднего диаметра зерен сталей после рекристаллизационного отжига и проверка гипотезы о нормальном распределении результатов наблюдений » (МЕ-5 Надежность технологического обеспечения эксплуатационных свойств деталей машин и их соединений )

Цель работы:

Сформировать у обучающего знания, умения и навыки, связанные со способностью использовать основные закономерности, действующие в процессе изготовления машиностроительной продукции для производства изделий требуемого качества, освоение методики проверки гипотезы о нормальном распределении результатов наблюдений на примере исследования структуры образцов из конструкционных сталей, подвергнутых рекристаллизационному отжигу.

4.1 Задание к лабораторной работе

1) ознакомиться с видами рекристаллизационного отжига;

2) ознакомиться с методами определения среднего диаметра зерен структуры конструкционных сталей, полученной в процессе рекристаллизационного отжига;

3) ознакомиться с устройством и характеристиками инвертированного металлографического микроскопа, получить навыки работы на нем;

4) определить средний размер (диаметр) зерен на микрошлифах (исследуемых образцах) после их рекристаллизационного отжига;

5) проверить гипотезу о нормальном распределении результатов наблюдений.

Студенты разбиваются на группы по три человека (или выполняют задание индивидуально). Каждая группа выполняет один вариант заданный преподавателем. Выполнение задания и оформление отчета осуществляется индивидуально. Перед отчетом преподавателю студентами проводится самооценка полученных результатов внутри малой группы.

Краткие сведения из теории

Мелкозернистая структура оказывает значительное влияние наконструкционную прочность. Железо и другие металлы с объемно-центрированной (ОЦК) решеткой склонны к переходу из вязкого состояния в хрупкое при определенной температуре испытаний на ра-стяжение и низких скоростях деформации. При температурах ниж епорога хрупкости образец разрушается без образования шейки при низких показателях пластичности. Ударная вязкость стали Jn-744значительно зависит от размера зерна. Так, при изменении размера зерен от 2 до 25 мкм температура перехода от вязкого разрушения к хрупкому смещается в сторону повышенных температур от –130до –45 °С. Наблюдающееся различие в свойствах стали обусловлено исключительно различием дисперсности структуры, так как химический состав фаз мелкозернистого и крупнозернистого материала был одинаков. Так, при низких температурах с уменьшением размера зерен увеличиваются пределы текучести, прочности, твердость, усталостная прочность и ударная вязкость, поэтому получение мелкозернистой структуры имеет самостоятельное значение для повышения прочностных свойств металлов. В связи с этим возрастает и роль более точного определения среднего диаметра зерен после различных видов обработки, позволяющих получить из крупнозернистой исходной структуры более мелкозернистую. Одним из таких способов получения ультрамелкозернистой структуры металла является рекристаллизационный отжиг, который проводится после предварительной холодной пластической деформации.

Пластическая деформация вызывает в металлах и сплавах структурные изменения, которые условно можно разделить на три группы:1) изменение формы и размеров кристаллов (зерен); 2) изменение их кристаллографической пространственной ориентировки; 3) изменение внутреннего строения каждого зерна. Формоизменение металла при обработке происходит вследствие пластической деформации каждого зерна. Основное изменение их формы состоит в том, что они вытягиваются в направлении главной деформации растяжения (например, в направлении прокатки или волочения). С повышением степени холодной пластической деформации, например, степени обжатия при прокатке, зерна все более вытягиваются, и структура приобретает волокнистый характер, при этом кристаллические решетки зерен приобретают преимущественную пространственную ориентировку – в металле, обработанном давлением, возникает текстура деформации. При пластической деформации с увеличением ее степени показатели сопротивления деформированию (предел прочности, предел текучести и твердость) возрастают, а показатели пластичности (относительное удлинение и сужение) падают. Это явление называется упрочнением металла, или наклепом. При деформировании металла со степенью деформации более 50…70 % предел прочности и твердость обычно увеличиваются в полтора-два, а иногда и в три раза в зависимости от природы и вида обработки давлением. Небольшие деформации (до 10 %), как правило, значительно сильнее влияют на предел текучести, чем на предел прочности. При больших степенях деформации у некоторых металлов и сплавов предел текучести может возрасти в 5…8 раз и более. Относительное удлинение резко уменьшается уже при сравнительно небольших деформациях (рис. 1). Увеличение степени деформации повышает предел прочности и твердость в полтора раза, снижает относительное удлинение в 10…20 раз, а иногда и в 30…40 рази более, что делает практически невозможной дальнейшую пластическую деформацию. Для восстановления первоначальной структуры, а следовательно, и механических свойств обычно назначается отжиг, который называется рекристаллизационным.

Содержание отчета

1. Цель и задачи работы. 2. Краткие сведения о рекристаллизации металлов и сплавов.3. Порядок работы и методика проведения наблюдений на металлографическом микроскопе. Методика и основные этапы определения среднего диаметра рекристаллизованных зерен конструкционных сталей. 5. Результаты проверки гипотезы о нормальном распределении результатов наблюдений. 6. Выводы по работе.