Лабораторная работа № 3

по курсу «Материаловедения и технологии конструкционных материалов» для спец. ЭСЭУ

Тема: «Изучение явления наклепа и рекристаллизации металлических КМ»

Выполнил _______________________________________№ уч. гр. или шифр___________________

Подпись_________________Дата____________

Проверил________________Дата__________

Цель работы:

- изучить явление наклепа металлов;

- изучить рекристаллизационный отжиг как способ устранения наклепа;

- познакомиться с примерами использования явления наклепа как одного из методов изменения свойств КМ.

Оборудование и материалы:

- отожженные образцы меди, алюминия и стали с малым содержанием углерода;

- гидравлический домкрат, станочные тиски;

- штангенциркуль;

- деформирующая оправка;

- электропечь сопротивления СУОЛ - 0,4.2,5/15-И1;

- прибор для измерения твердости металлов по методу Роквелла ТК-2М.

Под наблюдением преподавателя включить электропечь. Установить температуру 400 °С.

Задание № 1.

Записать следующие определения:

Наклеп – это …

Упрочнение – это…

Пластическая деформация – это…

Холодная пластическая деформация – это…

Задание № 2.

- отрезать два куска малоуглеродистой проволоки 08кп диаметром 3…4 мм длиной 200…300 мм каждый (использовать ножовку или зубило и молоток);

- измерить диаметр d проволоки (использовать штангенциркуль), определить площадь поперечного сечения S = πd² ÷ 4, мм², записать полученное значение;

- один из кусков положить на жесткую плиту и молотком расплющить проволоку посередине на длине 20 мм так, чтобы толщина проволоки уменьшилась на 1 мм или больше (использовать штангенциркуль) при неизменной площади сечения;

- измерить толщину и ширину деформированного участка, подсчитать площадь поперечного сечения, убедиться, что величина площади сечения не изменилась;

- закрепить поочередно оба куска проволоки в тисках посередине и перегибанием на 180 градусов разломать их, подсчитав число необходимых перегибов в каждом случае. Результаты опыта и объяснения записать в отчете в свободной форме. Сделать по указанию преподавателя поясняющие эскизы.

Задание № 3

- с помощью оправки произвести на образцах стали, меди и алюминия локальное сжатие;

- на приборе Роквелла под руководством преподавателяизмерить и записать в таблицу 1 твердость образцов в зоне деформации и вне ее;

- сравнить результаты, сделать выводы и по указанию преподавателя поясняющие эскизы.

Таблица 1

Изменение твердости образцов металла в результате пластического деформирования

при комнатной температуре

Материал	Шкала измерений	Число твердости вне зоны деформации	Число твердости в зоне деформации
Сталь 10	С	HRC	HRC
Медь М3	В	HRB	HRB
Алюминий А85	В	HRB	HRB

Сделать вывод. Подсчитать, на сколько процентов увеличилась твердость у каждого образца.

Задание № 4

- поместить в печь алюминиевый образец на 10 минут;

- вынуть образец из печи, охладить (на воздухе или в воде);

- на приборе Роквелла измерить и записать в таблицу 2 твердость образца в зоне деформации и вне ее.

Таблица 2

Изменение твердости образцов металла в результате отжига

Материал	Шкала измерений на приборе Роквелла	Число твердости вне зоны деформации	Число твердости в зоне деформации
Сталь 10	С	…HRC = …НВ	…HRC = …НВ
Медь М3	В	…HRB = …НВ	…HRB = …НВ
Алюминий А85	В	…HRB =…НВ	…HRB = …НВ

Примечание: для выражения твердости в числах по Бринеллю использовать соотношение

HB ≈ 10 HRC, а также таблицу Приложения 3.2.

Задание № 5

- поместить в печь медный и стальной образцы, установить новое ограничение температуры - 650 °С;

- по достижении заданной температуры выдержать образцы при этой температуре в течение 10 минут;

- вынуть образцы из печи, охладить (на воздухе или в воде, см. п. 5 описания лабораторной работы);

- на приборе Роквелла измерить и записать в таблицу 2 твердость образцов в зоне деформации и вне ее.

Задание № 6

- сопоставить отраженные в таблицах 1 и 2 полученные результаты и сделать вывод о влиянии отжига;

- подсчитать пределы прочности металла образцов по формуле σ_в = к НВ, приняв во внимание размерность σ_в,и заполнить таблицу 3. Использовать Приложение 2 настоящей лабораторной работы, а также материалы лабораторной работы № 1.

Таблица 3

Изменение предела прочности образцов металла в результате наклепа и после отжига

Материал	Число твердости HB по Бринеллю, ед. тв. после наклепа / после отжига	Предел прочности при растяжении σв, МПа после наклепа / после отжига
Алюминий А85	HB / HB	/
Медь М3	HB / HB	/
Сталь 10	HB / HB	/

Задание № 7.

- включить в отчет таблицу температурных границ (см. п.5 описания лабораторной работы), а также контрольные вопросы;

- сделать три эскиза (на выбор), иллюстрирующих примеры практического применения явления наклепа (использовать рис. 3. описания). Для каждого примера дать краткое описание сущности процесса и указать вид пластической деформации;

- сформулировать Выводы.