Методичка №1 по которой делать официально

В.А. Ловкова

АГНИ

ка

е

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ И ТЕХНОЛОГИЯ

о

КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВт

и

л

б

Метод ческ е указания

б

по выполнению лаиораторных, контрольных

ая

и организации самостоятельной работ

по дисциплине « Материаловедение и технология

ко струкционныхматериалов»

для бакалавров направления 131000«Нефтегазовое дело»,

ро

т

140100нн«Теплоэнергетика и теплотехника»

всех форм обучения

к

е

л

Э

В методических указаниях изложены цели и задачи, последовательность

е

проведения лабораторных работ, задание для выполнения онтрольной работы,

т

вопросы для самопроверки, а также список необходимой литературыка

.

и

Печатается по решению учебно-методическогоосовета АГНИ.

л

б

и

ая

б

нн

АГНИ

ро

Рецензент:

т

Филимонова М.Ю. - к.п.н., доцент,зав. кафедройинженерной графики

к

е

л

Э

СОДЕРЖАНИЕ

Введение………………………………………………………………

4

Тема: Строение и свойства металлов.

Лабораторная работа №1…………………………………………….

5

Тема: Строение и свойства металлов.

АГНИ

Лабораторная работа №2…………………………………………….

8

Свойства металлов и сплавов. Методы их изучения.

Тема: Группа свойств металлов.

Лабораторная работа №3…………………………………………….

10

Термическая обработка.

ка

Тема:Теория термической обработки.

е

т

13

Лабораторная работа №4…………………………………………….

о

Приложение 1.

и

л

Прибор для измерения твердости мета ов сплавов

б

16

по методу Бринелля………………………………………………….

и

Прибор для измерения твёрдости металлов и сплавов

по методу Роквелла………………………………………………….

20

Приложение 2.

ая

б

25

Охрана труда и техника безопасности……………………………..

Приложение 3.

нн

Задания для самостоятельной работы №1…………………………

27

ро

32

Задания для к трольной работы №2……………………………..

т

Приложение 4.

к

железоуглеродистых сплавов для

Образцы микроструктур

е

37

самостоятельного изучения………………………………………..

л

44

Э

Литература………………………………………………………….

испытания. При выполнении лабораторных работ,

связанных с изучением

микроструктур по

диаграмме железо-углерод,

студенты

знакомятся

с

ка

устройством микроскопов, с основными понятиями металлогр фииАГНИ, названием

структур, выбирают

состав материала, учатся определять

состав фаз.

В

е

методических указаниях к лабораторным работам излож ны цели и задачи,

последовательность проведения лабораторных работ,порядок оформления

отчёта; вопросы, которые нужно знать при выполнениит

и сдаче лабораторной

работы.

о

Лабораторные занятия служат связующимизвеном теории и практики. Они

позволяют углублять и закреплять теоретическиел

знания, получаемые

студентами на лекциях, проверятьбнаучно-теоретические положения

экспериментальным путем, знакомитьсяи

с оборудованием, приборами и

материалами, изучать на практикебметоды научных исследований.

Все лабораторные работы проводятся в лаборатории материаловедения.

Каждая лабораторн я р бота выполняется студентом индивидуально и

защищается. После защитыаявсех лабораторных работ студент допускается к

сдаче зачёта или экзаме а.

Студенты, приступающиенн

к выполнению лабораторной работы, должны:

т

- изучи ь правила техники безопасности, которые необходимо соблюдать

к

при выполнениироработы;

е

-озна омиться с содержанием работы;

л

- ознакомиться с оборудованием лаборатории и образцами материалов;

- изучить технику проведения экспериментов и порядок обработки

результатов.

Э

Лабораторная работа считается выполненной после просмотра и подписи

Микроструктурный анализ углеродистых сталей .

1. Изучение микроструктуры углеродистых сталей по диаграмме железо-

цементит.

2.

Способы изучения строения металлов.

3.

Исследовать

микроструктуры конкретных образцов (шлифов)

углеродистых сталей.

Цель

работы:

изучение диаграммы состояния железо-цементит

и

микроструктуры конкретных образцов (шлифов) углеродистых сталей

в

равновесном состоянии.

Изучение свойств сталей

и области их применения, а

ка

также влияние содержания углерода на структуру отожженной сталиАГНИ.

Средства технологического оснащения:

е

1.

т

Металлографический микроскоп МЕТАМ РВ-31.

2.

о

Коллекция готовых микрошлифов сталей.

Выполнение работы:

и

В данной работе необходимо исс едовать на металлографическом

микроскопе образцы (шлифы) отожжённойлстали,

и определить по структуре

и

процентное содержание углерода в сталиб.

б

Например, в доэвтектоидной стали содержится 10% перлита, а это значит,

феррита

будет

90%

(определяем на глаз под микроскопом или

по

ая

микрофотографии). При приближённом расчёте, не учитывая содержание

углерода в феррите,

считают, что весь углерод находится только в перлите. В

этом случае количество углерода в стали определяем расчётом:

100% перлита содержит 0,8 % углерода;

ро

10% перлита с держит Х %углерода.

По формуле

пределимнн

содержание углерода в перлите,

т

Х=10∙0.8/ 100=0,08% углерода

к

Порядок оформления и содержание отчёта:

1. Название работы.

л

е2. Цель работы.

3.Зарисовать типичные микроструктуры в тетрадь и дать их краткое

описание:

Э

∙Техническое железо. Содержание углерода менее 0,025%;

Контрольные вопросы по самостоятельной работе

для подготовки к дисциплинарному модулю

ка

1.

Когда железоуглеродистый сплав считается сталью,

когда чугуном?

2.

Какую роль в сплавах играет углерод, и на какие свойства влияет?

3.

е

Какие примеси непременно присутствуют в железоуглеродистых

сплавах и как влияют на их свойства?

о

4.

Что такое аллотропические превращения и критическиет

точки?

5.

и

железа при его на-

Как изменяется тип кристаллической решетки

л

гревании от комнатной температуры до температуры плавления?

6.

б

Какие структурные составляющие входят в железоуглеродистые стали?

7.

Что представляет собой аустенит и каковы его свойства?

8.

Что представляет собой ферр т

каковы его свойства?

9.

Что представляет собой цементитии каковы его свойства?

10.

Что представляет собой перлитб

и каковы его свойства?

11.

ая

Для каких целей используется диаграмма состояния железо - углерод?

12.

Что такое, эвтектика и какое значение она имеет?

13.

нн

Какие характерные линии и точки имеются на диаграмме состояния?

14.

Почему сталь является основным конструкционным материалом в ма-

шиностроении?

15.

Каким бразом получают сталь? 16. В чем заключается легирование

сталей?

т

к

17.

Назовитероосновные легирующие элементы с указанием их влияния на

е

свойства сталей.

18.

Какие сочетания легирующих элементов используются в сталях

наибо ее часто?

Э

л19. Какими буквами в марках сталей обозначаются кремний, марганец,

медь, вольфрам, ванадий, алюминий?

20.

Приведите примеры обозначения конструкционных легированных

сталей.

21.

Что обозначает буква А, стоящая в начале, середине и в конце марки

стали?

22.

По каким показателям классифицируются стали?

6

23.

Чем отличаются, друг от друга стали обыкновенного качества,

качественные и высококачественные?

24.

С какой целью производят, раскисление сталей и как это отражается на

их свойствах?

25.

Какие стали относятся к обыкновенным сталям?

26.

Можно ли определить процентное содержание углерода по

обозначению следующих марок - Ст. 4 и 40?

27.

Укажите несколько марок легированных цементуемых сталей.

28.

АГНИ

Какие основные легирующие элементы присутствуют в

рессор?

30.

Для чего служат инструментальные стали и как обозначаются?

31.

Какие стали считаются особыми и за счет, каких элементов в основном

приобретают эти особые свойства?

ка

32.

Какие элементы превращают сталь в нержавеющую?

33.

е

Каким простым способом можно ориентировочно определить марку

стали?

о

34.

Что называют твердыми сплавами; кактв их состав и основные

свойства?

и

35.

л

Какие марки твердых сплавов вам звестны и, к каким группам они

относятся?

б

36.

Для чего применяют твердые сплавы?

37.

Что такое литые твердые сплавы?

38.Чем отличаются кристаллическиеи

тела от аморфных материалов?

39.

Что такое кристаллическаябрешетка металлов и, каковы ее характерные

типы?

ая

40.

Что называют зерн ми и как они образуются?

41.

нн

От чего зависит величина зерен и на чем это отражается?

42.

Как сплавляются между собой разные металлы?

43.

ро

Что так е твердые растворы? 44. Чем вызываются дефекты металлов?

45.

Почему сплавы применяются в технике более широко, чем чистые

металлы?

т

к

46.

Ка ие свойства характерны для металлов?

е

47.

Что считается сплавом?

л

Э

Литература: (1;2).

Целью работы:

Изучение диаграммы состояния железо-цементит и диаграммы состояния

ка

железо - графит, микроструктуры конкретных образцов (шлифовАГНИ) белых

чугунов

в равновесном состоянии, изучение свойств серых,

высокопрочных и

ковких

чугунов и области их

е

применения, а также влияние содержания

углерода на структуру белого чугуна.

т

о

Выполнение работы:

и

При выполнении лабораторной работы необходимо исследовать под

микроскопом образцы (шлифы)

чугунов и определить по

микроструктуре

процентное содержание связанного и сво

лодного углерода в серых чугунах.

и

Процент связанного углерода вбсерых чугунах определяется тем же

расчётом, что и для стали.

б

ая

Порядок оформления и содержание отчёта

железо-графит. Дать определение всем линиям диаграммы состояния, а также

ро

структурным с ставляющимнн

стали и чугуна.

4.Зарисовать типичные микроструктуры и описать микроструктуру данных

к

образцов чугуна. Зарисовать схемы микроструктур исследованных образцов c

указаниемтих марок.

∙Эвт ктический белый чугун. Содержание углерода4.3

л

Э

е∙Один доэвтектичский белый чугун с содержанием углерода в пределах от

Контрольные вопросы по самостоятельной работе

АГНИ

для подготовки к дисциплинарному модулю

1.

Что называется чугуном и, из каких материалов его получают?

2.

Какие элементы особенно влияют на свойства чугуна и, каким образом?

3.

На какие виды делятся чугуны по своему назначению?

4.

Расскажите о производстве чугуна. 5. Перечислите разновидности

чугунов.

ка

6.

Какая разница в составе, свойствах и назначении белых и серых

чугунов?

7. Как обозначаются марки разных видов чугуна?

8.

Из каких чугунов изготовляются наиболее о веес венные детали?

9.

Что такое нирезист и, какие детали из него изгттовляются?

и

тел?

10.Чем отличаются кристаллические тела от аморфныхо

11.

л

Что такое кристаллическая решетка металлов и каковы ее характерные

типы?

б

12.

и

Что называют зернами и как они о разуются?

13.

От чего зависит величина зерен на чем это отражается?

14.

Как сплавляются между собой разные металлы?

15.

Что такое твердые растворыб?

ая

16. Чем вызываются дефекты металлов?

17.

Почему сплавы применяются в технике более широко, чем чистые

металлы?

нн

18.

Какие свойства характерны для металлов?

19.

Что считается сплавом?

20.

Когда желез углеродистый сплав считается сталью, а когда чугуном?

21.

Какуютрооль в сплавах играет углерод и на какие свойства влияет?

Определение твёрдости и микротвёрдости разными способами.

Защита предыдущей работы. Подготовка к тестированию.

Цель: цельюданной лабораторной работы является изучениеАГНИустройства и

ознакомление с методикой определения твердости по методам Бринелля,

Роквелла, Виккерса,

е

микротвёрдости, упругой отдачи,

ударного отпечатка и

метод царапания.

т

ка

РОКВЕЛЛА МЕТОД

о

Назван по имени американского металлурга С. Роквелла (S.Rochwell)

разработавшего этот

л

твёрдости металлов

метод – способ определения

вдавливанием в испытываемую поверхностьиа мазного инденторас углом при

б

стального шарика диаметром

вершине 120° ( шкала А и С) или закалённого

и

в

1/16 дюйма или 1, 588 мм ( шкала В). Твёрдость по Роквеллу выражают

б

настольном приборе, снабжённого индикатором, который показывает число

твёрдости. ГОСТ 23677-79.

нн

БРИНЕЛЛЯ МЕТОД

Назван по имени шведскогоая

инженера Ю.А.Бринелля (J.A.Brinell)- способ

площади (мм2) поверхности отпечатка. Для получения сопоставимых

ро

результатов о носительной твёрдости материалов (НВ св.130) испытывают

т

Р:D2=30; материалы средней твёрдости (НВ 30-130)-при

при отношениик

Р:D2=10; мягкие (НВ<30)-при Р:D2=2,5.

е

Испытание поБринеллю методу проводят на стационарных твердомерах-

л

прессах Бринелля обеспечивающих плавное приложение заданной нагрузки к

Эшарику и постоянство её при выдержке в течение установленного времени

(обычно 30 с). ГОСТ 9012-59.