7.2 Материалы, оборудование и принадлежности

Для выполнения работы необходимы: образцы углеродистой, легированной и быстрорежущей стали, муфельные электрические печи, нагретые до температур 200, 400, 600 и 700°С, водяная баня, твердомер ТК, наждачное точило и шлифовальная бумага, щипцы.

7.3 Ход работы

На основании сведений, полученных от преподавателя, записать в таблицу 7.1 химический состав исследуемых образцов инструментальной стали.

Таблица 7.1

№ пп	Марка стали	Содержание элементов, %								Состояние образцов до термообработки
		C	Mn	Si	Cr	W	V	Mo	Другие
1	У8
2	90Хф
3	Р18

На одном-двух образцах каждой марки стали измерить твердость по Роквеллу (шкала С). Найти среднее арифметическое значение твердости и записать данные (для каждой марки стали) в таблицу 7.2.

Таблица 7.2

№ пп	Марка стали	Твердость до нагрева, HRC (непосредственно после закалки)	Средняя твердость HRC после нагрева в течение 1часа при температуре, °С
			100	200	400	600	700
1	У8
2	90ХФ
3	Р18

Образцы каждой марки стали (в количестве, указанном преподавателем) загрузить в водяную баню (температура 100°С) и в печи с температурами 200, 400, 600 и 700°С. Время выдержки 1 ч. После выдержки образцы охладить на воздухе.

Остывшие образцы зачистить на наждачном круге и наждачной бумагой до появления металлического блеска и измерить твердость по Роквеллу (шкала С). Результаты измерения, как среднее из двух-трех замеров твердости образцов, нагретых до данной температуры, записать в таблицу 7.2.

По результатам измерения твердости построить график: по оси ординат – твердость НRС, по оси абсцисс – температура нагрева, °С.

На один график нанести кривые всех трех изученных марок стали.

7.4 Содержание отчета

Отчет должен содержать: название работы и ее цель, краткие теоретические сведения, ход работы, результаты экспериментов по таблицам 7.1 и 7.2, график с нанесенными тремя кривыми зависимости твердости углеродистой, легированной и быстрорежущей сталей от температуры нагрева, выводы о влиянии нагрева на свойства закаленных инструментальных сталей с объяснением наблюдаемых явлений.

Лабораторная работа 8

МИКРОСТРУКТУРА ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ

Цель работы – изучить микроструктуру цветных металлов и сплавов. Установить связь между структурой сплава и его свойствами.

8.1 Краткие теоретические сведения

8.1.1  Алюминий и его сплавы

Алюминий и его сплавы обладают малой плотностью, высокой тепло- и электропроводностью. Благодаря сравнительно высоким механическим свойствам алюминиевые сплавы делятся на применяемые в деформированном виде и в литом. Границей между этими двумя видами сплавов является предел насыщения твердого раствора вторым компонентом при эвтектической температуре.

Деформируемые сплавы. Наиболее распространены сплавы алюминия с медью, получившие название дуралюминов. Они содержат 3,5–5,5% Сu с небольшими добавками магния и марганца Структура дуралюмина после отжига состоит из зерен α-твердого раствора, содержащего около 0,5% Сu (светлый фон шлифа) и мелких вторичных кристаллов СuАl₂, расположенных по границам и внутри зерен твердого раствора в виде темных точек.

Литейные сплавы. Структура этих сплавов по сравнению с деформируемыми сплавами крупнозернистая, грубая. Наиболее распространенными литейными сплавами являются силумины – сплавы алюминия с 8 – 14% кремния. Для измельчения зерна и улучшения механических свойств силумины модифицируют. Благодаря модифицированию измельчается зерно и строение эвтектики.

Структура немодифицированного сплава состоит из алюминиевого α-твердого раствора (основной светлый фон шлифа) и эвтектики α + Si (темные участки), в которой кремний находится в виде крупных игл, структура грубая. После модифицирования структура измельчается: она состоит из первичных дендритов α-твердого раствора (светлый фон) и мелкой (дисперсной) эвтектики (темный фон).