4.5.3. Твердість та міцність залізовуглецевих сплавів

Номер	Марка сплаву	Вміст вуглецю, %	Твердість		Межа міцності , МПа
			HRB	HB
1	Технічне залізо
2	Сталь 20
3	Сталь 45
4	Сталь 65
5	Сталь У8
6	Сталь У12

4.5.4. Графік залежності міцності та твердості вуглецевих сталей від вмісту вуглецю

Пояснення до графіка:

4.5.5. Мікроструктура білих чавунів

Доевтектичний чавун

Вміст вуглецю:

Мікроструктура:

Особливості будови:

Номер	Критичні точки	Процеси, що відбуваються при охолодженні
1
2
3

Евтектичний чавун

Вміст вуглецю

Мікроструктура:

Особливості будови:

Номер	Критичні точки	Процеси, що відбуваються при охолодженні
1
2

Заевтектичний чавун

Вміст вуглецю:

Мікроструктура:

Особливості будови:

Номер	Критичні точки	Процеси, що відбуваються при охолодженні
1
2
3

4.5.6. Мікроструктура сірих чавунів

Марка:

Хімічний склад:

Мікроструктура:

Особливості будови:

Марка:

Хімічний склад:

Мікроструктура:

Особливості будови:

Марка:

Хімічний склад:

Мікроструктура:

Особливості будови:

Висновки: ___________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

Лабораторна робота 5

Термічна обробка вуглецевих сталей

5.1. Мета роботи

1. Визначити оптимальну температуру нагрівання доевтектоїдних та заевтектоїдних сталей для гартування.

2. Дослідити вплив швидкості охолодження на твердість вуглецевої сталі.

3. Набути практичних навиків виконання операцій термічної обробки.

2. Зміст роботи

1. Виміряти твердість зразків вуглецевої сталі 45 та У10 до гартування.

2. Провести гартування зразків за режимами, що визначені в протоколі.

3. Виміряти твердість зразків після гартування, визначити їх структуру.

4. Побудувати графіки залежності твердості сталі 45 та У10 від температури нагрівання та швидкості охолодження.

Швидкості охолодження прийняти: в воді – 600 С/с; в маслі – 100 С/с; на повітрі – 7 С/с.

2. Перелік питань, які необхідно засвоїти для виконання та захисту роботи

Основні перетворення в сталі при нагріванні та охолодженні. Діаграми ізо­термічного розпаду переохолодженого аустеніту. Критична швидкість охолодження. Основні види термічної обробки (відпал, нормалізація, гартування, відпуск). Середовища для гартування, їх характерис­тика.

2. Література: [1, c. 156-205].

5.5. Протокол дослідження

5.5.1. Режими термічної обробки вуглецевих сталей 45 та У10

Марка сталі	Твердість до термообробки		Темпе-ратура нагрі- вання, t, C	Витримка, , хв	Охолод-жувальне середо-вище	Твердість після термообробки		Струк- тура
	НR	HB				НR	HB
Сталь 45			650		вода
			700		вода
			750		вода
			800		вода
			850		вода
			900		вода
			950		вода
			850		масло
			850		повітря
Сталь У10			650		вода
			700		вода
			750		вода
			800		вода
			850		вода
			900		вода
			750		масло
			750		повітря

5.5.2. Графік залежності твердості сталей від температури нагрівання при гартуванні

Пояснення до графіка:

5.5.3. Графік залежності твердості сталі від швидкості охолодження при гартуванні

Пояснення до графіка:

Висновки: ___________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

Лабораторна робота 6

ДОСЛІДЖЕННЯ СТРУКТУРИ СТАЛІ ПІСЛЯ ТЕРМІЧНОЇ ОБРОБКИ

6.1. Мета роботи

1. Вивчити типові структури сталей після термічної обробки; дефектні структури термічно обробленої сталі.

2. Навчитися за хімічним складом, твердістю та мікроструктурою визначати вид термічної обробки.

6.2. Зміст роботи

1. Дослідити мікроструктуру вуглецевої сталі 45 після різних видів термічної обробки, вивчити та замалювати їх.

2. Замалювати для кожного зразка режим термічної обробки.

6.3. Перелік питань, які необхідно засвоїти для виконання та захисту роботи

Теорія фазових перетворень в сталях. Характеристика фаз та структур термооброблених сталей: мартенсит, троостит, сорбіт, бейніт. Особливості морфології та властивостей структур після гартування та відпуску. Вплив швидкості охолодження при термічній обробці на структуру сталей. Види браку при термічній обробці та заходи для його попередження.

6.4. Література: [1, c. 156-178, 183-188].

6.5. Протокол досліджень

Марка сталі:

Хімічний склад:

Структура:

Особливості будови:

Твердість:

Термічна обробка та її режими:

Марка сталі:

Хімічний склад:

Структура:

Особливості будови:

Твердість:

Термічна обробка та її режими:

Марка сталі:

Хімічний склад:

Структура:

Особливості будови:

Твердість:

Термічна обробка та її режими:

Марка сталі:

Хімічний склад:

Структура:

Особливості будови:

Твердість:

Термічна обробка та її режими:

Марка сталі:

Хімічний склад:

Структура:

Особливості будови:

Твердість:

Термічна обробка та її режими:

Марка сталі:

Хімічний склад:

Структура:

Особливості будови:

Твердість:

Термічна обробка та її режими:

Марка сталі:

Хімічний склад:

Структура:

Особливості будови:

Твердість:

Термічна обробка та її режими:

Марка сталі:

Хімічний склад:

Структура:

Особливості будови:

Твердість:

Термічна обробка та її режими:

Висновки: ___________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

Лабораторна робота 7

ДОСЛІДЖЕННЯ СТРУКТУР КОНСТРУКЦІЙНИХ ТА ІНСТРУМЕНТАЛЬНИХ СПЛАВІВ

7.1. Мета роботи

1. Вивчити класифікацію та марки найбільш поширених конструкційних та інструмен­тальних матеріалів.

2. Встановити зв’язок між структурою, термічною обробкою та властивостями сплавів.

7.2. Зміст роботи

1. Дослідити під мікроскопом структуру цементованих поліпшуваних сталей, бронз, лату­ней, силумінів. Замалювати та описати їх структуру, властивості, типову термічну обробку та галузі застосування.

2. Дослідити та замалювати структуру інструментальних сталей для різального, штампу­вального та вимірювального інструменту; структуру твердих сплавів. Описати їх властивості та типову термічну обробку.

7.3. Перелік питань, які необхідно засвоїти для виконання та захисту роботи

Класифікація сталей за призначенням та вмістом легуючих елементів. Маркування лего­ваних сталей. Класифікація та маркування сплавів на основі міді та алюмінію.

Класифікація інструментальних сталей за призначенням. Режими термічної обробки конструкційних та інструментальних сталей. Класифікація та маркування твердих сплавів.

7.4. Література: [1, c. 256-262, 267-281, 349-366, 384-417].

7.5. Протокол досліджень

7.5.1. Конструкційні сталі:

Матеріал:

Хімічний склад:

Структура:

Особливості будови:

Типова термічна обробка:

Властивості:

Застосування:

Матеріал:

Хімічний склад:

Структура:

Особливості будови:

Типова термічна обробка:

Властивості:

Застосування:

7.5.2. Сплави на основі міді та алюмінію

Матеріал:

Хімічний склад:

Структура:

Особливості будови:

Типова термічна обробка:

Властивості:

Застосування:

Матеріал:

Хімічний склад:

Структура:

Особливості будови:

Типова термічна обробка:

Властивості:

Застосування:

Матеріал:

Хімічний склад:

Структура:

Особливості будови:

Типова термічна обробка:

Властивості:

Застосування:

Матеріал:

Хімічний склад:

Структура:

Особливості будови:

Типова термічна обробка:

Властивості:

Застосування:

7.5.3. Інструментальні матеріали

Матеріал:

Хімічний склад:

Структура:

Особливості будови:

Типова термічна обробка:

Властивості:

Застосування:

Матеріал:

Хімічний склад:

Структура:

Особливості будови:

Типова термічна обробка:

Властивості:

Застосування:

Матеріал:

Хімічний склад:

Структура:

Особливості будови:

Типова термічна обробка:

Властивості:

Застосування:

Матеріал:

Хімічний склад:

Структура:

Особливості будови:

Типова термічна обробка:

Властивості:

Застосування:

7.5.4. Тверді сплави

Матеріал:

Хімічний склад:

Структура:

Особливості будови:

Типова термічна обробка:

Властивості:

Застосування:

Матеріал:

Хімічний склад:

Структура:

Особливості будови:

Типова термічна обробка:

Властивості:

Застосування:

Висновки: ___________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

Лабораторна робота 8

ДОСЛІДЖЕННЯ МІКРОСТРУКТУРИ ЗВАРНИХ З’ЄДНАНЬ

8.1. Мета роботи

1. Оволодіти методикою проведення мікроструктурного аналізу зварних з’єднань, одержа­них ручним дуговим зварюванням.

2. Дослідити та охарактеризувати мікроструктуру зварних з’єднань низьковуглецевих і ле­гованих сталей.

3. Пояснити зв’язок між структурою та процесами, що відбувалися при зварюванні.

8.2. Зміст роботи

1. Одержати зразки зварних з’єднань з низьковуглецевої та легованої сталі.

2. Дослідити мікроструктури цих з’єднань, визначити зони розплавленого металу та зону термічного впливу (ЗТВ).

3. Виміряти ширину цих зон з допомогою об’єкт-мікрометра.

4. Замалювати мікроструктуру зварного з’єднання.

5. Пояснити зв’язок між структурою та процесами, що відбувалися при зварюванні.

8.3. Перелік питань, які необхідно засвоїти для виконання та захисту роботи

Визначення процесу зварювання. Зварюваність сталі та фактори, що її визначають. Зони з яких складається зварне з’єднання. Будова зони розплавленого металу після охолодження. Визначення зони термічного впливу. Фактори, що впливають на структуру металу в ЗТВ. Пояснити причини, що ведуть до утворення зони з Відманштеттовою, дрібнозернистою та мартенситною структурами. Вплив способу зварювання на структуру ЗТВ.

8.4. Література: [5, c. 15-33].

8.5. Протокол досліджень

8.5.1. Мікроструктура зварного з’єднання низьковуглецевої сталі:

8.5.2. Мікроструктура зварного з’єднання легованої сталі

8.5.3. Схема розподілення температур і фаз в ЗТВ зварного шва

8.5.4. Пояснення зв’язку між структурою та процесами, що відбувалися при зварюванні

Висновки: ___________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

Лабораторна робота 9

ТЕРМІЧНА ОБРОБКА ЗВАРНИХ З’ЄДНАНЬ

9.1. Мета роботи

1. Дослідити вплив легуючих елементів на поверхню ЗТВ.

2. Оцінити вплив високого відпуску на твердість зварних з’єднань з низьковуглецевої та низьколегованої сталей.

9.2. Зміст роботи

1. Одержати зразки зварних з’єднань з низьковуглецевої та низьколегованої сталі.

2. Виміряти твердість на всіх ділянках ЗТВ з кроком 0,1 мм.

3. Побудувати графік залежності твердості від відстані до розплавленої зони.

4. Провести високий відпуск зварних з’єднань, температура _____ С, витримка _____ хв.

5. Виміряти твердість після відпуску та побудувати графік впливу відпуску на твердість ЗТВ.

6. Пояснити процеси, що відбувалися під час відпуску в низьколегованій та низьковуг­лецевій сталі.

7. Зробити висновки.

9.3. Перелік питань, які необхідно засвоїти для виконання та захисту роботи

Вплив легуючих елементів на температуру поліморфних перетворень в залізі. Вплив легу­ючих елементів на процеси, що відбуваються при нагріванні та охолоджені сталі. Характер змін в ЗТВ низьковуглецевих та низьколегованих сталей. Властивості зварних з’єднань сталей різного хімічного складу. Основні види термічної обробки зварних з’єднань.

9.4. Література: [5, c. 15-33].

9.5. Протокол досліджень

9.5.1. Твердість зварних з’єднань

Марка сталі	Відстань від зони сплавлення, мм
	0	1	2	3	4	5	6	7	8
Сталь 20 (після зварювання)
Сталь 15Г2АФ (після зварювання)
Сталь 20 (після відпуску)
Сталь 15Г2АФ (після відпуску)

9.5.2. Графік твердості ЗТВ для низьковуглецевої та низьколегованої сталі

Пояснення до графіка: