- •Сибирский государственный
- •Предисловие
- •Введение
- •Советы студентам
- •Правила техники безопасности при работе в термической и металлографической лабораториях.
- •Лабораторная работа № I макроскопический метод исследования металлов и сплавов
- •Теоретические сведения Характеристика макроанализа и области его применения
- •Макроанализ изломов
- •Макроанализ шлифов
- •Выявление ликвации серы
- •Выявление ликвации фосфора
- •Выявление макроструктуры
- •Выявление дефектов, нарушающих сплошность металла
- •Порядок выполнения работы и содержание отчета
- •Варианты заданий
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №2 микроскопический анализ машиностроительных материалов
- •Теоретические сведения Принцип действия светового микроскопа
- •Порядок выполнения работы и содержание отчета
- •Лабораторная работа №3 механические свойства сплавов
- •Теоретические сведения
- •Порядок выполнения работы и содержание отчета
- •Лабораторная работа №4 построение диаграммы состояния сплавов «олово - цинк» термическим методом
- •Теоретические сведения Назначение и сущность термического анализа
- •Экспериментальная часть работы
- •Методика построения диаграммы состояния сплавов «олово цинк»
- •Изучение процессов кристаллизации и микроструктур сплавов «олово - цинк»
- •Порядок выполнения работы и содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №5 изучение диаграмм состояния двойных систем
- •Теоретические сведения
- •Порядок выполнения работы и содержание отчета
- •Приложение I
- •Лабораторная работа № 6 изучение диаграммы состояния сплавов железа с углеродом
- •Теоретические сведения Основные свойства железа
- •Диаграмма фазового равновесия «железо - углерод»
- •Основные фазы, области, линии и точки диаграммы
- •Построение кривых охлаждения сплавов заданной концентрации с использованием диаграммы состояния
- •Порядок выполнения работы и содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №7 изучение микроструктуры углеродистых сталей и чугунов в равновесном состоянии
- •Теоретические сведения
- •Порядок выполнения работы и содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Изучение микроструктуры легированных сталей в равновесном состоянии
- •Теоретические сведения
- •Порядок выполнения работы и содержание отчета
- •Лабораторная работа №9 термическая обработка углеродистых сталей
- •Теоретические сведения
- •Порядок выполнения работы и содержание отчета
- •Лабораторная работа № 10 изучение микроструктур сплавов на основе алюминия
- •Теоретические сведения
- •Принципы термического упрочнения алюминиевых сплавов
- •Порядок выполнения работы и содержание отчета
- •Лабораторная работа №11 изучение микроструктуры сплавов на основе меди
- •Теоретические сведения
- •Порядок выполнения работы и содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 12 изучение микроструктуры сплавов на основе титана
- •Теоретические сведения
- •Порядок выполнения работы и содержание отчета
- •Структура композитов с полимерной матрицей
- •Композиты с металлической матрицей
- •Определение объемной доли волокон в композите методом количественной металлографии
- •Порядок выполнения работы и содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 14 изучение структуры металла после пластической деформации и рекристаллизации
- •Теоретические сведения Влияние пластической деформации на структуру и механические свойства металлов и сплавов
- •Превращения в наклепанном металле при нагреве. Изменения его структуры и свойств
- •Порядок выполнения работы и содержание отчета
- •Контрольные задания
- •Контрольные вопросы
Порядок выполнения работы и содержание отчета
1. Группу разделить на 3 подгруппы. Каждая подгруппа должна получить по три холоднодеформированных (с разной степенью) образца алюминиевого сплава.
2. Изучить влияние степени деформации сплава на его твердость. Замер твердости производить на прессе Бринелля. Результаты замеров занести в табл. 13.1.
3. Изучить влияние температуры нагрева на изменение свойств и структуры деформированного сплава.
Образцы холоднодеформированного алюминиевого сплава
нагреть:
1-я подгруппа - на 150°С; 2-я подгруппа - на 300 С;
3-я подгруппа - на 450°С и выдержать при этих температурах в течение 40 мин.
Измерить твердость образцов, результаты замеров занести в табл. 13.1. Построить график, показывающий изменение твердости в зависимости от температуры нагрева, и указать примерную температуру начала рекристаллизации, найденную на основании полученных результатов и расчетным путем по формуле А. А. Бочвара (Трекр.≈ 0,5 Тпл, К).
Оценить размер зерна рекристаллизованного металла и сделать вывод о влиянии степени предшествующей деформации на величину рекристаллизованного зерна.
4. Составить отчет. Содержание отчета: название и цель работы, теоретические сведения, таблица, выводы, ответы на вопросы контрольных заданий.
Таблица 14. I
N п/п
|
Степень деформации,%
|
Твердость до нагрева, НВ
|
Твердость после нагрева, НВ
| ||
150°С |
300°С |
450°С | |||
I |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
Контрольные задания
I. На рис.14.5приведена диаграмма растяжения образца стали. Опишите, какие изменения происходят в микроструктуре металла при растяжении образца до точки I, 2, 3 соответственно.
Относительное удлинение, %
Рис. 14. 5. Диаграмма растяжения образца низкоуглеродистой стали
2. Детали, изготовленные из прутков меди диаметром 20 мм, должны иметь предел прочности не ниже 300 МПа. Между тем на заводе имеются прутки меди большего диаметра с пределом прочности 220-250 МПа. Укажите, как можно выполнить производственное задание.
3. Объясните, можно ли отличить по микроструктуре металл, деформированный в холодном состоянии, от металла, деформированного в горячем состоянии, и укажите, в чем заключается различие микроструктуры.
4. Укажите, изменяется ли и в какую сторону величина твердости по Бринеллю, если замеры проводить дважды в одной и той же точке образца? В непосредственной близости от места первого измерения?
5. Волочение проволоки проводят в несколько переходов. Если волочение без промежуточных операций, то проволока на последних переходах дает разрывы. Объясните причины разрывов и укажите меры для предупреждения этого явления.
6. Медные детали, полученные холодной штамповкой, имеют пониженную пластичность. Укажите, можно ли повысить относительное удлинение такой меди, порекомендуйте режим обработки и объясните, как изменяются при этом механические свойства (σв, НВ, δ).
7. Одни прутки латуни после холодной деформации нагревали до 200°С, другие до 500°С с выдержкой в течение 60 мин. Укажите, какое влияние на структуру и свойства в каждом случае оказал нагрев.
8. Порекомендуйте режим обработки (температуру нагрева) холоднодеформированной латуни, если необходимо максимально сохранить повышенную прочность, созданную холодной деформацией, но снять часть возникших при этом напряжений.
9. В котельных установках часто наблюдается более значительная коррозия в участках металла, прилегающих к заклепкам. Объясните причины, вызывающие это явление.
10. При исследовании структуры стального кованного вала диаметром 100 мм обнаружено, что в поверхностных слоях структура была мелкозернистой, а в сердцевине - крупнозернистой. Укажите возможные причины этого явления.