- •Новосибирск
- •Лабораторная работа № 9. Макроскопический анализ сплавов…………..128 Лабораторная работа № 10. Микроскопический анализ сплавов…………135 Введение
- •Лабораторная работа № 1 определение твердости металлов и сплавов
- •1.1. Цель работы:
- •1.2. Теоретическое обоснование
- •Твердость по Бринеллю
- •1− Столик для центровки образца;2 − маховик; 3 − грузы; 4 − шарик; 5− электродвигатель
- •Метод Роквелла
- •Шкалы для определения твердости по Роквеллу
- •Метод Виккерса
- •1 − Столик для установки образца; 2 − маховик; 3 − шток с алмазной пирамидой;
- •4− Педаль пускового рычага;5− подвеска с призмой;6− микроскоп
- •Метод микротвердости − метод Хрущева-Берковича
- •12− Грузы;13− ручка нагружения
- •Твердомер тэмп-2
- •1.3. Оборудование и материалы для выполнения лабораторной работы
- •1.4. Порядок выполнения работы
- •1.5. Содержание отчета
- •1.6. Контрольные вопросы:
- •Литература
- •Диаграмма растяжения
- •Определение твердости материалов
- •Определение твердости по шкале Мооса
- •3.3. Порядок выполнения работы
- •3.4. Содержание отчета
- •2.3. Контрольные вопросы:
- •Лабораторная работа № 3 диаграммы состояния двойных сплавов
- •3.2. Теоретическое обоснование
- •Диаграмма с полной нерастворимостью компонентов в твердом состоянии
- •Диаграмма с полной растворимостью компонентов в твердом состоянии
- •Диаграмма состояния с ограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии
- •Диаграмма состояния с образованием химического соединения между компонентами
- •3.3. Порядок выполнения работы
- •3.4. Содержание отчета
- •3.5. Контрольные вопросы
- •Литература
- •Диаграмма состояния железо-углерод
- •4.3. Порядок выполнения работы
- •4.4. Содержание работы
- •4.5. Контрольные вопросы
- •Литература
- •1 Индивидуальное задание по теме «Диаграмма состояния Fe- Fe3c»
- •Контрольные вопросы для защиты задания
- •Литература
- •Классификация углеродистых сталей
- •Углеродистые конструкционные стали
- •Углеродистые инструментальные стали
- •Микроисследование углеродистой стали
- •Химический и фазовый состав сталей
- •5.3. Порядок выполнения работы:
- •5.4. Содержание отчета:
- •5.6. Контрольные вопросы:
- •Литература Лабораторная работа № 6 микроструктура и свойства чугунов
- •6.2. Теоретическое обоснование
- •Белый чугун
- •Серый чугун
- •Ковкий чугун
- •Высокопрочный чугун
- •Легированные чугуны
- •6.3. Порядок выполнения работы
- •6.4. Содержание отчета
- •6.5. Оборудование и материалы:
- •6.6. Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа № 7 термическая обработка углеродистой стали
- •7.2. Теоретическое обоснование
- •7.3. Порядок выполнения работы:
- •Термообработка стали 50
- •Термообработка стали у12 (или стали у8)
- •9.4. Содержание отчета
- •9.5. Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа № 8 исследование влияния термической обработки на механические свойства сплава на основе алюминия
- •8.2. Теоретическое обоснование
- •10.3. Порядок выполнения работы
- •Результаты проведенного эксперимента
- •8.4. Содержание отчета
- •8.5. Контрольные вопросы
- •Литература
- •Определение твердости по Бринеллю
- •Соотношение значений твердости, определяемых методами Бринелля и Роквелла
- •Соотношение значений твердости, определяемых разными методами
- •Химический состав (%) и некоторые свойства деформируемых и литейных сплавов на основе алюминия
- •Рекомендуемая литература Основная
- •Дополнительная и справочная
- •Лабораторная работа 9 макроскопический анализ сплавов
- •1.2. Теоретическое обоснование
- •Макроскопическое исследование металла, обработанного давлением
- •1.3. Порядок выполнения работы
- •1.4. Содержание отчета
- •1.5. Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа № 10 микроскопический анализ (микроанализ)
- •2.2. Теоретическое обоснование
- •Основные характеристики полировальных алмазных паст
- •Последовательность работы на микроскопе
- •Определение величины зерна в стали
- •Характеристики структуры стали с разной величиной баллов
- •Пересчет номера зерна на стандартное увеличение (100×) при использовании увеличений от 25× до 800×
- •Изучение неметаллических включений
- •2.3. Порядок выполнения работы
- •2.4. Методические указания
- •2.5.Содержание отчета
- •2.6. Контрольные вопросы
- •Литература
- •Травление микрошлифов
Литература
1. Гуляев А. П. Металловедение. − М.: Металллургия, 1986. – 542 с.
2. Арзамасов Б. И. Материаловедение. − М.: Машиностроение, 1986.
3. Лахтин Ю. М., Леонтьева Б. П. Материаловедение. − М.: Машиностроение, 1990. – 493 с.
4. Основы материаловедения. Под ред. И.И.Сидорина. − М.: Машиностроение, 1976.
5. Геллер Ю. А., Рахштадт А. Г. Материаловедение. − М.: Металлургия, 1983.
6. Лахтин Ю. М. Металловедение и термическая обработка металлов. − М.: Металлургия, 1984. − 359 с.
7. Руководство к лабораторным работам по материаловедению. Под ред. И. И.Сидорина. − М.: Высшая школа, 1967.
2 индивидуальное задание
Расшифровка марок углеродистых сталей и чугунов
Расшифровать предложенные марки сплавов: углеродистых сталей и чугунов, указать их название, химический состав, классификации, свойства и применение.
При расшифровке марки углеродистой стали необходимо указать:
Название сплава.
Химический состав сплава.
Классификации стали:
3.1. по содержанию углерода;
3.2. по степени раскисления;
3.3. по качеству;
3.4. по равновесному составу;
3.5. по назначению;
3.6. по методу получения;
3.7. по химическому составу.
Основные механические свойства (условный предел текучести, предел прочности, относительное удлинение, относительное сужение, твердость и др.).
Область применения сплава.
Пример расшифровки марки стали 45.
Название сплава - Сталь. Среднеуглеродистая качественная сталь.
Химический состав сплава. - Массовая доля элементов: 0,42 ... 0,50 % С; 0,17 ... 0,37 % Si; 0,50 ... 0,80 % Мn, остальное Fe.
Классификации стали:
3.1. по содержанию углерода - среднеуглеродистая;
3.2. по степени раскисления - спокойная;
3.3. по качеству - качественная;
3.4. по равновесному составу - доэвтектоидная;
3.5. по назначению - конструкционная;
3.6. по методу получения - деформируемая;
3.7. по химическому составу - углеродистая.
основные механические свойства - Нормализация: 830 ... 860 °С (воздух)
в= 610 МПа;
0,2= 360 МПа;
= 16%;
= 40 %;
197 НВ (после отжига).
Термическая обработка: закалка 820 ... 850 °С (вода) + отпуск 550 ... 650 °С (воздух).
Механические свойства после термообработки (сечение до 100 мм):
в= 615 МПа;0,2= 395 МПа;
= 17%; = 45 %.
5.- Область применения сплава - Детали машин и области применения: после улучшения - коленчатые валы, оси, шатуны, зубчатые колеса, распределительные валики, цилиндры, храповики, фрикционные диски, плунжеры, шпиндели, крепежные детали и другие детали.
После поверхностной закалки - длинные валы, ходовые валики и ходовые винты станков, зубчатые колеса и другие детали.
При расшифровке марки чугуна необходимо указать:
Вид чугуна и его ГОСТ.
Химический состав чугуна.
Маркировку чугуна
Способ получения чугуна.
Форму графита.
Свойства чугуна.
Область применения сплава.
Пример расшифровки марки чугуна КЧ 33-8.
Вид чугуна и его ГОСТ - ковкий чугун ГОСТ 1215-79.
Химический состав сплава - C – 2,4 - 2,7%, Si – 1,2 - 1,4 %, Mn – 0,2 - 0,4 %, P – до 0,12 %, S – до 0,06 %, Cr – до 0,06 %, остальное Fe.
Маркировка чугуна - КЧ 33-8 σв = 330 МПа или 33 кгс/мм2, δ = 8 %.
Способ получения чугуна - из белых доэвтектических чугунов, подверженных специальному графитизирующему отжигу длительностью (24...60 ч).
Форма графита - хлопьевидная.
Свойства чугуна - имеет достаточно высокую прочность, пластичность, сопротивляемость ударным нагрузкам и износостойкость в сочетании с хорошей обрабатываемостью. По сравнению с серым чугуном ковкийчугунявляется более прочным и более пластичным. Ковкий чугун имеет несколько худшие литейные свойства, чем серый чугун (меньшая жидкотекучесть, большая объемная усадка и др.), и по своим технологическим свойствам занимает промежуточное положение между серым чугуном и литой сталью.
Область применения сплава - используют для изготовления мелких и средних тонкостенных отливок ответственного назначения, работающих в условиях динамических знакопеременных нагрузок (детали приводных механизмов, коробок передач, тормозных колодок, шестерен, ступиц и т. п. Применяется в автомобильном, сельскохозяйственном, текстильном машиностроении, в судо-вагоно- и котлостроении.
Вариант №1
БСт4кп, 08, 15, У8А, А40Г, ВЧ60, ВСт4, 45Л, КЧ 33 – 8, СЧ24, 55Г
Вариант №2
Ст1кп, 05, 30, У9, 85, У12А, А35, АЧС – 3, 50Л, ВЧ60, КЧ37-12
Вариант №3
БСт0, 10, 80, У10, А40Г, КЧ 37 – 12, СЧ 15, ВЧ 80 – 2, 40Л, 55С2
Вариант №4
КЧ 45 – 6, У12А, 45Л, 50, БСт2кп, ВЧ 60, 08 кп, У7, А12, СЧ 18
Вариант №5
Ст3, 15, 75, У9А, А12, КЧ 45 – 7, СЧ 45, ВЧ 38 – 17, 45Л, 60Г
Вариант №6
Ст0, ВЧ 45, У8, КЧ 56 – 4, 08пс, 65Г, СЧ 30, А40, БСт5пс, У8А
Вариант №7
15кп, 45, 80, ВЧ 50, КЧ 37 – 12, БСт1кп, 08пс, 60Г, 25Л, ВСт3, А20, У12, У9А
Вариант №8
40, Ст2кп, ВЧ 45, ВСт6, КЧ 30 – 6, 15Г, БСт3 кп, 15 кп, 75, 20 кп, СЧ 40, А20, КЧ 33 - 8
Вариант №9
Ст0, 20, 60, У9, А11, КЧ 60 – 3, СЧ 25, ВЧ 120 – 2, 50Л, 70Г, У11А
Вариант №10
08 кп, А40Г, 30Л, КЧ 45 – 7, 60, 15 пс, ВЧ 60, СЧ 15, ВСт5, У10А, Ст1кп, У7
Вариант 11
Ст4пс, 08 кп, 20, 65, А12, СЧ 25, КЧ 37 – 12, ВЧ 60, АЧК – 2, 35Л, У7А, У13
Вариант №12
БСт4пс, 50, 08 кп, У11, А11, ВЧ 120, СЧ 25, КЧ 45 – 7, 55Л, 70С3А
Вариант №13
КЧ 45 – 6, У12А, 45Л, 50, ВЧ 60, 05 кп, У7, А40, СЧ 20, У8, 80, Ст4пс
Вариант №14
10, ВЧ 60, ВСт1пс, А40, У10А, 50Л, СЧ 21, 60С2, КЧ 37 -12, 08 кп
Вариант №15
45Л, У12А, СЧ 18, КЧ 45 – 6, 50, БСт2кп, ВЧ 60, 08 кп, У7, А12
Вариант №16
ВЧ 45, 50, 05 пс, А40, Ст3кп, КЧ 45 – 7, 40Л, СЧ 32, ВСт5, У12А
Вариант №17
Ст0, ВЧ 45, У8, КЧ 55 – 4, 08 пс, 05, СЧ 20, А40, БСт5кп, У8А
Вариант №18
15 кп, ВЧ 50, КЧ 37 – 12, БСт1кп, 08 пс, 60Г, 25Л, ВСт3, А20, У12, У8А, 75
Вариант №19
05 кп, 10, У10А, А40Г, ВЧ 42, ВСт5, 45Л, КЧ 60 – 3, СЧ 32, 65Г, У13, Ст0
Вариант №20
ВСт5, 08 кп, У12А, 35, 50Г, КЧ 30 -6, 10 кп, СЧ 12, БСт3сп, 50Л, У9А, 75
Вариант №21
60, БСт6, У11А, КЧ 33 – 8, А15Г, БСт1пс, 40Л, СЧ 18, 08 кп, У7, АЧК - 2, 80
Вариант №22
05 кп, А15, ВСт3пс, 40, ВСт6, У10А, КЧ 38 – 10, 25Л, Ст2, 75, ВЧ 120, У8,
Вариант №23
ВСт3, 15, 20пс, 85, У8, У12А, А12, СЧ 25, ВЧ 50, КЧ 30 – 6, АЧС – 1, 50Л
Вариант №24
БСт4, 10 пс, 25, 75, У13, У7А, А30, СЧ 40, ВЧ 120, КЧ 45 – 7, АЧК – 2, 40Л
Вариант №25
Ст1, 25, 85, У8А, А40Г, СЧ 45, ВЧ 120, КЧ 80 – 1,5, 35Л, 70Г, У11, БСт3пс, 05 кп
Вариант №26
ВСт5пс, 05, 15 кп, 40, 75, У9, У10А, А35Е, СЧ 15, КЧ 37 – 12, ВЧ 42, АЧВ – 2, 35Л
Вариант №27
БСт7, 10 пс, 85, У7, А40, СЧ25, ВЧ 50, КЧ 60 – 3, 45Л, 60Г
Вариант №28
45Л, У12А, СЧ 18, КЧ 45 – 7, 50, БСт2кп, 08 кп, У7, А12, ВЧ 120
Вариант №29
ВЧ 35, 50, 05 пс, А40, Ст3кп, КЧ 50 – 5, 40Л, СЧ 32, ВСт5, У12А
Вариант №30
ВСт3, 15, 20пс, 85, У8, У12А, А12, СЧ 25, ВЧ 50, КЧ 55 – 4, АЧС – 1, 50Л, , 65Г