- •270101 – Механическое оборудование и технологические комплексы предприятий строительных материалов, изделий и конструкций
- •Определение твердости по Бринеллю
- •Практика определения твердости по Бринеллю
- •Определение твердости по Роквеллу
- •Практика определения твердости по Роквеллу
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы.
- •Лабораторная работа №2 Влияние холодной пластической деформации на структуру и свойства стали
- •Пластическая деформация и рекристаллизация
- •Порядок выполнения работы
- •Лабораторная работа №3 Диаграммы состояния железо-углеродистых сплавов Компоненты и фазы в системе железо – углерод
- •Диаграммы состояния железо-углеродистых сплавов
- •Кристаллизация сплавов Fe-Fe3c
- •Вопросы для повторения раздела
- •Лабораторная работа №4 Изучение структуры и свойств углеродистых сталей в равновесном состоянии
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №5 Изучение структуры и свойств чугунов
- •Белые чугуны
- •Серые чугуны
- •Ковкие чугуны
- •Высокопрочные чугуны
- •Легированные чугуны
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №6 Термическая обработка углеродистых сталей
- •Основные понятия
- •Влияние скорости охлаждения на структуру и свойства стали
- •Перлитное превращение
- •Промежуточное (бейнитное) превращение
- •Мартенситное превращение аустенита
- •Виды термической обработки
- •Отжиг стали
- •Рекрист.
- •Нормализация стали
- •Закалка стали
- •Отпуск стали
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Контрольные тесты
- •Ответы на тест
- •Библиографический список
- •270101 – Механическое оборудование и технологические комплексы предприятий строительных материалов, изделий и конструкций
- •308012, Г. Белгород, ул. Костюкова, 46
Порядок выполнения работы
-
Начертить область диаграммы состояния системы Fe-Fe3C, соответствующую сталям.
-
На диаграмме состояния Fe-Fe3C провести вертикальные линии, соответствующие рассматриваемым сплавам и дать описание процессов превращений при охлаждении.
-
Изучить и зарисовать микроструктуру доэвтектоидных, эвтектоидной и заэвтектоидных сталей. Микроструктуры зарисовать в кругах диаметром 30–40 мм или в квадратах 4040 мм. Нет надобности передавать фотографически точное изображение. При зарисовке необходимо уловить характерные особенности структуры (например, зерна пластинчатого перлита штрихуются в разных направлениях, а структура феррита изображается только границами зерен). Под каждой зарисованной микроструктурой указать наименование сплава, указать фазы и структурные составляющие, увеличение.
-
Определить количество углерода в заданной стали и определить ее марку.
-
Определить твердость исследуемых деталей (не менее трех) на приборе Роквелла и построить графики зависимости твердости от количества углерода. Сделать выводы.
-
Написать отчет по работе в соответствии с вышеуказанными пунктами.
Контрольные вопросы
-
Какие сплавы называются сталями?
-
Как классифицируются углеродистые стали по структуре?
-
Какие фазы и структурные составляющие имеются в углеродистых сталях?
-
Как изменяются механические свойства углеродистых сталей по мере увеличения содержания углерода?
-
Как определяется содержание углерода в сталях по микроструктуре?
-
Как классифицируются стали по назначению?
-
Какие вредные примеси влияют на качество стали?
-
Как маркируются стали обыкновенного качества, их применение?
-
Как маркируются стали качественные конструкционные, их применение?
-
Как маркируются углеродистые инструментальные стали, их применение?
-
Какие стали называются автоматными, их маркировка и применение?
Лабораторная работа №5 Изучение структуры и свойств чугунов
Цель работы: изучение микроструктуры чугунов разных марок, установление зависимости между структурой и механическими свойствами чугунов.
Оборудование и материалы: набор микрошлифов лабораторной коллекции чугунов, металлографические микроскопы с набором объективов и окуляров, реактивы для выявления микроструктуры.
Чугунами называются железоуглеродистые сплавы, содержащие более 2,14% углерода. В машиностроении чугун является одним из основных литейных материалов, что объясняется прежде всего его хорошими литейными и прочностными свойствами. Он не подвергается обработке давлением. Главным фактором, определяющим свойства, а, следовательно, и область применения чугуна, является его структура, которая может быть разнообразной.
По структуре чугуны делят на белые (БЧ), серые (СЧ), ковкие (КЧ), высокопрочные (ВЧ).
Белые чугуны
Белым называется чугун, в котором весь углерод находится в химически связанном состоянии в виде цементита Fe3C, который придает излому чугуна белый блестящий цвет.
Фазовые превращения в этих чугунах протекают согласно метастабильной диаграмме Fе-Fe3С (см. рис. 14). По структуре белые чугуны делятся на следующие виды.
а) Доэвтектические, содержащие от 2,14 до 4,3% С. Они состоят из перлита, ледебурита и вторичного цементита, выделяющегося из зерен аустенита в интервале температур от 1147°С (линия ЕС) до 727°С (линия SК). Вторичный цементит сливается с цементитом ледебурита и может быть не виден на микрошлифе как самостоятельная структурная составляющая (рис. 17, а);
б) Эвтектические, содержащие 4,3% С. Они состоят из эвтектики – ледебурита, представляющего собой механическую смесь цементита и перлита (рис. 17, б);
в) Заэвтектические, содержащие от 4,3 до 6,67% С. Они состоят из первичного цементита, выделяющегося в виде крупных пластин и ледебурита (рис. 17, в).
а) б) в)
Рис. 17. Структура белого чугуна:
а – доэвтектического, б – эвтектического, в – заэвтектического
В микроструктуре белого чугуна содержится много цементита, поэтому он очень тверд и хрупок, но хорошо сопротивляется износу. Он почти не поддается обработке резанием (за исключением абразивного), поэтому белые чугуны не находят непосредственного применения в машиностроении, их используют редко, только для изготовления деталей, работающих в условиях повышенного абразивного изнашивания (детали гидромашин, пескометов и др.). Будучи главным продуктом доменной плавки, этот чугун используется в металлургии для передела в сталь (передельный чугун). В незначительном количестве белый чугун применяется также для получения ковкого чугуна.