- •Введение
- •Общая характеристика уровней структурной организации материалов
- •Единая иерархия уровней структурной организации различных материалов
- •Общие указания к выполнению лабораторных работ
- •Техника безопасности
- •Оборудование и реактивы
- •Основные термины и понятия, необходимые для освоения данной работы
- •Описание метода эксперимента
- •Проведение эксперимента
- •Обработка результатов измерений
- •Несамопроизвольная первичная кристаллизация
- •Форма кристаллов и строение слитков
- •Устройство микроскопа Levenhuk 740
- •Использование микроскопа
- •Состав, структура и классификация сталей
- •Металлографический анализ
- •Дефекты сварных швов
- •Микроскопическое исследование
- •Микроструктуры железоуглеродистых сплавов (схемы структур)
- •Микроскринер
- •Задание
- •Контрольные вопросы и задачи
- •Литература
- •Лабораторная работа № 3
- •Лабораторная работа № 4
- •Лабораторная работа № 5
- •Цель работы
- •Основные теоретические положения
- •Структурные составляющие железоуглеродистых сплавов
- •Критические точки сплавов
- •Превращение в диаграмме Fe–Fe3c
- •Последовательность образования равновесной структуры
- •Классификация железоуглеродистых сплавов
- •Качественные конструкционные стали
- •Практическая часть
- •Примерный перечень вариантов индивидуальных заданий
- •Рабочие задания
- •Контрольные задания
- •Вопросы для повторения
- •Литература
- •Обработка результатов, их обобщение и выводы
- •Основные термины и понятия, необходимые для освоения лабораторной работы
- •Теоретические основы испытания материалов на ударную вязкость
- •Работа удара
- •Ударная вязкость
- •Размерность
- •Виртуальный лабораторный комплекс Активные клавиши
- •Маятниковый копер мк-зоа
- •Стол с испытуемыми образцами
- •Контрольные вопросы
- •Обработка результатов, их обобщение и выводы
- •Теоретические основы испытания материалов на сжатие
- •Размерность
- •Виртуальный лабораторный комплекс Активные клавиши
- •Пресс гидравлический (псу-10)
- •Контрольные вопросы:
- •Обработка результатов, их обобщение и выводы
- •Основные термины и понятия, используемые в лабораторной работе
- •Теоретические основы испытания материалов на растяжение
- •Показатели прочности
- •Показатели пластичности
- •Обработка результатов, их обобщение и выводы
- •Размерность
- •Порядок оформления отчёта
- •Основные термины и понятия
- •Теоретические основы испытания материалов на кручение
- •Испытательная машина км-50-1.
- •Контрольные вопросы
- •Обработка результатов, их обобщение и выводы
- •Порядок оформления отчёта
- •Основные термины и понятия
- •Теоретические основы испытания материалов на изгиб
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Оборудование и материалы
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов, их обобщение и выводы
- •Основные термины и определения
- •Теоретические основы термической обработки сталей
- •Назначение и условия проведения основных видов термической обработки
- •Описание установок
- •Параметры процессов термической обработки
- •Измерение твердости
- •Контрольные вопросы
- •Контрольные задания
- •Литература
- •Лабораторная работа № 13
- •Задачи по разработке технологического процесса термической обработки конструкционных, инструментальных и специальных сталей и чугунов.
- •Термины основных свойств металлов и сплавов
Микроскринер
При использовании для микроанализа микроскринера оптическая схема будет иметь другой вид рис. 3.2.
Рис. 3.2. Оптическая схема микроскринера
При наблюдении в светлом поле лучи от источника света проходят через коллектор, теплофильтр, светофильтр, осветительную линзу, диафрагмы, ахроматическую линзу, отражаются от плоскопараллельной полупрозрачной пластины и направляются через объектив на объект.
Лучи, отраженные от поверхности объекта, снова проходят через объектив, который проецирует совместно с дополнительной тубусной линзой изображение объекта в плоскость электронного приемника оптического изображения, отражаясь от светоделительной пластинки, а также в фокальную плоскость окуляров. С помощью системы призм изменяется направление оптической оси микроскопа. Призменный блок насадки разделяет пучок лучей и обеспечивает возможность бинокулярного наблюдения объекта.
Общий вид микроскринера представлен на рисунке 3.3.
В состав микроскринера входят: осветитель отраженного света, штатив со встроенными механизмом фокусировки и блоком питания лампы, револьверное устройство, координатный предметный столик, насадка (с экраном).
При массовых контрольных анализах качества всех металлических конструкционных материалов ГОСТ предусматривает контроль величины зерна. Он производится при 100-кратном увеличении путем сравнения видимой в окуляре микроструктуры со стандартной шкалой баллов зернистости.
Так, для сталей перлитного класса ГОСТом предусмотрена оценка величины зерна по 10-ти бальной шкале. В ее основе лежит эмпирическая формула:
N = 2000 3(n–8), мм–2,
где N– балл величины зерна, n– число зерен на 1 мм2 шлифа.
Пользуясь известным правилом рычага, по равновесной микроструктуре углеродистой доэвтектоидной стали можно с достаточной точностью определить количество содержащегося в ней углерода. Для этого визуально определяется количество перлитной составляющей структуры стали в поле зрения окуляра в процентах, а затем по формуле С = [(% перлита-0,8) / 100]% подсчитывают содержание углерода в анализируемой стали.
Рис. 3.3. Общий вид микроскринера
Задание
-
Проанализировать визуально поверхности изломов лабораторных образцов и охарактеризовать их у каждого образца.
-
Провести визуально макроанализ сварных швов, и запротоколировать обнаруженные поверхностные дефекты.
-
По макроструктуре, выявленной травлением охарактеризовать обнаруженные внутренние дефекты и качество сварки.
-
Изучить устройство микроскопа МИМ-7, зарисовать его оптическую схему и освоить приемы работы на нем.
-
Проанализировать под микроскопом нетравленую и травленую поверхности стального и чугунного микрошлифов, зарисовать схемы их структуры и дать краткое описание.
-
Пользуясь правилом рычага, по микроструктуре визуально определить содержание углерода в доэвтектойдной стали.
-
Определить балл зерна опытных образцов стали, пользуясь эталонной шкалой баллов зернистости.
Контрольные вопросы и задачи
-
Что такое макро- и микроанализ?
-
Какие дефекты обнаруживаются при макроанализе и микроанализе?
-
Как устроен оптический микроскоп?
-
Как выявляется микроструктура металлов?
-
Как подготавливается микрошлиф для исследования?
-
По каким группам производится классификация Fe–C сплавов?
-
Какие структурные составляющие характеризуют стали и чугуны?
-
Как протравливается перлитное и ферритное зерно?
-
Как подсчитать содержание углерода в доэвтектоидной стали?
Задача 1
Два коленчатых вала были разрушены в процессе эксплуатации в области шатунных шеек. Виды изломов изображены на рисунках 3.4 и 3.5.
Описать:
-
Вид и строение изломов.
-
Характер нагружения коленчатых валов.
-
Причины разрушения.
Задача 2
Качество нагрева металла под штамповку контролируется по излому. Описать изображенные на рисунке 3.6 изломы и указать основные факторы, влияющие на рост зерна:
Описать:
-
Влияние температуры нагрева.
-
Влияние времени нагрева.
-
Влияние химического состава стали.
Задача 3
Неметаллические включения располагаются в виде тонких вытянутых линз или округлых разрозненных включений.
Описать:
1.Какие виды неметаллических включений встречаются в сталях.
2.Причины попадания их в металл.
3.Влияние неметаллических включений на механические свойства.
4.Радикальные средства уменьшения неметаллических включений в металле.
Задача 4
Д ва коленчатых вала имеют различную макроструктуру (рис.3.7)
Описать:
1.Строение макроструктуры, указанной на приведенных рисунках.
2.Способы получения коленчатых валов с данными макроструктурами.
3.Методы выявления макроструктуры.
Задача 5
С варной шов после сварки плавящимся электродом приобрёл макроструктуру, указанную на рисунке:
Описать:
1.Описать макроструктуру шва и около шовной зоны.
2.Указать причину неоднородного строения шва и около шовной зоны.
Задача 6
В стальных деталях после отливки их в земляную форму была обнаружена повышенная пористость.
Описать:
1.Возможные причины образования пористости в литых деталях.
2.Влияние пористости на свойства отливок.
3. Способы предупреждения образования пористости.
Задача 7
С тальной слиток после полного охлаждения имеет макроструктуру, указанную на рисунке.
Описать:
-
Макроструктуру стального слитка.
-
Зональную ликвацию.
-
Дендритную ликвацию.
Задача 8
С тальной слиток после полного охлаждения имеет макроструктуру, указанную на данном рисунке.
Описать:
-
Макроструктуру стального слитка.
-
Зональную и дендритную ликвацию.
3. Указать марку сталей, кристаллизующихся с концентрированной усадочной раковиной, способ раскисления.