- •3.2.Методические указания
- •3.3.Учебные пособия
- •1. Классификация маркировка и применение
- •1.1. Классификация материалов
- •1.2.Способы маркировки металлических материалов
- •1.3.Углеродистые стали
- •1.3.1. Конструкционные углеродистые стали
- •1.3.2.Качественные конструкционные углеродистые стали для деталей машин
- •1.3.3. Инструментальные углеродистые стали
- •1.4. Маркировка легированных сталей
- •1.5.Особые способы маркировки сталей
- •1.5.1. Маркировка сталей для отливок.
- •1.5.2. Маркировка автоматных сталей
- •1.5.3. Стали для подшипников
- •1.5.4. Маркировка быстрорежущих сталей
- •1.5.5. Маркировка строительных сталей.
- •1.5.6. Магнитные стали
- •1.5.7. Стали специальных способов выплавки
- •1.5.8. Нестандартные легированные стали
- •1.6. Чугуны
- •1.7. Порошковые материалы.
- •1.8. Медь и сплавы на основе меди
- •1.8.1. Латуни
- •1.8.2 Бронзы
- •1.9. Алюминий и сплавы на основе алюминия
- •1.10. Магний и сплавы на основе магния
- •1.11. Титан и сплавы на основе титана
- •2. Термический анализ сплавов, построение и анализ диаграмм состояния
- •2.1. Структурные составляющие системы.
- •2.2. Построение диаграмм состояния
- •2.3. Анализ диаграмм состояния
- •Кристаллизация и структурообразование сплавов.
- •3.1.Условия работы и методы испытания материалов
- •3.2. Механические свойства конструкционных материалов
- •3.3. Определение количественных характеристик механических свойств
- •3.3.1. Испытания на статическое растяжение
- •3.3.2 Испытания на твердость
- •3.3.2.1 Твердость по бринелю
- •3.3.2.2 Твердость по роквеллу
- •3.3.2.3 Твердость по виккерсу и микротвердость
- •3.3.3 Связь между твердостью и прочностью материалов
- •4.Стали
- •Приготовление микрошлифов
- •Металлографический микроскоп.
- •Конструкция микроскопа мим – 7
- •Определение величины зерна
- •Определение балла неметаллических включений
- •4.2. Cистема железо-углерод. Диаграмма состояния железо-углерод.
- •Двухфазные составляющие
- •4.3. Структура углеродистой стали в равновесном состоянии.
- •Сплав 4. Эвтектоидная сталь
- •Сплав 3. Доэвтектоидная сталь
- •Зависимость механических свойств стали от содержания углерода
- •5.Чугуны
- •5.1. Структура, свойства и применение чугунов
- •Белые чугуны
- •Применение серых чугунов
- •6. Закалка
- •6.1. Краткие теоретические сведения.
- •7.Отпуск
- •7.1. Превращения при отпуске сталей
- •8. Отжиг
- •Ускоренное охлаждение на воздухе приводит к распаду аустенита при
- •3.4. Справочные материалы
3.1. ЗАДАНИЕ ДЛЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ ПО «МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЮ»
Студент должен выполнить следующие пять пунктов работы над своим заданием:
3.1.1. Классифицировать, расшифровать марку и охарактеризовать область применения заданного вариантом сплава.
3.1.2. Зарисовать, соблюдая масштаб, данную вариантом диаграмму состояния и выполнить следующее:
а) установить тип данной диаграммы;
б) определить структурный и фазовый состав всех областей и отразить его соответствующими буквенными обозначениями на диаграмме;
в) определить положение сплава, данного вариантом, на диаграмме состояния;
г) определить число степеней свободы сплава в его критических точках ив температурных интервалах между критическими точками по правилу фаз Гиббса и построить кривую охлаждения этого сплава в координатах температура-время;
д) определить для заданной вариантом температуры сплава состав фаз и весовое соотношение фаз;
е) охарактеризовать структуру заданного сплава при комнатной температуре.
3.13. Зарисовать данную вариантом кривую растяжения в координатах «усилие - удлинение » и выполнить следующее:
а) преобразовать в диаграмму с относительными координатами «напряжение - относительная деформация »;
б) по преобразованной диаграмме определить следующие механические свойства: - модуль упругости, или - предел текучести, - предел прочности, - относительное удлинение.
3.1.4. Зарисовать схематично данные вариантом структуры стали и чугуна и выполнить следующее:
а) определить и соответственно обозначить на рисунке его фазовые и структурные составляющие;
б) дать полную характеристику этих составляющих;
в) классифицировать данные сталь и чугун.
3.1.5. Назначить режимы следующих видов термообработки для данной вариантом марки стали:
а) рекристаллизация;
б) закалка полная;
в) закалка неполная;
г) - отпуск низкий;
- отпуск средний;
- отпуск высокий;
д) отжиг полный;
е) отжиг неполный.
Дать последовательное описание изменения структуры стали после очередной термообработки, считая, что перед рекристаллизацией сталь была в состоянии наклепа.
Указать термообработки, не рекомендуемые для данной марки стали, дать объяснение.
Указать термообработки (по п.п. а)…е)), относящиеся к отжигу I и II рода.
3.2.Методические указания
ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНОГО
ЗАДАНИЯ
3.2.1. Классифицировать сплав – значит отнести его к соответствующему классу материалов по признакам:
- химическому составу,
- структуре,
- применению.
Расшифровывая марку сплава, необходимо дать его полное название и раскрыть содержание всех букв и цифр марки. Следует иметь в виду, что в ряде сплавов содержание компонентов прямо не указано в марке, но следует из принципов маркировки данного материала и должно быть отражено при расшифровке. Например, в марке стали Х12М содержание углерода и молибдена прямо не указано, или в марке БрАЖ - 4 -2 не указано содержание меди. Характеризуя область применения сплава, можно сослаться на круг наиболее распространенных изделий из данного сплава. Необходимые для выполнения пункта 1 сведения содержатся в [1] гл. X…XVII и в разделе3.3. «УЧЕБНЫЕ ПОСОБИЯ» стр.5…31.
3.2.2. Установить тип диаграммы состояния – значит охарактеризовать взаимодействие компонентов в твердом и жидком состоянии, например, «Диаграмма состояния, компоненты которой неограниченно растворимы в жидком состоянии, ограниченно в твердом и образуют химическое соединение». Выполняя пункт 3.1.2-в, следует провести линию сплава в соответствующем месте диаграммы. Для построения кривой охлаждения следует разделить поле координат изотермами критических точек на температурные области и иметь в виду, что наклон кривой охлаждения зависит от числа степеней свободы сплава в данной области.
Определить состав фаз – указать концентрацию компонентов в данной фазе. При выполнении этого пункта необходимо использовать свойства коноды [1] гл.5, раздел 3.3. «УЧЕБНЫЕ ПОСОБИЯ» стр.31…38.
3.2.3. Чтобы преобразовать диаграмму « - » в диаграмму « » необходимо для ряда точек на первичной кривой определить координаты « » и « ». Затем данные по усилию « » разделить на площадь исходного поперечного сечения образца ( мм), а по удлинению « » разделить на исходную длину ( мм):
,
По полученным данным строго в масштабе построить кривую в координатах « ». По оси абсцисс располагать значения « ». Масштаб выбрать таким, чтобы диаграмма была подробной и заполняла весь лист. Сведения о механических свойствах и способах их испытаний содержатся в [1] гл.III и в разделе3.3. «УЧЕБНЫЕ ПОСОБИЯ» стр.38…50.
3.2.4. При выполнении этого пункта работы следует предварительно изучить [1] гл.VI. Примеры схематичной зарисовки структур углеродистых сплавов, а так же обозначения структурных и фазовых составляющих приведены в разделе3.3. «УЧЕБНЫЕ ПОСОБИЯ» стр.50…69.
В пункте3.1.4 б) следует привести определение фазы или структурной составляющей, указать:
- тип кристаллической решетки;
- из какой фазы и в каком температурном интервале образуется при охлаждении сплава;
- содержание углерода (если примерное, то указать интервал);
- свойства этой составляющей и влияние увеличения её количества в объёме сплава на свойства сплава в целом.
Сталь классифицировать по ее структуре в равновесном состоянии (той . что дана вариантом задания)
С целью классификации чугуна (3.1.4 в) , его следует отнести к белым или серым, а далее белый классифицировать по структуре, а серый по форме графита и структуре металлической матрицы. Например, белый доэвтектический чугун или высокопрочный перлитный чугун. [1] гл. VI, раздел 3.3. «УЧЕБНЫЕ ПОСОБИЯ» стр.61…69.
3.2.5. Для выполнения этого пункта необходимо изучить литературу [1] гл.VIII, раздел 3.3. «УЧЕБНЫЕ ПОСОБИЯ» стр.69…80. Назначить режим термообработки – значит привести для данной стали и вида термообработки температуру нагрева и указать условия (скорость) охлаждения. Температуру нагрева для термообработок, относящихся к отжигу II рода и зависящую от значения критических точек сплава следует определять по диаграмме с координатной сеткой, приведенной в разделе 3.3. «УЧЕБНЫЕ ПОСОБИЯ» на стр. 69.
3.2.6. Содержание вариантов контрольного задания.
Студент получает вариант контрольного задания в виде числа от 1 до 20 (№ варианта), которое означает соответствующую строку в таблице вариантов стр.112 . В первой колонке приведена марка сплава – вариант задания по пункту 1. Во второй колонке – вариант задания по пункту 2: три группы цифр. Первая группа – номер диаграммы состояния, приведенной в разделе 3.4 «СПРАВОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ» стр.82…94. Вторая группа – процентное содержание второго компонента в сплаве. Эта группа цифр определяет положение сплава на диаграмме. Третья группа – температура сплава, для которой следует выполнить пункт3.1.2 д) задания. В третьей колонке- вариант диаграммы «F- », приведенной в разделе 3.4 «СПРАВОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ» стр.94…103 для работы над пунктом 3.1.3. В четвертой колонке – номер фотографии микроструктуры стали и чугуна для работы над пунктом 3.1.4.(фотографии приведены в разделе 3.4 «СПРАВОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ» стр.104…111). В пятой колонке – марка стали для работы над пунктом 3.1.5.