Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Московский Государственный Технологический Университет «Станкин»

Кафедра металловедения

А.М. Адаскин, А.К. Онегина

Инструментальные материалы и термическая обработка инструментов

методические указания к выполнению лабораторных работ

и домашнего задания

Москва 2008

УДК 669 (075)

Инструментальные материалы и термическая обработка инструментов. Метод. указ. к выполнению лаб. раб. / Сост. А.М. Адаскин, А.К. Онегина – М.: МГТУ «Станкин», 2008. – 50с.

В методических указаниях рассмотрены практические вопросы металловедения инструментальных материалов, приведены методы определения свойств и оценки качества готового инструмента. Методические указания составлены в соответствии с курсом «Инструментальные материалы и термическая обработка инструментов», для специальностей: 150206.65 «Машины и технологии высокоэффективных процессов обработки материалов»; 151003.65 «Инструментальные системы машиностроительных производств».

УДК 669 (075)

Ó МГТУ «Станкин», 2008

Содержание

Содержание 3

Лабораторная работа 1. Производственные и исследовательские методы определения твердости 4

Лабораторная работа 2. Метод Бринелля. 4

Лабораторная работа 4. Метод Роквелла. 7

Лабораторная работа 5. Метод Виккерса. 9

Лабораторная работа 6. Метод Шора. 11

Лабораторная работа 7. Определение микротвердости. 11

Лабораторная работа 8. Статистическая обработка результатов измерений. 13

Лабораторная работа 9. Экспериментальная часть. 15

Лабораторная работа 10. Структура и свойства инструментальных сталей в состоянии поставки 16

Лабораторная работа 11. Углеродистые и легированные инструментальные стали 16

Лабораторная работа 12. Быстрорежущие стали 17

Лабораторная работа 13. Экспериментальная часть. 19

Лабораторная работа 14. Структура и дефекты инструментальных сталей после термической и финишной обработки 20

Лабораторная работа 15. Дефекты термической обработки 20

Лабораторная работа 18. Дефекты финишной обработки. 23

Лабораторная работа 19. Экспериментальная часть. 24

Лабораторная работа 20. Определение вязкости разрушения твердых сплавов по методу Палмквиста 26

Лабораторная работа 21. Краткая теория 26

Лабораторная работа 22. Экспериментальная часть 27

Лабораторная работа 23. Изучение структуры твердых сплавов ВК, ТК, ТТК и безвольфрамовых твердых сплавов (БВТС) 28

Лабораторная работа 24. Структура твердых сплавов 28

Лабораторная работа 25. Экспериментальная часть 30

Указания по выполнению домашнего задания 31

Лабораторная работа №1. 1. Принципы выбора инструментальных материалов 31

1. Инструментальные нетеплостойкие и быстрорежущие стали 32

2. Твердые сплавы. 40

3. Режущая керамика 41

4. Сверхтвердые материалы (СТМ) 42

5. Задачи по выбору инструментальных материалов. 43

Литература 46

Приложения 47

1. Производственные и исследовательские методы определения твердости

Твердость – это сопротивление материала большим, локальным пластическим деформациям. Наиболее распространенные методы определения твердости связаны с внедрением специального тела – индентора в испытуемый материал с таким усилием, чтобы произошла местная пластическая деформация, при этом в материале остается отпечаток индентора.

Особенность происходящей при этом деформации заключается в том, что она протекает в небольшом объеме, окруженном недеформированным металлом. При таких условиях, близких к всестороннему сжатию, возникают, главным образом, касательные напряжения, а величина растягивающих напряжений весьма мала. Поэтому при измерениях твердости методами вдавливания индентора пластическую деформацию испытывают не только пластичные, но и хрупкие материалы. Это позволяет проводить определения их твердости без разрушения.

Достаточно широко используется также метод определения твердости по величине отскока упругого элемента от поверхности материала (детали, образца).

Твердость наиболее распространенный метод определения свойств материала. Это объясняется рядом причин: определения твердости являются неразрушающим методом, т.к. деталь после такого измерения может быть использована по назначению, испытания на твердость не требуют высокой квалификации оператора, они оперативны и, кроме того, зная твердость, можно в ряде случаев судить и о других механических свойствах материала – пределах прочности и текучести.