Laborarbeit zur materiellen Wissenschaft 1. Schutzmaterial Wissenschaft.docx - Sammlung von praktischen und laborarbeit an der materiellen Wissenschaft
1. Semester
1. "Analyse der kristallinen Struktur von Metallen und Legierungen" (Nr. 1, Workshop 2). 2 s.
2. "Testmaterialien für Härte" (Nr. 10, Workshop 2). 1 s.
3. "Prüfung zum Strecken von Proben" (№11, Workshop 2; oder "mechanische Eigenschaften von Strukturmaterialien", einer separaten Datei). 2 s.
4. "Bestimmung der Stoßviskosität des Materials" (Nr. 12, Workshop 2). 1 s.
5. "Fractographische Analyse der Zerstörung von Metallmaterialien" (Nr. 9, Workshop 2). 1 s.
6. "Der Einfluss der kalten Kunststoffverformung und der Temperatur der Umkristallisation auf die Struktur und Eigenschaften von Metallen" (Nr. 4, Workshop 1). 2 s.
7. "Thermische Analyse von Legierungen" (Nr. 1, Workshop 1). Teil 1 - Erstellen eines Diagramms des Zustands des Zustands des Zink-Tin-Systems durch das thermische Verfahren. Teil 2 - Analyse von Dual-Legierungen Statusdiagrammen: Führen Sie eine individuelle Aufgabe gemäß Absatz 5 an den "Berichtsinhalt" aus. 2 s.
8. "Makroskopische Analyse (Makroanalyse) der Struktur von metallischen Materialien" (Nr. 2, Workshop 2). 1 s.
9. Mikroskopische Analyse (Mikroanalyse) der Struktur von metallischen Materialien "(Nr. 3, Workshop 2). 1 s.
2. Semester
1 (10). "Mikroskopische Analyse von Metallen und Legierungen. Die Struktur von Kohlenstoffstahl "(Nr. 2, Workshop 1) oder ähnlicher Arbeit Nr. 7" Untersuchung der Struktur von Kohlenstoffstählen in einem Gleichgewichtszustand durch Microanalyse ", Workshop 2). Praktisches Teil: Die Schüler betrachten das MM-7-Mikroskop der Struktur von vier Legierungen Eisenkohlenstoffs: Technisches Eisen, doevtectoid, Eutectoid und Zaletetoidlegierungen. Erstellen Sie schematische Skizzen, signierte Strukturkomponenten, ein Beispiel für Stahlgrad ist gegeben, für eine deeptozierende Legierung wird die Kohlenstoffgehalt-Formel berechnet. 1 s. + t. 2 (11). "Das Diagramm des Zustands von Eisenkohlenstoff. Struktur, Eigenschaften und Verwendung von Eisen "Nr. 3 des Workshops 1) oder ähnlicher Arbeit Nr. 8" Untersuchung der Struktur von carbonförmigen Castoffs durch Microanalyse "aus dem Werkstatt 2). Praktisches Teil: Die Schüler betrachten die MIM-7-Mikroskopstruktur von drei Gusseisen: graues Gusseisen mit feinem Graphit-Graphit auf Perlitenbasis, hochfestes Gusseisen auf ferrito-pärzförmigem und deeterktischem Weißguss. Leider nicht mehr. Erstellen Sie auch Skizzen, schreiben sie die Namen von Gusseisen- und Strukturkomponenten. 1 s. + t. 3 (12). Der Einfluss der Kühlrate auf die Härte von Kohlenstoffstahl "Nr. 20 des Werkstatts 2). Praktischer Teil: vier Proben aus Stahl U8. Man ist Glühen, die zweite Normalisierung, das dritte Abschrecken in Öl, viertlöschend in Wasser ausgesetzt. Die Härte wird gemessen, ein Diagramm der Härteabhängigkeit von der Kühlrate ist gebaut. Kühlgeschwindigkeitswerte werden in Laborarbeit aus dem Tisch genommen. 2 s.
4 (13). "Härten von Kohlenstoffstählen" Nr. 5 des Workshops 1). Praktisches Teil: Drei Proben aus Stählen 20, 45, U9 sind in Wasser gehärtet, eine Probe von Stahl 45 wird in Öl gehärtet. Messen Sie Härte auf (HRB) und nach (HRC) löschend. Der Convene-Tisch wird durch Härte in HB-Einheiten bestimmt. Nach den Ergebnissen sind zwei Grafiken gebaut: Hb \u003d f (% c) und hrc \u003d f (vochl.). 2 s. + t.
5 (14). "Urlaub von Stahl" Nr. 6 des Workshops 1) oder ähnliche Arbeit Nr. 18 "Urlaub von Kohlenstoffstahl" aus dem Werkstatt 2). Der praktische Teil: Praktikum 1) wird niedrig (200 ° C), mittel (400 ° C) und hoch (600 ° C) Urlaub von gehärteten Proben aus Stahl 45 und niedrigem Urlaub (200 ° C) der gehärteten Probe aus Stahl U9 durchgeführt. Härte messen Erstellen Sie einen Graphen HRC \u003d F (TOP.). Laut Workshop 2) gibt es einen niedrigen, mittleren und hohen Urlaub von gehärteten Proben aus Stahl U8. 2 s. + t.
6 (15). "Tempern und Normalisierung von Stahl" Nr. 7 des Workshops 1). Praktischer Teil: Zwei Proben aus Stahl 45. Mit einem wird ein isothermisches Glühen mit der zweiten Normalisierung durchgeführt. 2 s. + t.
7 (16). "Chemikalien-thermische Verarbeitung von Stahl" Nr. 8 aus dem Workshop 1. 1 s.
8 (17). Die Wirkung von Legierungselementen auf die Kalzinierung von Stahl, definiert durch das mechanische Spritzguss "Nr. 21 des Werkstatts 2. 2 s.
9 (18). "Klassifizierung, Markierung und Anwendung von Strukturmaterialien." Praktisches Teil: Die Schüler erhalten eine Karte, auf der fünf Marken jeweils detailliert beschrieben werden. 1 s.
Laborarbeit Nummer 1
Laborarbeit am Kurs "Materialwissenschaft"
S Semester
1. "Analyse der kristallinen Struktur von Metallen und Legierungen" (Nr. 1, Workshop 2). 2 s.
2. "Testmaterialien für Härte" (Nr. 10, Workshop 2). 1 s.
3. "Prüfung zum Strecken von Proben" (№11, Workshop 2; oder "mechanische Eigenschaften von Strukturmaterialien", einer separaten Datei). 2 s.
4. "Bestimmung der Stoßviskosität des Materials" (Nr. 12, Workshop 2). 1 s.
5. "Fractographische Analyse der Zerstörung von Metallmaterialien" (Nr. 9, Workshop 2). 1 s.
6. "Der Einfluss der kalten Kunststoffverformung und der Temperatur der Umkristallisation auf die Struktur und Eigenschaften von Metallen" (Nr. 4, Workshop 1). 2 s.
7. "Thermische Analyse von Legierungen" (Nr. 1, Workshop 1). Teil 1 - Erstellen eines Diagramms des Zustands des Zustands des Zink-Tin-Systems durch das thermische Verfahren. Teil 2 - Analyse von Dual-Legierungen Statusdiagrammen: Führen Sie eine individuelle Aufgabe gemäß Absatz 5 an den "Berichtsinhalt" aus. 2 s.
8. "Makroskopische Analyse (Makroanalyse) der Struktur von metallischen Materialien" (Nr. 2, Workshop 2). 1 s.
9. Mikroskopische Analyse (Mikroanalyse) der Struktur von metallischen Materialien "(Nr. 3, Workshop 2). 1 s.
S Semester
1 (10). "Mikroskopische Analyse von Metallen und Legierungen. Die Struktur von Kohlenstoffstahl "(Nr. 2, Workshop 1) oder ähnlicher Arbeit Nr. 7" Untersuchung der Struktur von Kohlenstoffstählen in einem Gleichgewichtszustand durch Microanalyse ", Workshop 2). Praktisches Teil: Die Schüler betrachten das MM-7-Mikroskop der Struktur von vier Legierungen Eisenkohlenstoffs: Technisches Eisen, doevtectoid, Eutectoid und Zaletetoidlegierungen. Erstellen Sie schematische Skizzen, signierte Strukturkomponenten, ein Beispiel für Stahlgrad ist gegeben, für eine deeptozierende Legierung wird die Kohlenstoffgehalt-Formel berechnet. 1 s. + t.
2 (11). "Das Diagramm des Zustands von Eisenkohlenstoff. Struktur, Eigenschaften und Verwendung von Eisen "Nr. 3 des Workshops 1) oder ähnlicher Arbeit Nr. 8" Untersuchung der Struktur von carbonförmigen Castoffs durch Microanalyse "aus dem Werkstatt 2). Praktisches Teil: Die Schüler betrachten die MIM-7-Mikroskopstruktur von drei Gusseisen: graues Gusseisen mit feinem Graphit-Graphit auf Perlitenbasis, hochfestes Gusseisen auf ferrito-pärzförmigem und deeterktischem Weißguss. Leider nicht mehr. Erstellen Sie auch Skizzen, schreiben sie die Namen von Gusseisen- und Strukturkomponenten. 1 s. + t.
3 (12). Der Einfluss der Kühlrate auf die Härte von Kohlenstoffstahl "Nr. 20 des Werkstatts 2). Praktischer Teil: vier Proben aus Stahl U8. Man ist Glühen, die zweite Normalisierung, das dritte Abschrecken in Öl, viertlöschend in Wasser ausgesetzt. Die Härte wird gemessen, ein Diagramm der Härteabhängigkeit von der Kühlrate ist gebaut. Kühlgeschwindigkeitswerte werden in Laborarbeit aus dem Tisch genommen. 2 s.
4 (13). "Härten von Kohlenstoffstählen" Nr. 5 des Workshops 1). Praktisches Teil: Drei Proben aus Stählen 20, 45, U9 sind in Wasser gehärtet, eine Probe von Stahl 45 wird in Öl gehärtet. Messen Sie Härte auf (HRB) und nach (HRC) löschend. Der Convene-Tisch wird durch Härte in HB-Einheiten bestimmt. Nach den Ergebnissen sind zwei Grafiken gebaut: Hb \u003d f (% c) und hrc \u003d f (vochl.). 2 s. + t.
5 (14). "Urlaub von Stahl" Nr. 6 des Workshops 1) oder ähnliche Arbeit Nr. 18 "Urlaub von Kohlenstoffstahl" aus dem Werkstatt 2). Der praktische Teil: Praktikum 1) wird niedrig (200 ° C), mittel (400 ° C) und hoch (600 ° C) Urlaub von gehärteten Proben aus Stahl 45 und niedrigem Urlaub (200 ° C) der gehärteten Probe aus Stahl U9 durchgeführt. Härte messen Erstellen Sie einen Graphen HRC \u003d F (TOP.). Laut Workshop 2) gibt es einen niedrigen, mittleren und hohen Urlaub von gehärteten Proben aus Stahl U8. 2 s. + t.
6 (15). "Tempern und Normalisierung von Stahl" Nr. 7 des Workshops 1). Praktischer Teil: Zwei Proben aus Stahl 45. Mit einem wird ein isothermisches Glühen mit der zweiten Normalisierung durchgeführt. 2 s. + t.
7 (16). "Chemikalien-thermische Verarbeitung von Stahl" Nr. 8 aus dem Workshop 1. 1 s.
8 (17). Die Wirkung von Legierungselementen auf die Kalzinierung von Stahl, definiert durch das mechanische Spritzguss "Nr. 21 des Werkstatts 2. 2 s.
9 (18). "Klassifizierung, Markierung und Anwendung von Strukturmaterialien." Praktisches Teil: Die Schüler erhalten eine Karte, auf der fünf Marken jeweils detailliert beschrieben werden. 1 s.
Laborarbeit Nummer 1
Analyse der kristallinen Struktur
Metalle und Legierungen.
Zweck der Arbeit:
Um mit den Arten von kristallinen Gitter von Metallen und Legierungen, Mängeln der kristallinen Struktur und den Arten von festen Lösungen vertraut zu werden.
Geräte, Materialien und Werkzeuge
Modelle der Haupttypen kristalliner Gitter von Metallen und fester Lösungen.
Kurz theoretische Informationen.
Atomare kristalline Struktur von Metallen. Metalle unter normalen Bedingungen haben eine kristalline Struktur, deren ein unterscheidendes Merkmal eine bestimmte gegenseitige periodische Anordnung von Atomen ist, die sich in willkürlich lange Entfernungen ausbreitet. Diese Anordnung von Atomen wird als langfristige Reihenfolge bezeichnet. Unter der atomaren Kristallstruktur wird somit die gegenseitige Anordnung von Atomen (Ionen) verstanden, die in einem realen Kristall existiert. Um die Atomkristallstruktur zu beschreiben, wird das Konzept eines räumlichen oder Kristallgitters verwendet. Das Kristallmetallgitter ist ein imaginäres räumliches Gitter, in dem sich Atome (Ionen) befinden, zwischen denen sich freie Elektronen bewegen. Die elektrostatischen Kräfte der Anziehungskraft zwischen Ionen und Elektronen balancieren die Schubkraft zwischen Ionen. Somit sind die Positionen von Atomen so, dass die minimale Energie der Wechselwirkung zwischen ihnen gewährleistet ist, und folglich die Nachhaltigkeit des gesamten Aggregats.
Das minimale Kristallvolumen, das eine Idee der Atomstruktur des Metalls während des gesamten Volumens ergibt, wird genannt elementare Kristallzelle. Saubere Metalle haben eine der folgenden Arten des Kristallgitters: die Systemzentrierung (BCC), das granetsentarisierte (HCC) und hexagonale dichtverpackte (GPU) (1).
BCC-Gitter haben zum Beispiel A-Eisen, Lithium, Vanadium, Wolfram, Molybdän, Chrom, Tantal; HCC-Gitter - Aluminium, G-Eisen, Kupfer, Gold, Nickel, Platin, Blei, Silber. GPU-Gitter verfügen über Magnesium, Zink, Beryllium, Cadmium, Kobalt, A-Titan.
Koordinatenrichtungen (kristallographische Achsen). In dem kristallographischen Achssystem kann die Form einer Elementarzelle des räumlichen Gitters unter Verwendung von drei Koordinatenwinkeln A, B und G zwischen kristallographischen Achsen und drei Gitterparametern beschrieben werden abs.
Für elementare Zellen von Kubikgitter OCC (Fig. 1A) und der ICC (Fig. 1B), der Gleichheit der Winkel A \u003d B \u003d G \u003d 90 ° und der Gleichheit der Gitterparameter a \u003d b \u003d s.Für das GPU-Gitter (Fig. 1B) sind durch die Werte der Winkel A \u003d B \u003d 90 ° und G \u003d 120 ° und der Gleichheit der beiden Gitterparameter gekennzeichnet a \u003d b s.
Um atomare Ebenen und Richtungen zu beschreiben, werden kristallographische Symbole im Kristall verwendet. Um die Symbole der Ebenen zu ermitteln, geben Sie das Flugzeug auf, um auf Segmenten anzuzeigen. Wählen Sie dazu ein Koordinatensystem, so dass die Koordinatenachsen I, II, III parallel zu den drei kreuzenden Kanten des Kristalls (Fig. 2) sind. In der Regel wird die erste kristallographische Achse auf den Beobachter gerichtet, der zweite ist horizontal, der dritte ist nach oben ausgerichtet. Die Ebene A 1 in 1 c 1 verrückt an den Koordinatenachsen der Segmente, die den Parametern des Gitters OA 1 \u003d A, S 1 \u003d B, OS 1 \u003d S, entspannt. Die Ebene A 1 in 1 s 1 heißt Single. Die Parameter des Gitters A, B, C sind für axiale Einheiten genommen.
Um die kristallographischen Indizes der Ebene und 2 bis 2 C2 zu bestimmen, ist es notwendig:
Finden Sie die Parameter einer gegebenen Ebene, d. H. Segmente in axialen Einheiten, von dieser Ebene an den Koordinatenachsen abgeschnitten;
Aufzeichnen des Verhältnisses der drei Fraktionen, deren Zähler die Parameter der Einheitsebene A 1 in 1 c 1 sind, und die Nenner sind die Parameter der vorbestimmten Ebene A 2 in 2 c2, d. H. 1 / OA 2: 1 / s 2: 1 / Os 2;
Erstellen Sie das resultierende Verhältnis zum Verhältnis von drei ganzen Ganzzahlen voneinander einfache Zahlen, d. H. Bringen Sie den KRARATY an gemeinsamer Nenner, verringern Sie, wenn möglich, an einem allgemeinen Faktor und den Nenner, um zu entsorgen.
Die daraus resultierenden drei Ganzzahlen und einander, die von H, K, L bezeichnet sind, werden als Indizes der Atomebene bezeichnet. Die Gesamtheit von Indizes wird als Symbol der Atomebene bezeichnet, die üblicherweise in Klammern und Aufzeichnungen (HKL) eingeht. Wenn das Flugzeug die Koordinatenachsen in einem negativen Viertel überquert, wird das Zeichen "-" über dem Index installiert. Wenn die Ebene parallel zu einer der kristallographischen Achsen betrachtet wird, ist der dieser Achse entsprechende Index Null. Fig. 3 zeigt Beispiele für die Anzeige von Ebenen in einer kubischen Elementarzelle der Bullgruppe.
Symbole sollten nach Zahlen gelesen werden, beispielsweise (100) wie 1, 0, 0, wobei die Zeichen paralleler Ebenen übereinstimmen. Folglich beschreibt das ebene Symbol eine unendlich große Familie paralleler Atomebenen, die strukturell äquivalent sind. Atome Flugzeuge einer Familie befinden sich in einer gleichwertigen Interplanar-Entfernung d.
Atome Flugzeuge verschiedener Familien können nicht parallel sein, aber identisch durch den Ort der Atome und den interpositiven Abstand d. Solche Ebenen werden kombiniert und von einem Symbol (HKL) bezeichnet. Somit in kubischen Kristallen in einem Satz von Ebenen, dessen Indizes nur in Zeichen und Ort im Symbol unterscheiden. Beispielsweise umfasst eine Kombination aus Atomebenen (100) sechs Familien: (100), (͞100), (010), (0 ͞10), (001), (00 °/
Das Symbol der kristallographischen Richtung wird durch drei einander einfache Zahlen (Indizes) u, V, W bestimmt, die proportional zu den Koordinaten des Radius-Vektors R sind, der den Ursprung der Koordinaten (Anfangsknoten) mit dem nächstgelegenen Knoten verbindet des Kristallgitters in der angegebenen Richtung. Indizes umschließen in eckigen Klammern und schreiben. Wenn die Richtung nicht durch den Ursprung der Koordinate (anfänglicher Knoten) übergeht, muss es erwähnen, dass sie sich geistig parallel bewegen oder den Ursprung und die Koordinatenachsen bewegen, so dass die Richtung durch den Ursprung erfolgt.
Fig. 4 zeigt Beispiele für die Anzeige der kristallographischen Richtungen in einem kubischen Kristall.
Positionieren Sie den Ursprung der Koordinaten an der Stelle Über. Dann zum Beispiel Punkt von hat Koordinaten 0, 0, 1; Symbol der Richtungssymbol oS. -. Liest separat - "Null-Null-Richtung ist eins." Punkt e. hat Koordinaten ½; ½; einer; Symbol der Richtungssymbol oE. -. Um die Richtung der Richtung zu bestimmen au., geistig übertragen Sie es parallel zu mir zum Punkt Über; Dann die Koordinaten des Punktes im - ͡͞1, 1, 0; Richtungssymbol - [͞110]. Wenn sich die Richtung auf das Gegenteil ändert, werden Indizes beispielsweise in die Gegenteile geändert und (siehe Abbildung 1.5). Parallelrichtungen haben die gleichen Symbole und werden in die Familie zusammengefasst. Familien identischer, aber nicht parallele Richtungen bilden eine Gesamtheit, die bezeichnet wird
In hexagonalen Kristallen, um Ebenen anzuzeigen, werden meistens vier Wege-Koordinatensystem verwendet. Beispiele für Ebenen, die in einem hexagonalen Kristall angeben, sind in 5 gezeigt.
Die vierte Koordinatenachse von OU liegt in der horizontalen Ebene und befindet sich auf der Feierung zwischen den negativen Halbachsen (-H) und (-Y). Das ebene Symbol besteht aus vier Indizes und aufgezeichnet (HKIL). Drei davon (H, K und L) werden aus den umgekehrten Werten von Segmenten berechnet, die von der Ebene unter Berücksichtigung von drei kristallographischen Achsen (OX), (OY), (oz), und dem vierten Index, geschnitten werden ICH.berechnet vom Verhältnis:
h + K + I \u003d 0 (1)
Beispielsweise, wenn h \u003d 1; k \u003d 1, l \u003d 0, dann mit dem Verhältnis (1) finden Sie den vierten Index: i \u003d - (h + k) \u003d - (1 +1) \u003d -2. Das ebene Symbol wird als (11.20) geschrieben. Dies ist die nächstgelegene Ebene in Abbildung 6. Der vierte Index i wird verwendet, wenn es notwendig ist, identische Ebenen zu bezeichnen, und nicht bei der Berechnung von interplanarischen Abständen, Winkel zwischen Flugzeugen und Richtungen. Daher anstelle eines vollständigen Aufzeichnungen eines ebenen Symbols, beispielsweise (11͞20), manchmal verwendet (11,0), d. H. Anstelle von Index legte ich einen Punkt. Die Familie und die Kombination identischer Ebenen werden ähnlich wie Familien und Aggregaten in kubischen Kristallen bestimmt.
Zur Beschreibung der kristallographischen Richtungen in hexagonalen Kristallen werden sowohl dreiachsige als auch vierachsige Symbole verwendet. Dreiachsige Symbole werden durch die Koordinaten des angegebenen Radiusvektors (wie in kubischen Kristallen) bestimmt.
Zwischen vier Richtungen gibt es ein Verhältnis:
r 1 + R 2 + R 3 \u003d 0 (2)
Für den Übergang von dreiachsigen Zeichen bis zur Vierachse werden Beziehungen verwendet:
r 1 \u003d 2U -V; R 2 \u003d 2V - u; R 3 \u003d -U - V; R 4 \u003d 3W (3)
Beispiele für die Anzeige der kristallographischen Richtungen in einem sechseckigen Kristall sind in Fig. 6 dargestellt.
Zusätzlich zu den geometrischen Eigenschaften des Kristalls werden die Konzepte in physikalischem Material verwendet: die Anzahl der Atome auf der Zelle n, der Koordinierungsnummer (CC) und des Füllkoeffizienten η.
Unter der Anzahl der Atome auf der Zelle n verstehe ich die Anzahl der atomaren Volumina pro Elementarzelle der BHs. Wir werden die Lautstärke eines Atoms pro Einheit nehmen. Betrachten Sie beispielsweise die volumenzentralzentrierte Zelle, die von 9 Atomen gebildet ist, von denen sich 8 in den Cube-Scheitelpunkten befinden, und 1 in der Mitte von Kuba. Jedes Atom an der Spitze gehört sowohl zu acht benachbarten Zellen, daher gehört eine Zelle 1/8 von jedem der 8 Atome: 1/8. 8 \u003d 1; Atom in der Mitte von Kuba gehört vollständig zur Zelle. Somit wird die systemzentrierte Zelle durch zwei atomare Volumes gebildet, dh die Zelle macht zwei Atome aus.
Unter der Koordinierungsnummer (CC) wird unter der Koordinierungsnummer (CC) die Anzahl der gleichmäßigen Atome und der niedrigste Abstand von diesem Atom verstanden. Je höher die Koordinierungszahl, desto größer ist die Dichte der Packung von Atomen. Also in einem zentrifizierten kubischen Gitter KC \u003d 8; In den grazenrisierten und sechseckigen Grillen KCH \u003d 12.
Der Füllkoeffizient η wird als Prozentsatz des Volumens V A ausgeprägt, der von Atomen in der Zelle besetzt ist, auf das Volumen der gesamten Zelle V:
η \u003d (V A / V) ∙ 100% (4)
Die Koordinierungsnummer (QC) und der Füllkoeffizient η kennzeichnen die Dichte der Packung von Atomen in der Elementarzelle des Metallkristalls. Die dichteste Verpackung von Atomen ist in den kornbaren und sechseckigen Zellen des BAV umgesetzt.
Defekte der kristallinen Struktur . Der reale Kristall unterscheidet sich von dem idealen Vorhandensein von Defekten der kristallinen Struktur, die sich auf die makroskopischen Eigenschaften von kristallinen Körpern beeinflussen, oft entscheidend. Durch geometrische Merkmale sind Defekte in drei Gruppen unterteilt:
Punkt (Zermet);
Linear (eindimensional);
Oberfläche (zweidimensional).
Spotdefekte Sie haben Abmessungen in allen Richtungen von einem bis vier Atomdurchmessern. In eigene und unzureichende Verunreinigung geteilt.
Ihre eigenen Punktdefekte umfassen: Stellenangebote, die durch Entfernen eines Atoms (Ionen) aus seiner normalen Position in dem Kristallgitterknoten und interstitiellen Atomen gebildet werden - die Hauptmetallatome, die sich in den Interstiller des Kristallgitters befinden. Eine Verunreinigung gehört den Atomen anderer (oder anderer) Elemente, die in dem Hauptgitter auf dem Grundsatz der Substitution oder Einführung gelöst sind.
Fig. 7 zeigt in einem zweidimensionalen Modell des Vakanzkristalls, der eigenen interstitiellen Atom- und Verunreinigungsatome der Substitution und Implementierung.
Die häufigsten Stellen sind am häufigsten. Es sind zwei Mechanismen zum Auftreten von Stellenangeboten bekannt: Schottky-Mechanismus - am Auslass des Atoms an der Außenfläche oder der Oberfläche der Poren oder Risse innerhalb des Kristalls unter der Wirkung von Wärmeschwankungen und dem Mechanismus von Frankür - wenn es gebildet wird Innerhalb des Kristallgitters ist das "eigene interstitielle Atom eine Vakanz" während der Verformung, die Bestrahlung von Metallen ionisierender Strahlungen: schnelle Elektronen, γ-Strahlen. In realen Kristallen werden freie Stellen konstruiert und unter der Wirkung von thermischen Schwankungen verschwunden. Die Aktivierungsenergie der Vakanz beträgt ungefähr 1 eV, ein interstitielles Atom - von 3 bis 10 eV.
Mit zunehmender Temperatur steigt die Gleichgewichtskonzentration von Punktfehlern im Kristall. Mit plastischer Verformung, Bestrahlung, Abschrecken der Anzahl von Punktfehlern steigt stark an, was zu einer Verletzung ihrer Gleichgewichtskonzentration durch mehrere Bestellungen führt.
Die Verunreinigungssubstitutionen migrieren das gleiche wie die Hauptatome - durch den Vakanzmechanismus. Die Veverfügen über kleine Größen und daher können im Gegensatz zu großen intrinsischen interstitiellen Atomen durch die Hohlräume zwischen den Atomen des Kristallgitters wandern.
Punktdefekte haben einen großen Einfluss auf den Mechanismus und die Kinetik der Kriechprozesse, der Langzeitzerstörung, der Formation der Diffusions-Porosität, der Dekarburierung, der Graphitisierung und anderer Prozesse, die mit der Übertragung von Atomen im Substanzvolumen verbunden sind, sowie physikalische Eigenschaften: Elektrischer Widerstand, Dichte.
Lineare Mängel Meilen (mehrere Atomdurchmesser) in zwei Richtungen und haben eine größere Länge mit einer Kristalllänge im dritten vergleichbar. Zu den linearen Defekten zählen Versetzungen, Stellenketten und interstitielle Atome.
Versetzungen sind in zwei Haupttypen unterteilt: Kante und Schraube.
Die Kantenverlösung kann dargestellt werden, wenn der vertikal geistig den perfekten Kristall teilen, mit einem kubischen primitiven Gitter sagen, und eine extra kurze atomare Schicht darin einsetzen, genannt Extlospa. Die Extlofility kann auch durch eine Verschiebung eines Teils des Kristalls relativ zum anderen erhalten werden. Extraplosität, das als Keil wirkt, biegt das Gitter um seine Unterkante in den Kristall herum (Abb. 8).
Der Umfeld der Unvollkommenheit um den Rand der Außerplizizität wird als Randverschiebung bezeichnet. Starke Verzerrungen des Kristallgitters werden abgeschlossen, als ob im Inneren des "Rohrs" mit einem Durchmesser von zwei bis zehn Atomdurchmessern die Achse der Rand der Extlatheit ist. Bereits, makroskopischer Charakter und in den beiden anderen Richtungen (auf dem Durchmesser der "Pipe") sind in der Linie der Extraprenalität der Unvollkommenheit sehr gering. Wenn sich die Extlowpility im oberen Teil des Kristalls befindet, wird die damit verbundene Luxation positiv und bezeichnet (┴); Wenn sich die Extlopility an der Unterseite befindet, ist die Luxation negativ und bezeichnet (┬).
Unter der Wirkung einer externen angelegten Spannung kann die Kantenverschiebung durch Gleiten nach bestimmten kristallographischen Ebenen und Richtungen bewegt werden. Präsentationsshole auf den ausgebildeten Spielen. Die Kombination der Schlupfebene und der Gleitrichtung wird als Gleitsystem bezeichnet. Für jede Art von Kristallgitter sind ihre Gleitsysteme charakteristisch. In Kristallen mit einem kornbaren kubischen Gitter, dieser Ebene des Aggregats (111) und der Richtung des Aggregats<110> (Cu, Al, Ni), mit einem großzentrierten Kubikgitter - (110) (α-Fe, Mo, Nb), (211) (TA, W, α-Fe), (321) (CR, α- Fe) und<111>mit hexagonalem eng verpackt - (0001),<11͞20> (Zn, mg, BE), (1 ͞100), (10 ͞11),<11͞20> (Ti), (11͞22),<1͞213> (Ti). Die für die Verschiebung erforderliche Spannung wird als kritische Verschiebung oder Rocking bezeichnet. Darüber hinaus ist nur eine kleine Gruppe von Atomen an der Verschiebung an beiden Seiten der Schlupfebene beteiligt. Fig. 9 zeigt das Schlupfdiagramm der Kantenversetzung durch den Kristall.
Die Endstufe des Gleitens ist die Ausbeute der Randversetzungen (auslöst) an die Oberfläche des Kristalls. Gleichzeitig wird der obere Teil des Kristalls relativ zum Boden in einen interatomischen Abstand in Richtung der Verschiebung verschoben. Eine solche Bewegung ist ein elementarer Akt der plastischen Verformung. Das Gleiten ist eine konservative Bewegung, die nicht mit der Transfer der Materie verbunden ist. Die Richtung und den Wert der Verschiebung beim Bewegen der Randverschiebung zeichnen sich durch den Burger-Vektor aus b.und seine Leistung. Richtung des Bewegens der Kantenverschiebung parallel zum Vektor der Burger.
Neben dem Schlupf kann die Randverschiebung durch das Überschreiben bewegt werden, das Diffusion durchgeführt wird, und ist ein thermisch aktivierter Prozess. Das positive Überschreiben wird durchgeführt, wenn die Kette der Atome aus dem Rand der Extlowpolizität in benachbarte Vakanzen oder Zwischenräume bewegt wird, d. H. Die EXTLOPIBLEXIVITÄT wird auf einem interatomischen Abstand verkürzt und die Kantenversetzung geht in die obere Schlupfebene, parallel zum ersten. Der negative Wagen tritt auf, wenn der Rand der EXTLOPILLIGE atomar in der Nähe von interstitiellen oder benachbarten Atomen abgeschlossen ist, und die Kantenverschiebung geht in die untere Ebene des Gleitens. Das überwältigende ist nicht konsistente Bewegung, d. H. passiert mit der Massenübertragung. Die Geschwindigkeitsgeschwindigkeit hängt von der Temperatur und der Konzentration von Punktfehlern ab.
Verschraubung sowie Kante kann mit einer Verschiebung erstellt werden. Stellen Sie den Kristall in Form eines Stapels horizontaler paralleler atomarer Ebenen dar. Wir machen geistig einen nicht aussehenden Inzision in den Kristall (Fig. 10a) und verschoben, beispielsweise die rechte Seite nach unten (entlang der Ebene des ABS) pro Interplanstonabstand (Fig. 10B).
Die Schraubverschiebung ist in das Recht unterteilt (Fig. 10b), wenn Sie bei der Bewegung von der oberen Ebene bis zum unteren Rand der Versetzungsleitung im Uhrzeigersinn umgangen werden, und links, wenn Sie sich von der oberen Ebene nach unten bewegen Von der Versetzungslinie müssen Sie gegen den Uhrzeigersinn umgehen (wenn sie relativ zur Absd-Ebene den linken Teil des Kristalls nach unten verschieben). Die Linie der Schraubverschiebung ist immer parallel zum Burger-Vektor (Abb. 11).
Die Schraubverschiebung ist im Gegensatz zur Kante nicht mit einer bestimmten Schaltebene verbunden, daher kann er bewegt werden, indem in jeder kristallographischen Ebene gleiten, die eine Versetzungsleitung und einen Schaltvektor enthält (Abb. 12). Die Bewegungsrichtung der Schraubenbereitstellung ist immer senkrecht zum Vektor der Burger. Als Ergebnis des Gleitens des Rand- als auch der Schraubverschiebung ist auf der Oberfläche des Kristalls ein Schritt ausgebildet, der dem Modul des Vektors der Burger entspricht b. (Abb. 12).
Versetzungen sind in allen Kristallen vorhanden. Somit beträgt in nicht verformten Metallen die Versetzungsdichte 10 6-10 8 cm -2; In homöopolaren Kristallen - 10 4 cm -2. Mit einer externen Spannung, gleich dem kritischen Kumpel τ kr \u003d 10 -5 g, wobei G das Elastizitätsmodul des Materials ist, treten Versetzungen in Bewegung, d. H. Kunststoffverformung beginnt. Im Prozess der plastischen Verformung steigt die Dichte der Versetzungen an. In verformten Metallen beträgt beispielsweise die Versetzungsdichte 10 10 bis 10 12 cm -2; in homöopolaren Kristallen bis 10 8 cm -2. Hindernisse zum bewegten Versetzungen dienen verschiedene Arten von Barrieren (Partikel der zweiten Phase, Punktdefekte, Korngrenzen usw.). Da die Anzahl der Versetzungen zunimmt, sammeln sie sich außerdem an, jenseits der Kugeln und stören andere bewegliche Versetzungen. Da der Verformungsgrad τ zunimmt, nimmt die Kyrigez-Republik zunimmt, d. H. Um den Verformungsprozess fortzusetzen, ist eine Erhöhung der externen Spannung erforderlich, was zu einem gewissen Grad die Verstärkung des Materials bestimmt.
Oberflächendefekte. Oberflächendefekte umfassen Getreidegrenzen (Taucher) (Abb. 13). Oberflächendefekte sind zweidimensional, d. H. Makroskopische Größen in zwei Richtungen und atomar in der dritten Richtung. Die Grenzen werden klein bezeichnet, wenn die Rationalisierung kristalliner Gitter von benachbarten Körnern nicht mehr als 10 ° leitet, und hohe Gedanken (größer) mit größerer Umkehrung.
Die kleinen Grenzen können durch Systeme von Kanten und Schraubenversetzungen unterschiedlicher Orientierung und mit unterschiedlichen Vektoren der Burger gebildet werden. Die kleinen Grenzen ergeben sich mit dem Wachstum von Schmelzkristallen, mit plastischer Verformung usw. Die Verschiebung der kleinen Grenze zieht Punktdefekte aufgrund der elastischen Interaktion mit ihnen an. Die Migration des kleinen Randes wird nur Diffusion durchgeführt. Daher, wobei Punktdefekte in der grenzüberschreitenden Zone in mehreren interatomischen Abständen konzentriert sind, hemmen diesen Prozess und stabilisieren die Unterkonstruktion.
Die hochkilischen Grenzen wurden viel früher als kleine und der ältesten "ältesten" Arten der Defekte der kristallinen Struktur gefunden. Es wird angenommen, dass der Grenzrand mit hoher Alter eine Schicht von 2-3 Atomdurchmessern mit einer Schicht ist, in der Atome einige Zwischenstellungen in Bezug auf die richtigen Positionen der Einstellkorngitter einstellen. Eine solche Position von Atomen sorgt für minimale Potentialenergie in der Grenzschicht, so ausreichend stabil.
Die Natur und das Verhalten von kleinen und hohen Körpergrenzen mit Leistungs- und Temperatureffekten beeinflussen die mechanischen Eigenschaften des Materials.
Die Aufgabe
Die Ebene in dem kubischen Kristall schneidet auf den Koordinatenachsen der Segmente, gleich einem; 2b; von. Bestimmen Sie die kristallographischen Ebenenindizes (HKL).
2. Baue ein räumliches Bild der Ebenen (im Beispiel des Würfels) mit kristallographischen Indizes (110); (111); (112); (321); (1͞10); (͞111); (͞1͞1͞1).
3. Bestimmen Sie die Richtung der Richtung, die durch die Punkte (0, V / 3, C / 3) verläuft.
4. Baue das räumliche Bild der folgenden Richtungen in Kuba; ; ; [100]; ; ; ; ; ; ; [͞111]; ; ; [͞1͞11]; [͞111]; ; [͞1͞1͞1]; ; .
5. Zählen Sie die Anzahl der Atome in der Zelle und der Koordinierungsnummer für den BCC und das ICC und das GPU-Gitter.
Kontrollfragen
1. Wie viele Arten von Elementarzellen sind heute BVE? Welcher von ihnen ist am meisten charakteristisch für Metalle?
2. Was sind kristallogische Symbole? Beschreiben Sie das Schema zum Bestimmen des Symbols der Atomebene im Kristall.
3. Welche Arten von Punktfehlern gibt es in Kristallen? Welche Entfernungen sind die Verzerrung, die durch einen Punktfehler verursacht wird?
4. Wie ändert sich die Vakanzkonzentration, wenn die Temperatur angehoben wird?
5. Warum sind Versetzungen namens lineare Defekte?
6. Je nach welchem \u200b\u200bAnzeichen von Versetzungen ist in Kanten und Schrauben unterteilt?
7. Was ist der Burger-Vektor? Was ist die Kraft des Burger-Vektors?
8. Wie ist der Burger-Vektor in Bezug auf die Linie der Regional- und Schraubenbereitstellung?
9. Was ist oberflächliche Mängel?
10. Was sind die physikalischen Eigenschaften von kristallinen Feststoffen beeinflussen die Defekte der Kristallstruktur?
Laborarbeit Nummer 2.
Bundesagentur für Bildungsstatus Bildungseinrichtung des höheren berufsbildung.
"South Russian State University of Economics and Service" (Gou VPO "Yurgues")
MATERIALWISSENSCHAFTEN
Technologie von strukturellen Materialien
Laborwerkstatt.
für Studenten der Spezialitäten 190601, 190603, 200503, 260704
vollzeit- und Korrespondenzformen des Trainings
Mein Gou VPO "Yurgues"
UDC 620.1 (076.5) BBK 30.3Y73
Compiler:
k.T.N., assoziierter Professor der Abteilung "Angewandte Mechanik- und Maschinenzentation"
Yu.e. Verdammt
k.T., Kunst. Dozent der Abteilung "Angewandte Mechanik und Maschinenentwurf"
S.N. Baybara
Rezensenten:
ph.D., Professor, Kopf. Abteilung "Technischer Betrieb von Autos"
SÜD. Sapronov.
k.T.N., Professor der Abteilung "Technologie von Lederprodukten, Standardisierung und Zertifizierung"
M341 Materialwissenschaft: Technologie von Strukturmaterialien: Laborwerkstatt / -compiler Yu.e. Verdammt, s.n. Baybara. - Shakmy: Guj vpo "Yurgues", 2010. - 71 p.
Die Verwendung eines Laborwerkstatts wird Vortragsmaterial konsolidieren, sorgen unabhängig Lernen Einzelne didaktische Einheiten der Disziplin, die erfolgreiche Leistung von Test und unabhängigen Aufgaben.
Entwickelt für Studenten der Spezialitäten 190601, 190603, 200503, 260704 Vollzeit- und Korrespondenzformen des Trainings.
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Zugriffsmodus K. elektronisches Analogon. Print Edition: http://www.libdb.ssu.ru
© Gou VPO "Südrussisch Zustanduniversität für Wirtschaft und Service, 20 10
Vorwort ................................................... .. .......................................... | |
Laborarbeit Nummer 1.Studieren des Kristallisationsprozesses | |
Laborarbeit Nummer 2.Makro- und Mikrostruktur lernen | |
metalle und Legierungen ............................................... ........................................ | |
Laborarbeit Nummer 3.Studium der Statusdiagramme | |
doppellegierungen ................................................ ........................................... | |
Laborarbeit Nummer 4.Studium der Phasentransformationen | |
entsprechend dem Zustand des Zustands des Eisenzementits ........................................ .... ...... | |
Laborarbeit Nummer 5.Methoden zur Messung der Härte von Metallen ...... | |
Laborarbeit Nummer 6.Der Effekt der thermischen Verarbeitung | |
auf den mechanischen Eigenschaften von struktureller Stahl .................................... | |
Laborarbeit Nummer 7.Bildung von Rohlingsguss | |
in sandigen Formen ............................................... .. .......................................... | |
Laborarbeit Nummer 8.Studie der elektrischen Methoden | |
metallschweißen ................................................ ............................................ | |
Laborarbeit Nummer 9.Studie der Fertigungsmethoden | |
produkte aus Kunststoffen ................................................. ...... ..................................... | |
Bibliographische Liste ................................................ .......... |
Vorwort
Der zukünftige Spezialist ist ein Absolvent des höchsten bildungseinrichtung Es ist notwendig, sich schnell ändernde Produktionsbedingungen zu achten. Der Technologieaktualisierungszyklus in einigen Branchen kürzer als die Ausbildung am Institut oder der Universität. Daher ist die Herstellung neuer Spezialisten, die sich schnell an neue Arbeitsbedingungen von Unternehmen anpassen können, eines der Hauptaufgaben der Universität.
Laborworkshops als Form von Trainingseinheiten trägt maximal zur Intensivierung der geistigen Tätigkeit der Studierenden und der Entwicklung ihrer kreativen Fähigkeiten in der Gewinnung des Wissens.
Die vorgeschlagene Laborarbeit erlaubt es den Studierenden tiefer, die theoretischen Bestimmungen des Kurses "Material Science" zu untersuchen, um praktische Fähigkeiten zu erwerben, um die Struktur und die Eigenschaften von Metall-Maschinenbaumaterialien zu studieren, den Effekt auf die Struktur und die Eigenschaften von Metallen verschiedener Arten der thermischen Verarbeitung.
Die Umsetzung der Laborarbeit unter Bedingungen einer starken Verringerung des Volumens an lesbaren Vorträgen übereinstimmt häufig nicht mit dem Verfahren, um den Vortragskurs zu präsentieren. Daher enthält jede Arbeit allgemeine theoretische Informationen, die die unabhängige Schulung eines Studenten zur Erfüllung der Arbeit erleichtern, um das bewusste Verhalten beizutragen und die erzielten Ergebnisse zu verstehen.
Laborwerkstatt wurde in Übereinstimmung mit den Anforderungen der staatlichen Disziplin "Material Science erstellt. TKM "für Studierende von Maschinenbauspezialitäten von höheren Bildungseinrichtungen.
Laborarbeitsnummer 1 Untersuchung des Prozesses der Kristallisation von Metallen und Legierungen
Ziel: Untersuchung des Übergangs des Übergangs von Metallmaterialien (Metallen und Legierungen) von Flüssigkeit im festen Aggregatzustand, wobei der Einfluss berücksichtigt wird externe Faktorensowie die Untersuchung der Struktur des Steel-Blocks.
1. Geben Sie eine kurze Merkmale von Metallen, Legierungen und Prozessen ihrer Kristallisation.
2. Lassen Sie sich mit dem Gerät des biologischen Mikroskops kennenlernen.
3. Um die Kristallisation der Salze aus den übersättigten wässrigen Lösungen zu überwachen.
4. Ziehen, Beobachten der Kristallisation des Tropfens, der charakteristischen Zonen und Erklären. Bruchgröße - 50 mm Kreis.
5. Zeichnen Sie Längs- und Querschnitt des Stahlbiegs. Geben Sie eine Erklärung für das Vorhandensein von drei Zonen in der Hang.
6. Einen schriftlichen Bericht über die Arbeit entwickeln.
Allgemeine Informationen aus Theorie
1. Kurzes Merkmal von Metallen und Legierungen
Metalle und Legierungen sind wesentliche Strukturmaterialien, die in der Technik weit verbreitet sind. Metalle neben Glanz und Plastizität sind inhärent in hoher Wärmeleitfähigkeit und elektrischer Leitfähigkeit.
Die Herstellung von chemisch reinen Metallen ist mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden, und die Werte ihrer mechanischen Eigenschaften sind nicht hoch. In dieser Hinsicht werden Metalllegierungen überall in der Technik verwendet.
Legierungen sind komplexe Substanzen, die mehrere Metalle oder Metalle und Nichtmetalle enthalten. Metalllegierungen sind oberhalb von Eigenschaften von reinen Metallen gekennzeichnet.
Metallmaterialien in festem aggregierter Zustand. Eine kristalline Struktur haben, in der sich positiv geladene Ionen streng definiert befinden, in drei Dimensionen des Raums periodisch wiederholt werden. Da Legierungen üblicherweise durch metallurgische Technologien erhalten werden, ist der feste Zustand von Flüssigkeit vorangestellt. Der Übergang einer Substanz aus einem flüssigen Zustand in Feststoff wird genannt
kristallisation.
2. Kristallisation von Metallen und Legierungen
Die Kristallisation verläuft unter Bedingungen, wenn das System mit einem thermodynamisch stabileren Zustand mit weniger freier Energie übergeht. Unter der freien Energie f versteht der Teil der inneren Energie des Systems, der in die Arbeit umgewandelt wird. Mit zunehmender Temperatur nimmt die freie Energie von flüssigen und festen Zuständen des Metalls ab (siehe Abb. 1.1).
Freie Energie F.
zustand
zustand |
||||||
Tk. | ||||||
T pl. |
||||||
Temperatur, | ||||||
Abbildung 1.1 - Ändern Sie die freie Energie von flüssigen und festen Zuständen in Abhängigkeit von der Temperatur
Beim Erreichen der Gleichgewichtstemperatur T S ist die freie Energie von flüssigen und festen Zuständen gleich und daher bei dieser Temperatur weder der Kristallisationsprozess noch der Schmelzvorgang nicht vollständig fließen.
Um den Kristallisationsprozess zu entwickeln, ist es notwendig, solche Bedingungen herzustellen, unter denen die freie Energie der Festphase geringer ist als die freie Energie der flüssigen Phase. Wie aus dem in Abbildung 1.1 gezeigten Diagramm ersichtlich ist, ist dies nur mit einer Überlagerung der Legierung möglich.
Grad der Superkühlunggenannt den Unterschied zwischen dem Gleichgewicht (theoretisch) und den tatsächlichen Kristallisationstemperaturen
T ts tkr.
Für die Entwicklung des Schmelzvorgangs benötigen Sie ein gewisses Maß an Überhitzungslegierung
T tpl ts.
Der Hypothermiegrad wird in Grad Celsius gemessen und hängt von der Kühlrate, der Natur und der Reinheit der Schmelze ab. Je größer die Kühlrate, desto größer ist der Grad der Hypothermie. Der Reiniger der Schmelze, desto größer ist seine Stabilität und daher mehr Hypothermie.
Das Vorhandensein von nicht angegebenen Teilchen in der Schmelze beschleunigt den Kristallisationsprozess, schleift Getreide. Forschung d.k. Chernova wurde offenbart, dass die Kristallisation mit der Bildung von kristallinen Embryonen (Kristallisationszentren) beginnt und bei den Wachstumsbedingungen ihrer Anzahl und Größen fortgesetzt wird.
Die Anzahl der Kristallisationszentren (CH.TS) und die Geschwindigkeit ihres Wachstums (S.R.) hängen vom Grad der Hypothermie ab. Mit einer Erhöhung des Grads der Hypothermie steigt die Anzahl der Kristallisationszentren an und ihre Wachstumsrate steigt an; Mit dem definierbaren Hypothermie tritt das Maximum auf.
Metalle und Legierungen, die in einem flüssigen Zustand, in einem flüssigen Zustand, keine geringe Tendenz tendenziell, nicht auf solche Temperaturen gekühlt werden, bei denen die Anzahl der Kristallisationszentren und der Kristallwachstumsrate ein Maximum erreichen würde. Daher für Metalle, die Kurven "CH.TS." und "s.r." Aus den kleinen Graden des Superkühlung (feste Kurven in Abbildung 1.2).
S.r.
T St.
Der Grad des Superkühlung t, mit
Abbildung 1.2 - der Effekt des SUPERCOOLING-Grades auf die Anzahl der Kristallisationszentren und der Kristallwachstumsrate
Für den Überkühlungsgrad ist die Geschwindigkeit der Bildung von Kristallisationszentren und ihres Wachstums gering, daher verläuft der Kristallisationsprozess langsam und groß ist groß (wie nur wenige Kristallisationszentren in einer Volumeneinheit der flüssigen Phase ausgebildet sind).
Für den SUPERCOOLING-Grad erhöhte sich das T sowohl die Rate der Keimbildung von Kristallisationszentren als auch die Geschwindigkeit ihres Wachstums erheblich, daher fließt der Kristallisationsprozess viel schneller als mit einem Grad an Hypothermie und seit der Anzahl der Kristallisationszentren in einer Einheit Das Volumen erhöht sich, der kleine erhöht sich.
Um den Grad der Hypothermie zu ändern, können Sie Kristallite (Getreide) in verschiedenen Größen erhalten. Viele Legierungseigenschaften hängen vom Getreide ab. In der Praxis wird auch das Schleifen von Korn in Legierungen durch Modifizieren erreicht, d. H. Einführung in die Schmelzdispersionsteilchen von Modifikern, die zusätzliche Kristallisationszentren werden.
Der Prozess der Kristallisation von Metallen und Legierungen ähnelt dem Prozess der Kristallisation von Salzen aus wässrigen Lösungen. In diesem Fall wird die Bildung von Kristallen möglich, mit einem biologischen Mikroskop bei Raumtemperaturen, wenn Wasser verdampft, was bequem und sicher ist.
3. Die Struktur des Metallblocks
Die Kristalle im Verfestigungsprozess des Metalls können je nach Kühlraten, Zeichen und Verunreinigungsmenge unterschiedliche Form aufweisen. Am häufigsten sind verzweigte oder Baumkristalle in dem Kristallisationsprozess, als Dendriten, gebildet. Zunächst werden lange Äste gebildet, die sogenannten ersten Ordnungachsen (die Hauptachsen von Dendrita). Gleichzeitig mit der Verlängerung der Achsen erster Ordnung sind sie verzweigt und wachsen senkrecht zu ihnen, um dieselben Zweige zweiter Ordnung zu erreichen. Die Achsen der dritten Ordnung sind wiederum an den zweiten Auftragsachsen usw.
- Zone des kleinen Getreides; |
||
- Zone der Säulenkristalle; |
||
- Zone der einheitlichen Kristalle; |
||
- Schrumpfen Waschbecken; |
||
- Gasblasen, Leere, |
||
schrumpfen von Laib |
||
Abbildung 1.3 - Fragment des Stahlbiegs von ruhigem Stahl
Die Kristallisation des flüssigen Metalls beginnt an der Oberfläche einer kälteren Form und ist anfänglich in der dünnen Schicht neben der Oberfläche eines stark superkühlten Fluids aufgetreten. Dies führt zur Bildung einer sehr schmalen Zone von kleinem ne-orientierbarem Grün auf der Oberfläche des Ingots.
Die zweite Zone befindet sich außerhalb der Blockzone 1 - dem Bereich der säulenartigen Kristalle. Das Wachstum dieser Kristalle liegt in der Richtung der Wärmeentfernung, und da alle Kristalle gleichzeitig wachsen, dann werden die skolumnalen (länglichen) Kristalle erhalten, deren Wachstum weitergeht, bis es eine Richtungswärmeabfuhr fährt. Bei starker Überhitzung und schnellen Kühlung kann der Bereich der säulenartigen Kristallite das gesamte Volumen des Blocks füllen.
Diese Art der Kristallisation wird aufgerufen transkristallisation.In der Innenseite des Blocks ist Zone 3 gebildet, bestehend aus elektrisch unterschiedlichen orientierten dendritischen Kristallen, die aufgrund der geringen Abkühlgeschwindigkeit (aufgrund der Abnahme) größer sind. Da das flüssige Metall ein größeres spezifisches Volumen als fest hat, dann im Toysto-Block, der die letztere drehst, ist die Leere gebildet - Schrumpfungssenke. Es ist üblicherweise umgeben von dem am stärksten kontaminierten Metall, das Micro- und Macropores, Gasblasen und andere Defekte enthält. Die Kristallisation der Blockzonen sowie der Dendritisachsen tritt nicht gleichzeitig auf, daher hat das Metall des Blocks Heterogenität durch chemische Zusammensetzung - Zonal und dendritischer Köder.
4. Ausrüstung und Proben
Um den Prozess der Kristallisation von Salz zu beobachten, werden biologische Mikroskope verwendet. Das Mikroskopstativ ist eine stetige Basis, auf der die anderen Teile des Mikroskops befestigt sind: ein Rohr, ein Kondensatorhalter, eine drehbare Düse mit Linsen, Okular. In der Regel ist das Mikroskop mit mehreren Linsen unterschiedlicher Zooms ausgestattet, die auf einer Revolverdüse angeordnet sind, mit der Sie die Linsen in die Arbeitsposition bewegen können. Das Studium der Probe beginnt in der Regel mit dem kleinsten Anstieg mit dem größten Sichtfeld. Interessante Details gelten als Linsen mit großer Erhöhung.
Das schematische Diagramm des biologischen Mikroskops ist in Abbildung 1.4 dargestellt.
- Spiegel;
- Beispieltisch;
- seltener Glas;
- ein Tropfen Salzlösung;
- Linse;
- Mikroskopröhre;
- Okular;
- Augenbeobachter.
Abbildung 1.4 - Schematisches Diagramm des biologischen Mikroskops
Die Mikroskopverordnung ist wie folgt. Drehen von Glas 2 zur Lichtquelle, erreichen die hellste Beleuchtung in dem Okular 8. Dann wird es mit einem Tropfen 5 Salzlösungen auf dem Tisch 3 eingestellt, so dass die Kante des Tropfens beobachtet werden kann. Die Fokuslängeneinstellung wird durch Absenken / Anheben der Subjekttabelle 3 relativ zum Rohr 7 erzeugt, sucht ein klares Bild der Kante des Tropfens im Okular 8.
5. Verfahren zur Arbeitarbeit
Nachdem der theoretische Teil studiert und die Aufgabe gelesen hat, zu lesen, beobachten die Studierenden den Kristallisationsprozess. Dazu wird das biologische Mikroskop ausgestellt und das schlanke Glas mit einer Drosselklappe aquatische Lösung crash Salz. Nach der Regulierung des Mikroskops ist das Glas auf dem Probanden des Mikroskops installiert und beobachtet den Beginn des Kristallisationsprozesses am Rand des Tropfens. Als Wasser verdampft, wachsen Kristalle und in den folgenden Tropfen Tropfen. Der bedingt untersuchte Prozess kann in drei Perioden unterteilt werden. Die erste ist die Kristallisation von Salz am Rand des Tropfens, wo die Wassermenge der kleinste ist. Während dieser Zeit sind der Rand der Tropfen kleine Kristalle der richtigen Form ausgebildet, da die Hypothermie die Bildung einer großen Anzahl von Kristallisationszentren bewirkt. In der zweiten Periode werden große säulenförmige Kristalle gebildet. Die Richtung ihrer Achsen ist normal an den Kanten des Tropfens. In dieser Zeit gibt es eine hohe Wachstumsrate von Kristallen und eine begrenzte Anzahl von Kristallisationszentren. In der dritten Periode sind Baum (dendritische) Kristalle gebildet. Gleichzeitig ist die Wassermenge in einem Tropfen unerheblich und Verdampfung davon aus dem mittleren Teil geht schnell.
Bundesstaat Budgeting Educational Institution der Hochschulbildung
"Volga State University of Water Transport"
Vermögenswert
E.A. . Sazonov
MATERIALWISSENSCHAFTEN
Sammlung von praktischen und Laborarbeit
26.02.06 "Betrieb von elektrischen Anlagen und Automatisierungsbedingungen"
23.02.01 "Organisation des Transport- und Transportmanagements" (nach Typ)
Permian
2016
Einführung
Methodische Empfehlungen zur Umsetzung von Labor- und Praktikum an der Studiendisziplin "Materialwissenschaft" sind für sekundäre Berufsbildungsstudierende in der SpecialyTyly.02.06 "Betrieb von elektrischen Geräten und Automatisierungsmitteln des Schiffes bestimmt"
In diesem methodisches Handbuch Die Anweisungen zur Durchführung von praktischen und Laborarbeit zu den Themen der Disziplin werden gegeben, die Themen und den Inhalt von Labor- und Praxisarbeiten, die Kontrollformen für jedes Thema und die empfohlene Literatur sind gegeben.
Als Ergebnis der Entwicklung davon bildungsdisziplin. Der Student muss in der Lage sein,:
˗ Mechanische Prüfung von Probenmaterialien durchführen;
˗ Verwenden Sie physikalisch-chemische Methoden der Forschung von Metallen;
˗ Verwenden Sie Referenztabellen, um die Eigenschaften von Materialien zu bestimmen;
˗ Wählen Sie Materialien für berufliche Aktivitäten.
Infolge der Entwicklung dieser akademischen Disziplin sollte der Schüler wissen:
˗ Die wichtigsten Eigenschaften und Klassifizierung von Materialien, die in beruflichen Aktivitäten verwendet werden;
˗ Name, Kennzeichnung, Eigenschaften des zu verarbeitenden Materials;
˗ Regeln für die Verwendung von Schmier- und Kühlmaterialien;
˗ Grundlegende Informationen zu Metallen und Legierungen;
˗ Grundlegende Informationen zu nichtmetallischen, Dichtungen,
Dichtungs- und elektrische Materialien, Stahl, ihre Klassifizierung.
Labor und praktische Arbeit ermöglichen es Ihnen, praktische Fähigkeiten von Arbeit, professionellen Kompetenzen zu bilden. Sie sind in der Struktur des Studiums der Bildungsdisziplin der "Materialwissenschaft" inbegriffen, nachdem sie das Thema studiert: 1.1. "Grundlegende Informationen zu Metallen und Legierungen", 1.2 "Eisenkohlenstofflegierungen", 1.3 "Nichteisenmetalle und Legierungen".
Labor und praktische Arbeiten sind ein Element der pädagogischen Disziplin und werden von den Kriterien unter:
Die Bewertung "5" wird vom Schüler festgelegt, wenn:
˗ Das Thema der Arbeit entspricht dem angegebenen, der Student zeigt systemische und vollständige Kenntnisse und Fähigkeiten dieser Ausgabe;
˗ Die Arbeit wird in Übereinstimmung mit den Empfehlungen des Lehrers ausgeführt.
˗ Der Arbeitsumfang entspricht dem angegebenen;
˗ Die Arbeit wird genau in den vom Lehrer angegebenen Fristen durchgeführt.
Die Bewertung "4" wird vom Schüler festgelegt, wenn:
˗ Das Thema der Arbeit entspricht dem angegebenen, der Schüler erlaubt kleine Ungenauigkeiten oder einige Fehler in dieser Angelegenheit;
˗ Die Arbeit ist mit Ungenauigkeiten im Design gerahmt;
˗ Der Arbeitsumfang entspricht dem angegebenen oder etwas weniger;
˗ Die Arbeit wird den vom Lehrer festgelegten Fristen oder später, jedoch nicht mehr als 1-2 Tagen übergeben.
Die Bewertung "3" ist auf den Schüler eingestellt, wenn:
˗ Das Thema der Arbeit entspricht dem angegebenen, aber es gibt keine wesentlichen Elemente für die Wartung der Arbeit oder die Subjekte sanft unlogisch, der Hauptinhalt der Frage ist nicht eindeutig dargestellt;
˗ Die Arbeit ist mit Fehlern im Design gerahmt;
˗ Das Arbeitsvolumen ist deutlich geringer als der angegebene;
˗ Die Arbeit wird mit einer Verzögerung des Zeitpunkts von 5-6 Tagen übergeben.
Die Bewertung "2" wird vom Schüler festgelegt, wenn:
˗ Das Hauptthema der Arbeit nicht offenbart;
˗ Die Arbeit ist nicht in Übereinstimmung mit den Anforderungen des Lehrers gerahmt;
˗ Der Arbeitsumfang entspricht nicht dem angegebenen;
˗ Die Arbeit wird in mehr als 7 Tagen mit einer Verzögerung übergeben.
Labor und praktische Arbeiten an ihrem Inhalt haben eine bestimmte Struktur, wir schlagen vor, es zu berücksichtigen: Der Arbeitskurs wird zu Beginn jeder praktischen und laborarbeitem Arbeit gegeben. Bei der Durchführung von praktischer Arbeiten werden die Studierenden beauftragt, was am Ende der Arbeit angegeben ist (Artikel "Aufgabe für Studenten"); Bei der Durchführung von Laborarbeit wird ein Bericht durch die Ausführung erstellt, der Inhalt des Berichts wird am Ende der Laborarbeit (der "Inhalt des Berichts") angezeigt.
Bei der Durchführung von Labor- und praktischen Arbeiten werden die Studierenden von bestimmten Regeln umgesetzt, sie betrachten sie unten: Labor und praktische Arbeiten werden während der Schulungssitzungen durchgeführt. Es darf Labor und praktische Arbeit zu Hause abschließen; Es dürfen zusätzliche Literatur bei der Durchführung von Labor und praktischer Arbeiten verwenden. Bevor Sie Labor und praktische Arbeiten durchführen, ist es notwendig, die wichtigsten theoretischen Bestimmungen zu dem Gegenstand unter Berücksichtigung der Gegenstand zu erkunden.
Praktische Arbeit Nummer 1
"Die physikalischen Eigenschaften von Metallen und die Methoden des Studiums"
Zweck der Arbeit. : Um die physikalischen Eigenschaften von Metallen zu studieren, Methoden für ihre Definition.
Fortschritt:
Theoretischer Teil.
Zu den physikalischen Eigenschaften gehören: Dichte, Schmelzen (Schmelzpunkt), Wärmeleitfähigkeit, Wärmeausdehnung.
Dichte - die Menge an Substanz, die in einer Volumeneinheit enthalten ist. Dies ist eine der wichtigsten Merkmale von Metallen und Legierungen. Durch Dichte sind Metalle in die folgenden Gruppen unterteilt:lunge (Dichte nicht mehr als 5 g / cm 3 ) - Magnesium, Aluminium, Titan usw.;schwer - (Dichte von 5 bis 10 g / cm 3 ) - Eisen, Nickel, Kupfer, Zink, Zinn usw. (Dies ist die umfangreichste Gruppe);sehr schwer (Dichte von mehr als 10 g / cm 3 ) - Molybdän, Wolfram, Gold, Blei usw. Tabelle 1 zeigt die Werte der Metalledichte.
Tabelle 1
Metalldichte
Der Schmelzpunkt ist die Temperatur, bei der das Metall mit der Wärmeabsorption aus dem kristallinen (festen) Zustand in eine Flüssigkeit bewegt.
Der Schmelzpunkt von Metallen liegt im Bereich von -39 ° C (Quecksilber) bis 3410 ° C (Wolfram). Der Schmelzpunkt der meisten Metalle (mit Ausnahme von Alkali) ist hoch, aber einige "normale" Metalle, wie Zinn und Blei, können auf einem herkömmlichen Elektro- oder Gasherd geschmolzen werden.
Je nach Schmelzpunkt ist das Metall in die folgenden Gruppen unterteilt:legometal (Schmelzpunkt überschreitet nicht mehr als 600 Ö. C) - Zink, Zinn, Blei, Wismut usw.;mittelleichter (ab 600. Ö. Von bis zu 1600. Ö. C) - sie umfassen fast die Hälfte der Metalle, einschließlich Magnesium, Aluminium, Eisen, Nickel, Kupfer, Gold;feuerfest (mehr als 1600. Ö. C) - Wolfram, Molybdän, Titan, Chrom usw. Beim Verabreichung der Metallzusätze wird der Schmelzpunkt normalerweise reduziert.
Tabelle 2
Schmelz- und Siedepunkt von Metallen
Die Wärmeleitfähigkeit ist die Fähigkeit des Metalls mit einer oder einer anderen Geschwindigkeit, um Wärme beim Erwärmen auszuführen.
Elektrische Leitfähigkeit - Metallfähigkeit, um einen elektrischen Strom auszuführen.
Wärmeausdehnung ist die Fähigkeit des Metalls, das Volumen beim Erhitzen zu erhöhen.
Die glatte Oberfläche der Metalle spiegelt einen großen Gewichtsprozent wider - dieses Phänomen wird als Metallfunkeln bezeichnet. In einem Pulverzustand verlieren die meisten Metalle jedoch ihren Glitzer. Aluminium und Magnesium behalten jedoch ihren Glanz und in Pulver. Am besten spiegeln das Licht von Aluminium-, Silber- und Palladiumspiegeln aus diesen Metallen wider. Für die Herstellung von Spiegel wird es manchmal verwendet und Rhodium trotz seines extrem hohen Preiss: Dank vieler mehr als das von Silber oder sogar Palladium, Härte und Chemikalienbeständigkeit, kann die Rhodiumschicht viel dünner sein als das Silber.
Forschungsmethoden in der Materialwissenschaft
Die wichtigsten Forschungsmethoden in der Metall- und Materialwissenschaft sind: Rahmen, Makrostruktur, Mikrostruktur, Elektronenmikroskopie, Röntgenrachforschungsmethoden. Betrachten Sie ihre Funktionen detaillierter.
1. Raub - Die einfachste und erschwinglichste Bewertung der Bewertung innere Struktur Metalle. Die Methode der Beurteilung von Pausen, trotz ihrer scheinbaren Unhöflichkeitsbewertung der Qualität des Materials, wird in verschiedenen Branchen der Produktion und der wissenschaftlichen Forschung ziemlich häufig verwendet. Die Bewertung des Frühstücks in vielen Fällen kann die Qualität des Materials charakterisieren.
Die Pause kann kristallin oder amorph sein. Der amorphe Pause ist charakteristisch für Materialien, die keine kristalline Struktur aufweisen, wie beispielsweise Glas, Kolophonium, Glaskörperschnitzeln.
Metalllegierungen, einschließlich Stahl, Gusseisen, Aluminium, Magnesiumlegierungen, Zink und seine Legierungen geben einen körnigen, kristallinen Pause.
Jede kristallklare Frühstück ist die Ebene der Reinigung einzelner Körner. Daher zeigt der Pause uns die Größe des Metallkorns. Es ist ersichtlich, dass die Korngröße in sehr breiten Grenzen schwanken kann: von mehreren Zentimetern in Guss, langsam abgekühlt, Stahl bis tausendstel Fraktionen eines Millimeters in ordnungsgemäß entlassener und gehärteter Stahl. Je nach Korngröße kann der Pause ein großkristalliner und feinkristalliner sein. Normalerweise entspricht der feinkristalline Fraktur mehr hohe Qualität Metalllegierung.
Falls die Zerstörung der Testprobe mit der vorhergehenden Kunststoffverformung durchläuft, werden die Körner in der Ebene der Breakformation verformt, und der Pause reflektiert nicht mehr die innere kristalline Struktur des Metalls; In diesem Fall wird der Pause faserig bezeichnet. In einer Probe können häufig in einer Probe, je nach Niveau seiner Plastizität, faserigen und kristallinen Abschnitte in der Pause sein. Laut dem Verhältnis des Spoughnessbereichs, der von den kristallinen Abschnitten unter diesen Testbedingungen besetzt ist, wird die Qualität des Metalls geschätzt.
Die fragile kristalline Pause kann durch Zerstörung der Körner oder Gleitebenen erhalten werden, die die Körner kreuzen. Im ersten Fall heißt der Pause in der zweiten transkristallinen, interkristallin. Manchmal, insbesondere mit sehr feinen Körnern, ist es schwierig, die Art der Pause zu bestimmen. In diesem Fall wird der Pause unter Verwendung einer Lupe oder einem Binokularmikroskop untersucht.
In letzter Zeit entwickeln sich die metallischen Studien in der fraktographischen Untersuchung von Frakturen auf metallogischen und Elektronenmikroskopen. Gleichzeitig finden sie die neuen Vorteile der alten Studienmethode in Metall und der Erforschung des Frühstücks, wobei das Konzept der Fractal-Dimensionen an solche Studien anwendet wird.
2. Makrotriktur - ist das folgende Verfahren zur Erforschung von Metallen. Die Makrostrukturstudie besteht darin, die Ebene des Abschnitts des Produkts oder der Probe in Längs-, Quer- oder anderen Richtungen nach dem Ätzen ohne die Verwendung von Lupe oder mit einer Lupe zu studieren. Der Vorteil der makrostrukturellen Forschung ist, dass Sie mit Hilfe dieser Methode die Struktur direkt durch das gesamte Gießen oder Ingot, Schmiede, Stanzen usw. erkunden können. Mit dieser Forschungsmethode können die inneren Defekte des Metalls gefunden werden: Blasen, Leere, Risse, Schlackeneinschlüsse, die kristalline Gießstruktur untersuchen, die Inhomogenität der Kristallisation des Blocks und seiner chemischen Heterogenität (Likation) untersuchen.
Mit Hilfe von Schwefel-Fingerabdrücken auf dem Fotopapier auf Bauman wird die Unebenheit der Schwefelverteilung am Querschnitt von Barren bestimmt. Sehr wichtig Diese Forschungsmethode hat bei der Untersuchung von geschmiedeten oder gestanzten Billets, um die Richtung der Fasern in dem Metall zu bestimmen.
Die Mikrostruktur ist eines der Hauptverfahren bei Metallothing ist eine Untersuchung einer Metallmikrostruktur auf metallographischen und Elektronenmikroskopen.
Mit dieser Methode können Sie die Mikrostruktur von Metallobjekten mit großen Zoomen untersuchen: von 50 bis 2000 Mal auf einem optischen metallographischen Mikroskop und 2 bis 200 Tausendmal auf einem Elektronenmikroskop. Die Untersuchung der Mikrostruktur erfolgt auf polierten Schleifen. Das Vorhandensein von nichtmetallischen Einschlüssen, wie Oxiden, Sulfiden, kleinen Schlackeneinschlüssen und anderen Einschlüssen, unterscheiden sich von der Art des Basismetalls auf net-förmigen Polierern.
Die Mikrostruktur von Metallen und Legierungen wird auf den Verletzungen untersucht. Das Ätzen wird in der Regel von schwachen Säuren, Alkalien oder anderen Lösungen hergestellt, abhängig von der Art des Mahlgreifers. Der Ätzeffekt ist, dass es unterschiedliche Strukturkomponenten auf verschiedene Arten löst, in verschiedene Farben oder Farben lackiert. Die Grenzen der Körner, die sich von der Hauptlösung unterscheiden, haben eine gewölbte Robe, die sich normalerweise von der Basis unterscheidet und auf der Slappe in Form von dunklen oder leichten Linien hervorsteht.
Die unter dem Mikroskop sichtbaren Körner sind mit einer Oberfläche des Mahls abschnittene Körnerschnitte. Da dieser Abschnitt zufällig ist und in unterschiedlichen Entfernungen von der Mitte jedes einzelnen Getreides stattfinden kann, entspricht der Unterschied in der Größe von Polyedra nicht den gültigen Unterschieden in Getreidegrößen. Die größten Getreidekörner sind die eigentliche Größe des Getreides am nächsten.
Beim Ätzen einer Probe, die aus homogenen kristallinen Körnern besteht, wie beispielsweise ein reines Metall, eine homogene feste Lösung usw., werden oft unterschiedlich behandelte Oberflächen verschiedener Körner beobachtet.
Dieses Phänomen wird dadurch erläutert, dass Körner mit verschiedenen kristallographischen Orientierungen auf der Oberfläche des Schleifpapiers austreten, wodurch der Grad der Säurebelastung für diese Körner unterschiedlich ist. Einige Körner sehen glänzend aus, andere werden stark behandelt, dunkler. Diese Verdunkelung ist mit der Bildung verschiedener Ätzfiguren verbunden, die unterschiedlich reflektierende Lichtstrahlen widerspiegelt. Im Falle von Legierungen bilden einzelne Strukturkomponenten ein Mikrorelief auf der Oberfläche eines Sandpapiers, der Abschnitte mit unterschiedlicher Neigung einzelner Oberflächen aufweist.
Normalerweise gelegene Bereiche spiegeln die größte Menge an Licht wider und erweisen sich als das helles Licht. Andere Websites sind dunkler. Oft ist der Kontrast im Bild der körnigen Struktur nicht mit der Struktur der Getreideoberfläche verbunden, sondern mit der Linderung der Grenzen der Körner. Darüber hinaus können verschiedene Strukturbauteile das Ergebnis der Bildung von Filmen sein, die durch das Wechselwirkung des Ätzers mit strukturellen Komponenten gebildet werden.
Mit einer metallographischen Studie können Sie eine qualitative Identifizierung von Strukturkomponenten von Legierungen und einer quantitativen Untersuchung von Mikrostrukturen von Metallen und Legierungen durchführen, zunächst mit bekannten mikrosierten Strukturen und zweitens spezielle Methoden der quantitativen Metallographie.
Die Größe des Getreides wird bestimmt. Die Methode der visuellen Beurteilung, die darin besteht, dass die unter Berücksichtigung der unter Berücksichtigung der in Betracht geschäumten Mikrostrukturen annähernd durch die Punkte der Standardskalen nach GOST 5639-68, GOST 5640-68 geschätzt wird. Entsprechend den relevanten Tabellen wird für jede Punktzahl der Bereich eines Korns und der Menge an Körnern pro 1 mm bestimmt. 2 und 1 mm 3 .
Das Verfahren zum Berechnen der Menge an Körnern pro Oberfläche des Schleifpapiers durch geeignete Formeln. Wenn S ein Bereich ist, auf dem die Anzahl der Körner n, und m - eine Erhöhung des Mikroskops, dann durchschnittswert Körner im Querschnitt der Oberfläche des Schleifens
Bestimmung der Phasenzusammensetzung. Die Legierungsphasenzusammensetzung wird häufiger durch Auge oder durch Vergleich der Struktur mit Standardskalen bewertet.
Die ungefähre Methode der quantitativen Bestimmung der Phasenzusammensetzung kann durch das Verfahren von sequentiell durch Berechnung der von verschiedenen Strukturkomponenten belegten Segmenten durchgeführt werden. Das Verhältnis dieser Segmente entspricht dem Volumengehalt einzelner Komponenten.
Der Punkt ist a.a. Glagolev. Dieses Verfahren erfolgt durch Beurteilung der Anzahl der Punkte (Kreuzungspunkte des Augennetzes des Mikroskops), die in die Oberfläche jedes strukturellen Bauteils eintreten. Darüber hinaus wird das Verfahren der quantitativen Metallographie erzeugt: Bestimmen des Werts der Oberfläche der Phase und der Körner; Bestimmen der Anzahl der Volumenpartikel; Bestimmung der Orientierung von Körnern in polykristallinen Proben.
4. Elektronische Mikroskopie. Das elektronische Mikroskop ist in metallographischen Studien in der jüngsten Bedeutung. Zweifellos besitzt er eine große Zukunft. Wenn die Auflösung des optischen Mikroskops die Werte 0,00015 mm \u003d 1500 A erreicht, erreicht die Auflösungsfähigkeit von Elektronenmikroskopen 5-10 A, d. H. ein paar hundert mal mehr als optisch.
Auf dem Elektronenmikroskop, dünne Filme (Replikaten), die von der Oberfläche des Regals entnommen oder direkt dünnen Metallfolien untersuchen, die durch die Raffinesse einer massiven Probe erhalten werden.
Die meisten müssen die Elektronenmikroskopie der Untersuchung von Prozessen eingesetzt werden, die mit der Freisetzung von überschüssigen Phasen verbunden sind, beispielsweise der Zerfall der implizierten festen Lösungen mit thermischer oder Verformungsalterung.
5. Röntgenforschungsmethoden. Eine der wichtigsten Methoden bei der Festlegung der kristallographischen Struktur verschiedener Metalle und Legierungen ist die Röntgenstrahl-Strukturanalyse. Diese Forschungsmethode ermöglicht es, die Art der gegenseitigen Anordnung von Atomen in kristallinen Körper zu bestimmen, d. H. Lösen Sie die Aufgabe, die nicht verfügbar ist, oder ein normales NOR-Elektronenmikroskop.
Die Grundlage der Röntgenstrahl-Strukturanalyse ist die Wechselwirkung zwischen den Röntgenstrahlen und den Atomen des Körpers unter der Studie liegen auf dem Weg, dank der letztere werden wie neue Röntgenstrahlenquellen, wobei die Zentren ihrer Streuung zentriert sind.
Die Streustrahlenatome können diese Strahlen aus den atomaren Ebenen des Kristalls gemäß den Gesetzen der geometrischen Optik widerspiegeln.
Röntgenstrahlen reflektiert nicht nur von den auf der Oberfläche liegenden Ebenen, sondern auch aus den Tiefen. Das reflektierte Ray reflektiert aus mehreren gleich ausgerichteten Ebenen. Jede Ebene des Kristallgitters verleiht seinem Bündel reflektierter Wellen. Berechnen Sie eine bestimmte Wechsel von reflektierten Röntgenstrahlen in bestimmten Winkeln, berechnen Sie den interplanarischen Abstand, kristallographische Indizes von reflektierenden Ebenen, letztendlich die Form und Größe des Kristallgitters.
Praktischer Teil
Inhalt des Berichts.
1. Der Bericht muss den Namen, das Arbeitsziel angeben.
2. Listen Sie die wichtigsten physikalischen Eigenschaften von Metallen (mit Definitionen) auf.
3. Fixieren Sie das Notebook der Tabelle 1-2. Schlussfolgerungen auf Tabellen treffen.
4. Füllen Sie die Tabelle aus: "Grundlagenforschungsmethoden in der Materialwissenschaft".
Rensenerforschungsmethoden
Praktische Arbeit Nummer 2
Thema: "Studie von Statusdiagrammen"
Zweck der Arbeit: Die Einarbeitung von Studenten mit grundlegenden Arten von Statusdiagrammen, ihren Hauptlinien, Punkten, ihrer Bedeutung.
Fortschritt:
1. Erhöhen Sie den theoretischen Teil.
Theoretischer Teil.
Das Statusdiagramm ist grafikbild Die Zustände einer beliebigen Legierung des Systems, die je nach Konzentration und Temperatur untersucht werden (siehe Cris. 1)
Abb. 1 des Statusdiagramms
Statusdiagramme zeigen stabile Zustände, d. H. Gibt an, dass unter diesen Bedingungen ein Minimum an freien Energie aufweisen, und daher wird es auch als Gleichgewichtsdiagramm bezeichnet, da er zeigt, wie die Gleichgewichtsphasen unter diesen Bedingungen existieren.
Der Aufbau der Statusdiagramme wird am häufigsten mit der thermischen Analyse durchgeführt. Infolgedessen werden eine Reihe von Kühlkurven erhalten, bei denen bei Temperaturen von Phasentransformationen die Wendepunkte und Temperaturanschläge beobachtet werden.
Temperaturen, die den Phasenumwandlungen entsprechen, werden als kritische Punkte bezeichnet. Etwas kritische Punkte Sie haben beispielsweise Namen, die Punkte, die dem Beginn der Kristallisation entsprechen, werden als Dots von Liquidus genannt, und das Ende der Kristallisation - Solidus-Punkte.
Durch Kühlkurven ist die Zusammensetzung der Zusammensetzung in den Koordinaten eingebaut: entlang der Abszisse-Achse - die Konzentration der Komponenten entlang der Achse der Ordinate-Temperatur. Die Konzentrationsskala zeigt den Inhalt der Komponente V. Die Hauptleitungen sind die Lizenzlinien (1) und den Solidus (2) sowie die Linien, die Phasentransformationen in dem Festkörper (3, 4) entsprechen.
Gemäß dem Zustandsdiagramm können Sie die Temperaturen von Phasentransformationen bestimmen, indem Sie die Phasenzusammensetzung ändern, ungefähr die Legierungseigenschaften, die Art der Verarbeitung, die zur Legierung verwendet werden können.
Im Folgenden finden Sie verschiedene Arten von Statusdiagrammen:
Abb.2. Rahmendiagramm mit unbegrenzter Löslichkeit
komponenten in festem Zustand (A); Kurven kühlen typisch.
legierungen (B)
Analyse des erhaltenen Diagramms (Abb. 2).
1. Anzahl der Komponenten: k \u003d 2 (Komponenten A und B).
2. Anzahl der Phasen: f \u003d 2 (flüssige Phase L, feste Kristalle)
3. Die Hauptzeilen des Diagramms:
aCB ist eine Linie von Liquidus, oberhalb dieser Legierungen in einem flüssigen Zustand;
aDB - Solidus-Leitung unterhalb dieser Leitungslegierungen befinden sich in festem Zustand.
Abb. 3. Diagramm des Legierungszustands mit Abwesenheit einer Löslichkeit von Komponenten in einem festen Zustand (A) und Kühlkrümmungen von Legierungen (B)
Analyse des Statusdiagramms (Abb. 3).
1. Anzahl der Komponenten: K \u003d 2. (Komponenten A und B);
2. Anzahl der Phasen: f \u003d 3. (Komponentenkristalle, Komponentenkristalle in, flüssiger Phase).
3. Die Hauptzeilen des Diagramms:
die Linie von Solidus ECF, parallel zur Konzentrationsachse, neigt zu den Achsen der Komponenten, erreicht sie jedoch nicht;
Feige. 4. Diagramm des Legierungszustands mit begrenzter Löslichkeit von Komponenten in einem festen Zustand (A) und Kühlkurven aus typischen Legierungen (B)
Analyse des Statusdiagramms (Abb. 4).
1. Anzahl der Komponenten: k \u003d 2 (Komponenten A und B);
2. Anzahl der Phasen: F \u003d 3 (flüssige Phase und Kristalle von festen Lösungen (eine Lösung der Komponente in der Komponente A) und (Komponentenlösung A in Komponente B));
3. Die Hauptzeilen des Diagramms:
die Linie von Liquidus ACB besteht aus zwei Zweigen, die an einem Punkt konvergieren;
die Linie von Solidus ADCFB besteht aus drei Standorten;
dM - Linie der Begrenzungskonzentration der Komponente in der Komponente A;
fn - Linie der Begrenzungskonzentration der Komponente A in Komponente V.
Praktischer Teil
Aufgabe für Studenten:
1. Notieren Sie den Namen der Arbeit und ihr Ziel.
2. Notieren Sie, was ein Statusdiagramm ist.
Beantworte die Fragen:
1. Wie erstellt das Statusdiagramm?
2. Was kann ich das Statusdiagramm definieren?
3. Welche Namen haben die grundlegenden Punkte des Diagramms?
4. Was ist im Diagramm auf der Abszisse-Achse angegeben? Ortinitätsachsen?
5. Was sind die Hauptlinien des Diagramms?
Optionen für Optionen:
Die Schüler reagieren auf dieselben Fragen anders sind Zeichnungen, für die es notwendig ist, um zu antworten. 1 Option gibt Antworten in Abbildung 2, 2 Optionen gibt Antworten in Abbildung 3, Option 3 gibt Antworten in Abbildung 4. Die Abbildung muss im Notebook behoben werden.
1. Wie heißt das Diagramm?
2. Nennen Sie, wie viele Komponenten an der Formation der Legierung beteiligt sind?
3. Welche Buchstaben geben die Hauptzeilen des Diagramms an?
Praktische Arbeit Nummer 3
Thema: "Studieren von Castows"
Zweck der Arbeit: Einführung von Studenten mit Markierung und dem Anwendungsbereich von Castoffs; Bildung der Fähigkeit, die Marken des Gusseisens zu entschlüsseln.
Fortschritt:
Theoretischer Teil.
Gusseisen unterscheidet sich von Stahl: in der Zusammensetzung - ein höherer Kohlenstoffgehalt und Verunreinigungen; Gemäß technologischen Eigenschaften - höhere Gießeigenschaften, wird eine geringe Fähigkeit zur plastischen Verformung fast nicht in geschweißten Strukturen eingesetzt.
Je nach Kohlenstoffzustand in der Gusseisen unterscheiden sich: Weißguss-Eisen - Kohlenstoff in zugehöriger Zustand. In Form von Zementit hat im Frühstück Weiß- und Metallglitter; Grauguss-Eisen - Alle Kohlenstoffe oder die meisten sind in einem freien Zustand in Form von Graphit, und im assoziierten Zustand gibt es nicht mehr als 0,8% Kohlenstoff. Aufgrund der großen Menge Graphit ist seine Pause grau; Ein halber Kohlenstoffteil ist in einem freien Zustand in Form von Graphit, aber mindestens 2% Kohlenstoff ist in Form von Zementit. In der Technik wird wenig verwendet.
Je nach Form von Graphit und den Bedingungen für seine Bildung unterscheiden sich die folgenden Gruppen von Castoffs: Grau - mit Lamellengraphit; hochfest - mit kugelförmigem Graphit; Staubig - mit floridem Graphit.
Graphiteinschlüsse können als geeignete Form der Leere in der Struktur von Gusseisen betrachtet werden. Über solche Defekte während des Ladens werden Spannungen konzentriert, deren Wert ist, desto größer ist der scharfe Defekt. Daraus folgt, dass Graphiteinschlüsse der Plattenform auf die maximale Messung des Metalls. Eine günstigere flockende Form und das optimale ist eine sphärische Form von Graphit. Die Plastizität hängt von der Form auf dieselbe Weise ab. Das Vorhandensein von Graphit senkt den Beständigkeit der Widerstand bei starren Ladeverfahren: ein Schlag; Spalt. Die Kompressionsbeständigkeit wird reduziert.
Grauguss
Grauguss Eisen wird im Maschinenbau weit verbreitet, da es leicht verarbeitet und gute Eigenschaften hat. Je nach Festigkeit ist graues Gusseisen in 10 Klassen unterteilt (GOST 1412).
Graue Gusseisen mit einem kleinen Stretchwiderstand haben eine ausreichend hohe Kompressionsbeständigkeit. Die Struktur der metallischen Base hängt von der Menge an Kohlenstoff und Silizium ab.
In Anbetracht des geringen Widerstands der Gussteile aus Grauguss Eisen durch Streck- und Stoßlasten sollte dieses Material für Teile verwendet werden, die Druck- oder Biegebelastungen ausgesetzt sind. In der Werkzeugmaschine sind dies grundlegende, Körperteile, Klammern, Zahnräder, Führungen; In den Automobilzylinderblöcken, Kolbenringen, Nockenwellen, Kupplungsscheiben. Gussteile aus grauem Gusseisen werden auch in der elektrischen Lagerung zur Herstellung von Konsumgütern eingesetzt.
Kennzeichnung grauer Castoffs: Angezeigt durch den Index des SCH (Graugussbügeleisen) und der Zahl, die den Wert der Stärke der Festigkeit zeigt, die mit 10 multipliziert ist -1 .
Zum Beispiel: Montieren Sie 10 graue Gusseisen, Zugfestigkeit von 100 MPa.
Matchy Gusseisen
Gute Eigenschaften in Gussteilen sind sichergestellt, wenn der Graphitisierungsprozess während der Kristallisation und Kühlung von Gussteilen in der Form nicht auftritt. Um eine Graphitisierung zu verhindern, sollte Gusseisen einen reduzierten Kohlenstoff- und Siliziumgehalt aufweisen.
Es gibt 7 Briefmarken des Schmiedegusseisens: drei mit Ferritik (KCH 30 - 6) und vier mit Pearlit (KCH 65-3) Base (GOST 1215).
Für mechanische und technologische Eigenschaften nimmt Maversea-Gusseisen eine Zwischenstellung zwischen dem grauen Gusseisen und dem Stahl ein. Der Nachteil des Schmiedegusseisens im Vergleich zu hoher Festigkeit ist die Begrenzung der Wandstärke für das Gießen und die Notwendigkeit des Glühens.
Dake-Gusseisengussteile werden für Teile verwendet, die an Schock- und Vibrationslasten betrieben werden.
Carter-Getriebe, Hubs, Haken, Klammern, Klammern, Kupplungen, Flansche werden aus ferritischen Rasons hergestellt.
Von Perllitenkerne, gekennzeichnet durch hohe Haltbarkeit, ausreichende Plastizität, Kardanwellen, Verbindungen und Walzen der Förderketten, werden Bremsbeläge hergestellt.
Markierung des Schmiedegusseisens: mit dem CC-Index (Schmiedeguss) und Zahlen angegeben. Die erste Zahl entspricht der Grenze der Zugfestigkeit, multipliziert mit 10 -1 Die zweite Zahl ist eine relative Verlängerung.
Zum Beispiel: KC 30-6 - Dake-Gusseisen, Zugfestigkeit von 300MP, relative Verlängerung beträgt 6%.
Hochfester Gusseisen
Holen Sie sich dieses Gusseisen aus Grau, als Ergebnis der Magnesium-Modifikation oder Cer. Im Vergleich zu grauem Gusseisen nehmen die mechanischen Eigenschaften zu, es wird durch das Fehlen von Unebenheiten bei der Verteilung der Spannungen aufgrund der kugelförmigen Form von Graphit verursacht.
Diese Gusseisen haben eine hohe flüssige Prozession, lineare Schrumpfung - etwa 1%. Gießereispannungen in Gussteilen sind etwas höher als bei grauem Gusseisen. Aufgrund des hohen Elastizitätsmoduls ist eine sehr hohe Schneidverarbeitbarkeit. Eine zufriedenstellende Schweißbarkeit haben.
Von hochfesten Gusseisen sind dünnwandige Gussteile (Kolbenringe), Teppiche-Schmiedehammer, Betten und Ritzen von Pressen und Rollmühlen, Formen, Schneidgeräten, Tops.
Gussteile von Kurbelwellen mit einem Gewicht von bis zu 2..3 t, anstelle von geschmiedeten Wellen aus Stahl, weisen eine höhere cyclische Viskosität auf, die völlig gut empfindlich gegenüber externen Spannungskonzentratoren aufweisen, haben bessere Antifriktionseigenschaften und wesentlich billiger.
Markierung von hochfestem Gusseisen: bezeichnet durch den Index von RF (hochfestes Gusseisen) und der Zahl, die den Wert der Festigkeit der Stärke zeigt, die mit 10 multipliziert ist -1 .
Zum Beispiel: HF 50 - hochfester Gusseisen mit Zugfestigkeit von 500 MPa.
Praktischer Teil
Aufgabe für Studenten:
1. Geben Sie den Namen der Arbeit ein, sein Ziel.
2. Beschreiben Sie die Herstellung von Gusseisen.
3. Benötigt den Tisch:
3. High Passgusseisen
Praktische Arbeit Nummer 4
Thema: "Studie von Kohlenstoff- und legierten strukturellen Stählen"
Zweck der Arbeit:
Fortschritt:
1. Betrachten Sie mit dem theoretischen Teil.
2. Füllen Sie die Aufgaben des praktischen Teils aus.
Theoretischer Teil.
Stahl ist eine Eisenlegierung mit Kohlenstoff, in der Kohlenstoff in einer Menge von 0 -2,14% enthalten ist. Stahl sind die häufigsten Materialien. Haben gute technologische Eigenschaften. Produkte werden als Folge von Druck- und Schneidverarbeitung erhalten.
Qualität je nach Inhalt von schädlichen Verunreinigungen: Schwefel- und Phosphorstahl sind in Stahl unterteilt:
˗ Gewöhnliche Qualität, Inhalt von bis zu 0,06% Schwefel und bis zu 0,07% Phosphor.
˗ qualitativ - bis zu 0,035% Schwefel und Phosphor jeweils separat.
˗ Hohe Qualität - bis zu 0,025% Schwefel und Phosphor.
˗ Sonderqualität, bis zu 0,025% Phosphor und bis zu 0,015% Schwefel.
Die Desoxidation ist der Prozess des Entfernens von Sauerstoff aus Stahl, dh nach dem Desoxidationsgrad gibt es: ruhiger Stahl, d. H., vollständig gestreckt; Ein solcher Stahl wird von den Buchstaben "SP" am Ende der Marke bezeichnet (manchmal werden Buchstaben abgesenkt); Kochender Stahl - schwach gedehnt; mit den Buchstaben "KP" gekennzeichnet; halbwändiger Stahl, der eine Zwischenstellung zwischen den beiden vorherigen besetzt; Meineee "PS".
Stahl der gewöhnlichen Qualität ist ebenfalls in Versorgung mit 3 Gruppen unterteilt: Stahl der Gruppe A wird den Verbrauchern für mechanische Eigenschaften geliefert (solchen Stahl kann einen erhöhten Schwefelgehalt oder Phosphor aufweisen); Stahlgruppe B - durch chemische Zusammensetzung; Stahlgruppe B - mit garantierten mechanischen Eigenschaften und chemischer Zusammensetzung.
Baustahl sind für die Herstellung von Strukturen, Teilen von Maschinen und Geräten ausgelegt.
In Russland und in den GUS-Ländern (Ukraine, Kasachstan, Weißrussland usw.), der alphanumerischen Bezeichnung von Stahl und Legierungen und Legierungen, die gemäß GOST bedingt mit den Namen der Elemente und Methoden von Stahl und Die Zahlen sind bedingungsbereitete Elemente. Bislang haben internationale Normungsorganisationen kein einheitliches Hocker-Markierungssystem entwickelt.
Kennzeichnung von strukturellen Kohlenstoffstählen
gewöhnliche Qualität
˗ Geben Sie gemäß Gost 380-94 Buchstaben "ST" an, und die bedingte Nummer der Marke (von 0 bis 6), abhängig von der chemischen Zusammensetzung und der mechanischen Eigenschaften.
˗ Je höher der Kohlenstoffgehalt und die Festigkeitseigenschaften von Stahl, desto größer ist ihre Anzahl.
˗ Der Buchstabe "G", nachdem die Anzahl der Marke den erhöhten Gehalt an Mangan in Stahl angibt.
˗ Bevor die Marke eine Gruppe von Stahl angibt, und die Gruppe "A" in der Bezeichnung der Marke ist die Marke nicht platziert.
˗ Um die Kategorie von Stahl auf die Markierungsmarkierung anzuzeigen, wird die Nummer am Ende der entsprechenden Kategorie hinzugefügt, die erste Kategorie wird normalerweise nicht angezeigt.
Beispielsweise:
˗ ST1KP2 - Kohlenstoffstahl der gewöhnlichen Qualität, Kochen, Marke 1, zweite Kategorie, kommt zu Verbrauchern für mechanische Eigenschaften (Gruppe A);
˗ Esta - Kohlenstoffstahl der gewöhnlichen Qualität mit erhöhtem Mangangehalt, Ruhe, Marke 5, Erstkategorie mit garantierten mechanischen Eigenschaften und chemischer Zusammensetzung (Gruppe B);
˗ Eier - Kohlenstoffstahl der gewöhnlichen Qualität, die Anzahl der Marke 0, Gruppe B, die erste Kategorie (Stahlstempel von ST0 und BST0 gemäß dem Desoxidationsgrad sind nicht getrennt).
Kennzeichnung von strukturellen Kohlenstoff hochwertige Stähle
˗ In Übereinstimmung mit GOST 1050-88 sind diese Stahl mit zweistelligen Zahlen gekennzeichnet, die den durchschnittlichen Kohlenstoffgehalt in den Hundertstel Prozent in Prozent zeigen: 05; 08; 10; 25; 40, 45 usw.
˗ Für ruhige Stähle werden die Buchstaben am Ende ihrer Namen nicht hinzugefügt.
Zum Beispiel 08KP, 10 ps, \u200b\u200b15, 18 kP, 20 usw.
˗ Der Brief G in der Marke ging an, um eine erhöhte Wartung von Mangan anzugeben.
Zum Beispiel: 14g, 18g usw.
˗ Die häufigste Gruppe für die Herstellung von Maschinenteilen (Wellen, Achsen, Buchsen, Zahnräder usw.)
Beispielsweise:
˗ 10 - Strukturalkohlenstoff hochwertiger Stahl mit Kohlenstoffgehalt von etwa 0,1%, ruhig
˗ 45 - Strukturalkohlenstoff hochwertiger Stahl, mit Kohlenstoffgehalt von etwa 0,45%, ruhig
˗ 18 kP - Hochwertiger Stahl von struktureller Kohlenstoff mit einem Kohlenstoffgehalt von etwa 0,18% kochen
˗ 14g - Hochwertiger Stahl von struktureller Kohlenstoff mit einem Kohlenstoffgehalt von etwa 0,14%, ruhig, mit hohem Mangangehalt.
Kennzeichnung von legierten strukturellen Stählen
˗ In Übereinstimmung mit GOST 4543-71 besteht der Name solcher Stähle aus Zahlen und Buchstaben.
˗ Die ersten Figuren der Marke zeigen den durchschnittlichen Kohlenstoffgehalt in Stahl in Hundertstel von Interesse an.
˗ Buchstaben geben die Hauptlegierungselemente an, die im Stahl enthalten sind.
˗ Die Zahlen, nachdem jeder Buchstabe den ungefähren prozentualen Inhalt des entsprechenden Elements bezeichnen, auf eine ganze Zahl gerundet, wenn das Legierungselement bis zu 1,5% ist, wird die Zahl nicht während des entsprechenden Buchstabens angegeben.
˗ Buchstabe A am Ende der Marke zeigt an, dass Stahl hoher Qualität (mit einem reduzierten Schwefel- und Phosphorgehalt)
˗ N - Nickel, X - Chrome, K - Kobalt, M - Molybdän, V - Wolfram, T - Titan, D - Kupfer, G - Mangan, C - Silynic.
Beispielsweise:
˗ 12х2Н4A - Strukturlegierungstahl, hohe Qualität, mit Kohlenstoffgehalt von etwa 0,12%, Chrom etwa 2%, Nickel ca. 4%
˗ 40khn - struktureller Legierungstahl mit Kohlenstoffgehalt von etwa 0,4%, Chrom und Nickel auf 1,5%
Markierung anderer Gruppen von strukturellen Stählen
Federstahl.
˗ Das Hauptunterscheidungsmerkmal dieser Stähle - der Kohlenstoffgehalt in ihnen sollte etwa 0,8% betragen (in diesem Fall erscheinen die elastischen Eigenschaften in den Stählen)
˗ Federn und Federn bestehen aus Kohlenstoff (65,70,75,80) und legierter (65С2, 50HGS, 60C2-Koteletts, 55-HGR) -Stellenstähle
˗ Dieser Stahl dotiert mit Elementen, die die Elastizitätsgrenze erhöhen - Silizium, Mangan, Chrom, Wolfram, Vanadium, Bor
Beispielsweise: 60c2 - Stahlmit einem Kohlenstoffgehalt von etwa 0,65%, Silizium etwa 2%.
Kugellagerstahl.
Gost 801-78 mit den Buchstaben "SHX" gekennzeichnet, wonach der Chromgehalt in den Entscheidungen des Prozentsatzes angegeben ist.
˗ Für Stähle, die elektrische Abschirmung ausgesetzt sind, wird der Buchstabe W auch am Ende ihrer Namen durch den Armaturenbrett hinzugefügt.
Zum Beispiel: shh15, shh20sg, shh4-sh.
˗ von ihnen erzeugen Teile für Lager, sie werden auch verwendet, um Teile unter hohen Belastungen zu erstellen.
Zum Beispiel: SHH15 - stahlbautragender Kugellager mit einem Kohlenstoffgehalt von 1%, Chrom 1,5%
Automatischer Stahl
Gost 1414-75 beginnen mit dem Buchstaben A (automatisch).
˗ Wenn der Stahl mit Blei dotiert ist, beginnt der Name mit den Buchstaben des AU.
˗ Um den Inhalt in den Stählen der verbleibenden Elemente zu reflektieren, werden die gleichen Regeln wie für legierte Baustähle verwendet. Zum Beispiel: A20, A40G, AC14, AC38HMM
Zum Beispiel: AC40 - Stahlstrukturmaschine mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,4%, führen 0,15-0,3% (in der Marke nicht angegeben)
Praktischer Teil
Aufgabe für Studenten:
2. Notieren Sie die Hauptzeichen der Kennzeichnung aller Gruppen von Strukturstählen (gewöhnliche Qualität, hochwertige Stähle, legierte Baustähle, Federstähle, Kugellager, automatische Stähle) mit Beispielen.
Optionen für Optionen:
Die Briefmarken anfordern und den Geltungsbereich der spezifischen Marke aufschreiben (d. H. Für die Herstellung, von der sie beabsichtigt ist)
Praktische Arbeit Nummer 5
Thema: "Studie von Kohlenstoff- und legierten Werkzeugstählen"
Zweck der Arbeit: Die Einarbeitung von Studenten mit Kennzeichnung und dem Anwendungsbereich von Baustählen; Bildung der Fähigkeit, die Kennzeichnung von Strukturstählen zu entschlüsseln.
Fortschritt:
1. Betrachten Sie mit dem theoretischen Teil.
2. Füllen Sie die Aufgabe des praktischen Teils aus.
Theoretischer Teil.
Stahl ist eine Eisenlegierung mit Kohlenstoff, in der Kohlenstoff in einer Menge von 0 bis 2,14% enthalten ist.
Stahl sind die häufigsten Materialien. Haben gute technologische Eigenschaften. Produkte werden als Folge von Druck- und Schneidverarbeitung erhalten.
Der Vorteil ist die Fähigkeit, den gewünschten Eigenschaftenkomplex zu erhalten, um die Zusammensetzung und Art der Verarbeitung zu ändern.
Je nach Zweck des Stahls ist in 3 Gruppen unterteilt: struktureller, instrumenteller und spezielles Stahl.
Qualität je nach Inhalt von schädlichen Verunreinigungen: Schwefel- und Phosphorstahl sind unterteilt in: gewöhnlicher Qualitätsstahl, Gehalt bis 0,06% Schwefel und bis zu 0,07% Phosphor; Hochqualität - bis zu 0,035% Schwefel und Phosphor jeweils separat; Hohe Qualität - bis zu 0,025% Schwefel und Phosphor; Umfassendes, bis zu 0,025% Phosphor und bis zu 0,015% Schwefel.
Instrumentalstahl ist für die Herstellung verschiedener Werkzeuge sowohl für die manuelle Verarbeitung als auch für mechanische ausgelegt.
Das Vorhandensein einer großen Auswahl an Stahl und Legierungen, die in hergestellt werden verschiedene LänderDie Notwendigkeit, sie zu identifizieren, gibt es jedoch bisher keine einheitlichen Markierungssystemstähle und -legierungen, die gewisse Schwierigkeiten für den Metallhandel erzeugt.
Kennzeichnung von kohlenstoffhaltigen Werkzeugstählen
˗ Stahldaten gemäß GOST 1435-90 sind in hochwertige und hohe Qualität unterteilt.
˗ Qualitativer Stahl ist mit dem Buchstaben in (Kohlenstoff) und einer Ziffer, die den durchschnittlichen Kohlenstoffgehalt in Stahl, in Zehntel des Prozentsatzes angibt.
Zum Beispiel: U7, U8, U9, U10. U7 - Kohlenstoff-Werkzeugstahl mit einem Kohlenstoffgehalt von etwa 0,7%
˗ Bei der Bezeichnung hochwertiger Stähle wird der Buchstabe A (U8A, U12A usw.) hinzugefügt. Außerdem kann der Buchstabe G in der Notation von hochwertigen und hochwertigen kohlenstoffhaltigen Werkzeugen anwesend sein, was auf den erhöhten Inhalt im Mangan-Stahl zeigt.
Zum Beispiel: U8G, U8GA. U8A - Kohlenstoff-Werkzeugstahl mit einem Kohlenstoffgehalt von etwa 0,8%, hoher Qualität.
˗ ein Werkzeug für handgefertigt (Meißel, Kerner, Windel usw.), mechanische Arbeiten bei niedrigen Geschwindigkeiten (Bohrer).
Markierung von legierten Werkzeugstählen
˗ Die Regeln für die Bezeichnung von Instrumentallegierungstahl gemäß GOST 5950-73 sind hauptsächlich die gleichen wie für strukturgelegiert.
Der Unterschied liegt nur in Zahlen, die den Massenanteil von Kohlenstoff in Stahl angeben.
˗ Der Anteil des Kohlenstoffs wird auch zu Beginn des Namens von Stahl in Zehntel von Interesse und nicht in Hundertstel angegeben, wie für strukturelle legierte Stähle.
˗ Wenn im instrumentalen dotierten Stahl der Kohlenstoffgehalt etwa 1,0% beträgt, ist die entsprechende Ziffer zu Beginn des Namens normalerweise nicht angegeben.
Wir geben Beispiele: Stahl 4x2V5MF, HBH, HVF.
˗ 9x5VF - legierter Werkzeugstahl, mit Kohlenstoffgehalt von etwa 0,9%, Chrom etwa 5%, Vanadium und Wolfram bis zu 1%
Festgezogene Kennzeichnung (High-Speed)
werkzeugstähle
˗ Mit dem Buchstaben "P" bezeichnen, die Figur, die folgt, dass der Prozentsatz des Wolframs darin anzeigt: Im Gegensatz zu den legierten Stählen in den Namen von Hochgeschwindigkeitsstahl zeigt der Prozentsatz des Chroms nicht an, weil Es ist etwa 4% in allen Stählen und Kohlenstoff (es ist proportional zum Inhalt von Vanadium).
˗ Der Buchstabe F, der das Vorhandensein von Vanadium zeigt, ist nur angegeben, wenn der Inhalt von Vanadium mehr als 2,5% beträgt.
Zum Beispiel: P6M5, P18, P6 M5F3.
˗ In der Regel produzieren diese Stähle ein Hochleistungs-Werkzeug: Bohrer, Schneidgeräte usw. (Nur für billigere Arbeitsteil)
Zum Beispiel: P6M5K2 - Hochgeschwindigkeitsstahl, mit einem Kohlenstoffgehalt von etwa 1%, Wolfram etwa 6%, Chrom etwa 4%, Vanadium auf 2,5%, Molybdän etwa 5%, Kobalt etwa 2%.
Praktischer Teil
Aufgabe für Studenten:
1. Notieren Sie den Namen der Arbeit, sein Ziel.
2. Notieren Sie die Grundprinzipien der Kennzeichnung aller Instrumentengruppen (Kohlenstoff, legiert, hochlegiert)
Optionen für Optionen:
1. Entschlüsseln Sie die Stempel und notieren Sie den Geltungsbereich der spezifischen Marke (d. H. Für die Herstellung, deren sie beabsichtigt ist).
Praktische Arbeit Nummer 6
Thema: "Studie von kupferbasierten Legierungen: Messing, Bronze"
Zweck der Arbeit: Bekanntschaft von Studenten mit Kennzeichnung und Anwendungsbereich von Nichteisenmetallen - Kupfer und Legierungen basierend darauf: Messing und Bronze; Bildung der Fähigkeit, das Etikettieren von Messing und Bronze zu entschlüsseln.
Empfehlungen für Studenten:
Fortschritt:
1. Betrachten Sie mit dem theoretischen Teil.
2. Füllen Sie die Aufgabe des praktischen Teils aus.
Theoretischer Teil.
Messing
Messing kann bis zu 45% Zink in ihrer Zusammensetzung sein. Die Erhöhung des Zinkgehalts von bis zu 45% führt zu einer Erhöhung der Festigkeit von bis zu 450 MPa. Die maximale Plastizität erfolgt, wenn der Zinkgehalt etwa 37% beträgt.
Gemäß der Methode der Fertigungsprodukte werden Messingverformungs- und Gießerei unterschieden.
Der verformbare Messing ist mit dem Buchstaben L gekennzeichnet, gefolgt von einer Zahl, die den Kupfergehalt in Prozent angibt, beispielsweise in Messing-L62, enthält 62% des Kupfers und 38% Zink. Wenn neben Kupfer und Zink andere Elemente vorhanden sind, werden ihre Anfangsbuchstaben eingestellt (O - Zinn, C - Blei, Z - Eisen, F-Phosphor, MC-Mangan, A-Aluminium, C-Zink).
Die Anzahl dieser Elemente ist nach der entsprechenden Nummern, nachdem die Zahl, die den Kupfergehalt angibt, beispielsweise die Legierungslag60-1-1, die 60% Kupfer, 1% Aluminium, 1% Eisen und 38% Zink enthält.
Messing haben eine gute Korrosionsbeständigkeit, die durch ein zusätzlich addierendes Zinn verbessert werden kann. Messing Lo70 -1 Rack gegen Korrosion in meerwasser Und genannt "Sea Messing". Die Zugabe von Nickel und Eisen erhöht die mechanische Festigkeit von bis zu 550 MPa.
Gießerei Messing sind auch mit dem Buchstaben L gekennzeichnet, nachdem die Buchstabennotation des Hauptlegierungselements (Zink) und jeder nachfolgende Ziffer der Ziffer ist, was seinen gemittelten Inhalt in der Legierung anzeigt. Messing LZ23A6ZH3MC2 enthält beispielsweise 23% Zink, 6% Aluminium, 3% Eisen, 2% Mangan. Die Marke der Marke LZ11K4 hat den besten flüssigen Prozess. Gießerei Messing beinhaltet Messing-Typ LS, LK, LA, Recht, LJs. Gießerei Messing sind nicht zum Ködern geneigt, haben eine konzentrierte Schrumpfung, Gussteile werden mit hoher Dichte erhalten.
Messing sind ein gutes Material für Strukturen, die unter negativen Temperaturen arbeiten.
Bronze
Kupferlegierungen mit anderen Elementen als Zink werden Bronze genannt. Bronze ist in verformbare und Gießerei unterteilt.
Bei der Beschriftung verformbarer Bronze an erster Stelle werden die Buchstaben des BR eingestellt, dann sind die Buchstaben, die angeben, welche Elemente, mit Ausnahme von Kupfer, in der Legierung enthalten sind. Nachdem die Buchstaben Zahlen sind, zeigen Sie den Inhalt der Kompositionskomponenten. Zum Beispiel bedeutet Marke Brof10-1, dass 10% Zinn in der Bronze einbezogen wird, 1% f o ozfora, der Rest ist Kupfer.
Die Casting Bronze-Markierung beginnt auch mit den Buchstaben des BR, dann sind die Buchstabenbezeichnungen der Legierungselemente angedeutet und die Figur zeigt seinen gemittelten Inhalt in der Legierung an. Zum Beispiel enthält Bronze BRO3C12С5 3% Zinn, 12% Zink, 5% Blei, der Rest ist Kupfer.
Zinnbronze Beim Fixieren von Kupfer mit Zinn werden solide Lösungen gebildet. Diese Legierungen sind aufgrund des großen thermischen Kristallisationsintervalls sehr anfällig für Spirituosen. Aufgrund der Fusion von Legierungen mit einem Zinngehalt ist über 5% für Teile der Gleitlager günstig: Die weiche Phase sorgt für einen guten alten Arbeiter, feste Partikel schaffen Verschleißfestigkeit. Daher sind Zinnbronze gutes Fördermaterial.
Zinnbronze haben eine geringe Massenschrumpfung (etwa 0,8%), so im künstlerischen Gussstück. Das Vorhandensein von Phosphor liefert einen guten Flüssigkeitsprozess. Zinnbronze ist in verformbarer und Gießerei unterteilt.
In der verformbaren Bronze sollte der Zinngehalt 6% nicht überschreiten, um die erforderliche Plastizität, BROF6.5-0.15 bereitzustellen. Abhängig von der Zusammensetzung der verformbaren Bronze unterscheiden sich in hoher mechanischer, Korrosion, Gewässer und elastischen Eigenschaften und werden in verschiedenen Branchen eingesetzt. Aus diesen Legierungen, Stangen, Rohren, Band, Draht werden hergestellt.
Praktischer Teil
Aufgabe für Studenten:
1. Lassen Sie den Namen und den Zweck der Arbeit freigeben.
2. Benötigt den Tisch:
Namelegierung, es
definition
Instandhaltung
eigenschaften
legierung
Beispiel
markierung
Dekodierung
marken
Region
anwendungen
Praktische Arbeit Nummer 7
Thema: "Studie von Aluminiumlegierungen"
Zweck der Arbeit: Die Einarbeitung von Studenten mit Markierung und dem Bereich der Nichteisenmetalle - Aluminium und Legierungen basieren darauf; Untersuchung der Merkmale der Verwendung von Aluminiumlegierungen in Abhängigkeit von ihrer Zusammensetzung.
Empfehlungen für Studenten: Bevor Sie den praktischen Teil der Aufgabe fortsetzen, lesen Sie sorgfältig theoretische Bestimmungen sowie Vorträge in Ihrer Arbeitsmappe auf diesem Thema sorgfältig.
Fortschritt:
1. Betrachten Sie mit dem theoretischen Teil.
2. Füllen Sie die Aufgabe des praktischen Teils aus.
Theoretischer Teil.
Das Prinzip der Kennzeichnung von Aluminiumlegierungen. Am Anfang zeigt die Art der Legierung an: D - Legierungen der Art von Duraluminium; A - technisches Aluminium; AK -KOV Aluminiumlegierungen; In - hohe Festigkeitslegierungen; Al-Casting-Legierungen.
Die Endloslegierungsnummer ist angegeben. Die bedingte Zahl folgt der Bezeichnung, die den Zustand der Legierung kennzeichnen: M - weich (implantiert); T - thermisch verarbeitet (Härtenbildung plus Altern); N-finanziert; P - halb fertig.
Gemäß den technologischen Eigenschaften der Legierungen sind in drei Gruppen unterteilt: verformbare Legierungen, nicht raffinierte Wärmebehandlung; Verformbare Legierungen, die durch Wärmebehandlung verstärkt werden; Gießereilegierungen. Die Methoden der Pulvermetallurgie erzeugen gesinterte Aluminiumlegierungen (CAC) und gesinterte Aluminiumpulverlegierungen (SAP).
Verformbare Gusslegierungen, die durch Wärmebehandlung nicht gehärtet werden.
Aluminiumfestigkeit kann durch Dotierung angehoben werden. In Legierungen, die nicht durch Wärmebehandlung gehärtet werden, werden Mangan oder Magnesium eingeführt. Atome dieser Elemente erhöhen ihre Festigkeit deutlich, wodurch die Plastizität reduziert wird. Die Legierungen sind angegeben: mit Mangan - AMC mit Magnesium - AMG; Nach der Elementbezeichnung zeigt den Inhalt (AMG3) an.
Magnesium wirkt nur als Komplementar, Mangan stärkt und erhöht die Korrosionsbeständigkeit. Die Legierungsfestigkeit steigt nur als Ergebnis der Belastung in kaltem Zustand. Je größer der Verformungsgrad, desto signifikanter wird die Festigkeit wächst und die Plastizität wird reduziert. Je nach Härtungsgrad unterscheiden sich die Legierungen von Muggy und Semi -ate (AMG3P).
Diese Legierungen werden zur Herstellung verschiedener geschweißter Tanks für Kraftstoff, Stickstoffe und andere Säuren, niedrige und mittlere Strukturen verwendet. Verformbare Legierungen, verstärkte Wärmebehandlung.
Solche Legierungen umfassen Duraluminium (komplexe Legierungen von Aluminiumsystemen - Kupfermagnesium oder Aluminium - Kupfer - Magnesium - Zink). Sie haben eine reduzierte Korrosionsbeständigkeit, um zu erhöhen, welcher Mangan eingeführt wird. Dauerumine werden normalerweise Temperaturen von 500 unterliegen Über Mit und natürliches Altern, das einer zwei-, dreistündigen Inkubationszeit vorausgeht. Die maximale Festigkeit wird durch 4,5 Tage erreicht. Die weit verbreitete Verwendung von Duraluminin ist in der Flugzeugtechnik, Automobilindustrie, Konstruktion gefunden.
Hochfeste Alterungslegierungen sind Legierungen, die neben Kupfer und Magnesium Zink enthalten. B95-Legierungen, B96, haben eine Stärke von etwa 650 MPa. Der Hauptverbraucher ist Flugzeug (Bezug, Strater, Holme).
Schmieden von Aluminiumlegierungen AK, AK8 werden zur Herstellung von Schmiedungen verwendet. Schmiedeteile werden bei einer Temperatur von 380-450 gemacht Über C, ausgesetzt, um die Temperatur von 500-560 zu löschen Über Mit und altern bei 150-165 Über C für 6 Stunden.
Nickel, Eisen, Titan, die die Umkristallisationstemperatur erhöhen, und die Wärmebeständigkeit an 300 werden zusätzlich in die Aluminiumlegierungen eingeführt. Über VON.
Kolben, Klingen und Scheiben von Axialkompressoren, Turbojet-Motoren werden hergestellt.
Gießereilegierungen.
Gießereilegierungen umfassen Legierungen des Aluminiumsystems - Silizium (Silschallinen), das 10-13% Silizium enthält. Additiv zum Silum von Magnesium, Kupfer trägt dazu bei, die Gießlegierungen während des Alterns zu härten. Titan und Zirkonium zerquetschtes Getreide. Mangan erhöht die antikorrosive Eigenschaften. Nickel und Eisen erhöhen die Wärmebeständigkeit.
Gießereilegierungen sind mit AL2 bis AL20 gekennzeichnet. Silhounds werden häufig zur Herstellung von Gussdetails von Geräten und anderen mittel- und niedrig belasteten Teilen einschließlich dünnwandiger Gussteile komplexer Form verwendet.
Praktischer Teil
Aufgabe für Studenten:
1. Notieren Sie den Namen und den Zweck der Arbeit.
2. Füllen Sie den Tisch aus:
Namelegierung, es
definition
Instandhaltung
eigenschaften
legierung
Beispiel
markierung
Dekodierung
marken
Region
anwendungen
Laborarbeit Nummer 1
Thema: "Mechanische Eigenschaften von Metallen und Methoden zum Studieren (Härte)"
Zweck der Arbeit:
Fortschritt:
1. Betrachten Sie die theoretischen Positionen.
2. Füllen Sie die Aufgabe des Lehrers aus.
3. Erlauben Sie den Bericht gemäß der Aufgabe.
Theoretischer Teil.
Die Härte wird als Fähigkeit des Materials bezeichnet, dem Eindringen eines anderen Körpers in ihn zu widerstehen. Bei der Prüfung auf Härte muss der in das Material eingeführte Körper in das Material eingeleitet und einen Inklemium genannt, dauerhafter sein, um bestimmte Größen und Form zu haben, die keine restliche Verformung erhalten soll. Härteprüfungen können statisch und dynamisch sein. Der erste Typ umfasst das Testen durch das Vergütungsverfahren bis zum zweiten - durch die Methode des Stoßfestes. Darüber hinaus gibt es ein Verfahren zum Bestimmen der Härte der Narbenrarklerklerometrie.
Durch den Wert der Metallhärte können Sie eine Vorstellung von ihren Eigenschaften vornehmen. Zum Beispiel desto höher die Härte, die durch den Druck der Spitze bestimmt wird, desto weniger die Plastizität des Metalls und umgekehrt.
Die Instrumententestprüfungen bestehen darin, dass ein Indentier (Diamant, aus gehärtetem Stahl, fester Legierung), mit einer Kugel-, Kegel- oder Pyramidenform, in die Probe unter der Wirkung der Last gedrückt wird. Nach dem Entfernen der Last auf der Probe bleibt der Aufdruck die Größe der Größe (Durchmesser, Tiefe oder Diagonale) und das Vergleichen mit der Größe des Inkanz- und des Lastwerts, kann durch die Metallhärte beurteilt werden.
Die Härte wird auf speziellen Geräten bestimmt - Härte. Die häufigste Härte wird durch die Methoden von Brinell (GOST 9012-59) und Rockwell (GOST 9013-59) bestimmt.
Es gibt allgemeine Anforderungen an die Herstellung von Mustern und Tests mit diesen Methoden:
1. Die Oberfläche der Probe muss ohne Defekte sauber sein.
2. Die Proben müssen eine gewisse Dicke sein. Nach dem Empfang der Aufnahme auf der Rückseite der Probe sollten keine Verformungsspuren sein.
3. Die Probe muss auf dem Tisch liegen, starr und stetig.
4. Die Last sollte senkrecht zur Oberfläche der Probe handeln.
Bestimmung der Brinell-Härte
Die Härte des Salzmetalls wird bestimmt, indem sich der Probe der temperierten Stahlkugel (Fig. 1) mit einem Durchmesser von 10 heranzelt; 5 oder 2,5 mm und ausgedrückt durch die Anzahl der HB-Härte, die durch die Teilung der aufgebrachten Last P in H oder KGF (1H \u003d 0,1 kgf) auf dem auf dem Probendruck f gebildeten Oberfläche f in mm gebildet werden
Brinell-Härte Hb. ausgedrückt durch die Haltung der festgelegten LastF. QuadratischS. Sphärische Oberfläche des Aufdrucks (Wells) auf der gemessenen Oberfläche.
Hb. = (MPa),
wo
S. - Quadratische kugelförmige Oberfläche des Aufdrucks, mm 2 (ausgedrückt durchD. undd.);
D. - der Durchmesser der Kugel, mm;
d. - der Durchmesser des Aufdrucks, mm;
LastwertF. , Sharch-DurchmesserD. Und die Dauer des Auszugs unter der Last τ wird gemäß Tabelle 1 ausgewählt.
Abbildung 1. Schema-Messung der Härte durch die Methode von Brinell.
a) Pflasterung des Balls in das Testmetall
F.D. - Birnendurchmesser,d. rEF. - der Durchmesser des Impressums;
b) Messung des Magnetdruckdurchmessers (im Bildd.\u003d 4,2 mm).
Tabelle 1.
Wählen Sie den Durchmesser des Balls, Last und Auszug unter Last in Abhängigkeit
aus Härte und Probenstärke
Mehr als 6.6…3
weniger als 3.
29430 (3000)
7355 (750)
1840 (187,5)
Weniger als 1400.
mehr als 6.
6…3
weniger als 3.
9800 (1000)
2450 (750)
613 (62,5)
Nichteisenmetalle und Legierungen (Kupfer, Messing, Bronze, Magnesiumlegierungen usw.)
350-1300
mehr als 6.
6…3
weniger als 3.
9800 (1000)
2450 (750)
613 (62,5)
30
Nichteisenmetalle (Aluminium, Lagerlegierungen usw.)
80-350
mehr als 6.
6…3
weniger als 3.
10
5
2,5
2450 (250)
613 (62,5)
153,2 (15,6)
60
Fig. 2 zeigt ein Diagramm einer Hebelvorrichtung. Die Probe ist auf dem Subjekttisch 4 installiert. Das rotierende Schwungrad 3, Schraube 2 Heben Sie die Probe an, um ihn mit einer Kugel 5 zu kontaktieren, und ferner, um die Kompression der Feder 7 abzuschließen, legen Sie die Spindel an. Die Feder erzeugt eine Vorlastung Die Kugel gleich 1 kN (100 kgf), die während des Ladens eine stabile Position der Probe bereitstellt. Danach erzeugt der Elektromotor 13 und durch das Schneckenrad des Getriebes 12, die Verbindungsstange 11 und das System der Hebel von 8.9, die sich im Hardwarekörper 1 mit Lasten 10 befinden, eine gegebene volle Last an der Kugel. Auf der Testprobe wird ein Kugelaufdruck erhalten. Nach dem Entladen des Geräts wird die Probe entfernt und durch den Durchmesser des Aufdrucks einer speziellen Lupe bestimmt und bestimmt. Für den berechneten Durchmesser des Impressums werden der durchschnittliche arithmetische Messwert in zwei zueinander senkrechten Richtungen genommen.
Abbildung 2. Brinell-Geräteschema
Gemäß der obigen Formel wird mit dem gemessenen Durchmesser des Impressums die Anzahl der HB-Härte berechnet. Die Anzahl der Härte abhängig vom Durchmesser des empfangenen Impressums kann auch entlang Tabellen gefunden werden (siehe Tabelle der Härtnummern).
Bei der Messung von Härte mit einer Kugel mit einem Durchmesser d \u003d 10,0 mm unter der Last f \u003d 29430 h (3000 kgf) mit einer Verschlusszeit τ \u003d 10 c - die Anzahl der Härte wird wie folgt geschrieben:Hb. 2335 MPA oder Alte Bezeichnung NV 238 (in kgf / mm 2 )
Beim Messen der Härte des Brinells müssen Sie sich an Folgendes erinnern:
Sie können Materialien mit Härte nicht mehr als 4.500 MPa erleben, da bei größerer Härte der Probe eine inakzeptable Verformung des Balls selbst ist;
Um ein Puzzle zu vermeiden, sollte die minimale Probendicke zumindest die Abdrucktiefe sein;
Der Abstand zwischen den Zentren zweier benachbarter Drucke sollte mindestens vier Durchmesser des Impressums betragen;
Der Abstand von der Mitte des Drucks an der Seitenfläche der Probe muss mindestens 2,5 betragend..
Bestimmung der Härte von Rockwell
Gemäß der Rockwell-Methode wird die Härte der Metalle durch Gönnen der Testprobe der gehärteten Stahlkugel mit einem Durchmesser von 1.588 mm oder einem Diamantkegel mit einem Winkel an der Oberseite von 120 bestimmt Über Unter der Wirkung von zwei konsequent begleitenden Lasten: ein vorläufiger P0 \u003d 10 kgf und ein allgemeiner P, gleich der Menge an vorläufiger P0 und der Haupt-P1-Lasten (3).
Rockwell-HärteHr. Es wird in bedingten dimensionslosen Einheiten gemessen und wird von den Formeln bestimmt:
Hr. c. \u003d - Beim Drücken eines Diamantkegels
Hr. im \u003d - wenn Sie den Stahlkugel hingeben,
wo 100– die Anzahl der Divisionen der schwarzen Skala C, 130 ist die Anzahl der Spaltung der roten Skala in das Zifferblatt des Indikators und misst die Tiefe der Genuss;
h. 0 - Genuss von Genuss eines Diamantkegels oder eines Balls unter der Wirkung von Vorspannung. Mm.
h. - Genuss von Genuss eines Diamantkegels oder Balls unter der Wirkung einer Gesamtlast, mm
0,002 - Der Preis für den Teilen der Skala des Zifferblatts des Indikators (Bewegen eines Diamantkegels beim Messen der Härte um 0,002 mm entspricht der Bewegung des Pfeils des Indikators auf einer Division), mm
Die Art der Spitze und der Lastwert werden je nach Härte und Dicke der Testprobe gemäß Tabelle 2 ausgewählt. .
Rockwell-Härtezahl (Hr.) Es ist ein Maß für die Tiefe der Indenters-Vertiefung und wird in herkömmlichen Einheiten ausgedrückt. Über die Härteeinheit verabschiedete ein dimensionsloser Wert, der axiale Bewegung um 0,002 mm entspricht. Die Anzahl der Rockell-Härte ist direkt direkt auf der Skala oder im Indikator nach der automatischen Entfernung der Hauptlast. Die Härte desselben Metalls, bestimmt durch verschiedene Verfahren, wird durch verschiedene Härteeinheiten ausgedrückt.
Beispielsweise,Hb. 2070, Hr. c. 18 oderHr. im 95.
Abbildung 3. Rockwell-Härtemessungsschema
Tabelle 2
IM
Hr. IM
Stahl Ball
981 (100)
0,7
25…100
auf der Waage B.
von 2000 bis 7000 (gehärteter Stahl)
VON
Hr. VON
Diamantkegel
1471 (150)
0,7
20…67
auf der Skala von C.
Von 4000 bis 9000 (Teile, die Zementierung oder Nitration, feste Legierungen usw. ausgesetzt sind)
ABER
Hr. ABER
Diamantkegel
588 (60)
0,4
70…85
auf der Waage B.
Die Rockwell-Methode ist durch Einfachheit und hohe Leistung gekennzeichnet, sorgt für die Erhaltung der hochwertigen Oberfläche nach dem Test, dass Sie Metalle und Legierungen sowohl mit niedriger als auch hoher Härte testen können. Dieses Verfahren wird nicht für Legierungen mit einer inhomogenen Struktur (grau, feucht und hochfestes Gusseisen, Antifrika-Lagerlegierungen usw.) empfohlen.
Praktischer Teil
Inhalt des Berichts.
Geben Sie den Namen der Arbeit an, sein Ziel.
Beantworte die Fragen:
1. Was heißt Härte?
2. Was ist das Wesen der Definition von Härte?
3. Welche 2 Methoden zur Feststellung von Härte wissen Sie? Was ist ihr Unterschied?
4. Wie man ein Muster auf den Test vorbereiten?
5. Wie erklärt man das Fehlen einer universellen Methode zur Ermittlung der Härte?
6. Warum von vielen mechanischen Eigenschaften von Materialien bestimmen meistens Härte?
7. Fixieren Sie das Notebook das Schema, um die Härte des Brinnal und Rockwell zu bestimmen.
Laborarbeit Nummer 2
Thema: "Mechanische Eigenschaften von Metallen und Methoden zum Studieren (Kraft, Elastizität)"
Zweck der Arbeit: Untersuchen Sie die mechanischen Eigenschaften von Metallen, Methoden, um sie zu studieren.
Fortschritt:
1. Betrachten Sie die theoretischen Positionen.
2. Füllen Sie die Aufgabe des Lehrers aus.
3. Erlauben Sie den Bericht gemäß der Aufgabe.
Theoretischer Teil.
Die wichtigsten mechanischen Eigenschaften sind Festigkeit, Elastizität, Viskosität, Härte. Wenn Sie mechanische Eigenschaften kennen, wählt der Konstruktor vernünftigerweise das entsprechende Material, das die Zuverlässigkeit und Haltbarkeit der Strukturen in ihrer minimalen Masse gewährleistet.
Mechanische Eigenschaften bestimmen das Verhalten des Materials während der Verformung und Zerstörung aus der Wirkung externer Lasten. Je nach Beladungsbedingungen können mechanische Eigenschaften ermittelt werden:
1. Statisches Laden - Die Last der Probe steigt langsam und reibungslos an.
2. Dynamisches Laden - Die Last steigt mit hoher Geschwindigkeit, hat einen Schock.
3. Umwechselende oder zyklische Belastung - Die Last im Testprozess wird wiederholt in der Größe oder in der Größe und in der Größe und in der Größe variiert.
Um vergleichbare Ergebnisse zu erhalten, sind die Proben und Verfahren zum Ausführen von mechanischen Tests gringend. Mit einem statischen Zugtest: GOST 1497 empfängt die Eigenschaften von Festigkeit und Plastizität.
Festigkeit - Die Fähigkeit des Materials, Verformungen und Zerstörung zu widerstehen.
Plastizität ist die Fähigkeit des Materials, seine Abmessungen und Form unter dem Einfluss der äußeren Kräfte zu ändern; Messen Sie die Plastizität - der Wert der restlichen Verformung.
Ein Gerät, das Festigkeit und Plastizität bestimmt, ist eine diskontinuierliche Maschine, die das Zugdiagramm aufzeichnet (siehe Fig. 4), der die Beziehung zwischen der Dehnung der Probe und der aktiven Last exprimiert.
Feige. 4. Zugschiene: A - absolut, B - Relativ.
Die OA-Stelle im Diagramm entspricht der elastischen Verformung des Materials, wenn das Gesetz des Fadens beobachtet wird. Die Spannung, die der elastischen Grenzverformung an Punkt A entspricht, wird als Proportionalitätsgrenze bezeichnet.
Die Grenze der Proportionalität ist die größte Spannung, bis die Erreichung das Gesetz des Hals ist.
Bei Spannungen über dem Proportionalitätsgrenze tritt eine gleichmäßige Kunststoffverformung auf (Dehnung oder Verengung des Abschnitts).
Punkt B - die Grenzzeile der Elastizität - die höchste Spannung, bis die Erreichung der Restverformung in der Probe nicht auftritt.
Die CD-Plattform ist ein Fließkissen, das der Ertragsgrenze entspricht - diese Spannung, mit der die Verformung in der Probe erhöht, ohne die Last zu erhöhen (das Material "fließt").
Viele Stahlsorten, Nichteisenmetalle haben eine ausgeprägte Fließfähigkeitsplattform, sodass die bedingte Ertragsstärke für sie eingestellt ist. Die bedingte Ertragsstärke ist eine Spannung, die der Restverformung von 0,2% der anfänglichen Länge der Probe (Legierungsstahl, Bronze, Datüruminium und anderen Materialien) entspricht.
Der Punkt in entspricht der Grenzfestigkeit (eine lokale Verfeinerung erscheint auf dem Probenhals, die Bildung der Verfeinerung ist charakteristisch für Kunststoffmaterialien).
Die Zugfestigkeit ist die maximale Spannung, die der Probe zur Erlaubnis (Zeitwiderstand) standhalten kann.
Über dem Punkt in der Last fällt (aufgrund der Dehnung des Halses) und die Zerstörung an der Stelle K.
Praktischer Teil.
Inhalt des Berichts.
1. Geben Sie den Namen der Arbeit an, sein Ziel.
2. Welche mechanischen Eigenschaften kennst du? Welche Methoden werden die mechanischen Eigenschaften von Materialien bestimmt?
3. Notieren Sie die Definition der Konzepte Festigkeit und Plastizität. Welche Methoden definieren sie? Wie heißt das Gerät, das diese Eigenschaften bestimmt? Mit welchen Eigenschaften definiert?
4. Sichern Sie das absolute Spannungsdiagramm des Kunststoffmaterials.
5. Geben Sie nach dem Diagramm die Namen aller Punkte und Abschnitte des Diagramms an.
6. Welches Limit ist das Hauptmerkmal, wenn Sie ein Material für die Herstellung von Produkten auswählen? Rechtfertigen Sie die Antwort.
7. Welche Materialien sind in arbeitsberechtigerer oder kunstvoller zuverlässiger? Rechtfertigen Sie die Antwort.
Referenzliste
Main:
Adakin A.M., Zeev v.m. Materialwissenschaft (Metallbearbeitung). - M.: Oits "Akademie", 2009 - 240 p.
Adakin A.M., Zeev v.m. Materialien und Technologiematerialien. - M.: Forum, 2010 - 336 p.
Chumachenko yu.t. Materialwissenschaft und Handlung (NGOs und SPO). - Rostov n / d.: Phoenix, 2013 - 395 p.
Zusätzlich:
Zhukovets I.I. Mechanische Tests von Metallen. - M.: Horsis.shk., 1986. - 199 p.
Lakhtin yu.m. Grundlagen der Materialwissenschaft. - M.: Metallurgie, 1988.
Lakhtin yu.m., Leontiev v.p. Materialwissenschaften. - M.: Maschinenbau, 1990.
Elektronische Ressourcen:
1. Materialmagazin. (Elektronische Ressource) - die Form des Zugangs http://www.nait.ru/journals/index.php?p_journal_id\u003d2.
2. Materialwissenschaft: Bildungsressourcen, Zugriffsformular http: // www.supermetalloved / narod.ru.
3. Marktstahl. (Elektronische Ressource) - www.splaul.kharkov.com-Zugriffsformular.
4. Bundeszentrum für Informations- und Bildungsressourcen. (Elektronische Ressource) - Die Form des Zugangs www.fcior.ru.
