Prace laboratoryjne na temat nauki materialnej 1. Materiał ochronny Science.docx - Kolekcja praktycznej i laboratoryjnej pracy nauk

Pierwszy semestr.

1. "Analiza krystalicznej struktury metali i stopów" (nr 1, warsztat 2). 2 s.

2. "Materiały testowe dla twardości" (nr 10, warsztat 2). 1 s.

3. "Testowanie do próbek rozciągania" (№11, warsztat 2; lub "Właściwości mechaniczne materiałów strukturalnych", oddzielny plik). 2 s.

4. "Określenie lepkości wstrząsu materiału" (nr 12, warsztat 2). 1 s.

5. "Analiza fraktyczna zniszczenia materiałów metalowych" (nr 9, warsztat 2). 1 s.

6. "Wpływ zimnej odkształcenia plastycznego i temperatury rekrystalizacji na strukturę i właściwości metali" (nr 4, warsztat 1). 2 s.

7. "Analiza termiczna stopów" (nr 1, warsztat 1). Część 1 - Konstruowanie diagramu stanu systemu "cynku" przez metodę termiczną. Część 2 - Analiza schematów statusu podwójnych stopów: Wykonaj indywidualne zadanie zgodnie z pkt 5 do "zawartości raportu". 2 s.

8. "Analiza makroskopowa (makroanalizacja) struktury materiałów metalicznych" (nr 2, warsztat 2). 1 s.

9. "Analiza mikroskopowa (mikroanalizacyjna) struktury materiałów metalicznych" (nr 3, warsztat 2). 1 s.

2. semestr.

1 (10). "Mikroskopowa analiza metali i stopów. Struktura stali węglowej "(nr 2, warsztat 1) lub podobne prace nr 7" badanie struktury stali węglowej w stanie równowagi przez mikroanalizę ", warsztat 2). Część praktyczna: Uczniowie patrzą na mikroskop MM-7 struktury czterech stopów żelaza węgla: żelaza technicznego, dovtektoidów, eutektoidów i stopów zaletetoidalnych. Wykonaj schematyczne szkice, podpisane składniki strukturalne, przyznano przykład ocenę stalową, dla stopu deetecoidalnego, oblicza się formułę zawartości węgla. 1 s. + t. 2 (11). "Diagram stanu żelaza węgla. Struktura, właściwości i stosowanie żelaza "nr 3 warsztatu 1) lub podobne prace nr 8" badanie struktury węglowych odlewów przez mikroanalizę "z warsztatu 2). Praktyczna część: Uczniowie patrzą na strukturę mikroskopu MIM-7 trzech żelazek odlewanych: Gray żeliwa z doskonałym grafitem grafitowym na zasadzie perlite, żeliwo o wysokiej wytrzymałości na żelazo ferritoro-perłowo-deetectic. Niestety, nie więcej. Również szkice, piszą nazwy żeliwa i elementów konstrukcyjnych. 1 s. + t. 3 (12). "Wpływ szybkości chłodzenia na twardość stali węglowej" nr 20 warsztatów 2). Praktyczna część: Cztery próbki stali U8. Jedna jest narażona na wyżarzanie, druga - normalizacja, trzeci - hartowanie w oleju, czwarty - hartowanie w wodzie. Zmierzona jest twardość, wybudowany jest wykres uzależnienia o twardości od szybkości chłodzenia. Wartości prędkości chłodzenia są pobierane ze stołu w pracy laboratoryjnej. 2 s.

4 (13). "Hartowanie stali węglowej" nr 5 warsztatów 1). Praktyczna część: Trzy próbki stali 20, 45, U9 są utwardzane w wodzie, jedna próbka stali 45 jest utwardzana w oleju. Mierzyć twardość (HRB) i po hartowaniu (HRC). Stół zwołany jest określany przez twardość w jednostkach HB. Zgodnie z wynikami buduje dwie grafiki: HB \u003d F (% C) i HRC \u003d F (Vochl.). 2 s. + t.

5 (14). "Wakacje stalowe" nr 6 warsztatów 1) lub podobne prace nr 18 "Wakacje ze stali węglowej" z warsztatu 2). Praktyczna część: Praktyka 1) przeprowadza się o niskim poziomie (200ºС), średnie (400ºС) i wysoki (600 ° C) wakacje próbek hartowanych wykonanych ze stali 45 i niskiego urlopu (200ºС) próbki hartowanej ze stali U9. Zmierzyć twardość. Zbuduj wykres HRC \u003d F (TOTP.). Według warsztatu 2), istnieje niskie, średnie i wysokie wakacje próbek hartowanych ze stali U8. 2 s. + t.

6 (15). "Wynagrodzenie i normalizacja stali" nr 7 warsztatów 1). Praktyczna część: Dwie próbki stali 45. z jednym z nich przeprowadza wyżarzanie izotermiczne, z drugą normalizacją. 2 s. + t.

7 (16). "Przetwarzanie termiczne chemicznego stali" nr 8 z warsztatu 1. 1 s.

8 (17). "Wpływ elementów stopowych na kalcynację stali, określonej przez mechaniczną formę wtryskową" Nr 21 warsztatów 2. 2 s.

9 (18). "Klasyfikacja, znakowanie i stosowanie materiałów strukturalnych". Praktyczna część: Uczniowie otrzymują kartę, w której pięć marek opisuje szczegółowo każdy. 1 s.

Laboratorium Praca numer 1

Praca laboratoryjna na kursie "Science Science"

S semestr.

1. "Analiza krystalicznej struktury metali i stopów" (nr 1, warsztat 2). 2 s.

2. "Materiały testowe dla twardości" (nr 10, warsztat 2). 1 s.

3. "Testowanie do próbek rozciągania" (№11, warsztat 2; lub "Właściwości mechaniczne materiałów strukturalnych", oddzielny plik). 2 s.

4. "Określenie lepkości wstrząsu materiału" (nr 12, warsztat 2). 1 s.

5. "Analiza fraktyczna zniszczenia materiałów metalowych" (nr 9, warsztat 2). 1 s.

6. "Wpływ zimnej odkształcenia plastycznego i temperatury rekrystalizacji na strukturę i właściwości metali" (nr 4, warsztat 1). 2 s.

7. "Analiza termiczna stopów" (nr 1, warsztat 1). Część 1 - Konstruowanie diagramu stanu systemu "cynku" przez metodę termiczną. Część 2 - Analiza schematów statusu podwójnych stopów: Wykonaj indywidualne zadanie zgodnie z pkt 5 do "zawartości raportu". 2 s.

8. "Analiza makroskopowa (makroanalizacja) struktury materiałów metalicznych" (nr 2, warsztat 2). 1 s.

9. "Analiza mikroskopowa (mikroanalizacyjna) struktury materiałów metalicznych" (nr 3, warsztat 2). 1 s.

S semestr.

1 (10). "Mikroskopowa analiza metali i stopów. Struktura stali węglowej "(nr 2, warsztat 1) lub podobne prace nr 7" badanie struktury stali węglowej w stanie równowagi przez mikroanalizę ", warsztat 2). Część praktyczna: Uczniowie patrzą na mikroskop MM-7 struktury czterech stopów żelaza węgla: żelaza technicznego, dovtektoidów, eutektoidów i stopów zaletetoidalnych. Wykonaj schematyczne szkice, podpisane składniki strukturalne, przyznano przykład ocenę stalową, dla stopu deetecoidalnego, oblicza się formułę zawartości węgla. 1 s. + t.

2 (11). "Diagram stanu żelaza węgla. Struktura, właściwości i stosowanie żelaza "nr 3 warsztatu 1) lub podobne prace nr 8" badanie struktury węglowych odlewów przez mikroanalizę "z warsztatu 2). Praktyczna część: Uczniowie patrzą na strukturę mikroskopu MIM-7 trzech żelazek odlewanych: Gray żeliwa z doskonałym grafitem grafitowym na zasadzie perlite, żeliwo o wysokiej wytrzymałości na żelazo ferritoro-perłowo-deetectic. Niestety, nie więcej. Również szkice, piszą nazwy żeliwa i elementów konstrukcyjnych. 1 s. + t.

3 (12). "Wpływ szybkości chłodzenia na twardość stali węglowej" nr 20 warsztatów 2). Praktyczna część: Cztery próbki stali U8. Jedna jest narażona na wyżarzanie, druga - normalizacja, trzeci - hartowanie w oleju, czwarty - hartowanie w wodzie. Zmierzona jest twardość, wybudowany jest wykres uzależnienia o twardości od szybkości chłodzenia. Wartości prędkości chłodzenia są pobierane ze stołu w pracy laboratoryjnej. 2 s.

4 (13). "Hartowanie stali węglowej" nr 5 warsztatów 1). Praktyczna część: Trzy próbki stali 20, 45, U9 są utwardzane w wodzie, jedna próbka stali 45 jest utwardzana w oleju. Mierzyć twardość (HRB) i po hartowaniu (HRC). Stół zwołany jest określany przez twardość w jednostkach HB. Zgodnie z wynikami buduje dwie grafiki: HB \u003d F (% C) i HRC \u003d F (Vochl.). 2 s. + t.

5 (14). "Wakacje stalowe" nr 6 warsztatów 1) lub podobne prace nr 18 "Wakacje ze stali węglowej" z warsztatu 2). Praktyczna część: Praktyka 1) przeprowadza się o niskim poziomie (200ºС), średnie (400ºС) i wysoki (600 ° C) wakacje próbek hartowanych wykonanych ze stali 45 i niskiego urlopu (200ºС) próbki hartowanej ze stali U9. Zmierzyć twardość. Zbuduj wykres HRC \u003d F (TOTP.). Według warsztatu 2), istnieje niskie, średnie i wysokie wakacje próbek hartowanych ze stali U8. 2 s. + t.

6 (15). "Wynagrodzenie i normalizacja stali" nr 7 warsztatów 1). Praktyczna część: Dwie próbki stali 45. z jednym z nich przeprowadza wyżarzanie izotermiczne, z drugą normalizacją. 2 s. + t.

7 (16). "Przetwarzanie termiczne chemicznego stali" nr 8 z warsztatu 1. 1 s.

8 (17). "Wpływ elementów stopowych na kalcynację stali, określonej przez mechaniczną formę wtryskową" Nr 21 warsztatów 2. 2 s.

9 (18). "Klasyfikacja, znakowanie i stosowanie materiałów strukturalnych". Praktyczna część: Uczniowie otrzymują kartę, w której pięć marek opisuje szczegółowo każdy. 1 s.

Laboratorium Praca numer 1

Analiza struktury krystalicznej

Metale i stopy.

Cel pracy:

Zapoznanie się z typami krystalicznych kraturów metali i stopów, wad struktury krystalicznej i typów stałych roztworów.

Urządzenia, materiały i narzędzia

Modele głównych typów krystalicznych kratników metali i stałych rozwiązań.

Krótki informacje teoretyczne.

Struktura krystaliczna atomowa metali. Metale w normalnych warunkach mają strukturę krystaliczną, której charakterystyczną cechą jest pewna wzajemna układ okresowy atomów, rozprzestrzeniających się do arbitralnie dużych odległości. Ten układ atomów nazywany jest kolejnością długoterminową. Zatem, w ramach struktury krystalicznej atomowej wzajemny układ atomów (jonów) jest rozumiany, który istnieje w prawdziwym krysztale. Opisać strukturę kryształu atomowego, używany jest koncepcja kraty przestrzennej lub krystalicznej. Kryształowa siatka metalowa jest wyimaginowaną siatką przestrzenną, w węzłach, z których znajdują się atomy (jony), między którymi poruszają się wolne elektrony. Siły elektrostatyczne przyciągania między jonami i elektronami zrównoważyć siłę pchającą między jonami. Zatem pozycje atomów są takie, że zapewniona jest minimalna energia interakcji między nimi, aw konsekwencji, trwałość całego kruszywa.

Nazywa się minimalną objętość krystaliczną, która daje pomysł struktury atomowej metalu w całym objętości, jest nazywany kryształowa komórka elementarna. Czyste metale mają jeden z następujących gatunków krystalicznie krystalicznie: centrowanie systemowe (BCC), Granetsentaryzed (HCC) i sześciokątny gęsta (GPU) (fig. 1).

Kraty BCC mają na przykład na żelazo, lit, wanad, wolfram, molibden, chrom, tantal; Grid HCC - aluminium, żelazo, miedź, złoto, nikiel, platyna, ołów, srebro. GPU Lattice mają magnez, cynk, beryl, kadm, kobalt, a-tytan.

Kierunki współrzędnych (osie krystalograficzne). W układzie osi krystalograficznej postać komórki elementarnej siatki przestrzennej można opisać przy użyciu trzech kątów współrzędnych A, B i G między osiami krystalograficznymi a trzema parametrami sieci a, b, s.

W przypadku komórek elementarnych kratów sześciennych (rys. 1a) i ICC (rys. 1b), równość kątów A \u003d B \u003d G \u003d 90 ° i równość parametrów sieci a \u003d b \u003d s.Dla sieci GPU (rys. 1b) charakteryzują się wartościami kątów A \u003d B \u003d 90 ° i G \u003d 120 ° i równość dwóch parametrów sieci a \u003d b s.

Opisanie samolotów i kierunków atomowych, symbole krystalograficzne są używane w krysztale. Aby określić symbole samolotów, użyj płaszczyzny, aby wskazać na segmentach. Aby to zrobić, wybierz układ współrzędnych tak, że osie współrzędnych I, II, III są równoległe z trzema przecinającymi krawędzi kryształu (rys. 2). Z reguły pierwsza oś krystalograficzna jest skierowana do obserwatora, druga jest poziomo, trzeci jest zorientowany w górę. Płaszczyzna A 1 w 1 C 1 odcięta na osi współrzędnych segmentów równych parametrach sieci OA 1 \u003d A, S 1 \u003d B, OS 1 \u003d s. Płaszczyzna A 1 w 1 s 1 nazywa się singlem. Parametry sieci A, B, C są pobierane dla jednostek osiowych.

Aby określić indeksy krystalograficzne płaszczyzny i 2 do 2 C2, konieczne jest:

Znajdź parametry danej płaszczyzny, tj. Segmenty w jednostkach osiowych, odcięte przez ten płaszczyzna na osi współrzędnych;

Zapisz stosunek trzech frakcji, których numeratory są parametrami płaszczyzny jednostkowej A 1 w 1 C1, a mianowniki są parametrami z góry określonej płaszczyzny A 2 w 2 C2, tj. 1 / OA 2: 1 / S 2: 1 / OS 2;

Utwórz wynikowy stosunek do stosunku trzech liczb całkowitych wzajemnie prostych liczb, tj. Przynieś fraraty wspólny mianownik, Zmniejsz, jeśli to możliwe, na ogólnym czynniku i mianownik do odrzucenia.

Powstałe trzy liczby całkowite i wzajemnie proste liczby oznaczone przez H, K, L są nazywane wskaźnikami płaszczyzny atomowej. Całkowość indeksów nazywa się symbolem samolotu atomowego, który jest zwyczajowy, aby wejść do nawiasów i rekordów (HKL). Jeśli płaszczyzna przekroczy osi współrzędnych w ujemnym kwartale, znak "-" jest zainstalowany powyżej indeksu. Jeśli płaszczyzna jest uważana równolegle do jednej z osi krystalograficznych, indeks odpowiadający tej osi wynosi zero. Figura 3 przedstawia przykłady wskazania samolotów w sześciennej celi elementarnej brance.

Symbole powinny być odczytywane przez numery, na przykład (100) jak 1, 0, 0. Znaki równoległych samolotów pokrywają się. W związku z tym symbol samolotu opisuje nieskończenie dużą rodzinę równoległych samolotów atomowych, które są strukturalnie równoważne. Samoloty atomowe jednej rodziny znajdują się poza sobą w równej odległości międzyplanarnej d.

Samoloty atomowe różnych rodzin mogą być nierównomierne, ale identyczne przez położenie atomów i odległością interpozycyjną d. Takie samoloty są łączone i oznaczone symbolem (HKL). Tak więc w kryształach sześciennych w jednym zestawie samolotów, których indeksy różnią się tylko znakami i lokalizacją w symbolu. Na przykład połączenie samolotów atomowych (100) obejmuje sześć rodzin: (100), (͞100), (010), (0 ͞10), (001), (00͞1).

Symbol kierunku krystalograficznego określa się przez trzy wzajemnie proste liczby (indeksy) U, V, W, które są proporcjonalne do współrzędnych Radius-Vector R, co łączy pochodzenie współrzędnych (węzeł początkowego) z najbliższym węzłem kryształowej sieci w określonym kierunku. Indeksy obejmują wsporniki kwadratowe i pisać. Jeśli kierunek nie przejdzie przez pochodzenie współrzędnej (początkowego węzła), musi wspomnieć o tym, aby mentalnie poruszać się równolegle lub przesunąć osie współrzędnych, aby kierunek odbywa się przez pochodzenie.

Figura 4 przedstawia przykłady wskazania kierunków krystalograficznych w krysztale sześciennym.

Ustaw pochodzenie współrzędnych w punkcie o. Następnie na przykład punkt z ma współrzędne 0, 0, 1; Symbol kierunku oS. -. Odczytuje oddzielnie - "Kierunek zerowy jest jeden". Punkt mI. ma współrzędne ½; ½; jeden; Symbol kierunku oe. -. Aby określić kierunek kierunku au., mentalnie przenieść go równolegle do siebie do punktu o; Następnie współrzędne punktu w - ͡͞1, 1, 0; Symbol kierunku - [͞110]. Gdy kierunek zmienia się na odwrót, indeksy są zmieniane na przeciwne, na przykład i (patrz Rysunek 1.5). Równoległe kierunki mają takie same symbole i są łączone w rodzinę. Rodziny identycznych, ale nierównorodowych kierunków tworzą całość, która jest oznaczona , na przykład w kruszowych kierunkach<100> Imprezy obejmują rodziny rodziny, [͞100] ,,,,,

W kryształach sześciokątnych, aby wskazać samoloty, stosuje się głównie czterokierunkowy układ współrzędnych. Przykłady samolotów wskazujących na sześciokątny kryształ przedstawiono na rysunku 5.

Czwarta oś współrzędnicza znajduje się w płaszczyźnie poziomej i znajduje się na bisektorze między negatywnymi pół-osiami (-H) i (-y). Symbol samolotu składa się z czterech indeksów i nagranych (HKIL). Trzy z nich (H, K i L) są obliczane z odwrotnych wartości segmentów odciętych przez płaszczyznę rozważaną na trzech osiach krystalograficznych (OY), (Oy), (OZ), i czwarty indeks JA.obliczony przez stosunek:

h + K + I \u003d 0 (1)

Na przykład, jeśli h \u003d 1; K \u003d 1, L \u003d 0, a następnie stosując stosunek (1), można znaleźć czwarty indeks: i \u003d - (H + K) \u003d - (1 +1) \u003d -2. Symbol samolotu jest napisany jako (11͞20). Jest to najbliższa płaszczyzna na rysunku 6. Czwarty indeks I jest używany, gdy konieczne jest wyznaczenie identycznych samolotów, a nie stosowane w obliczeniu odległości międzyplanowych, kątów między płaszczyznami i kierunkami. Dlatego zamiast kompletnego zapisu symbolu samolotu, na przykład (11͞20), czasami używane (11,0), tj. Zamiast indeksu umieściłem punkt. Rodzina i kombinacja identycznych samolotów są określane podobnie do rodzin i agregatów w kryształach sześciennych.

Aby opisać kierunki krystalograficzne w sześciokątnych kryształach, stosuje się zarówno symbole trzy osi, jak i cztery osi. Symbole trzy osi są określane przez współrzędne określonego wektora promienia (jak w kryształach sześciennych).

Pomiędzy czterema indeksami kierunków istnieje stosunek:

r1 + R2 + R3 \u003d 0 (2)

W celu przejścia z znaków trójosiowych do czterech osi stosuje się relacje:

r1 \u003d 2U -V; R2 \u003d 2V - U; R3 \u003d -U - V; R4 \u003d 3W (3)

Przykłady wskazania kierunków krystalograficznych w krysztale sześciokątnym pokazano na rysunku 6.

Oprócz charakterystyki geometrycznej kryształu koncepcje są stosowane w materiale fizycznym: liczba atomów na komórce N, numer koordynacji (CC) i współczynnik napełniania η.

Pod liczbą atomów na komórce N rozumiem liczbę woluminów atomowych na elementarną komórkę biustonosze. Przyjrzymy objętość jednego atomu na jednostkę. Na przykład, należy wziąć pod uwagę komórkę centralną, która jest utworzona przez 9 atomów, z których 8 znajduje się w wierzchołkach kostek i 1 w środku Kuby. Każdy atom na górze należy zatem do osiem sąsiednich komórek, dlatego jedna komórka należy do 1/8 każdego z 8 atomów: 1/8. 8 \u003d 1; Atom w centrum Kuby w pełni należy do komórki. W ten sposób komórka skoncentrowana na systemie jest utworzona przez dwie objętości atomowe, czyli komórki kont dla dwóch atomów.

Zgodnie z numerem koordynacji (CC) liczba atomów, które są równe, a najniższa odległość od tego atomu rozumie się. Im wyższa liczba koordynacji, tym większa gęstość pakowania atomów. Tak więc w stnejfitowej sieci sześciennej KC \u003d 8; W grillach Grazenised i Hexagonal Kch \u003d 12.

Współczynnik napełniania η nazywany jest wymawiany w procentach objętości V A, zajmowany przez atomy w komórce, do objętości całej komórki V:

η \u003d (v / v) ∙ 100% (4)

Numer koordynacji (QC) i współczynnik napełniania η charakteryzują gęstość opakowania atomów w komórce elementarnej metalowej kryształu. Najbardziej gęste opakowanie atomów jest wdrażane w komórkach branosowych i sześciokątnych BRAV.

Wady struktury krystalicznej . Prawdziwy kryształ różni się od idealnej obecności wad struktury krystalicznej, które wpływają, często decydujące, na właściwości makroskopowych korpusów krystalicznych. W przypadku funkcji geometrycznych defekty są podzielone na trzy grupy:

Punkt (Zermet);

Liniowy (jednowymiarowy);

Powierzchnia (dwuwymiarowa).

Defekty spot. Mają wymiary we wszystkich kierunkach od jednego do czterech średnic atomowych. Podzielony na własny i nieczysty.

Włosy własne wady obejmują: wolne miejsca utworzone przez usunięcie atomu (jon) z jej normalnej pozycji w węźle krętych kryształowych i atomów śródmiąższowych - główne atomy metalowe znajdujące się w interstillerach kraty krystalicznej. Nieczystość należy do atomów innych (lub innych) elementów rozpuszczonych w głównej kratce na zasadę substytucji lub wprowadzenia.

Rysunek 7 przedstawia w dwuwymiarowym modelu kryształu wakatowego, jego własny atomia śródmiąższowe i atomy nieczystości substytucji i wdrażania.

Najczęstsze wakaty są najbardziej powszechne. Dwa mechanizmy wystąpienia wolnych miejsc pracy są znane: mechanizm Schottky - na wylocie atomu na powierzchni zewnętrznej lub powierzchni pora lub pęknięć wewnątrz kryształu pod działaniem wahań ciepła i mechanizmu Frankel - kiedy jest utworzony Wewnątrz kryształowej kraty, "własny atom śródmiąższowy jest wolnym odkształcenia" podczas odkształcenia, napromieniowanie metali promieniowanie jonizujące: szybkie elektrony, γ - promienie. W prawdziwych kryształach, wolne miejsca są stale uformowane i znikają pod działaniem wahań termicznych. Energia aktywacji wakatu wynosi około 1 EV, atomia śródmiąższowa - od 3 do 10 EV.

Wraz ze wzrostem temperatury stężenie równowagi wad punkt w kryształach wzrasta. Dzięki odkształceniu plastikowym, napromieniowanie, hartowanie liczbę defektów punktowych gwałtownie wzrasta, co prowadzi do naruszenia koncentracji równowagi przez kilka zamówień.

Atomy podstawienia zanieczyszczeń migrują takie same jak główne atomy - przez mechanizm wolnego. Atomy rozmieszczania nieczystości mają małe rozmiary, a zatem, w przeciwieństwie do dużych wewnętrznych atomów śródmiąższowych, mogą migrować przez pustki między atomami krystalicznie krystalicznie.

Defekty punktowe mają duży wpływ na mechanizm i kinetykę procesów pełzających, długotrwałe zniszczenie, tworzenie porowatości dyfuzji, decarburinizacji, grafitizalizacji i innych procesów związanych z przenoszeniem atomów w objętości substancji, a także właściwości fizyczne: Odporność elektryczna, gęstość.

Defekty liniowe. Mile (kilka średnic atomowych) w dwóch kierunkach i mają większą długość porównywalną z długością kryształu w trzecim. Wady liniowe obejmują dyslokacje, łańcuchy wolnych miejsc pracy i atomów śródmiążotnych.

Ukrycia są podzielone na dwa główne typy: krawędź i śruba.

Przekraczanie krawędzi może być reprezentowany, jeśli pionowo psychicznie dzieli idealny kryształ, powiedzmy z prymitywną kratką sześcienną i włóż dodatkową krótką warstwę atomową w nim, zwaną Extllospa. Extlospilty można również uzyskać przez przesunięcie jednej części kryształu w stosunku do drugiego. Ekstrapliwność, działanie jako klina, wygina kratkę wokół dolnej krawędzi wewnątrz kryształu (rys. 8).

Obszar niedoskonałości wokół krawędzi ekstrapliczności nazywany jest zwichnięciem krawędzi. Silne zniekształcenia kraty krystalicznej są zawarte, jakby wewnątrz "rury" o średnicy od dwóch do dziesięciu średnic atomowych, której oś jest krawędź wyskakującym. Już, macroskopowy charakter, aw dwóch innych kierunkach (o średnicy "rury") są bardzo małe w linii ekstraprością niedoskonałości. Jeśli eklasyfikacja znajduje się w górnej części kryształu, zwichnięcie związane z nim jest nazywane dodatnimi i oznaczoną (┴); Jeśli eklasyfikacja znajduje się na dole, zwichnięcie jest ujemna i oznaczona (┬).

Zgodnie z działaniem zewnętrznego napięcia zastosowanego, zwichnięcie krawędzi można przesuwać, przesuwając się w zależności od niektórych płaszczyzn krystalograficznych i kierunków. Prezentalny sloge na wyszkolonych grach. Połączenie płaszczyzny poślizgu i kierunek przesuwania nazywany jest systemem przesuwnym. Dla każdego rodzaju krystalicznie krystalicznie systemy przesuwne są charakterystyczne. Tak więc w kryształach z granulowaną kratą sześcienną, ta płaszczyzna kruszywa (111) i kierunek agregatu<110> (Cu, AL, NI), z dużą koncentrowaną siecią sześcienną - (110) (α-FE, MO, NB), (211) (TA, W, α-Fe), (321) (CR, α- Fe) i.<111>, z sześciokątnym ciasnym zapakowanym - (0001),<11͞20> (Zn, mg, bądź), (1͞100), (10͞11),<11͞20> (Ti), (11͞22),<1͞213> (Ti). Stres wymagany do zmiany nazywany jest zmianą krytyczną lub kołysaniem. Co więcej, tylko niewielka grupa atomów jest zaangażowana w przemieszczanie po obu stronach płaszczyzny poślizgu. Figura 9 przedstawia diagram poślizgu zwichnięcia krawędzi przez kryształ.

Ostatnim etapem przesuwania jest wydajność zwichnięcia krawędzi (przedłuża się) do powierzchni kryształu. W tym samym czasie górna część kryształu jest przesuwa się względem dołu do jednej odległości międzynarodowej w kierunku zmiany. Taki ruch jest elementarny akt odkształcenia plastycznego. Przesuwanie jest konserwatywnym ruchem, który nie jest związany z przeniesieniem masy materii. Kierunek i wartość zmiany podczas przemieszczania zwichnięcia krawędzi charakteryzuje się wektorem hamburgerów b.i jego moc odpowiednio. Kierunek przesuwania przemieszczenia krawędzi równolegle do wektora hamburgerów.

Oprócz poślizgu, zwichnięcie krawędzi można przesuwać przez nadpisanie, który jest przeprowadzany dyfuzję i jest procesem aktywowanym termicznie. Pozytywne nadpisrowanie odbywa się, gdy łańcuch atomów z krawędzi ekstynisyjny jest przeniesiony do sąsiednich wolnych miejsc pracy lub szczeliny, tj. Extlospilność skrócona jest na jednej odległości międzynarodowej, a zwichnięcie krawędzi przechodzi do górnej płaszczyzny poślizgu, równolegle do pierwszego. Ujemny przewóz występuje, gdy krawędź eklasyfikacji jest zakończona atomowa blisko dodawania atomów śródmiąższowych lub sąsiednich, a zwichnięcie krawędzi przechodzi do dolnej płaszczyzny przesuwnej. Przytłaczający jest spójny ruch, tj. dzieje się z przeniesieniem masy. Prędkość prędkości zależy od temperatury i stężenia wad punkt.

Związywanie śrubowe, jak również krawędź, można utworzyć za pomocą zmiany. Reprezentują kryształ w postaci stosu poziomych równoległych samolotów atomowych. Mentalnie sprawiamy, że nie wygląda na nacięcie w krysztale (rys. 10a) i przesunięte, na przykład, prawa strona w dół (wzdłuż płaszczyzny ABSD) na odległość międzyplanową (rys. 10b).

Zwichnięcie ślimaka jest podzielona na prawo (rys. 10b), gdy podczas przemieszczania się z górnej płaszczyzny do dołu linii dyslokacji należy pomijać zgodnie z ruchem wskazówek zegara, a po lewej, gdy podczas przemieszczania się z górnej płaszczyzny do dołu Linii dyslokacji, trzeba obejść w lewo (jeśli w stosunku do ABS w lewa część kryształu). Linia zwichnięcia ślimaka jest zawsze równoległa do wektora hamburgery (rys. 11).

Związywanie śrubowe, w przeciwieństwie do krawędzi, nie jest związane z pewną płaszczem zmiany biegów, dlatego można go przesuwać, przesuwając w dowolnej płaszczyźnie krystalograficznej zawierającej linię dyslokacji i wektor zmiany (rys. 12). Kierunek ruchu wdrożenia śruby jest zawsze prostopadły do \u200b\u200bwektora hamburgerów. W wyniku przesuwania zarówno zwichnięcia krawędzi, jak i śruby, etap jest utworzony na powierzchni kryształu, równa modułu wektora hamburgerów b. (Rys. 12).

Ukrycia są obecne we wszystkich kryształach. Tak więc w metale nie zdeformowanych, gęstość zwichnięcia wynosi 10 6-10 8 cm -2; W Homeopolar Crystals - 10 4 cm -2. Dzięki zewnętrznym napięciu, równym krytycznym szarołom τ Kr \u003d 10-5 g, gdzie g jest moduł elastyczności materiału, zwichnięcie wchodzą w ruch, tj. Rozpoczyna się odkształcenie plastyczne. W procesie odkształcenia plastycznego gęstość dyslokacji wzrasta. Na przykład, w zdeformowanych metale, gęstość zwichnięcia wynosi 10 10-10 12 cm -2; W Homeopolar Crystals do 10 8 cm -2. Przeszkody do poruszania dyslokacji służą różnym rodzajom barier (cząsteczki drugiej fazy, wady punktu, granice ziarna itp.). Ponadto, ponieważ liczba zwichnięć wzrasta, zaczynają się gromadzić, poza kulkami i zakłócać inne przemieszczanie się. Wraz ze wzrostem stopnia deformacji τ, Republika Kirgistów wzrasta, tj. Wymagany jest proces deformacji, wymagany jest wzrost napięcia zewnętrznego, co do pewnego stopnia określa wzmocnienie materiału.

Defekty powierzchniowe. Defekty powierzchniowe obejmują granice ziarna (podwodniki) (rys. 13). Wady powierzchniowe są dwuwymiarowe, tj. Makroskopowe rozmiary w dwóch kierunkach i atomowym w trzecim kierunku. Granice nazywane są małe, jeżeli racjonalizacja krystalicznych kratek ziaren sąsiednich nie przekracza 10 °, i wysokich myśli (większych) z większym odwróceniem.

Małe granice mogą być utworzone przez systemy przemieszczenia obu brzegu i śruby o różnej orientacji i różnych wektorów hamburgerów. Małe granice pojawiają się wraz ze wzrostem kryształów stopowych, z odkształcenia plastycznego itp. W dyslokacji małej granicy przyciąga defekty punktowe z powodu elastycznej interakcji z nimi. Migracja małej granicy odbywa się tylko dyfuzję. Dlatego wady punktu zatężono w strefie transgranicznej w kilku międzyatomowych odległościach, hamują ten proces i stabilizuje podbudowę.

Wysoce Kili granice znaleziono znacznie wcześniej niż małe i "najstarsze" gatunki wad struktury krystalicznej. Uważa się, że granica o wysokiej wieku jest warstwą 2-3 średnic atomowych z warstwą, w której atomy zajmują niektóre pozycje pośrednie w stosunku do prawidłowych pozycji dostosowujących kraty ziarna. Taka pozycja atomów zapewnia minimalną energię potencjalną w warstwie granicznej, tak wystarczająco stabilny.

Natura i zachowanie zarówno małych, jak i wysokich granicach z efektami mocy i temperatury wpływają na właściwości mechaniczne materiału.

Zadanie

1. Płaszczyzna w krysztale sześciennym odcięta na osi współrzędnych segmentów, równa; 2b; z. Określ indeksy płaszczyzny krystalograficznej (HKL).

2. Zbuduj przestrzenny obraz samolotów (na przykładzie kostki) o indeksy krystalograficzne (110); (111); (112); (321); (1͞10); (͞111); (͞1͞1͞1).

3. Określ kierunek kierunku przechodzącego przez punkty (0, V / 3, C / 3).

4. Zbuduj przestrzenny obraz następujących kierunków na Kubie; ; ; [100]; ; ; ; ; ; ; [͞111]; ; ; [͞1͞11]; [͞111]; ; [͞1͞1͞1]; ; .

5. Policz liczbę atomów w komórce i numer koordynacyjny BCC i ICC i kraty GPU.

Pytania kontrolne.

1. Ile typów komórek elementarnych jest dzisiaj dzisiaj? Który z nich jest najbardziej charakterystyczny dla metali?

2. Czym są symbole krystalograficzne? Opisz schemat do określania symbolu płaszczyzny atomowej w krysztale.

3. Jakie rodzaje defektów punktowych istnieją w kryształach? Jakie odległości są zniekształcenie spowodowane wadą punktową?

4. W jaki sposób zmienia stężenie wakatu, gdy temperatura jest podniesiona?

5. Dlaczego dyslokacje zwane defektami liniowymi?

6. Zgodnie z jakim znakiem dyslokacji jest podzielony na krawędzie i śruby?

7. Jakie jest wektor hamburgery? Jaka jest moc wektor hamburgery?

8. W jaki sposób wektor hamburgery w stosunku do linii wdrożenia regionalnego i śrubowego?

9. Jakie są powierzchowne wady?

10. Jakie są właściwości fizyczne krystalicznych substancji stałych wpływają na wady struktury krystalicznej?

Praca laboratoryjna numer 2.

Federalna Agencja Edukacji Stanu Instytucja Edukacyjna wyższego kształcenie zawodowe

"South Russian State University of Economics and Service" (Gou VPO "Yurgues")

INŻYNIERIA MATERIAŁOWA

Technologia materiałów strukturalnych

Warsztaty laboratoryjne.

dla studentów specjalności 190601, 190603, 200503, 260704

formularze szkolenia w pełnym wymiarze godzin i korespondencji

Mój Gou VPO "Yurgues"

UDC 620.1 (076.5) BBK 30.3Y73

Kompilatory:

k.t.n., profesor nadzwyczajny Departamentu "Stosowana mechanika i oznaczenie maszyn"

Yu.e. Cholera

k.t., sztuka. Wykładowca działu "Stosowana mechanika i projekt maszyny"

S.n. Baybara.

Recenzenci:

ph.D., profesor, głowa. Dział "działanie techniczne samochodów"

POŁUDNIE. Sapronov.

k.t.n., profesor działu "Technologia wyrobów skórzanych, standaryzacji i certyfikacji"

M341 Materiały Science: Technologia materiałów strukturalnych: Warsztaty Laboratorium / kompilatory Yu.e. Cholernie, s.n. Baybara. - Szachty: Gu VPO "Yurgues", 2010. - 71 p.

Korzystanie z warsztatu laboratoryjnego skonsoliduje materiały wykładowe, zapewniają niezależne badanie Indywidualne jednostki dydaktyczne dyscypliny, udane wykonywanie zadań testowych i niezależnych.

Zaprojektowany dla studentów specjałów 190601, 190603, 200503, 260704 pełnoetatowe i korespondencyjne formy szkolenia.

UDC 620.1 (076.5) BBK 30.3Y73

Tryb dostępu K. elektroniczny analogowy Wydanie wydruku: http://www.libdb.sssu.ru

© Gu VPO "Południowy Rosjanin stanuniversity of Economics and Service, 20 10

Przedmowa ................................................. .. ..........................................
Laboratoryjna praca numer 1.Studiowanie procesu krystalizacji
Praca laboratoryjna numer 2.Makro nauki i mikrostruktury
metale i stopy ............................................... ........................................
Praca laboratoryjna numer 3.Badanie diagramów statusu
dwucy stopy ................................................ ...........................................
Laboratoryjna praca numer 4.Badanie transformacji fazy
zgodnie ze stanem stanu cementu żelaza ........................................ .... ......
Laboratoryjna praca numer 5.Metody pomiaru twardości metali ......
Laboratoryjna praca numer 6.Wpływ obróbki termicznej
na właściwościach mechanicznych stali konstrukcyjnej ....................................
Laboratoryjna praca numer 7.Formacja odlewów na puste
w piaszczystych formach ............................................... .. ..........................................
Laboratoryjna praca numer 8.Badanie metod elektrycznych
spawanie metalowe ................................................ ........................................
Laboratoryjna praca numer 9.Badanie metod produkcji
produkty z tworzyw sztucznych ............................................... ...... .....................................
Lista bibliograficzna ................................................ ..........

Przedmowa

Przyszła specjalista jest absolwentem najwyższych instytucja edukacyjna Konieczne jest pracowanie w szybko zmieniających warunkach produkcji. Teraz cykl aktualizacji technologii w niektórych branżach krótszych niż okres szkolenia w Instytucie lub Uniwersytecie. Dlatego przygotowanie nowych specjalistów typu, które mogą szybko dostosować się do nowych warunków pracy przedsiębiorstw, jest jednym z głównych zadań Uniwersytetu.

Warsztaty laboratoryjne, jako forma sesji szkoleniowych, maksymalnie przyczynia się do intensyfikacji aktywności psychicznej studentów i rozwijają swoje umiejętności twórcze w praktyce zdobytej wiedzy.

Proponowana praca laboratoryjna pozwoli uczniom głębiej studiować teoretyczne przepisy kursu "naukę materiałów", aby uzyskać praktyczne umiejętności badania struktury i właściwości metalowych materiałów budowlanych maszynowo, ocenić wpływ na strukturę i właściwości metali różnych Rodzaje obróbki termicznej.

Wdrożenie pracy laboratoryjnej w warunkach gwałtownego zmniejszenia objętości czytelnych wykładów często nie pokrywa się z procedurą prezentacji kursu wykładowego. Dlatego każda praca zawiera ogólne informacje teoretyczne, które ułatwią niezależne szkolenie studenta do spełnienia pracy, przyczyniając się do świadomego postępowania i zrozumienia uzyskanych wyników.

Warsztaty laboratoryjne przygotowano zgodnie z wymaganiami dyscypliny państwowej "Nauki materiałów. TKM "dla studentów specjałów budowlanych maszyn z wyższych instytucji edukacyjnych.

Laboratoryjna praca numer 1 Badanie procesu krystalizacji metali i stopów

Cel: Badanie procesu przejścia materiałów metali (metale i stopów) z cieczy w stałym stanie kruszywa, biorąc pod uwagę wpływ czynniki zewnętrzne, a także badanie struktury stalowej wlewki.

1. Daj krótką charakterystykę metali, stopów i procesów ich krystalizacji.

2. Zapoznaj się z urządzeniem mikroskopu biologicznego.

3. Aby monitorować krystalizację soli z nadmiernych roztworów wodnych.

4. Narysuj, obserwując krystalizację kropli, najbardziej charakterystycznych stref i dają wyjaśnienia. Rozmiar frakcji - koło 50 mm.

5. Narysuj wzdłużne i poprzeczne cięcia wlewki stalowej. Daj wyjaśnienie obecności trzech stref na stoku.

6. Opracować pisemny raport na temat pracy.

Informacje ogólne z teorii

1. Krótka charakterystyka metali i stopów

Metale i stopy są niezbędnymi materiałami strukturalnymi szeroko stosowanymi w technice. Metale oprócz połysku i plastyczności są nieodłącznymi w wysokiej przewodności cieplnej i przewodności elektrycznej.

Przygotowanie chemicznie czystych metali jest związane ze znacznymi trudnościami, a wartości ich właściwości mechanicznych nie są wysokie. W tym względzie stopy metalowe są używane wszędzie stosowane w technice.

Stopy są złożonymi substancjami, które zawierają kilka metali lub metali i niemetalskich. Metalowe stopy oznaczono powyżej właściwości czystych metali.

Materiały metalowe w stałym stan zagregowany mają strukturę krystaliczną, w której jony dodatnio naładowane są umieszczone w ściśle określony sposób, okresowo powtarzane w trzech wymiarach przestrzeni. Ponieważ stopy są zwykle uzyskiwane przez technologię metalurgiczną, stan stałego jest poprzedzony płynem. Przejście substancji z stanu ciekłego w stałym jest nazywane

krystalizacja.

2. Krystalizacja metali i stopów

Krystalizacyjna przebiega w warunkach, gdy system przebiega do termodynamicznie bardziej stabilnego stanu przy mniej wolnej energii. Pod wolną energią F \u200b\u200brozumiem tę część wewnętrznej energii systemu, który można zamienić w pracy. Wraz ze wzrostem temperatury wolna energia cieczy i stałych stałych metalu zmniejsza się (patrz Rys. 1.1).

Darmowa energia F.

stan

					stan
T Kr.
					Tl.
Temperatura,

Rysunek 1.1 - Zmiana wolnej energii stanów cieczy i stałych w zależności od temperatury

Po osiągnięciu temperatury równowagi T S, wolna energia stań ciekłych i stałych jest równa, a zatem w tej temperaturze ani proces krystalizacji, ani procesu topnienia nie może całkowicie przepływować.

Aby opracować proces krystalizacji, konieczne jest stworzenie takich warunków, w których wolna energia fazy stałej będzie mniejsza niż wolna energia fazy ciekłej. Jak widać z wykresu pokazanego na rysunku 1.1, jest to możliwe tylko z pewną nadmierną eksploatacją stopu.

Stopień suroolingunazywany różnicą między równowagą (teoretyczną) a rzeczywistymi temperaturami krystalizacji

T ts tkr.

W celu rozwinięcia procesu topnienia potrzebujesz stopnia stopu przegrzania

Tpl tpl.

Stopień hipotermii mierzy się w stopniach Celsjusza i zależy od szybkości chłodzenia, charakteru i czystości stopu. Im większa szybkość chłodzenia, tym większy stopień hipotermii. Cleaner stopienie, tym większa jego stabilność, a zatem więcej stopnia hipotermii.

Obecność nie uduszonych cząstek w stopniu przyspiesza proces krystalizacji, grinds. Badania D.K. Chernova ujawniono, że krystalizacja zaczyna się od utworzenia embrionów krystalicznych (centrów krystalizacji) i kontynuuje w warunkach wzrostu ich liczby i rozmiarów.

Liczba centrów krystalizacji (CH.TS.) i szybkość ich wzrostu (S.R.) zależy od stopnia hipotermii. Wraz ze wzrostem stopnia hipotermii liczba centrów krystalizacji wzrasta, a ich stopa wzrostu wzrasta; Z definiowanym stopniem hipotermii maksimum występuje.

Jednak metale i stopy, które w stanie ciekłym, niewielka tendencja do przechłania, nie można schłodzić do takich temperatur, w których liczba centrów krystalizacji i tempo wzrostu krystalicznie osiągną maksymalnie. Dlatego dla metali krzywe "CH.TS." i "s.r." Z małych stopni ochłodzonego (stałe krzywe na rysunku 1.2).

S.r.

T

Stopień przeładunku t, z

Rysunek 1.2 - Wpływ stopnia uporządkowania liczby centrów krystalizacji i tempa wzrostu krystalicznie

W przypadku stopnia chłodzenia prędkość tworzenia centrów krystalizacyjnych i ich wzrostu jest niewielka, dlatego proces krystalizacji przebiega powoli, a duża jest duża (jak niewiele centrów krystalizacji powstaje w jednostce objętości fazy ciekłej).

W przypadku stopnia suroolingu TE znacząco zwiększył zarówno szybkość jądra centrów krystalizacji, jak i szybkości ich wzrostu, dlatego proces krystalizacji będzie przepływać znacznie szybciej niż z stopniem hipotermii, a ponieważ liczba centrów krystalizacji w jednostce Objętość wzrasta, mała wzrasta.

Zatem zmianę stopnia hipotermii, możesz uzyskać krystality (ziarno) różnych rozmiarów. Wiele właściwości stopowych zależą od ziarna. W praktyce szlifowanie ziarna w stopach jest również osiągnięte przez modyfikację, tj. Wprowadzenie do rozproszonych cząstek modyfikatorów, które stają się dodatkowymi centrami krystalizacji.

Proces krystalizacji metali i stopów jest podobny do procesu krystalizacji soli z roztworów wodnych. W tym przypadku tworzenie kryształów staje się możliwe obserwowanie z mikroskopem biologicznym w temperaturze pokojowej, gdy woda odparowuje, co jest wygodne i bezpieczne.

3. Struktura metalowego wlewka

Kryształy w procesie krzepnięcia metalu mogą mieć inny formularz w zależności od szybkości chłodzenia, znaku i ilości zanieczyszczeń. Najczęściej rozgałęziony lub kryształy drzewa są utworzone w procesie krystalizacji, zwane dendryckim. Początkowo powstają długie gałęzie, tzw. Osie pierwszego rzędu (główne osie dendrity). Jednocześnie z wydłużeniem osi pierwszego rzędu, są one rozgałęzione i rosną prostopadle do nich te same gałęzie drugiego rzędu. Z kolei osie trzeciego rzędu pochodzą z drugiego osi rzędu itp.

		- Strefa małego ziarna;
		- Strefa kryształów kolumnowych;
		- Strefa jednolitych kryształów;
		- kurczący się zlew;
		- bąbelki gazowe, pustka,
		kurczący się bochenek

Rysunek 1.3 - Fragment stalowego wlewki spokojnej stali

Krystalizacja ciekłego metalu zaczyna się na powierzchni chłodniejszej formy i początkowo wystąpiła na cienkiej warstwie przylegającej do powierzchni silnie przeładowanego płynu. Prowadzi to do tworzenia się bardzo wąskiej strefy małej zieleni zorientowanej na ne na powierzchni wlewki.

Druga strefa znajduje się poza strefą wlewki 1 - obszar kryształów kolumnowych. Wzrost tych kryształów jest w kierunku usunięcia ciepła, a ponieważ wszystkie kryształy rosną w tym samym czasie, wówczas otrzymuje się kryształy kolumnowe (wydłużone) kryształy, który trwa, dopóki nie istnieje kierunkowe usuwanie ciepła. W przypadku silnego przegrzania i szybkiego chłodzenia obszar krystalitów kolumnowych może wypełnić całą objętość wlewka.

Ten typ krystalizacji jest nazywany transkstalacja.W wnętrzu wlewki powstaje strefa 3, składająca się z bezpodstawnych różnych kryształów dendrytycznych, większych ze względu na niską szybkość chłodzenia (ze względu na zmniejszenie). Ponieważ ciekły metal ma większy specyficzny objętość niż ciało stałe, następnie w wlewku Toysto, który zawiesza ten ostatni obrót, opustowość jest utworzona - zlew skurczowy. Zwykle jest on otoczony najbardziej zanieczyszczonym metalem zawierającym mikro i makroporki, bąbelki gazowe i inne wady. Krystalizacja stref wlewki, a także osie zapalenia dostawczego, nie występuje jednocześnie, dlatego metal wlewki ma heterogeniczność przez kompozycję chemiczną - zonową i dendrytyczną przynęty.

4. Sprzęt i próbki

Aby obserwować proces krystalizacji soli, stosuje się mikroskopy biologiczne. Tripod mikroskopu jest stałą podstawą, do której są przyłączone inne części mikroskopu: rurkę, uchwyt skraplacza, obrotową dyszę z soczewkami, okularami. Z reguły mikroskop jest wyposażony w kilka obiektywów różnych zoomów umieszczonych na dyszu wieży, co pozwala przesunąć soczewki do pozycji roboczej. Badanie próbki zwykle zaczyna się od najmniejszego wzrostu z największym polem widzenia. Ciekawe szczegóły są uważane za korzystanie z soczewek z dużym wzrostem.

Schematyczny diagram mikroskopu biologicznego jest prezentowany na rysunku 1.4.

- lustro;

- Próbka stół;

- Seld Glass;

- kropla roztworu soli;

- obiektyw;

- rurka mikroskopowa;

- okular;

- Obserwator oczu.

Rysunek 1.4 - schematyczny schemat mikroskopu biologicznego

Rozporządzenie mikroskopu jest następujące. Obracanie szkła 2 do źródła światła, osiągnąć najjaśniejsze oświetlenie okularu 8. Następnie jest ustawiony na slajd 4 z kroplą 5 roztworów soli na tabeli 3, dzięki czemu można zaobserwować krawędź kropli. Ustawienie długości ogniskowej jest wytwarzany przez obniżenie / podnoszenie obiektu Tabela 3 W stosunku do rury 7, szukając wyraźnego obrazu krawędzi kropli w okularu 8.

5. Procedura pracy

Studiował część teoretyczną i czytając zadanie do pracy, uczniowie przystępują do przestrzegania procesu krystalizacji. Aby to zrobić, wydawany jest mikroskop biologiczny i szczupły szkło z przepustnicą rozwiązanie wodne sól Crash.. Po rozpoczynaniu mikroskopu szkło jest instalowane na tabeli podmiotu mikroskopowego i obserwuj początek procesu krystalizacji na krawędzi kropli. Jako odparowuje wodę, kryształy rosną i w następujących kroplach. Określenie badanego procesu można podzielić na trzy okresy. Pierwsza jest krystalizacja soli na krawędzi spadku, gdzie ilość wody jest najmniejsza. W tym okresie krawędź kropli powstaje małe kryształy prawidłowej formy, ponieważ hipotermiza powoduje utworzenie dużej liczby centrów krystalizacji. W drugim okresie tworzy się duże kryształy kolumnowe. Kierunek ich osi jest normalny do krawędzi spadku. W tym okresie istnieje wysoka szybkość wzrostu kryształów i ograniczona liczba centrów krystalizacji. W ciągu trzeciego okresu powstaje kryształy drzewa (dendrytyczne). Jednocześnie ilość wody w kropli jest nieznaczna i odparowań z środkowej części idzie szybko.

Federalna Stanowa Instytucja Edukacyjna Budżetowa Szkolnictwa Wyższego

"Wolga State University of Water Transport"

Branża perm

E.a. . Sazonov.

INŻYNIERIA MATERIAŁOWA

Kolekcja prac praktycznych i laboratoryjnych

26.02.06 "Działanie sprzętu elektrycznego statku i automatyzacji oznacza"

23.02.01 "Organizacja zarządzania transportem i transportu" (według typu)

PERMSKI

2016

Wprowadzenie

Metodyczne zalecenia dotyczące wdrażania pracy laboratoryjnej i praktycznej na temat dyscypliny badanej "Science Science" są przeznaczone dla studentów wtórnych kształcenia zawodowego w specjalności26.02.06 "Działanie urządzeń elektrycznych i automatyzacji statków"

W tym metodyczna instrukcja Podane są instrukcje dotyczące wdrażania praktycznego i laboratoryjnego pracy na tematy dyscypliny, tematy i treść pracy laboratoryjnej i praktycznej, formularze kontroli dla każdego tematu i zalecanej literaturze.

W wyniku rozwoju tego dyscyplina edukacyjna. Student musi być w stanie:

˗ Wykonaj badania mechaniczne materiałów próbek;

˗ Używaj metod badań metali fizykochemicznych;

˗ Użyj tabel referencyjnych, aby określić właściwości materiałów;

˗ Wybierz materiały do \u200b\u200bdziałalności zawodowej.

W wyniku rozwoju tej dyscypliny akademickiej student powinien wiedzieć:

˗ Główne właściwości i klasyfikacja materiałów stosowanych w działalności zawodowej;

˗ Nazwa, etykietowanie, właściwości przetworzonego materiału;

˗ Zasady stosowania materiałów smarujących i chłodzących;

˗ Podstawowe informacje na temat metali i stopów;

˗ Podstawowe informacje o niemetalowych, uszczelek,

Materiały uszczelniające i elektryczne, stal, ich klasyfikacja.

Laboratorium i praktyczne prace pozwolą Ci utworzyć praktyczne umiejętności pracy, kompetencji zawodowych. Są one wliczone w strukturę badania dyscypliny edukacyjnej "Material Science", po studiowaniu tematu: 1.1. "Podstawowe informacje o metale i stopach", 1,2 "stopów żelaza-węglowych", 1.3 "metale nieżelazne i stopy".

Laboratorium i praktyczne prace są elementem dyscypliny edukacyjnej i są oceniane przez kryteria dotyczące:

Ocena "5" jest ustawiona przez ucznia, jeśli:

˗ Przedmiotem pracy odpowiada określonym, student pokazuje systemową i pełną wiedzę i umiejętności w tej kwestii;

˗ Praca jest wykonywana zgodnie z zaleceniami nauczyciela;

˗ Zakres pracy odpowiada określonym;

˗ Praca jest wykonywana dokładnie w terminach określonych przez nauczyciela.

Ocena "4" jest ustawiona przez ucznia, jeśli:

˗ Przedmiotem pracy odpowiada określonym, student pozwala na małe nieścisłości lub niektóre błędy w tej sprawie;

˗ Praca jest oprawiona nieścisłościami w projekcie;

˗ Zakres pracy odpowiada określonemu lub nieco mniej;

˗ Praca jest przekazywana terminom określonym przez nauczyciela lub później, ale nie więcej niż 1-2 dni.

Ocena "3" jest ustawiona dla ucznia, jeśli:

˗ Przedmiotem pracy odpowiada określonym, ale nie ma istotnych elementów w zakresie utrzymania pracy lub pacjentów są ustawione nielogiczne, główna treść pytania nie jest jasno przedstawiona;

˗ Praca jest oprawiona błędami w projekcie;

˗ Objętość pracy jest znacznie mniejsza niż określona;

˗ Praca jest przekazywana opóźnieniem w czasie 5-6 dni.

Ocena "2" jest ustawiona przez ucznia, jeśli:

˗ Nie ujawnił głównego tematu pracy;

˗ Praca nie jest oprawiona zgodnie z wymaganiami nauczyciela;

˗ Zakres pracy nie odpowiada określonym;

˗ Praca jest przekazywana opóźnieniem w dłużej niż 7 dni.

Laboratorium i praktyczne prace nad ich treścią mają określoną strukturę, proponujemy wziąć pod uwagę: przebieg pracy jest podawany na początku każdego praktycznego i laboratorium; Podczas wykonywania praktycznej pracy studenci są zadani, co jest wskazywane na końcu pracy (pozycja "zadania dla studentów"); Podczas wykonywania prac laboratoryjnych raport jest opracowywany przez wykonanie, zawartość raportu jest wskazana na końcu pracy laboratoryjnej ("treść raportu").

Podczas wykonywania pracy laboratoryjnej i praktycznej studenci są realizowane przez pewne zasady, uważają je poniżej: praca laboratoryjna i praktyczna prowadzona jest podczas sesji szkoleniowych; Dozwolone jest sfinalizować pracę laboratoryjną i praktyczną w domu; Wystarczające do użycia dodatkowej literatury podczas wykonywania pracy laboratoryjnej i praktycznej; Przed wykonaniem pracy laboratoryjnej i praktycznej konieczne jest zbadanie głównych przepisów teoretycznych na temat rozważanych przedmiotów.

Praktyczna praca numer 1

"Fizyczne właściwości metali i metody badania ich"

cel pracy : Studiować fizyczne właściwości metali, metody ich definicji.

Postęp:

Część teoretyczna.

Właściwości fizyczne obejmują: gęstość, topnienie (temperatura topnienia), przewodność cieplna, ekspansja termiczna.

Gęstość - ilość substancji zawartej w jednostce objętości. Jest to jedna z najważniejszych cech metali i stopów. Gęstość, metale są podzielone na następujące grupy:płuca (Gęstość nie więcej niż 5 g / cm 3 ) - magnez, aluminium, tytan itp.;ciężki - (gęstość od 5 do 10 g / cm 3 ) - żelazo, nikiel, miedź, cynk, cyna itp. (Jest to najbardziej rozległa grupa);bardzo ciężkie (Gęstość większej niż 10 g / cm 3 ) - Molibden, wolfram, złoto, ołów itp. Tabela 1 pokazuje wartości gęstości metali.

Tabela 1

Gęstość metalu

Temperatura topnienia jest temperaturą, w której metalowe porusza się z krystalicznego stanu (stałego) stanu do cieczy z wchłanianiem ciepła.

Temperatura topnienia metali mieści się w zakresie od -39 ° C (Mercury) do 3410 ° C (wolfram). Temperatura topnienia większości metali (z wyjątkiem alkalicznego) jest wysoka, ale niektóre "normalne" metale, takie jak cyna i ołów, można stopić na konwencjonalnym kuchence elektrycznej lub gazowej.

W zależności od temperatury topnienia metal jest podzielony na następujące grupy:legomethal. (Temperatura topnienia nie przekracza 600 o. C) - cynk, cyna, ołów, bizmut itp.;Średniej (Od 600. o. Od do 1600 roku. o. C) - obejmują prawie połowę metali, w tym magnez, aluminium, żelazo, nikiel, miedź, złoto;oporny (ponad 1600. o. C) - wolfram, molibdenu, tytan, chrom, itd. Po podaniu dodatkom metali, punkt topnienia jest zwykle zmniejszany.

Tabela 2

Temperatura topnienia i wrzenia metali

Przewodność termiczna jest zdolnością metalu z jedną lub inną prędkością, aby przeprowadzić ciepło po podgrzaniu.

Przewodność elektryczna - Metalowa zdolność do przeprowadzania prądu elektrycznego.

Rozszerzenie termiczne jest zdolność metalu, aby zwiększyć jego objętość po podgrzaniu.

Gładka powierzchnia metali odzwierciedla duży procent światła - to zjawisko nazywa się metalowym brokatem. Jednak w stanie proszku większość metali traci swój brokat; Jednak aluminium i magnez zachowują ich połysk i w proszku. Najbardziej dobrze odzwierciedla światło aluminium, srebra i palladu - lusterko produkuje z tych metali. Do produkcji luster, czasami jest ona czasami stosowana i rod, pomimo niezwykle wysokiej ceny: dziękuję znacznie większe niż srebro, a nawet pallad, twardość i odporność chemiczna, warstwa rodowa może być znacznie cieńsza niż srebro.

Metody badań w nauce materiałów

Głównymi metodami badań w nauce metalowej i materiałowej są: rama, makrostruktura, mikrostruktura, mikroskopia elektronowa, metody badawcze rentgenowskie. Rozważ ich funkcje bardziej szczegółowo.

1. Freda - najłatwiejsza i najbardziej przystępna metoda oceny wewnętrzna struktura Metale. Sposób oceny przerw, pomimo pozornej oceny grubości jakości materiału, jest stosowany dość szeroko w różnych branżach badań produkcyjnych i naukowych. Ocena śniadania w wielu przypadkach może scharakteryzować jakość materiału.

Przerwa może być krystaliczna lub amorficzna. Amorficzna przerwa jest charakterystyczna dla materiałów, które nie mają struktury krystalicznej, takich jak szkło, kale, szklane żużla.

Stopy metalowe, w tym stal, żeliwo, aluminium, stopy magnezu, cynk i jego stopy dają ziarnistą, krystaliczną przerwę.

Każda linia krystalicznych śniadania jest płaszczyzna oczyszczania poszczególnych ziaren. Dlatego przerwa pokazuje nam rozmiar ziarna metalu. Studiowanie stali można zauważyć, że rozmiar ziarna może wahać się w bardzo szerokich limitach: od kilku centymetrów w odlewaniu, powoli ochłodzono, stal do tysięcznych frakcji milimetra w odpowiednio rozładowanej stali stalowej. W zależności od wielkości ziarna przerwa może być dużą krystaliczną i drobnoziarnistym krystalicznym. Zwykle drobne krystaliczne złamanie odpowiada więcej wysoka jakość Stop metalowy.

W przypadku, gdy zniszczenie próbki testowej przechodzi z poprzednim odkształceniem plastikowym, ziarna w płaszczyźnie rozprawy są zdeformowane, a przerwa nie odzwierciedla już wewnętrznej struktury krystalicznej metalu; W tym przypadku przerwa nazywa się włóknistą. Często w jednej próbce, w zależności od poziomu plastyczności, włóknistych i krystalicznych sekcji może być w przerwie. Często, zgodnie z stosunkiem przestrzeni sponnej, zajmowanej przez krystaliczne sekcje w ramach tych warunków testowych szacuje się jakość metalu.

Krucha krystaliczna przerwa może być uzyskana przez zniszczenie ziarna lub samolotów przesuwnych przecinających ziarna. W pierwszym przypadku przerwa nazywa się interkrystaliczną, w drugiej transkrystalicznej. Czasami, zwłaszcza z bardzo drobnymi ziarnami, trudno jest określić charakter przerwy. W tym przypadku przerwa jest badana za pomocą szkła powiększającego lub mikroskopu obiadowego.

Ostatnio rozwija się badania metaliczne w badaniu frakograficznym złamań na mikroskopach metalograficznych i elektronowych. Jednocześnie znajdują nowe zalet starej metody badań w metalu i badania śniadania, stosując koncepcję wymiarów fraktalnych do takich badań.

2. Makrotrukt - jest następującą metodą badań metali. Badanie makrostruktury jest zbadanie płaszczyzny części produktu lub próbki w podłużnym, poprzecznym lub dowolnym innym kierunkiem po trawieniu, bez użycia urządzeń powiększających lub szkła powiększającego. Zaletą badań makrostrukturalnych jest to, że przy pomocy tej metody można zbadać strukturę bezpośrednio przez cały odlewanie lub wlewki, odkuwki, tłoczenie itp. Dzięki tej metodzie badań można znaleźć wady wewnętrzne metalu: pęcherzyki, pustka, pęknięcia, inkluzje żużlowe, zbadają strukturę odlewniczą krystaliczną, badając niejednorodność krystalizacji wlewka i jego heterogeniczności chemicznej (likwidacji).

Dzięki pomocy odcisków palców na papierze fotograficznym na Bauman, określa się nierówność rozkładu siarki na przekroju wlewków. Bardzo ważne Ta metoda badawcza ma w badaniu kącikowych lub tłoczonych kęsów do określenia kierunku włókien w metalu.

3. Mikrostrukturę jest jedną z głównych metod metalothingu, jest badanie metalowej mikrostruktury na mikroskopie metalograficzne i elektronowe.

Ta metoda pozwala na zbadanie mikrostruktury obiektów metalowych z dużymi zoomami: od 50 do 2000 razy na mikroskopie optycznym metalograficznym i od 2 do 200 tysięcy razy na mikroskopie elektronowym. Badanie mikrostruktury odbywa się na polerowanych śladach. Obecność inkluzji niemetalicznych, takich jak tlenki, siarczki, małe inkluzje żużlowe i inne wtrącenia, różnią się od charakteru metalu bazowego badane są na polerkach w kształcie netto.

Mikrostruktura metali i stopów badanych na obrażeniach. Trawienie jest zwykle wytwarzane przez słabe kwasy, alkalia lub inne rozwiązania, w zależności od charakteru metalu Grind. Efekt trawienia polega na tym, że rozpuszcza różne elementy strukturalne na różne sposoby, malując je w różnych kolorach lub kolorach. Granice ziaren, różniące się od głównego rozwiązania, mają szatę zwykle odmienną od podstawy i wyróżnia się na spustoszenie w postaci linii ciemnych lub lekkich.

Polihedra ziaren widocznych pod mikroskopem są sekcje ziaren z powierzchnią szlifowania. Ponieważ ta sekcja jest losowa i może mieć miejsce na różnych dystansach od środka każdego ziarna ziarna, różnica w wielkości polihedry nie odpowiada ważnym różnicom w rozmiarach ziarna. Największe największe ziarno ziarna są najbliżej rzeczywistej wielkości ziarna.

Podczas trawienia próbki składającej się z jednorodnych ziaren krystalicznych, takich jak czysty metal, jednorodny stały roztwór itp., Często obserwuje się różnie leczone powierzchnie różnych ziarna.

Zjawisko to wyjaśniono fakt, że ziarna różnych orientacji krystalograficznych pojawiają się na powierzchni papieru ściernego, w wyniku czego stopień ekspozycji kwasowej dla tych ziarna jest inna. Niektóre ziarna wyglądają błyszczącym, inni są silnie traktowani, przyciemniają. To zaciemnienie wiąże się z tworzeniem różnych figury trawienia, inaczej odbijające promienie świetlne. W przypadku stopów poszczególne składniki strukturalne tworzą mikrorzelność na powierzchni papieru ściennego, który ma sekcje o różnych nachyleniu poszczególnych powierzchni.

Normalnie położone obszary odzwierciedlają największą ilość światła i okazują się najbardziej światłem. Inne witryny są ciemniejsze. Często kontrast na obrazie struktury ziarnistej nie jest związane ze strukturą powierzchni ziarna, ale z ulgą granic ziaren. Ponadto różne odcienie składników strukturalnych mogą być wynikiem tworzenia folii utworzonych przez interakcję Wytwórnika z komponentami strukturalnymi.

Korzystając z badań metalograficznych, można wykonać jakościową identyfikację składników strukturalnych stopów i ilościowego badania mikrostruktur metali i stopów, po pierwsze, poprzez porównanie ze znanymi strukturami mikrostonymi, a po drugie, specjalne metody metalografii ilościowej.

Określona jest wielkość ziarna. Metoda oceny wizualnej polegającej na fakcie, że rozważana mikrostruktura jest w przybliżeniu szacowana przez punkty standardowych skal zgodnie z GOST 5639-68, GOST 5640-68. Zgodnie z odpowiednimi tabelami obszar jednego ziarna i ilość ziarna na 1 mm jest określony dla każdego wyniku. 2 i 1 mm 3 .

Sposób obliczania ilości ziarna na powierzchni papieru ściernego za pomocą odpowiednich formuł. Jeśli s jest obszarem, na którym liczba ziarna N i M - zwiększenie mikroskopu Średnia wartość Ziarna w przekroju poprzecznego powierzchni

Określenie kompozycji fazowej. Kompozycja fazy stopowej jest częściej oceniana przez oko lub porównując strukturę standardowymi skalami.

Przybliżona metoda ilościowego oznaczania kompozycji fazowej może być przeprowadzana przez metodę sekwencyjnie, obliczając długość segmentów zajmowanych przez różne elementy strukturalne. Stosunek tych segmentów odpowiada zawartości objętości poszczególnych komponentów.

Chodzi o to A.a. Glagolev. Ta metoda przeprowadza się oceniając liczbę punktów (punkty przecięcia siatki ocznej mikroskopu) wchodzące do powierzchni każdego składnika strukturalnego. Ponadto wytworzono metodę metalografii: określanie wartości powierzchni fazy i ziaren; określanie liczby cząstek w objętości; Oznaczanie orientacji ziaren w próbkach polikrystalicznych.

4. Elektroniczna mikroskopia. Elektroniczny mikroskop jest najważniejszy w badaniach metalograficznych. Niewątpliwie jest właścicielem wielkiej przyszłości. Jeśli rozdzielczość mikroskopu optycznego osiągnie wartości 0,00015 mm \u003d 1500 A, wówczas zdolność rozdzielczości mikroskopów elektronowych osiąga 5-10 a, tj. Kilkaset razy więcej niż optyczne.

Na mikroskopie elektronowym, cienkie folie (repliki) usunięte z powierzchni półki lub bezpośrednio badające cienkie folie metalowe uzyskane przez udoskonalenie masywnej próbki.

Najbardziej potrzebuje do użycia mikroskopii elektronowej badania procesów związanych z uwalnianiem nadmiaru faz, na przykład zaniku zaklotowych stałych roztworów z starzeniem termicznym lub deformacji.

5. Metody badawcze rentgenowskie. Jedną z najważniejszych metod ustanawiających strukturę krystalograficzną różnych metali i stopów jest analiza strukturalna rentgenowska. Ta metoda badawcza umożliwia określenie charakteru wzajemnego układu atomów w Crystalline Ciała, tj. Rozwiąż zadanie, które nie jest dostępne lub zwykły, ani elektronowy mikroskop.

Podstawą analizy strukturalnej rentgenowskiej jest interakcja między promieniami promieniami rentgenowską, a atomami organizmu w badaniu leżą w drodze, dzięki czemu te ostatnie staje się jak nowe źródła promieni rentgenowskich, będąc centrami ich rozpraszania.

Promienie rozpraszające atomy mogą być tak jak odzwierciedlać te promienie od samolotów atomowych kryształu zgodnie z prawami optyki geometrycznej.

Promienie rentgenowskie odbijają nie tylko z samolotów leżących na powierzchni, ale także z głębi. Odbijający się z kilku równomiernie zorientowanych samolotów, ray odzwierciedlone jest wzmocnione. Każda płaszczyzna krystalicznej kraty daje wiązkę odbijanych fal. Po uzyskaniu pewnej alteracji odbijonych belek rentgenowskich w pewnych kątach, oblicz odległość międzyplanarną, krystalograficzne wskaźniki samolotów odblaskowych, ostatecznie kształt i rozmiar kryształowej sieci.

Praktyczna część

Treść raportu.

1. Raport musi określić nazwę, cel pracy.

2. Wymień główne właściwości fizyczne metali (z definicjami).

3. Napraw w notebooku tabeli 1-2. Nawiązać wnioski na tabelach.

4. Wypełnij tabelę: "Podstawowe metody badawcze w materiałach nauk".

Rengian.

metody badawcze.

Praktyczna praca numer 2

Temat: "Studium diagramów stanu"

Cel pracy: Zapoznanie studentów z podstawowymi typami schematów statusu, ich głównych linii, punktów, ich znaczenia.

Postęp:

1. Zwiększ część teoretyczną.

Część teoretyczna.

Diagram statusu jest graficzny obraz Stany dowolnego stopu badanego systemu w zależności od stężenia i temperatury (patrz CRIS. 1)

Rys.1 schematu stanu

Diagramy stanu pokazują stabilne stany, tj. Stwierdza, że \u200b\u200bw tych warunkach mają minimum wolną energię, a zatem nazywany jest również diagramem równowagi, ponieważ pokazuje, które fazy równowagi istnieją w tych warunkach.

Budowa schematów stanu jest najczęściej przeprowadzana przy użyciu analizy termicznej. W rezultacie otrzymuje się serię krzywych chłodzących, przy czym w temperaturze transformacji faz obserwuje się punkty do montażu i zatrzymania temperatury.

Temperatury odpowiadające transformacjom fazowym nazywane są punktami krytycznymi. Trochę punkt krytyczny Mają na przykład imiona, punkty odpowiadające początku krystalizacji nazywane są kropkami płynów, a koniec krystalizacji - punktów Solidus.

Przez krzywe chłodzenia kompozycja kompozycji jest wbudowana w współrzędnych: wzdłuż osi odcięcia - stężenie składników wzdłuż osi temperatury ordyniejącej. Skala koncentracji przedstawia zawartość składnika V. Linie głównymi są linie licencyjne (1) i Solidus (2), a także linie odpowiadające transformacjom fazowym w stanie stałym (3, 4).

Zgodnie z diagramem państwowym można określić temperatury transformacji fazowych, zmieniając kompozycję fazową, w przybliżeniu właściwości stopu, typy przetwarzania, które mogą być stosowane do stopu.

Poniżej znajdują się różne typy diagramów stanu:

Rys. 2. Diagram ramki z nieograniczoną rozpuszczalnością

składniki w stanie stałym (A); Krzywe chłodzenie typowe

stopy (b)

Analiza uzyskanego schematu (rys. 2).

1. Liczba składników: K \u003d 2 (składniki A i B).

2. Liczba faz: f \u003d 2 (faza płynna L, stałe kryształy)

3. Główne linie wykresu:

aCB jest linią LIVICUS, powyżej tej linii stopów jest w stanie ciekłym;

aDB - Linia Solidus, poniżej tych stopów linii znajdują się w stanie stałym.

Rys.3. Schemat stanu stopów z brakiem rozpuszczalności składników w stanie stałym (a) i krzywym chłodzącym stopów (b)

Analiza schematu stanu (rys. 3).

1. Liczba składników: K \u003d 2. (składniki A i B);

2. Liczba faz: f \u003d 3. (Kryształy składowe, kryształy składowe w fazie ciekłej).

3. Główne linie wykresu:

linia Solidus ECF, równolegle do osi stężeń ma tendencję do osi elementów, ale nie do nich nie dociera;

Figa. 4. Schemat stanu stopów o ograniczonej rozpuszczalności komponentów w stanie stałym (a) i krzywym chłodzącym typowych stopów (b)

Analiza schematu stanu (rys. 4).

1. Liczba składników: K \u003d 2 (składniki A i B);

2. Liczba faz: F \u003d 3 (faza ciekła i kryształy stałych roztworów (roztwór składnika w składniku A) i (roztwór komponentów A w składniku B));

3. Główne linie wykresu:

linia LIVICUS ACB składa się z dwóch oddziałów zbieżnych w pewnym momencie;

linia Solidusa ADCFB składa się z trzech witryn;

dM - linia koncentracji ograniczającego składnika w składniku A;

fn - Linia ograniczającego koncentracji składnika A w Component V.

Praktyczna część

Zadanie dla studentów:

1. Zapisz nazwę pracy i jego cel.

2. Zapisz jaki jest diagram statusu.

Odpowiedz na pytania:

1. Jak buduje diagram statusu?

2. Co mogę zdefiniować diagram statusu?

3. Jakie nazwiska mają podstawowe punkty wykresu?

4. Co jest wskazane na diagramie na osi odciętej? Osiedztwo?

5. Jakie są główne linie diagramu?

Opcje opcji:

Studenci reagują na te same pytania inaczej są rysunkami, dla których konieczne jest odpowiedzieć. 1 Opcja daje odpowiedzi na rysunku 2, 2 opcje zapewnia odpowiedzi na rysunku 3, opcja 3 daje odpowiedzi na rysunku 4. Figura musi być ustalona w notebooku.

1. Jak nazywa się diagrama?

2. Nazwa Ile składników jest zaangażowanych w tworzenie stopu?

3. Jakie litery wskazują główne linie wykresu?

Praktyczna praca numer 3

Temat: "Studiowanie Castows"

Cel pracy: Wprowadzenie uczniów z oznakowaniem i obszarami zastosowania Castoff; Tworzenie zdolności do rozszyfrowania marki żeliwa.

Postęp:

Część teoretyczna.

Żeliwo różni się od stali: w składzie - wyższa zawartość węgla i zanieczyszczenia; Zgodnie z właściwościami technologicznymi - wyższe właściwości odlewnicze, niewielka zdolność do odkształcenia plastycznego, prawie nie jest używana w konstrukcjach spawanych.

W zależności od stanu węgla w odróżnianiu żeliwa odlewanego: białe żeliwo - węgiel w stany związku. W formie cementytu, na śniadanie ma białe i metalowe brokat; Gray żeliwo - całe węgiel lub większość jest w stanie wolnym w formie grafitu, aw państwie powiązanym nie ma więcej niż 0,8% węgla. Ze względu na dużą ilość grafitu jego przerwa jest szara; Część półwąska jest w stanie wolnym w formie grafitu, ale co najmniej 2% węgla ma postać cementutu. Mała jest używana w technice.

W zależności od formy grafitu i warunków jego tworzenia następujące grupy odróżniających: szary - z blaszkowym grafitem; wysoka wytrzymałość - z sferycznym grafitem; Dusty - z Florid Graphite.

Inkluzje grafitowe można uznać za odpowiednią formę pustki w strukturze żeliwa. O takich wadach podczas załadunku, napięcia są zatężone, których wartość jest tym większa, że \u200b\u200bostra defekt. Wynika z tego, że grafitowe inkluzje kształtu płyty do maksymalnego pomiaru metalu. Bardziej korzystny flakowy kształt, a optymalna jest kulistą formą grafitu. Plastyczność zależy od formy w ten sam sposób. Obecność grafitu najczęściej zmniejsza odporność na sztywnych metodach ładowania: cios; luka. Odporność na kompresję jest zmniejszona.

Szary żelazo

Gray żeliwo jest szeroko stosowane w inżynierii mechanicznej, ponieważ jest łatwo przetwarzane i ma dobre właściwości. W zależności od siły, żeliwo szary jest podzielone na 10 stopni (GOST 1412).

Żelazki szare odlewane z małym odpornością rozciągającej mają wystarczająco wysoką odporność na ściskanie. Struktura bazy metalicznej zależy od ilości węgla i krzemu.

Biorąc pod uwagę niewielką odporność odlewów szarych żeliwa przez rozciąganie i obciążenia wstrząsy, materiał ten powinien być stosowany do części poddanych obciążeniach ściskającym lub zginającym. W obrabiarce są to podstawowe, częściowe części, wsporniki, koła zębate, prowadnice; W blokach samochodowych - cylindry, pierścienie tłokowe, wałki rozrządu, tarcze sprzęgło. Odlewy wykonane z żeliwa szarego są również używane w magazynowaniu elektrycznym, do produkcji towarów konsumpcyjnych.

Znakowanie szarych Castoff: wskazane przez indeks SCH (żeliwa szare) i numer, który pokazuje wartość wytrzymałości siły pomnożonej przez 10 -1 .

Na przykład: Góra 10 Gray żeliwa, wytrzymałość na rozciąganie 100 MPa.

Maszyny żelazo

Dobre właściwości odlewów są zapewnione, jeśli proces grafityzacji nie występuje podczas krystalizacji i chłodzenia odlewów w formularzu. Aby zapobiec graficyzować, żeliwo powinno mieć obniżony zawartość węgla i krzemu.

Istnieje 7 znaczków kucia żeliwa: trzy z ferrytycznymi (KCH 30 - 6) i cztery z podstawą Pearlite (KCH 65 - 3) (GOST 1215).

W przypadku właściwości mechanicznych i technologicznych żelazo Maversea zajmuje pozycję pośredniączną między żeliwem i stalą. Wadą żeliwa kucia w porównaniu z wysoką wytrzymałością jest ograniczenie grubości ścianki do odlewania i potrzeby wyżarzania.

Odlewy żeliwa dla kobiet są używane do części działających w obciążeniach wstrząsowych i wibracyjnych.

Przekładnia Carter, koncentrata, haczyki, zszywki, zaciski, sprzęgła, kołnierze produkowane są z ferrytycznych Castons.

Od kółek perlitowych charakteryzujących się wysoką trwałością, wystarczającą plastycznością, widelce wałków kardanowych, łączy i rolek łańcuchów przenośników, klocki hamulcowe.

Oznakowanie żeliwa do kucia: wskazane przez indeks CC (kucie żeliwa) i cyfry. Pierwszy numer odpowiada limit wytrzymałości na rozciąganie, pomnożone przez 10 -1 , Druga liczba jest względnym wydłużeniem.

Na przykład: KC 30-6 - Dyking żeliwo, wytrzymałość na rozciąganie 300mp, względna wydłużenie wynosi 6%.

Żeliwo żeliwa o wysokiej wytrzymałości

Zdobądź te żeliwo z szarego, w wyniku modyfikacji magnezu lub cer. W porównaniu do żeliwa szarego, zwiększenie właściwości mechanicznych, jest spowodowany brakiem nierówności w dystrybucji naprężeń ze względu na sferyczny kształt grafitu.

Te żeliwo mają wysoką procesję płynną, skurcz liniowy - około 1%. Napięcia odlewnicze w odlewach są nieco wyższe niż na żeliwo szare. Ze względu na wysoki moduł elastyczności, bardzo wysoką przetwarzalność cięcia. Mieć satysfakcjonującą spawalność.

Z żeliwa o wysokiej wytrzymałości wykonana jest cienkościenne odlewów (pierścienie tłokowe), dywaniki do kucia młotek, łóżek i ramek prasowych i rolek, formy, frezów, topów.

Odlewy wałków korbowych Wagi do 2..3 T, zamiast kute wałów ze stali, mają wyższą lepkość cykliczną, całkowicie dobrze wrażliwych do zewnętrznych koncentratorów napięcia, mają lepsze właściwości antyifrykcyjne i znacznie tańsze.

Oznakowanie żeliwa o wysokiej wytrzymałości: oznaczony indeksem RF (żeliwa o wysokiej wytrzymałości) i numer, który pokazuje wartość siły sił pomnożonego przez 10 -1 .

Na przykład: HF 50 - żeliwo o wysokiej wytrzymałości o wytrzymałości na rozciąganie 500 MPa.

Praktyczna część

Zadanie dla studentów:

1. Wprowadź nazwę pracy, jego cel.

2. Opisz produkcję żeliwa.

3. Wymaga tabeli:

3. Wysoki pass.

żeliwo

Praktyczny numer pracy 4

Temat: "Badanie stali konstrukcyjnych dwutlenku węgla i stopowych"

Cel pracy:

Postęp:

1. Rozważ wraz z częścią teoretyczną.

2. Wykonaj zadania praktycznej części.

Część teoretyczna.

Stal jest stopem żelaza z węglem, w którym węgiel jest zawarty w wysokości 0 -2,14%. Stal są najczęstszymi materiałami. Mieć dobre właściwości technologiczne. Produkty uzyskuje się w wyniku przetwarzania ciśnienia i cięcia.

Jakość w zależności od zawartości szkodliwych zanieczyszczeń: stal siarki i fosforu są podzielone na stal:

˗ Zwykła jakość, zawartość do 0,06% siarki i do 0,07% fosforu.

˗ jakościowy - do 0,035% siarki i fosforu każdy oddzielnie.

˗ Wysoka jakość - do 0,025% siarki i fosfor.

˗ Jakość specjalna, do 0,025% fosforu i do 0,015% siarki.

Opóźnienie jest procesem usunięcia tlenu ze stali, czyli, w zależności od stopnia odtleniania, są: spokój stal, tj. Całkowicie rozciągnięte; Taka stal jest oznaczona literami "SP" na końcu marki (czasami litery są obniżone); Wrząca stal - słabo rozciągnięty; oznaczone literami "KP"; stal pół-deval, zajmując pozycję pośrednią między dwoma poprzednimi; Denotee "ps".

Stal zwykłej jakości jest również podzielona na dostawy 3 grup: stal z grupy A jest dostarczany do konsumentów do właściwości mechanicznych (taka stal może mieć zwiększoną zawartość siarki lub fosforu); Grupa stalowa B - według składu chemicznego; Grupa stalowa B - z gwarantowanymi właściwościami mechanicznymi i składem chemicznym.

Stal konstrukcyjna przeznaczona jest do produkcji konstrukcji, części maszyn i urządzeń.

Tak więc w Rosji iw krajach WNP (Ukraina, Kazachstan, Białoruś itp.), Alfanumeryczne oznaczenie stali i stopów i stopów, które według Gosta są warunkowo wskazane przez nazwy elementów i metod stali i Liczby są warunkowo wyznaczone elementy. Do tej pory międzynarodowe organizacje normalizacyjne nie opracowały jednolitego systemu znakowania stołka.

Oznaczanie strukturalnych stali węglowych

zwykła jakość

˗ Wskazać zgodnie z GOST 380-94 liter "St" i warunkową liczbą marki (od 0 do 6), w zależności od składu chemicznego i właściwości mechanicznych.

˗ Im wyższa zawartość węgla i właściwości wytrzymałości stali, tym większa jego numer.

˗ Litera "G" po numerze marki wskazuje zwiększoną zawartość manganu w stali.

˗ Przed marką wskazują grupę stali, a grupa "A" w oznaczeniu marki nie została umieszczona.

˗ Aby wskazać kategorię stali do oznaczenia znaków, numer na końcu odpowiedniej kategorii dodaje się, pierwsza kategoria zwykle nie wskazana.

Na przykład:

˗ ST1KP2 - stal węglowa zwykłej jakości, wrzenia, marki 1, druga kategorii, przychodzi do konsumentów do właściwości mechanicznych (grupa A);

˗ Esta - stal węglowa zwykłej jakości ze zwiększoną zawartością manganu, spokój, marki 5, pierwsza kategoria z gwarantowanymi właściwościami mechanicznymi i składem chemicznym (grupa b);

˗ jaja - stal węglowa zwykłej jakości, liczba marki 0, Grupa B, pierwsza kategoria (stalowe znaczki ST0 i BST0 w zależności od stopnia odtleniania nie są rozdzielane).

Oznakowanie stali wysokiej jakości strukturalnych

˗ Zgodnie z GOST 1050-88 stal te są oznaczone dwufunkcyjnymi liczbami pokazującymi średnią zawartość węgla w setnych procentach: 05; 08; 10; 25; 40, 45 itd.

˗ Dla spokojnych stali, litery na końcu ich nazw nie są dodawane.

Na przykład, 08KP, 10PS, 15, 18kp, 20 itd.

˗ Litera G w marce zaczął wskazać zwiększoną konserwację manganu.

Na przykład: 14g, 18g itd.

˗ Najczęstsza grupa do wytwarzania części maszynowych (wały, osie, tuleje, koła zębate itp.)

Na przykład:

˗ 10 - Stal strukturalna wysokiej jakości stal, z zawartością węgla około 0,1%, spokój

˗ 45 - Stal konstrukcyjna wysokiej jakości stal, z zawartością węgla około 0,45%, spokój

˗ 18 KP - Stal konstrukcyjna wysokiej jakości stal o zawartości węgla około 0,18% wrzenia

˗ 14g - Stronowa konstrukcyjna wysokiej jakości stal o zawartości węgla około 0,14%, spokój, o wysokiej zawartości manganu.

Oznakowanie stałów strukturalnych stopowych

˗ Zgodnie z Gost 4543-71 nazwa takich stali składa się z liczb i liter.

˗ Pierwsze figury marki wskazują średnią zawartość węgla w stali w setnych interesach.

˗ Litery wskazują główne elementy stopowe zawarte w stali.

˗ Numery po każdej literze oznaczają przybliżoną zawartość procentową odpowiedniego elementu, zaokrąglony do liczby całkowitej, gdy element stopowy jest zawartość do 1,5%, liczba nie jest określona podczas odpowiedniej litery.

˗ List A na końcu marki wskazuje, że stalowa wysoka jakość (ze zmniejszoną zawartością siarki i fosforu)

˗ N - nikiel, X - Chrome, K - Cobalt, M - Molibden, V - Wolfram, T - Titan, D - Miedź, G - Mangan, C - silni.

Na przykład:

˗ 12х2н4a - stal ze stopu strukturalnym, wysoka jakość, z zawartością węgla około 0,12%, chromu około 2%, niklu około 4%

˗ 40KHN - Stal ze stopu strukturalnym, z zawartością węgla około 0,4%, chromu i niklu do 1,5%

Znakowanie innych grup stali strukturalnych

Stal sprężynowa.

˗ Główna cecha wyróżniająca tych stali - zawartość węgla w nich powinna wynosić około 0,8% (w tym przypadku właściwości elastyczne pojawiają się w stali)

˗ Sprężyny i sprężyny są wykonane z węgla (65,70,75,80) i stopy (65С2, 50HG, 60C2 kotlety, 55 hg) stali konstrukcyjne

˗ Te stal dominowane z elementami, które zwiększają granicę elastyczności - krzem, mangan, chrom, wolfram, wanad, bor

Na przykład: 60C2 - stalowa konstrukcyjna sprężyna węglowa o zawartości węgla około 0,65%, silikon o 2%.

Stal łożyska kulkowa

GOST 801-78 oznaczony literami "shx", po czym zawartość chromu jest wskazana w decyzjach procentowego.

˗ Dla stali poddanych osłanianiu elektrycznym, litera W jest dodawana również na końcu ich nazw przez Dash.

Na przykład: shh15, shh20sg, shh4-sh.

˗ z nich produkuje części do łożysk, są one również używane do wykonywania części działających pod dużymi obciążeniami.

Na przykład: SHH15 - stalowe łożysko kulkowe z zawartością węgla 1%, chrom 1,5%

Automatyczna stal.

GOST 1414-75 zaczyna się od litery A (automatyczny).

˗ Jeśli stal jest domieszkowany ołowiu, jego nazwa zaczyna się od liter AU.

˗ Aby odzwierciedlić zawartość w stali pozostałych elementów, takie same zasady są wykorzystywane jako do stalowych stali konstrukcyjnych. Na przykład: A20, A40g, AC14, AC38HMM

Na przykład: AC40 - stalowa maszyna konstrukcyjna, z zawartością węgla 0,4%, ołów 0,15-0,3% (nie określono w marce)

Praktyczna część

Zadanie dla studentów:

2. Zapisz główne oznaki oznakowania Wszystkie grupy stali konstrukcyjnych (zwykła jakość, wysokiej jakości stale, stale strukturalne, stale sprężynowe, łożyska kulkowe, stale automatyczne), z przykładami.

Opcje opcji:

Oddaj znaczki i zapisz zakres konkretnej marki (tj. Do produkcji, której jest przeznaczony)

Praktyczna praca numer 5

Temat: "Badanie stali narzędzi węglowych i stopowych"

Cel pracy: Zapoznanie studentów z etykietowaniem i obszarami zastosowania stali konstrukcyjnych; Tworzenie zdolności do rozszyfrowania oznakowania stali konstrukcyjnych.

Postęp:

1. Rozważ wraz z częścią teoretyczną.

2. Wykonaj zadanie praktycznej części.

Część teoretyczna.

Stal jest stopem żelaza z węglem, w którym węgiel jest zawarty w ilości 0-2,14%.

Stal są najczęstszymi materiałami. Mieć dobre właściwości technologiczne. Produkty uzyskuje się w wyniku przetwarzania ciśnienia i cięcia.

Zaletą jest możliwość uzyskania pożądanego kompleksu właściwości, zmieniając kompozycję i rodzaj przetwarzania.

W zależności od celu stali podzielono na 3 grupy: stal strukturalny, instrumentalny i specjalny.

Jakość w zależności od zawartości szkodliwych zanieczyszczeń: stal siarki i fosforu są podzielone na: zwykłą jakość stal, zawartość do 0,06% siarki i do 0,07% fosforu; wysokiej jakości - do 0,035% siarki i fosforu każdy oddzielnie; Wysoka jakość - do 0,025% siarki i fosforu; Kompleksowy, do 0,025% fosforu i do 0,015% siarki.

Stal instrumentalna przeznaczona jest do wytwarzania różnych narzędzi, zarówno do obróbki ręcznej, jak i mechanicznej.

Obecność szerokiej gamy stali i stopów wyprodukowanych różnych krajówPotrzeba ich zidentyfikowania, jednak do tej pory nie ma jednolitych stali systemów i stopów, które stwarza pewne trudności do obrotu metalowego.

Znakowanie stali narzędziowych węglowych

˗ Dane stalowe zgodnie z GOST 1435-90 są podzielone na wysoką jakość i wysoką jakość.

˗ Stal jakościowa oznaczają literę w (węgla) i cyfrę wskazującą średnie zawartość węgla w stali, w dziesiątych procent.

Na przykład: U7, U8, U9, U10. U7 - stal narzędziowa węglowa o zawartości węgla około 0,7%

˗ W oznaczeniu stali wysokiej jakości dodano literę A (U8A, U12A itd.). Ponadto litera G może być obecna w notacji zarówno wysokiej jakości, jak i wysokiej jakości narzędzi węglowych, wskazujących na zwiększoną zawartość w stali manganu.

Na przykład: U8G, U8GA. U8A - stal narzędziowa z zawartością węgla około 0,8% wysokiej jakości.

˗ Wykonano narzędzie do ręcznie (dłuto, kerner, pieluchy itp.), Prace mechaniczne przy niskich prędkościach (wiertarki).

Oznakowanie stali na narzędzia stopowe

˗ Zasady oznaczenia stali stopowej instrumentalnej według GOST 5950-73 są głównie takie same jak stopy strukturalne.

Różnica leży tylko w liczbach wskazujących na masową frakcję węgla w stali.

˗ Procent węgla jest również wskazany na początku nazwy stali, w dziesiątkach odsetek, a nie setne, co do stali stopowych strukturalnych.

˗ Jeśli w domieszkowanej stali instrumentalnej zawartość węgla wynosi około 1,0%, a następnie odpowiednia cyfra na początku swojej nazwy zazwyczaj nie jest wskazana.

Dajemy przykłady: stal 4x2v5mf, HBH, HVF.

˗ 9x5VF - Stopowa stal narzędziowa, z zawartością węgla wynoszącą około 0,9%, chrom około 5%, wanad i wolframu do 1%

Zaciśnięte etykietowanie (szybka)

stale narzędziowe.

˗ Oznacz literę "P", figura następująca wskazuje na odsetek wolframu: w przeciwieństwie do stali stopowych w nazwach stali o dużej prędkości, odsetek chromu nie wskazuje, ponieważ Jest około 4% we wszystkich stalach, a węgiel (jest proporcjonalny do zawartości wanadu).

˗ Litera F pokazano obecność wanadu, jest wskazywany tylko wtedy, gdy zawartość wanadu wynosi ponad 2,5%.

Na przykład: P6M5, P18, P6 M5F3.

˗ Zwykle z tych stali produkują narzędzie o wysokiej wydajności: wiertarki, frezy itp. (dla tańszych tylko części roboczej)

Na przykład: P6M5K2 - stal o dużej prędkości, z zawartością węgla około 1%, wolframa około 6%, chromu około 4%, wanad do 2,5%, molibdenum około 5%, kobalt około 2%.

Praktyczna część

Zadanie dla studentów:

1. Zapisz nazwę pracy, jego cel.

2. Zapisz podstawowe zasady etykietowania wszystkich grup stali instrumentalnych (węgiel, stop, wysoki stop)

Opcje opcji:

1. Rozszyfrować znaczki i zapisuj zakres konkretnej marki (tj. Do produkcji, której jest przeznaczony).

Praktyczna praca numer 6

Temat: "Studium stopów opartych na miedzi: mosiądz, brąz"

Cel pracy: Znajomość studentów z etykietowaniem i dziedziną zastosowania metali nieżelaznych - miedzi i stopów opartych na nim: mosiądzu i brązu; Tworzenie zdolności do rozszyfrowania mosiądzu i brązu.

Zalecenia dla studentów:

Postęp:

1. Rozważ wraz z częścią teoretyczną.

2. Wykonaj zadanie praktycznej części.

Część teoretyczna.

Mosiądz

Mosiądz może być w ich kompozycji do 45% cynku. Wzrost zawartości cynku do 45% prowadzi do wzrostu siły do \u200b\u200b450 MPa. Maksymalna plastyczność odbywa się, gdy zawartość cynku wynosi około 37%.

Zgodnie z metodą produkcji produkcji, odznaczane są mosiężne odlewnicze i odlewnia.

Odkształcalny mosiądz jest oznaczony literą L, a następnie liczbę wskazującą zawartość miedzi w procentach, na przykład, w mosiądzu L62 zawiera 62% miedzi i 38% cynku. Jeśli oprócz miedzi i cynku są inne elementy, a następnie ich początkowe litery są ustawione (O - cyna, C - ołów, Z - żelazo, fosfor, MC - Mangan, A - Aluminium, C - cynk).

Liczba tych elementów jest oznaczona odpowiednimi liczbami po numerze wskazującym zawartość miedzi, na przykład, Alloy Lag60-1-1 zawiera 60% miedzi, 1% aluminium, 1% żelaza i 38% cynku.

Mosiądz ma dobrą odporność na korozję, która może być wzmocniona przez dodatkowo dodając puszkę. Mosiądz Lo70 -1 Rack przeciwko korozji woda morska I nazywany "mosiądzu morskiego". Dodanie niklu i żelaza zwiększa wytrzymałość mechaniczną do 550 MPa.

Mosiądz odlewni jest również oznaczony literą L, po zapisaniu litera głównego elementu stopowego (cynku), a każda kolejna jest cyfra, co wskazuje jego uśrednioną zawartość w stopu. Na przykład brass LZ23A6ZH3MC2 zawiera 23% cynku, 6% aluminium, 3% żelaza, 2% manganu. Marka marki LZ16K4 ma najlepszy proces płynny. Mosiądz odlewniczy obejmuje mosiężny typ LS, LK, LA, LK, LJS. Mosiądz odlewni nie jest skłonny do przynęty, mają skoncentrowany kurczenie się, odlewy są uzyskiwane przy wysokiej gęstości.

Mosiądz są dobrym materiałem do struktur, które działają w negatywnych temperaturach.

Brązowy

Stopy miedzi z innymi elementami innymi niż cynk nazywane są brązem. Brąz jest podzielony na odkształcalną i odlewnię.

Podczas oznaczenia odkształcalnego brązu w pierwszej kolejności, litery BR są ustawione, listy wskazujące, które elementy, z wyjątkiem miedzi, znajdują się w stopie. Po litach są liczbami, pokazując zawartość składników kompozycji. Na przykład, marka BROF10-1 oznacza, że \u200b\u200b10% puszki jest wliczona w brązu, 1% F o OzFora, reszta jest miedź.

Znakowanie z brązu odlewania zaczyna się również od liter z BR, wtedy oznaczenia literowe elementów stopowych są wskazane, a figura wskazuje jego uśrednioną zawartość w stopie. Na przykład Bronze Bro3C12С5 zawiera 3% cyny, 12% cynku, 5% ołowiu, reszta jest miedź.

Brąz z blaszanym, gdy tworzy się stałe rozwiązania. Te stopy są bardzo podatne na alkohol z powodu dużego interwału termicznego krystalizacji. Ze względu na połączenie ze stopów o zawartości cyny powyżej 5% jest korzystne dla części łożysk przesuwnych: faza miękka zapewnia dobry stary pracownik, cząstki stałe tworzą odporność na zużycie. Dlatego blaszane brązowe są dobre materiały przeciwhryktu.

Brązowy z blaszanym skurczem (około 0,8%), tak stosowane w odlecieniu artystycznym. Obecność fosforu zapewnia dobry proces płynny. Brązowy bronze podzielony jest na odkształcalną i odlewnię.

W deformowanej brązu zawartość cyny nie powinna przekraczać 6%, w celu zapewnienia wymaganej plastyczności, BROR6.5-0.15. W zależności od składu odkształcalnego brązu różnią się dużą mechaniczną, antykorozyjną, antyifrykalną i elastyczną właściwościami i są stosowane w różnych branżach. Z tych stopów, prętów, rur, wstążki, drutu są wykonane.

Praktyczna część

Zadanie dla studentów:

1. Zwolnij nazwę i cel pracy.

2. Wymaga tabeli:

Nazwa

stop, to

definicja

Konserwacja

nieruchomości

stop

Przykład

cechowanie

Rozszyfrowanie

marki

Region

aplikacje

Praktyczny numer pracy 7

Temat: "Badanie stopów aluminiowych"

Cel pracy: Zapoznanie studentów z oznakowaniem i obszarami metali nieżelaznych - aluminium i stopy oparte na nim; Studiowanie cech stosowania stopów aluminium w zależności od ich składu.

Zalecenia dla studentów: Przed przystąpieniem do wykonania praktycznej części zadania starannie przeczytaj przepisy teoretyczne, a także wykłady w skoroszycie na ten temat.

Postęp:

1. Rozważ wraz z częścią teoretyczną.

2. Wykonaj zadanie praktycznej części.

Część teoretyczna.

Zasada etykietowania stopów aluminium. Na początku wskazuje rodzaj stopu: D - stopy rodzaju duraluminy; A - Aluminium techniczne; AK -KOV aluminiowe stopy; W - stopy wysokiej wytrzymałości; Al - stopy odlewania.

Wskazany jest numer ciągłego stopu. Numer warunkowy podąża za oznaczeniem charakteryzującym stan stopu: m - miękki (wszczepiony); T - przetwarzane termicznie (hartowanie plus starzenie); N-finansowany; P - półkończone.

Zgodnie z właściwościami technologicznymi stopów są podzielone na trzy grupy: stopy odkształcalne, niefundowane obróbki cieplnej; Odkształcalne stopy wzmocnione przez obróbkę cieplną; Stopy odlewnicze. Metody metalurgii proszkowej wytwarzają spiekane stopy aluminium (CAC) i spiekane aluminiowe stopy proszkowe (SAP).

Odkształcalne stopy odlewania, które nie są hartowane przez obróbkę cieplną.

Siła aluminiowa może być podniesiona przez DOPING. W stopach, które nie są hartowane przez obróbkę cieplną, mangan lub magnez są wprowadzane. Atomy tych elementów znacznie zwiększają swoją siłę, zmniejszając plastyczność. Stopy są wskazane: z manganem - AMC, z magnezem - AMG; Po oznaczeniu elementu wskazuje jego zawartość (AMG3).

Magnez działa tylko jako komplementar, mangan wzmacnia i zwiększa odporność na korozję. Siła stopu wzrasta dopiero w wyniku napięcia w stanie zimnym. Im większy stopień deformacji, tym bardziej znacząca siła rośnie, a plastyczność jest zmniejszona. W zależności od stopnia utwardzania stopy duggy i półproduktu (AMG3P) różnią się.

Stopy te są wykorzystywane do wytwarzania różnych spawanych zbiorników do paliwa, azotu i innych kwasów, niskich i średnich struktur. Rozkreślalne stopy, wzmocnione obróbki cieplnej.

Takie stopy obejmują duralumin (złożone stopy układów aluminiowych - miedź - magnez lub aluminium - miedź - magnez - cynk). Zmniejszali odporność na korozję, aby zwiększyć, który wprowadza mangan. Duraluminy zwykle przechodzą temperatury 500 o Z i naturalnym starzeniem się, który jest poprzedzony dwu-, trzygodzinnym okresem inkubacji. Maksymalna wytrzymałość osiąga się do 4,5 dnia. Powszechne stosowanie duraluminy znajduje się w inżynierii samolotów, motoryzacyjnej, konstrukcji.

Stopy starzenia się wysokich wytrzymałości są stopami, które oprócz miedzi i magnezu zawierają cynk. B95 stopy B96 mają siłę około 650 MPa. Głównym konsumentem jest statek powietrzny (pokrycie, narodarki, sparów).

Kucie stopów aluminiowych AK, AK8 są wykorzystywane do produkcji odkuwek. Odkuwki są wykonane w temperaturze 380-450 o C, odsłonięty, aby ugasić temperaturę 500-560 o C i starzenie się w 150-165 o C przez 6 godzin.

Nikiel, żelazko, tytan, który zwiększający temperaturę rekrystalizacji i odporność na ciepło do 300 są dodatkowo wprowadzane do stopów aluminium. o Z.

Tłoki, ostrza i tarcze sprężarek osiowych produkowane są silniki turbojet.

Stopy odlewnicze

Stopy odlewnicze obejmują stopy układu aluminiowego - krzem (silhoiny) zawierające 10-13% krzemu. Dodatek do silku magnezu, miedź przyczynia się do skutku utwardzania stopów odlewniczych podczas starzenia się. Tytan i zgnieciony z cyrkonium. Mangan zwiększa właściwości antykorozyjne. Nikiel i żelazo zwiększa odporność na ciepło.

Stopy odlewnicze są oznaczone przez Al2 do AL20. Silhounds są szeroko stosowane do wytwarzania danych odlewanych urządzeń i innych części medium i niskich części, w tym cienkościennych odlewów o złożonym kształcie.

Praktyczna część

Zadanie dla studentów:

1. Zapisz nazwę i cel pracy.

2. Wypełnij tabelę:

Nazwa

stop, to

definicja

Konserwacja

nieruchomości

stop

Przykład

cechowanie

Rozszyfrowanie

marki

Region

aplikacje

Laboratorium Praca numer 1

Temat: "Właściwości mechaniczne metali i metod studiowania (twardości)"

Cel pracy:

Postęp:

1. Rozważaj teoretyczne pozycje.

2. Wykonaj zadanie nauczyciela.

3. Skontaktuj się z raportem zgodnie z zadaniem.

Część teoretyczna.

Twardość nazywana jest zdolnością materiału, aby oprzeć się przenikaniu innego ciała. Podczas testowania twardości, korpus wprowadzony do materiału i zwany wgłębnikiem musi być bardziej stały, aby mieć pewne rozmiary i kształt, nie powinny otrzymywać odkształcenia resztkowego. Testy twardości mogą być statyczne i dynamiczne. Pierwszy typ obejmuje testowanie metodą pobłażania, do drugiego - metodą odpornej na wstrząsy. Ponadto istnieje sposób określania twardości blizn - sklerometrii.

Według wartości twardości metalu można pomyśleć o jego właściwościach. Na przykład, im wyższa twardość określona przez ciśnienie końcówki, tym mniej plastyczności metalu i odwrotnie.

Testy testowe instrumentalne są to, że wgłębnik (diament, z stali hartowanej, stopu stałego), mającą piłkę, stożek lub piramidę, jest wciśnięty do próbki pod akcją obciążenia. Po usunięciu obciążenia na próbce odcisk pozostaje pomiaru wielkości (średnicy, głębokości lub przekątnej) i porównuje go z wielkością wgłębienia i wartości obciążenia, może być oceniana przez twardość metalu.

Twardość jest określana na specjalnych urządzeniach - twardości. Najczęściej twardość zależy od metod Brinell (Gost 9012-59) i Rockwell (GOST 9013-59).

Istnieją ogólne wymagania dotyczące przygotowywania próbek i testowania za pomocą tych metod:

1. Powierzchnia próbki musi być czysta, bez wad.

2. Próbki muszą być pewną grubością. Po otrzymaniu odcisku na odwrotnej stronie próbki nie powinny być śladami deformacji.

3. Próbka musi leżeć na stole sztywno i stale.

4. Obciążenie powinno działać prostopadle do powierzchni próbki.

Określenie twardości Brinell

Twardość metalu solanki określana jest przez rozpuszczenie próbki hartowanej kuli stalowej (rys. 1) o średnicy 10; 5 lub 2,5 mm i wyrażone przez liczbę twardości HB otrzymanej przez podział zastosowanego obciążenia p w H lub KGF (1H \u003d 0,1 kgf) na powierzchni utworzonej na próbie próbki F w mm

Twardość brinell. Hb. wyrażone przez postawę wyznaczonego obciążeniaFA. Do kwadratuS. Sferyczna powierzchnia odcinka (wells) na mierzonej powierzchni.

Hb. = , (MPa),

gdzie

S. - Kwadratowa sferyczna powierzchnia nadruku, mm 2 (Wyrażony przezRE. irE.);

RE. - średnica piłki, mm;

rE. - średnica nadruku, mm;

Wartość obciążeniaFA. , Sarch średnicaRE. A czas trwania fragmentu pod obciążeniem τ jest wybrany zgodnie z tabelą 1.

Rysunek 1. Schemat pomiar twardości metodą Brinella.

a) bruk piłkę do testu

FA.RE. - średnica żarówki,rE. ref. - średnica odcinka;

b) Pomiar średnicy druku magnetycznego (na zdjęciurE.\u003d 4,2 mm).

Tabela 1.

Wybierz średnicę piłki, ładunek i fragment w zależności od obciążenia

od twardości i grubości próbki

Więcej niż 6.

6…3

mniej niż 3.

29430 (3000)

7355 (750)

1840 (187,5)

Mniej niż 1400.

więcej niż 6.

6…3

mniej niż 3.

9800 (1000)

2450 (750)

613 (62,5)

Metale nieżelazne i stopy (miedź, mosiądz, brąz, stopy magnezu itp.)

350-1300

więcej niż 6.

6…3

mniej niż 3.

9800 (1000)

2450 (750)

613 (62,5)

30

Metale nieżelazne (aluminiowe, stopy łożyskowe itp.)

80-350

więcej niż 6.

6…3

mniej niż 3.

10

5

2,5

2450 (250)

613 (62,5)

153,2 (15,6)

60

Figura 2 przedstawia diagram urządzenia dźwigniowego. Próbka jest instalowana na tabeli obiektu 4. Obracanie koła zamachowego 3, śruba 2 Podnieś próbkę, aby skontaktować się z nim za pomocą piłki 5 i dalej, aby zakończyć ściskanie sprężyny 7, umieścić na wrzecionie 6. Sprężyna tworzy wstępnie obciążenie Kula równa 1 kN (100 kgf), która zapewnia stabilną pozycję próbki podczas ładowania. Następnie silnik elektryczny 13 i przez przekładnię robaka przekładni 12, pręt łączący 11 i system dźwigni 8,9, znajdujący się w korpusie sprzętowym 1 z ładunkami 10 tworzy dany pełny ładunek na piłce. Na próbce testowej otrzymuje się nadruk kulowy. Po rozładunku urządzenia próbka usunięta i określona jest o średnicy odcinka specjalnego szkła powiększającego. W przypadku obliczonej średnicy odcinka, średnia wartość arytmetyczna pomiarów w dwóch wzajemnie prostopadłych kierunkach.

Rysunek 2. Schemat urządzenia Brinell

Zgodnie z powyższą formułą, stosując zmierzoną średnicę odcinka, liczba twardości HB jest obliczana. Liczba twardości w zależności od średnicy odebranego nadruku można również znaleźć wzdłuż tabel (patrz tabela numerów twardości).

Podczas pomiaru twardości kuli o średnicy D \u003d 10,0 mm pod obciążeniem f \u003d 29430 h (3000 kgf), przy prędkości migawki τ \u003d 10 ° C - liczba twardości jest zapisywana w następujący sposób:Hb. 2335 MPa lub stare oznaczenie NV 238 (w kgf / mm 2 )

Podczas pomiaru twardości Brinella musisz pamiętać:

Możesz doświadczyć materiałów o twardości nie więcej niż 4500 MPa, ponieważ z większą twardością próbki znajduje się niedopuszczalne odkształcenie samej kuli;

Aby uniknąć układanki, minimalna grubość próbki powinna być co najmniej dziesięciokrotna głębokość odcinka;

Odległość między centrami dwóch sąsiednich wydruków powinna być co najmniej czterema średnic odcisku;

Odległość od środka druku na boczną powierzchnię próbki musi wynosić co najmniej 2,5rE..

Określenie twardości przez Rockwell

Zgodnie z metodą Rockwell twardość metali zależy od pobierania próbki testowej hartowanej stalowej kuli o średnicy 1,588 mm lub stożka diamentowego pod kątem na górze 120 o Zgodnie z działaniem dwóch konsekwentnie towarzyszących obciążeń: wstępne p0 \u003d 10 kgf i generała p równa ilości wstępnego p0 i głównych obciążeń P1 (rys. 3).

twardość RockwellaHr. Jest mierzona w warunkowych jednostkach bezwymiarowych i jest określona przez wzory:

Hr. dO. \u003d - po naciśnięciu stożka diamentowego

Hr. w \u003d - przy oddaniu stalowej kuli,

gdzie 100.– liczba podziałów czarnej skali C, 130 jest liczbą rozszczepienia skali czerwonej w tarczy wskaźnika, mierząc głębokość pobłażania;

h. 0 - Głębokość odpustu stożka diamentowego lub piłki pod działaniem preloadu. Mm.

h. - głębokość odpustu stożka diamentowego lub piłki pod działaniem całkowitego obciążenia, mm

0,002 - Cena dzielenia skali tarczy wskaźnika (przenoszenie stożka diamentowego podczas pomiaru twardości o 0,002 mm odpowiada ruch strzałki wskaźnika w jednym podziale), mm

Typ końcówki i wartość obciążenia jest wybrana zgodnie z tabelą 2, w zależności od twardości i grubości próbki testowej. .

Numer twardości Rockwell (Hr.) Jest miarą głębokości wcięcia wgłębienia i wyraża się w konwencjonalnych jednostkach. Na jednostce twardości przyjęła wartość bezwymiarową odpowiadającą ruchowi osiowym o 0,002 mm. Liczba twardości Rockell jest bezpośrednio bezpośrednio strzałka na skali lub w wskaźniku po automatycznym usunięciu obciążenia głównego. Twardość tego samego metalu, określona przez różne metody, wyraża różne jednostki twardości.

Na przykład,Hb. 2070, Hr. dO. 18 lub.Hr. w 95.

Rysunek 3. Schemat pomiaru twardości Rockwell

Tabela 2

W

Hr. W

Stalowa piłka

981 (100)

0,7

25…100

na skali B.

od 2000 do 7000 (stal hartowana)

Z

Hr. Z

Stożek Diamentowy.

1471 (150)

0,7

20…67

w skali C.

Od 4000 do 9000 (części poddane cementowaniu lub azotowaniu, stopy stałe itp.)

ALE

Hr. ALE

Stożek Diamentowy.

588 (60)

0,4

70…85

na skali B.

Metoda Rockwell charakteryzuje się prostotą i wysoką wydajnością, zapewnia zachowanie wysokiej jakości powierzchni po teście, umożliwia testowanie metali i stopów, zarówno niskiej, jak i wysokiej twardości. Metoda ta nie jest zalecana dla stopów z niejednorodną strukturą (szarą, wilgotną i wysoką wytrzymałą ilością żeliwa, stopów łożysk antyiferykcyjnych itp.).

Praktyczna część

Treść raportu.

Określ nazwę pracy, jego cel.

Odpowiedz na pytania:

1. Co nazywa się twardością?

2. Jaka jest istota definicji twardości?

3. Co znasz 2 metody określania twardości? Jaka jest ich różnica?

4. Jak przygotować próbkę do testu?

5. Jak wyjaśnić brak uniwersalnej metody określania twardości?

6. Dlaczego wielu właściwości mechanicznych materiałów najczęściej określa twardość?

7. Napraw w notebooku schemat określania twardości Brinnal i Rockwell.

Laboratorium Praca numer 2

Temat: "Właściwości mechaniczne metali i metod studiowania (siła, elastyczność)"

Cel pracy: Sprawdź właściwości mechaniczne metali, metody ich badania.

Postęp:

1. Rozważaj teoretyczne pozycje.

2. Wykonaj zadanie nauczyciela.

3. Skontaktuj się z raportem zgodnie z zadaniem.

Część teoretyczna.

Głównymi właściwościami mechanicznymi są siłę, elastyczność, lepkość, twardość. Znając właściwości mechaniczne, konstruktor rozsądnie wybiera odpowiedni materiał, który zapewnia niezawodność i trwałość struktur w ich minimalnej masie.

Właściwości mechaniczne określają zachowanie materiału podczas odkształcenia i zniszczenia z działania obciążeń zewnętrznych. W zależności od warunków ładowania, właściwości mechaniczne można określić na:

1. Ładowanie statyczne - obciążenie próbki wzrasta powoli i płynnie.

2. Dynamiczne obciążenie - obciążenie wzrasta z dużą prędkością, ma szok.

3. Ponownie naprzemienne lub cykliczne obciążenie - obciążenie w procesie testowania jest wielokrotnie różni się w wielkości lub w rozmiarze i kierunku.

Aby uzyskać porównywalne wyniki, próbki i metody przeprowadzania testów mechanicznych są chrząkną. Ze statycznym testem rozciągania: GOST 1497 otrzymuje cechy siły i plastyczności.

Siła - zdolność materiału do oporu deformacji i zniszczenia.

Plastyczność jest zdolnością materiału do zmiany wymiarów i kształtu pod wpływem sił zewnętrznych; Zmierz plastyczność - wartość resztkowego odkształcenia.

Urządzenie, które określa wytrzymałość i plastyczność jest nieciągłą maszyną, która rejestruje diagram rozciągający (patrz rys. 4) wyrażanie relacji między wydłużeniem próbki a aktywnym obciążeniem.

Figa. 4. Diagram rozciągania: A - Absolute, B - krewny.

Witryna OA na diagramie odpowiada elastycznemu odkształceniu materiału, gdy obserwuje się prawo wątku. Napięcie odpowiadające elastycznemu deformacji ograniczeń w punkcie A nazywany jest limitem proporcjonalności.

Limit proporcjonalności jest największym napięciem, do którego osiągnięcie jest to prawo gardła.

W naprężeniu powyżej limitu proporcjonalności występuje jednolite odkształcenia plastyczne (wydłużenie lub zwężenie sekcji).

Point B - limit elastyczności - najwyższe napięcie, aż do osiągnięcia, którego w próbce nie występuje odkształcenie resztkowe.

Platforma CD jest podkładką przepływową, odpowiada limitowi wydajności - napięcie, w którym deformacja wzrasta w próbce bez zwiększania obciążenia (materiał "płyny").

Wiele gatunków stali, metale nieżelazne mają wyraźną platformę płynnością, więc ustawiona jest do nich siła warunkowej wydajności. Wytrzymałość na warunki warunkowej jest napięcie odpowiadające odkształceniu pozostałości 0,2% na początkowej długości próbki (stal ze stopu, brązu, duraluminium i inne materiały).

Punktem odpowiada siłę graniczną (na szyi pojawia się lokalne wyrafinowanie, tworzenie wyrafinowania jest charakterystyczne dla materiałów z tworzyw sztucznych).

Wytrzymałość na rozciąganie jest maksymalnym napięciem, który może wytrzymać próbkę na pozwolenie (odporność na czas).

W momencie spadku obciążenia (ze względu na wydłużenie szyi) i zniszczenie występuje w punkcie K.

Praktyczna część.

Treść raportu.

1. Określ nazwę pracy, jego cel.

2. Jakie właściwości mechaniczne wiesz? Jakie metody określają właściwości mechaniczne materiałów?

3. Zapisz definicję sił i plastyczności koncepcji. Jakie metody definiują? Jaka jest nazwa urządzenia, które określa te właściwości? Z jakiego właściwości są zdefiniowane?

4. Zabezpieczyć absolutny schemat napięcia z tworzywa sztucznego.

5. Po schemacie określ nazwy wszystkich punktów i sekcji diagramu.

6. Jaki limit jest główną cechą przy wyborze materiału do produkcji produktu? Uzasadnij odpowiedź.

7. Jakie materiały są bardziej niezawodne w kruche lub plastiku? Uzasadnij odpowiedź.

Bibliografia

Główny:

ADAKIN A.M., ZUEV V.M. Nauka o materiałach (obróbka metali). - M.: OIS "Academy", 2009 - 240 p.

ADAKIN A.M., ZUEV V.M. Materiały i materiały technologiczne. - M.: Forum, 2010 - 336 p.

Chumachenko Yu.t. Materiały Nauka i działka (organizacje pozarządowe i SPO). - Rostov n / d.: Phoenix, 2013 - 395 s.

Dodatkowy:

Zhukovets I.I. Mechaniczne badania metali. - m.: Horsis.shk., 1986. - 199 p.

Lakhtin yu.m. Podstawy nauk materiałów. - m.: Metalurgia, 1988.

Lakhtin Yu.m., Leontiev V.P. Inżynieria materiałowa. - M.: Inżynieria mechaniczna, 1990.

Zasoby elektroniczne:

1. Magazyn materiałowy. (Zasób elektroniczny) - forma dostępu http://www.nait.ru/journals/index.php?p_journal_id\u003d2.

2. Nauka o materiałach: zasób edukacyjny, formularz dostępu http: // www.supermetalloed / narod.ru.

3. Stal rynkowy. (Zasób elektroniczny) - formularz dostępu www.splav.kharkov.com.

4. Centrum Federalne dla zasobów informacyjnych i edukacyjnych. (Zasób elektroniczny) - forma dostępu www.fcior.ru.