Lucrări de laborator pe știința materialului 1. Materiale de protecție Știință.docx - Colectarea lucrărilor practice și de laborator pe știința materialelor
Primul semestru
1. "Analiza structurii cristaline a metalelor și aliajelor" (nr. 1, atelier 2). 2 s.
2. "Materiale de testare pentru duritate" (nr. 10, atelier 2). 1 s.
3. "Testarea probelor de întindere" (№11, atelier 2; sau "Proprietăți mecanice ale materialelor structurale", un fișier separat). 2 s.
4. "Determinarea vâscozității șocului materialului" (nr. 12, atelierul 2). 1 s.
5. "Analiza fractratică a distrugerii materialelor metalice" (nr. 9, atelier 2). 1 s.
6. "Influența deformării plasticului rece și a temperaturii de recristalizare asupra structurii și proprietăților metalelor" (nr. 4, atelier 1). 2 s.
7. "Analiza termică a aliajelor" (nr. 1, atelier 1). Partea 1 - Construirea unei diagrame a stării sistemului "Zinc-Tin" prin metoda termică. Partea 2 - Analiza diagramelor de stare a aliajelor duale: efectuați o sarcină individuală în temeiul alineatului (5) la "Conținut raportului". 2 s.
8. "Analiza macroscopică (macroanaliză) a structurii materialelor metalice" (nr. 2, atelier 2). 1 s.
9. "Analiza microanaliză (microanaliză) a structurii materialelor metalice" (nr. 3, atelier 2). 1 s.
Semestrul 2
1 (10). "Analiza microscopică a metalelor și aliajelor. Structura oțelului carbon "(nr. 2, atelier 1) sau lucrări similare nr. 7" Investigarea structurii oțelurilor de carbon într-un stat de echilibru prin microanaliză ", atelier 2). Partea practică: Elevii se uită la microscopul MM-7 al structurii a patru aliaje de fier-carbon: fier tehnic, doevtectoid, eutectoid și aliaje de zaletetoid. Efectuați schițele schematice, componentele structurale semnate, se administrează un exemplu de grad de oțel, pentru un aliaj deteptoid, formula de conținut de carbon este calculată. 1 s. + t. 2 (11). "Diagrama stadiului de fier-carbon. Structura, proprietățile și utilizarea fierului "Nr. 3 din atelier 1) sau lucrări similare Nr. 8" Investigarea structurii casting-urilor carboasa prin microanaliză "din atelier 2). Partea practică: Elevii se uită la structura microscopului MIM-7 a trei fiare de turnare: fontă gri cu grafit fine de grafit pe o bază perlă, fontă de înaltă rezistență pe fontă albă pe bază de ferrito-perle și deetectic. Din păcate, nu mai mult. De asemenea, faceți schițe, ei scriu numele de fontă și componente structurale. 1 s. + t. 3 (12). "Influența ratei de răcire asupra durității oțelului carbon" Nr. 20 al atelierului 2). Partea practică: Patru eșantioane de oțel U8. Una este expusă la recoacere, a doua normalizare, a treia - stingerea în ulei, a patra - stingerea în apă. Duritatea este măsurată, este construită un grafic de dependență de duritate de rata de răcire. Valorile vitezei de răcire sunt luate din tabelul din lucrările de laborator. 2 s.
4 (13). "Oțelurile de carbon întărirea" nr. 5 a atelierului 1). Partea practică: trei eșantioane din oțelurile 20, 45, U9 sunt întărite în apă, o probă de oțel 45 este întărit în ulei. Măsurați duritatea la (HRB) și după stingerea (HRC). Tabelul convene este determinat de duritatea în unitățile HB. Conform rezultatelor, două grafice sunt construite: HB \u003d F (% C) și HRC \u003d F (Vohl.). 2 s. + t.
5 (14). "Vacanța oțelului" nr. 6 a atelierului 1) sau lucrări similare Nr. 18 "Vacanță de oțel carbon" din atelier 2). Partea practică: practicorul 1) se efectuează scăzut (200 ° C), mediu (400 ° C) și de înaltă (600 ° C) de probe de mostre din oțel 45 și licitație scăzută (200 ° C) de probă temperată din oțel U9. Măsurați duritatea. Construiți un grafic HRC \u003d F (TOTP.). Potrivit atelierului 2), există o vacanță scăzută, medie și înaltă a probelor temperate din oțel U8. 2 s. + t.
6 (15). "Anularea și normalizarea oțelului" nr. 7 a atelierului 1). Partea practică: două eșantioane de oțel 45. Cu una se efectuează o recoacere izotermică, cu cea de-a doua normalizare. 2 s. + t.
7 (16). "Prelucrarea chimică-termică a oțelului" nr. 8 din atelier 1. 1 s.
8 (17). "Efectul elementelor de aliere pe calcinarea oțelului, definită de turnarea mecanică prin injecție" nr. 21 a atelierului 2. 2 s.
9 (18). "Clasificarea, marcarea și aplicarea materialelor structurale". Partea practică: Elevii primesc o carte pe care cinci mărci descriu în detaliu fiecare. 1 s.
Numărul de lucru de laborator 1
Lucrări de laborator pe cursul "Știința materialelor"
S semestru.
1. "Analiza structurii cristaline a metalelor și aliajelor" (nr. 1, atelier 2). 2 s.
2. "Materiale de testare pentru duritate" (nr. 10, atelier 2). 1 s.
3. "Testarea probelor de întindere" (№11, atelier 2; sau "Proprietăți mecanice ale materialelor structurale", un fișier separat). 2 s.
4. "Determinarea vâscozității șocului materialului" (nr. 12, atelierul 2). 1 s.
5. "Analiza fractratică a distrugerii materialelor metalice" (nr. 9, atelier 2). 1 s.
6. "Influența deformării plasticului rece și a temperaturii de recristalizare asupra structurii și proprietăților metalelor" (nr. 4, atelier 1). 2 s.
7. "Analiza termică a aliajelor" (nr. 1, atelier 1). Partea 1 - Construirea unei diagrame a stării sistemului "Zinc-Tin" prin metoda termică. Partea 2 - Analiza diagramelor de stare a aliajelor duale: efectuați o sarcină individuală în temeiul alineatului (5) la "Conținut raportului". 2 s.
8. "Analiza macroscopică (macroanaliză) a structurii materialelor metalice" (nr. 2, atelier 2). 1 s.
9. "Analiza microanaliză (microanaliză) a structurii materialelor metalice" (nr. 3, atelier 2). 1 s.
S semestru.
1 (10). "Analiza microscopică a metalelor și aliajelor. Structura oțelului carbon "(nr. 2, atelier 1) sau lucrări similare nr. 7" Investigarea structurii oțelurilor de carbon într-un stat de echilibru prin microanaliză ", atelier 2). Partea practică: Elevii se uită la microscopul MM-7 al structurii a patru aliaje de fier-carbon: fier tehnic, doevtectoid, eutectoid și aliaje de zaletetoid. Efectuați schițele schematice, componentele structurale semnate, se administrează un exemplu de grad de oțel, pentru un aliaj deteptoid, formula de conținut de carbon este calculată. 1 s. + t.
2 (11). "Diagrama stadiului de fier-carbon. Structura, proprietățile și utilizarea fierului "Nr. 3 din atelier 1) sau lucrări similare Nr. 8" Investigarea structurii casting-urilor carboasa prin microanaliză "din atelier 2). Partea practică: Elevii se uită la structura microscopului MIM-7 a trei fiare de turnare: fontă gri cu grafit fine de grafit pe o bază perlă, fontă de înaltă rezistență pe fontă albă pe bază de ferrito-perle și deetectic. Din păcate, nu mai mult. De asemenea, faceți schițe, ei scriu numele de fontă și componente structurale. 1 s. + t.
3 (12). "Influența ratei de răcire asupra durității oțelului carbon" Nr. 20 al atelierului 2). Partea practică: Patru eșantioane de oțel U8. Una este expusă la recoacere, a doua normalizare, a treia - stingerea în ulei, a patra - stingerea în apă. Duritatea este măsurată, este construită un grafic de dependență de duritate de rata de răcire. Valorile vitezei de răcire sunt luate din tabelul din lucrările de laborator. 2 s.
4 (13). "Oțelurile de carbon întărirea" nr. 5 a atelierului 1). Partea practică: trei eșantioane din oțelurile 20, 45, U9 sunt întărite în apă, o probă de oțel 45 este întărit în ulei. Măsurați duritatea la (HRB) și după stingerea (HRC). Tabelul convene este determinat de duritatea în unitățile HB. Conform rezultatelor, două grafice sunt construite: HB \u003d F (% C) și HRC \u003d F (Vohl.). 2 s. + t.
5 (14). "Vacanța oțelului" nr. 6 a atelierului 1) sau lucrări similare Nr. 18 "Vacanță de oțel carbon" din atelier 2). Partea practică: practicorul 1) se efectuează scăzut (200 ° C), mediu (400 ° C) și de înaltă (600 ° C) de probe de mostre din oțel 45 și licitație scăzută (200 ° C) de probă temperată din oțel U9. Măsurați duritatea. Construiți un grafic HRC \u003d F (TOTP.). Potrivit atelierului 2), există o vacanță scăzută, medie și înaltă a probelor temperate din oțel U8. 2 s. + t.
6 (15). "Anularea și normalizarea oțelului" nr. 7 a atelierului 1). Partea practică: două eșantioane de oțel 45. Cu una se efectuează o recoacere izotermică, cu cea de-a doua normalizare. 2 s. + t.
7 (16). "Prelucrarea chimică-termică a oțelului" nr. 8 din atelier 1. 1 s.
8 (17). "Efectul elementelor de aliere pe calcinarea oțelului, definită de turnarea mecanică prin injecție" nr. 21 a atelierului 2. 2 s.
9 (18). "Clasificarea, marcarea și aplicarea materialelor structurale". Partea practică: Elevii primesc o carte pe care cinci mărci descriu în detaliu fiecare. 1 s.
Numărul de lucru de laborator 1
Analiza structurii cristaline
Metale și aliaje
Scopul muncii:
Pentru a vă familiariza cu tipurile de laturi cristaline de metale și aliaje, defecte ale structurii cristaline și tipurile de soluții solide.
Dispozitive, materiale și instrumente
Modele ale principalelor tipuri de laturi cristaline de metale și soluții solide.
Scurt informații teoretice
Structura cristalină atomică a metalelor. Metalele în condiții normale au o structură cristalină, o caracteristică distinctivă este un anumit aranjament periodic reciproc al atomilor, răspândindu-se la distanțe arbitrar. Acest aranjament al atomilor se numește ordine pe termen lung. Astfel, sub structura cristalului atomic, se înțelege aranjamentul reciproc al atomilor (ioni), care există într-un cristal real. Pentru a descrie structura cristalului atomic, se utilizează conceptul de zăbrele spațial sau cristal. Grila de metal cristalină este o rețea spațială imaginară, în nodurile pe care sunt localizate atomii (ioni), între care se mișcă electronii liberi. Forțele electrostatice de atracție între ioni și electroni echilibrează forța de împingere între ioni. Astfel, pozițiile atomilor sunt astfel încât energia minimă a interacțiunii dintre ele este asigurată și, în consecință, durabilitatea întregului agregat.
Volumul minim de cristal, care oferă o idee despre structura atomică a metalului pe tot parcursul volumului, se numește celula elementară de cristal. Metalele curate au una dintre următoarele specii de lattice de cristal: centrarea sistemului (BCC), GRAnetSentariat (HCC) și Hexagonal Densed-ambalate (GPU) (figura 1).
Lattice BCC au, de exemplu, a-fier, litiu, vanadiu, tungsten, molibden, crom, tantal; Grid HCC - aluminiu, G-fier, cupru, aur, nichel, platină, plumb, argint. GPU Lattice are magneziu, zinc, beriliu, cadmiu, cobalt, a-titan.
Coordonarea direcțiilor (axele cristalografice). În sistemul axei cristalografice, forma unei celule elementare a grilajului spațial poate fi descrisă utilizând trei unghiuri de coordonate A, B și G între axele cristalografice și trei parametri de zăbrele a, B, S.
Pentru celulele elementare ale laturilor cubice OCC (Fig.1a) și ICC (figura 1b), egalitatea unghiurilor A \u003d B \u003d G \u003d 90 ° și egalitatea parametrilor zăbiciului a \u003d B \u003d s.Pentru gPU-urile (figura 1b) se caracterizează prin valorile unghiurilor A \u003d B \u003d 90 ° și G \u003d 120 ° și egalitatea celor doi parametri de zăbrele a \u003d b s.
Pentru a descrie planurile și direcțiile atomice, simbolurile cristalografice sunt utilizate în cristal. Pentru a determina simbolurile planurilor, utilizați planul pentru a indica pe segmente. Pentru aceasta, alegeți un sistem de coordonate, astfel încât axele de coordonate I, II, III sunt paralele cu cele trei margini intersectate ale cristalului (figura 2). De regulă, prima axă cristalografică este îndreptată spre observator, al doilea este orizontal, al treilea este orientat în sus. Planul A 1 din 1 C 1 se taie pe axele de coordonate ale segmentelor egale cu parametrii laticiului OA 1 \u003d A, S 1 \u003d B, OS 1 \u003d s. Planul A 1 din 1 S 1 este numit singur. Parametrii laticii A, B, C sunt luați pentru unități axiale.
Pentru a determina indicii cristalografici ai planului și 2 până la 2 C2, este necesar:
Găsiți parametrii unui plan dat, adică segmente în unități axiale, tăiate de acest plan pe axele de coordonate;
Înregistrați raportul dintre cele trei fracții ale căror numere sunt parametrii planului unității A 1 în 1 C1, iar denominatorii sunt parametrii planului predeterminat A 2 în 2 C2, adică. 1 / OA 2: 1 / S 2: 1 / OS 2;
Creați raportul rezultat la raportul dintre cele trei numere întregi simple, aduc fractiunea la numitor comun, reduceți, dacă este posibil, pe un factor general și numitor pentru a renunța.
Rezultatele a trei numere întregi și numerele simple, notate de H, K, sunt numite indicii planului atomic. Totalitatea indexurilor se numește un simbol al planului atomic, care este obișnuit să intre în paranteze și înregistrare (HKL). Dacă planul traversează axele de coordonate într-un cartier negativ, atunci semnul "-" este instalat deasupra indicelui. Dacă planul este considerat paralel cu unul dintre axele cristalografice, indicele corespunzător acestei axe este zero. Figura 3 prezintă exemple de indicație a planurilor într-o celulă elementară cubică a brasei.
Simbolurile trebuie citite de numere, de exemplu, (100) ca 1, 0, 0. Caracterele planurilor paralele coincid. În consecință, simbolul plan descrie o familie infinit de mari planuri atomice paralele, care sunt echivalente din punct de vedere structural. Avioanele atomice ale unei familii sunt situate una de cealaltă la o distanță interplanar egală d.
Avioanele atomice ale unor familii diferite pot fi nelegale, dar identice prin amplasarea atomilor și distanța interpositivă d. Astfel de avioane sunt combinate și notate de un simbol (HKL). Astfel, în cristale cubice într-un set de avioane, ale căror indicii diferă numai în semne și locație în simbol. De exemplu, o combinație de planuri atomice (100) include șase familii: (100), (͞100), (010), (010), (001), (001).
Simbolul direcției cristalografice este determinat de trei numere simple (indexuri) u, v, w, care sunt proporționale cu coordonatele Radius-Vector R, care conectează originea coordonatelor (nodul inițial) cu cel mai apropiat nod a laticii de cristal în direcția specificată. Indicii cuprind în paranteze pătrate și scrie. Dacă direcția nu trece prin originea coordonatelor (nodul inițial), aceasta trebuie să o menți în mod mental în paralel sau să mutați originea și să coordonați axele astfel încât direcția să aibă loc prin origine.
Figura 4 prezintă exemple de indicație a direcțiilor cristalografice într-un cristal cubic.
Poziționați originea coordonatelor la punct despre. Apoi, de exemplu, punct din Are coordonate 0, 0, 1; Simbol al direcției. oS. -. Citește separat - "direcția zero zero este una". Punct e. Are coordonate ½; ½; unu; Simbol al direcției. oe. -. Pentru a determina direcția direcției au., transferați-o mental în paralel cu mine până la punct despre; Apoi coordonatele punctului în - ͡͞1, 1, 0; Simbol direcție - [͞110]. Când direcția se schimbă la contrariul, indicii sunt schimbați în opoziție, de exemplu și (a se vedea figura 1.5). Direcțiile paralele au aceleași simboluri și sunt combinate în familie. Familiile de direcții identice, dar non-paralele formează o totalitate, care este denotată
În cristalele hexagonale pentru a indica avioanele, se utilizează mai ales sistemul de coordonate cu patru căi. Exemple de planuri care indică într-un cristal hexagonal sunt prezentate în Figura 5.
A patra axă de coordonate a lui Ou se află în plan orizontal și este situată pe bisector între semi-axele negative (-H) și (-e). Simbolul planului este alcătuit din patru indici și înregistrate (HKIL). Trei dintre ele (H, K și L) sunt calculate din valorile inverse ale segmentelor tăiate de planul având în vedere trei axe cristalografice (OI), (OZ) și a patra indice I.calculată de raport:
h + K + I \u003d 0 (1)
De exemplu, dacă H \u003d 1; k \u003d 1, l \u003d 0, apoi folosind raportul (1), puteți găsi al patrulea arătător: I \u003d - (H + K) \u003d - (1 +1) \u003d -2. Simbolul planului este scris ca (11͞20). Acesta este cel mai apropiat plan din Figura 6. Cel de-al patrulea indice I este utilizat atunci când este necesar să se desemneze avioane identice și să nu se utilizeze în calculul distanțelor interplanare, unghiuri între avioane și direcții. Prin urmare, în loc de o înregistrare completă a unui simbol plan, de exemplu, (11͞20), uneori utilizat (11.0), adică În loc de index, am pus un punct. Familia și combinația de avioane identice sunt determinate în mod similar familiilor și agregatelor din cristalele cubice.
Pentru a descrie direcțiile cristalografice în cristalele hexagonale, se utilizează ambele simboluri cu trei axe și cu patru axe. Simbolurile cu trei axe sunt determinate de coordonatele vectorului razei specificate (ca în cristalele cubice).
Între patru indice indicatori există un raport:
r1 + R2 + R3 \u003d 0 (2)
Pentru tranziția de la caractere triaxiale la patru osii, se folosesc relații:
r 1 \u003d 2U -V; R2 \u003d 2V - U; R3 \u003d -U - V; R 4 \u003d 3W (3)
Exemple de indicație a direcțiilor cristalografice într-un cristal hexagonal sunt prezentate în Figura 6.
În plus față de caracteristicile geometrice ale cristalului, conceptele sunt utilizate în material fizic: numărul de atomi de pe celula N, numărul de coordonare (CC) și coeficientul de umplere η.
Sub numărul de atomi de pe celula N, înțeleg numărul de volume atomice pe celula elementară a sutienelor. Vom lua volumul unui atom pe unitate. De exemplu, luați în considerare celula centrată a centrului de volum, care este formată din 9 atomi, dintre care 8 sunt situate în vârfurile cubului și 1 în centrul orașului Cuba. Fiecare atom de la vârf aparține celor opt celule adiacente, prin urmare, o celulă aparține 1/8 din fiecare dintre cei 8 atomi: 1/8. 8 \u003d 1; Atom în centrul orașului Cuba aparține complet celulei. Astfel, celula centrată pe sistem este formată din două volume atomice, adică celula reprezintă doi atomi.
Sub numărul de coordonare (CC), numărul de atomi care sunt egali și cea mai mică distanță de la acest atom sunt înțeleși. Cu cât este mai mare numărul de coordonare, cu atât este mai mare densitatea ambalajului atomilor. Deci, într-o latură cubică centrificată KC \u003d 8; În grilele grafate și hexagonale KCH \u003d 12.
Coeficientul de umplere η este numit pronunțat în procentaj din volumul V A, ocupat de atomi în celulă, la volumul întregii celule V:
η \u003d (V A / V) ∙ 100% (4)
Numărul de coordonare (QC) și coeficientul de umplere η caracterizează densitatea ambalajului atomilor în celula elementară a cristalului metalic. Cea mai densă ambalare a atomilor este implementată în celulele grave și hexagonale ale bravului.
Defectele structurii cristaline . Cristalul real diferă de prezența ideală a defectelor structurii cristaline, care afectează, adesea decisivă, pe proprietățile macroscopice ale corpurilor cristaline. Prin caracteristicile geometrice, defectele sunt împărțite în trei grupe:
Punct (zermet);
Liniar (unidimensional);
Suprafață (bidimensională).
Defecte la fața locului Acestea au dimensiuni în toate direcțiile de la unul la patru diametre atomice. Împărțită în proprie și impuritate.
Defectele proprii ale punctelor includ: posturile vacante formate prin îndepărtarea unui atom (ion) din poziția sa normală în nodul de lattice cristal și atomii interstițioși - atomii metalici principali situați în interstillers of the Crystal Lattice. O impuritate aparține atomilor altei (sau a altor elemente) dizolvate în grila principală a principiului substituirii sau introducerii.
Figura 7 prezintă într-un model bidimensional al cristalului vacanței, propriul atom interstițial și atomi de impurități de substituție și implementare.
Cele mai frecvente posturi vacante sunt cele mai frecvente. Două mecanisme de apariție a posturilor vacante sunt cunoscute: mecanismul Schottky - la ieșirea atomului de pe suprafața exterioară sau pe suprafața porilor sau fisurilor din interiorul cristalului sub acțiunea fluctuațiilor de căldură și mecanismul Frankel - când se formează În interiorul laticii de cristal, "Atomul propriu interstițial este un post vacant" în timpul deformării, iradierea metalelor radiații Ionizante: electroni rapizi, γ - raze. În cristale reale, posturile vacante sunt în mod constant formate și dispărute sub acțiunea fluctuațiilor termice. Energia activării vacanței este de aproximativ 1 EV, un atom interstițial - de la 3 la 10 EV.
Cu creșterea temperaturii, concentrația de echilibru a defectelor punctului în creșterea cristalului. Cu deformarea plastică, iradierea, stingerea numărului de defecte de punct crește brusc, ceea ce duce la o încălcare a concentrației lor de echilibru prin mai multe comenzi.
Atomii de substituție împotriva impurității migrează la fel ca și principalele atomi - de către mecanismul vacanței. Atomii de impurități impurități au dimensiuni mici și, prin urmare, spre deosebire de atomii interstiți mari intrinseci, pot migra prin golurile dintre atomii zăbrească de cristal.
Defectele punctelor au un impact mare asupra mecanismului și a cineticii proceselor de fluaj, distrugerea pe termen lung, formarea porozității de difuzie, decarburizarea, grafitizarea și alte procese asociate cu transferul atomilor în volumul substanței, precum și proprietățile fizice: rezistență electrică, densitate.
Defecte liniare Miles (mai multe diametre atomice) în două direcții și au o lungime mai mare comparabilă cu o lungime de cristal în a treia. Defectele liniare includ dislocări, lanțuri de posturi vacante și atomi interstițiali.
Dislocările sunt împărțite în două tipuri principale: margine și șurub.
Dislocarea de margine poate fi reprezentată dacă verticalul împărțit mental cristalul perfect, spune cu o zăbrească primitivă cubică și introduceți un strat atomic foarte scurt în el, numit Extlospa. Extospensitatea poate fi obținută și printr-o schimbare a unei părți a cristalului în raport cu cealaltă. Extraplozitate, acționând ca o pană, se îndoaie în jurul marginii inferioare în interiorul cristalului (figura 8).
Zona de imperfecțiune în jurul marginii extraplicității se numește dislocarea marginii. Distorsiunile puternice ale zăbrelelor cristaline sunt încheiate ca în interiorul "țevii" cu un diametru de două până la zece diametre atomice, a cărei axe este marginea exliere. Deja caracter macroscopic, iar în celelalte două direcții (pe diametrul "țevii") sunt foarte mici în linia de extrapremeie a imperfecțiunii. Dacă exlosppenirea este localizată în partea superioară a cristalului, dislocarea asociată cu acesta se numește pozitivă și denotată (┴); Dacă exlosppenirea este situată în partea de jos, dislocarea este negativă și denotată (┬).
Sub acțiunea unei tensiuni aplicate externe, dislocarea marginii poate fi deplasată prin alunecare conform anumitor planuri cristalografice și direcții. Sloge prezentă pe piesele instruite. Combinația planului de alunecare și direcția de alunecare se numește sistemul de alunecare. Pentru fiecare tip de lattice de cristal, sistemele lor de alunecare sunt caracteristice. Deci, în cristale cu o latură cubică gravă, acest plan al agregatului (111) și direcția agregatului<110> (CU, AL, NI), cu o latură cubică centrată pe mare - (110) (a-Fe, MO, NB), (211) (TA, W, A-FE), (321) (CR, α- FE) și<111>, cu hexagonal strâns - ambalate - (0001),<11͞20> (Zn, Mg, Be), (1͞100), (10͞11),<11͞20> (Ti), (11͞22),<1͞213> (Ti). Stresul necesar pentru schimbare se numește schimbare critică sau balansare. Mai mult decât atât, doar un grup mic de atomi este implicat în deplasarea de ambele părți ale planului de alunecare. Figura 9 prezintă diagrama de alunecare a dislocării marginii prin cristal.
Etapa finală a glisantei este randamentul dislocării de margine (exliate) la suprafața cristalului. În același timp, partea superioară a cristalului este deplasată în raport cu partea inferioară la o distanță interatomică în direcția schimbării. O astfel de mișcare este un act elementar de deformare plastică. Alunecarea este o mișcare conservatoare care nu este asociată cu transferul masei materiei. Direcția și valoarea schimbării atunci când deplasați dislocarea marginii sunt caracterizate de vectorul burgerilor b.și puterea ei, respectiv. Direcția de a deplasa dislocarea de margine paralelă cu vectorul burgerilor.
În plus față de alunecare, dislocarea marginii poate fi deplasată de suprascrierea, care este efectuată difuzie și este un proces activat termic. Suprascrierea pozitivă se efectuează atunci când lanțul atomilor de la marginea exlicemiei este mutat la posturile vacante sau interstiții vecine, adică. Explospenirea este scurtată pe o distanță intetratomică, iar dislocarea de margine intră în planul superior al alunecării, paralel cu primul. Căruciorul negativ apare atunci când marginea exlospilității este completă atomică apropiată de adăugarea de atomi interstițioși sau adiacenți, iar dislocarea de margine intră în planul inferior al alunecării. Copleșirea este o mișcare ne-coerentă, adică. se întâmplă cu transferul masei. Viteza vitezei depinde atât de temperatură, cât și de concentrația de defecte de punct.
Dispozitivul de dislocare, precum și marginea, pot fi create folosind o schimbare. Reprezintă cristalul sub forma unui teanc de planuri atomice paralele orizontale. Facem mintal o incizie non-părea în cristal (figura 10a) și sa mutat, de exemplu, partea dreaptă în jos (de-a lungul planului ABSD) pe distanța de interplanonie (figura 10b).
Dislocarea șurubului este împărțită în partea dreaptă (figura 10b), când se deplasează de la planul superior până la partea inferioară a liniei de dislocare, trebuie să fiți ocolită în sensul acelor de ceasornic și la stânga, când vă deplasați de la planul superior până la fund Din linia de dislocare, trebuie să ocoliți în sens invers acelor de ceasornic (dacă este în raport cu planul ABSD, deplasați partea stângă a cristalului). Linia dislocării șurubului este întotdeauna paralelă cu vectorul burgerilor (figura 11).
Dislocarea șurubului, spre deosebire de margine, nu este legată de un anumit plan de schimbare, prin urmare poate fi deplasat prin alunecare în orice plan cristalografic care conține o linie de dislocare și un vector de schimbare (figura 12). Direcția de mișcare a implementării șuruburilor este întotdeauna perpendiculară pe vectorul burgerilor. Ca urmare a alunecării atât a dislocării marginii, cât și a șurubului, se formează o etapă pe suprafața cristalului, egală cu modulul vectorului burgerilor b. (Figura 12).
Dislocările sunt prezente în toate cristalele. Astfel, în metale neformede, densitatea dislocării este de 10 6 -10 8 cm -2; În cristale homeopolare - 10 4 cm -2. Cu o tensiune externă, egală cu critică critică τ kr \u003d 10-5 g, unde G este modulul de elasticitate al materialului, dislocările intră în mișcare, adică deformarea plastică începe. În procesul de deformare din plastic, densitatea dislocărilor crește. De exemplu, în metale deformate, densitatea dislocării este de 10 10-10 12 cm -2; în cristale homeopolare de până la 10 8 cm -2. Obstacolele pentru dislocările în mișcare servesc diferite tipuri de bariere (particulele din cea de-a doua fază, defectele punctului, limitele de cereale etc.). În plus, pe măsură ce crește numărul de dislocări, încep să se acumuleze, dincolo de bile și să interfereze cu alte dislocări în mișcare. Pe măsură ce gradul de deformare τ crește, Republica Kârgâză crește, adică, pentru a continua procesul de deformare, este necesară o creștere a tensiunii externe, care într-o anumită măsură determină consolidarea materialului.
Defecte de suprafață. Defectele de suprafață includ limitele de cereale (submersine) (figura 13). Defectele de suprafață sunt două dimensiuni, adică dimensiuni macroscopice în două direcții și atomice în a treia direcție. Limitele sunt numite mici, în cazul în care raționalizarea laturilor cristaline ale boabelor vecine nu depășește 10 °, iar gândurile mari (mai mari) cu o inversare mai mare.
Frontierele mici pot fi formate din sisteme de dislocări ale orientării diferite și cu șuruburi de orientare diferită și cu vectori diferiți ai burgerilor. Granițele mici apar cu creșterea cristalelor topite, cu deformare plastică etc. Dislocarea frontierei mici atrage defectele punctului datorită interacțiunii elastice cu ele. Migrarea frontierei mici se efectuează numai difuzie. Prin urmare, defectele punctului s-au concentrat în zona transfrontalieră în mai multe distanțe interatomice, inhibă acest proces și stabilizează substructura.
Granițele extrem de kili au fost găsite mult mai devreme decât cele mici și cele mai vechi "specii de defecte ale structurii cristaline. Se crede că marginea în vârstă este un strat de 2-3 diametre atomice cu un strat în care atomii ocupă unele poziții intermediare în raport cu pozițiile corecte ale garniturilor de reglare a centurilor. O astfel de poziție a atomilor oferă o energie potențială minimă în stratul de graniță, atât de suficient de stabilă.
Natura și comportamentul atât a limitelor mici, cât și a limitelor cu putere și a temperaturii afectează proprietățile mecanice ale materialului.
Sarcina
1. Planul din cristalul cubic se stinge pe axele coordonate ale segmentelor, egale cu A; 2b; din. Determinați indicele planului cristalografic (HKL).
2. Construiți o imagine spațială a planurilor (pe exemplul cubului) având indici cristalografici (110); (111); (112); (321); (1͞10); (͞111); (͞1͞1͞1).
3. Determinați direcția direcției care trece prin punctele (0, V / 3, C / 3).
4. Construiți imaginea spațială a următoarelor direcții în Cuba; ; ; [100]; ; ; ; ; ; ; [͞111]; ; ; [͞1 ͞11]; [͞111]; ; [͞1͞1͞1]; ; .
5. Numărați numărul de atomi din celulă și numărul de coordonare pentru CCA și ICC și laturile GPU.
Controlați întrebările
1. Câte tipuri de celule elementare sunt astăzi BVE? Care dintre ele sunt cele mai caracteristice metalelor?
2. Ce sunt simbolurile cristalografice? Descrieți schema de determinare a simbolului planului atomic în cristal.
3. Ce tipuri de defecte de puncte există în cristale? Ce distanțe sunt denaturarea cauzată de un defect de punct?
4. Cum se schimbă concentrația de vacanță atunci când temperatura este ridicată?
5. De ce dislocările numite defecte liniare?
6. În conformitate cu semnul de dislocare este împărțit în margini și șuruburi?
7. Care este vectorul burgerilor? Care este puterea vectorului burgerilor?
8. Cum este vectorul burgerilor în legătură cu linia de implementare regională și cu șuruburi?
9. Ce este defectele superficiale?
10. Care sunt proprietățile fizice ale solidelor cristaline afectează defectele structurii de cristal?
Numărul de lucrări de laborator 2.
Agenția Federală pentru Educație Instituția de Educație de Stat a celor mai mari educație profesională
"Universitatea de Stat de Stat de Stat de Economie și Serviciu" (Gou VPO "YURGUES")
STIINTA MATERIALELOR
Tehnologia materialelor structurale
Atelier de laborator.
pentru studenții de specialități 190601, 190603, 200503, 260704
forme cu normă întreagă și de corespondență de formare
Mine Gou Vo "Yorgiunile"
UDC 620.1 (076.5) BBK 30.3Y73
Compilatoare:
k.T.N., profesor asociat al departamentului "Mecanica aplicată și desemnarea mașinii"
Yu.e. La naiba
k.t., Art. Lectorul departamentului "Mecanica aplicată și designul mașinii"
S.N. Baybara.
Recenzenii:
ph.D., profesor, cap. Departamentul "Funcționare tehnică a mașinilor"
SUD. Sapronov.
k.T.N., profesor de departament "Tehnologie de produse din piele, standardizare și certificare"
M341 Știința materialelor: Tehnologia materialelor structurale: Atelier de laborator / Compilor Yu.e. La naiba, S.N. Baybara. - Shakhty: Gou VPO "YURGUES", 2010. - 71 p.
Utilizarea unui atelier de laborator va consolida materialul de curs, furnizați studiu independent Unități didactice individuale de disciplină, performanță reușită a sarcinilor de testare și independente.
Proiectat pentru studenți de specialități 190601, 190603, 200503, 260704 Forme cu normă întreagă și de corespondență.
UDC 620.1 (076.5) BBK 30.3Y73
Modul de acces K. analogul electronic Ediția de imprimare: http://www.libdb.sssu.ru
© Gou vpo "Sudul rus statuniversitatea de Economie și Service, 20 10
Prefață ................................................. .. .......................................... | |
Numărul de lucru de laborator 1.Studierea procesului de cristalizare | |
Numărul de lucrări de laborator 2.Învățarea macro și microstructură | |
metale și aliaje ............................................... ........................................ | |
Lucrările de laborator 3.Studiul diagramelor de stare | |
aliaje duble ................................................ ........................................... | |
Numărul de lucru de laborator 4.Studiul transformărilor de fază | |
conform condiției statului de cimentie de fier ........................................ .... ...... | |
Laboratorul numărul 5.Metode de măsurare a durității metalelor ...... | |
Numărul de lucrări de laborator 6.Efectul procesării termice | |
privind proprietățile mecanice ale oțelului structural .................................... | |
Numărul de lucrări de laborator 7.Formarea de turnare a blanilor | |
În forme de nisip ............................................... .. .......................................... | |
Numărul de lucru de laborator 8.Studiul metodelor electrice | |
sudarea metalelor ................................................ ............................................ | |
Numărul de lucru de laborator 9.Studiul metodelor de fabricație | |
produse din materiale plastice ............................................... ...... ..................................... | |
Lista bibliografică ................................................ .......... |
Prefaţă
Viitorul specialist este absolvent al celui mai mare instituție educațională Este necesar să se lucreze în schimbarea rapidă a condițiilor de producție. Deja acum ciclul de actualizare a tehnologiei în unele industrii mai scurte decât perioada de instruire de la Institut sau Universitatea. Prin urmare, pregătirea de noi specialiști de tip care se poate adapta rapid la noile condiții de lucru ale întreprinderilor este una dintre principalele sarcini ale Universității.
Ateliere de laborator, ca formă de sesiuni de instruire, contribuie maxim la intensificarea activității mentale a studenților și la dezvoltarea abilităților lor creative în practica dobândită a cunoștințelor dobândite.
Lucrările de laborator propuse va permite studenților să studieze prevederile teoretice ale cursului "Știința materialelor", pentru a obține abilități practice pentru a studia structura și proprietățile materialelor de construcție a mașinilor metalice, evaluează efectul asupra structurii și proprietăților metalelor diferite Tipuri de prelucrare termică.
Punerea în aplicare a lucrărilor de laborator în condiții de reducere bruscă a volumului de prelegeri citite, adesea să coincidă cu procedura de prezentare a cursului de curs. Prin urmare, fiecare lucrare conține informații teoretice generale care vor facilita formarea independentă a unui student să îndeplinească activitatea, contribuind la comportamentul conștient și la înțelegerea rezultatelor obținute.
Atelierul de laborator a fost pregătit în conformitate cu cerințele disciplinei de stat "Știința materialelor. TKM "pentru studenții specialităților de construcție a mașinilor de instituții de învățământ superior.
Lucrări de laborator numărul 1 Studiul procesului de cristalizare a metalelor și aliajelor
Obiectiv: Studiul procesului de tranziție a materialelor metalice (metale și aliaje) din lichid în stare agregată solidă, luând în considerare influența contului factori externi, precum și studiul structurii lingoului de oțel.
1. Dați o scurtă caracteristică a metalelor, aliajelor și proceselor de cristalizare.
2. Fiți familiarizați cu dispozitivul microscopului biologic.
3. Pentru a monitoriza cristalizarea sărurilor din soluțiile apoase suprasaturate.
4. Desenați, observând cristalizarea scăderii, a zonelor cele mai caracteristice și a explicațiilor. Dimensiunea fracției - Cercul de 50 mm.
5. Desenați tăieturi longitudinale și transversale ale lingoului de oțel. Oferiți o explicație pentru prezența a trei zone în pantă.
6. Să dezvolte un raport scris despre muncă.
Informații generale din teorie
1. Caracteristică scurtă a metalelor și aliajelor
Metalele și aliajele sunt materiale structurale esențiale utilizate pe scară largă în tehnică. Metalele pe lângă luciu și plasticitate sunt inerente conductivității termice și conductivității electrice.
Prepararea metalelor din punct de vedere chimic este asociată cu dificultăți semnificative, iar valorile caracteristicilor lor mecanice nu sunt ridicate. În această privință, aliajele metalice sunt utilizate în tehnică peste tot.
Aliajele sunt substanțe complexe care includ mai multe metale sau metale și nemetale. Aliajele metalice au marcat deasupra proprietăților metalelor pure.
Materiale metalice în solid starea agregată au o structură cristalină în care ionii încărcați pozitiv sunt localizați într-o manieră strict definită, repetată periodic în trei dimensiuni ale spațiului. Deoarece aliajele sunt de obicei obținute prin tehnologie metalurgică, starea solidă este precedată de lichid. Tranziția unei substanțe dintr-o stare lichidă în solid se numește
cristalizare.
2. Cristalizarea metalelor și aliajelor
Cristalizarea continuă în condiții atunci când sistemul se desfășoară într-o stare termodinamic mai stabilă, cu energie liberă mai mică. Sub energia liberă f înțelegeți acea parte a energiei interne a sistemului, care poate fi transformată în muncă. Cu creșterea temperaturii, energia liberă a stărilor lichide și solide ale metalului scade (vezi figura 1.1).
Energie liberă F.
stat
stat |
||||||
T kr. | ||||||
T pl |
||||||
Temperatura, | ||||||
Figura 1.1 - Schimbarea energiei libere a stărilor lichide și solide în funcție de temperatură
La atingerea temperaturii de echilibru, energia liberă a stărilor lichide și solide este egală și, prin urmare, la această temperatură nici procesul de cristalizare, nici procesul de topire nu pot curge complet.
Pentru a dezvolta procesul de cristalizare, este necesar să se creeze astfel de condiții în care energia liberă a fazei solide va fi mai mică decât energia liberă a fazei lichide. După cum se poate observa din graficul prezentat în Figura 1.1, acest lucru este posibil numai cu o anumită supraexpunere a aliajului.
Gradul de supercoolingnumită diferența dintre echilibrul (teoretic) și temperaturile actuale de cristalizare
T ts tkr.
Pentru dezvoltarea procesului de topire aveți nevoie de un anumit grad de aliaj de supraîncălzire
T ttl ts.
Gradul de hipotermie este măsurat în grade Celsius și depinde de rata de răcire, natura și puritatea topiturii. Cu cât este mai mare rata de răcire, cu atât este mai mare gradul de hipotermie. Curățenia se topește, cu atât este mai mare stabilitate și, prin urmare, mai mult grad de hipotermie.
Prezența particulelor nevăzute în topitură accelerează procesul de cristalizare, mănâncă cereale. Cercetare D.K. Chernova a fost dezvăluită că cristalizarea începe cu formarea embrionilor cristalini (centre de cristalizare) și continuă în condițiile de creștere a numărului și dimensiunilor acestora.
Numărul de centre de cristalizare (CH.TS.) și viteza creșterii lor (S.R.) depind de gradul de hipotermie. Cu o creștere a gradului de hipotermie, numărul centrelor de cristalizare crește și crește rata lor de creștere; Cu gradul definit de hipotermie, apare maximul.
Cu toate acestea, metalele și aliajele, care într-o stare lichidă, o mică tendință de supercooling, nu pot fi răcite la astfel de temperaturi la care numărul de centre de cristalizare și rata de creștere a cristalului ar ajunge la maxim. Prin urmare, pentru metale, curbele "ch.ts." și "s.r." Din gradele mici de supercooling (curbe solide din Figura 1.2).
S.R.
T.
Gradul de supercooling t, cu
Figura 1.2 - Efectul gradului de supercooling asupra numărului de centre de cristalizare și a ratei de creștere a cristalului
Pentru gradul de supraîncărcare, viteza de formare a centrelor de cristalizare și creșterea acestora este mică, prin urmare, procesul de cristalizare continuă încet și mare este mare (deoarece puține centre de cristalizare sunt formate într-o unitate de volum de fază lichidă).
Pentru gradul de supercooling, T a mărit semnificativ atât rata nucleării centrelor de cristalizare, cât și viteza creșterii acestora, prin urmare procesul de cristalizare va curge mult mai rapid decât cu gradul de hipotermie și de la numărul de centre de cristalizare dintr-o unitate Volumul crește, micul crește.
Astfel, schimbarea gradului de hipotermie, puteți obține cristaliți (cereale) de diferite dimensiuni. Multe proprietăți din aliaj depind de cereale. În practică, măcinarea cerealelor în aliaje este, de asemenea, realizată prin modificarea, adică Introducere în topiturile dispersate de modificare care devin centre suplimentare de cristalizare.
Procesul de cristalizare a metalelor și aliajelor este similar cu procesul de cristalizare a sărurilor din soluții apoase. În acest caz, formarea cristalelor devine posibilă pentru a observa cu un microscop biologic la temperaturile camerei ca evaporate de apă, care este convenabil și sigur.
3. Structura lingoului metalic
Cristalele în procesul de solidificare a metalului pot avea o formă diferită în funcție de viteza de răcire, caracterul și cantitatea de impurități. Cel mai adesea, cristalele ramificate sau copacilor sunt formate în procesul de cristalizare, numiți dendrite. Inițial, se formează ramuri lungi, așa-numitele axe de primă comandă (axele principale ale Dendriței). Simultan cu prelungirea axelor de prima ordine, ele sunt ramificate și cresc perpendiculare la aceleași ramuri de ordinul secundar. La rândul său, axele celei de-a treia ordini au originea pe axele de ordinul doi etc.
- zona de cereale mici; |
||
- zona cristalelor coloane; |
||
- zona de cristale uniforme; |
||
- scufundarea chiuvetei; |
||
- bule de gaz, goliciunea, |
||
reducerea loafului |
||
Figura 1.3 - Fragmentul lingoului de oțel al oțelului calm
Cristalizarea metalelor lichide începe la suprafața unei forme mai reci și se produce inițial în stratul subțire adiacent la suprafața unui fluid puternic supercoled. Acest lucru duce la formarea unei zone foarte înguste de verde mic orientat pe suprafața lingoului.
A doua zonă este situată în afara zonei lingoice 1 - zona cristalelor coloanei. Creșterea acestor cristale este în direcția îndepărtării căldurii și, deoarece toate cristalele cresc în același timp, atunci cristalele columnale (alungite) sunt obținute, creșterea căreia continuă până când există o îndepărtare a căldurii direcționale. În caz de supraîncălzire puternică și răcire rapidă, zona cristalitelor coloanei poate umple întregul volum al lingoului.
Acest tip de cristalizare este numit transcristalizare.În interiorul lingoului, zona 3 este formată, constând din cristale dendritice orientate în mod echbilid, mai mari datorită vitezei scăzute de răcire (datorită scăderii). Deoarece metalul lichid are un volum mai mare decât solid, apoi în lingoul Toysto, care îngheață pe acesta din urmă rândul său, goliciunea este formată - chiuveta de contracție. Este de obicei înconjurat de cel mai contaminat metal care conține micro și macropore, bule de gaz și alte defecte. Cristalizarea zonelor de lingouri, precum și axele dendritice, nu apare simultan, prin urmare metalul lingoului are eterogenitate prin compoziția chimică - momeală zonală și dendritică.
4. Echipamente și eșantioane
Pentru a respecta procesul de cristalizare a sarei, sunt utilizate microscoape biologice. Trepiedul microscop este o bază constantă la care sunt atașate celelalte părți ale microscopului: un tub, un suport condensator, o duză rotativă cu lentile, ocular. De regulă, microscopul este echipat cu mai multe lentile de zoomi diferite plasate pe o duză de turelă, care vă permite să mutați lentilele în poziția de lucru. Studiul eșantionului începe de obicei cu cea mai mică creștere cu cel mai mare câmp de vedere. Detaliile interesante sunt considerate folosind lentile cu o mare creștere.
Diagrama schematică a microscopului biologic este prezentată în Figura 1.4.
- oglindă;
- tabelul de eșantionare;
- sticla SLAD;
- o picătură de soluție de sare;
- lentilă;
- tub microscop;
- ocularul;
- Observator de ochi.
Figura 1.4 - Diagrama schematică a microscopului biologic
Regulamentul microscopului este după cum urmează. Strunjirea sticlei 2 la sursa de lumină, realizați cea mai strălucitoare iluminare din ocular 8. Apoi este setat la diapozitivul 4 cu o picătură de 5 soluții de sare pe tabelul 3 astfel încât marginea picăturii să poată fi observată. Setarea de lungime focală este produsă prin coborârea / ridicarea subiectului Tabelul 3 față de tubul 7, căutând o imagine clară a marginii picăturii în ocularul 8.
5. Procedura de efectuare a muncii
După ce a studiat partea teoretică și a citit sarcina de a lucra, elevii continuă să respecte procesul de cristalizare. Pentru a face acest lucru, microscopul biologic este emis și sticla subțire cu accelerație soluție acvatică crash Sare.. După reglarea microscopului, sticla este instalată pe tabelul subiectului microscopului și respectați începutul procesului de cristalizare la marginea picăturii. Deoarece apa se evaporă, cristalele vor crește și în următoarele picături de picături. Procesul studiat condiționat poate fi împărțit în trei perioade. Primul este cristalizarea sarei la marginea picăturii, unde cantitatea de apă este cea mai mică. În această perioadă, marginea picăturilor se formează cristale mici ale formei corecte, deoarece hipotermia determină formarea unui număr mare de centre de cristalizare. În timpul celei de-a doua perioade, se formează cristale mari coloane. Direcția axelor lor este normală la marginile picării. În această perioadă există o rată mare de creștere a cristalelor și un număr limitat de centre de cristalizare. În timpul celei de-a treia perioade, se formează cristale de copac (dendritic). În același timp, cantitatea de apă într-o picătură este nesemnificativă și evaporarea acestuia din partea de mijloc merge rapid.
Instituția de învățământ bugetar de stat federal de învățământ superior
"Universitatea de Stat din Volga de transport de apă"
Filiala Perm.
E.a. . Sazonov.
STIINTA MATERIALELOR
Colectarea lucrărilor practice și de laborator
26.02.06 "Funcționarea echipamentelor electrice și automatizării navei"
23.02.01 "Organizarea managementului transportului și a transportului" (după tip)
PERMIAN
2016
Introducere
Recomandări metodice pentru implementarea lucrărilor de laborator și practice privind disciplina de studiu "Materiale științifice" sunt destinate studenților de învățământ secundar profesional în specialitatea26.02.06 "Funcționarea echipamentelor electrice și automatizării navei"
In acest manualul metodic Sunt date instrucțiunile pentru punerea în aplicare a lucrărilor practice și de laborator pe subiectele disciplinei, subiectele și conținutul de laborator și de muncă practică, se administrează formele de control pentru fiecare subiect și literatura recomandată.
Ca urmare a dezvoltării acestui lucru disciplina educațională Studentul trebuie să poată:
˗ Efectuați testarea mecanică a materialelor de probă;
˗ Utilizați metode fizico-chimice de cercetare a metalelor;
˗ Utilizați tabele de referință pentru a determina proprietățile materialelor;
˗ Alegeți materiale pentru activități profesionale.
Ca urmare a dezvoltării acestei discipline academice, elevul ar trebui să știe:
˗ Proprietățile principale și clasificarea materialelor utilizate în activitățile profesionale;
˗ Numele, etichetarea, proprietățile materialului fiind procesate;
˗ Reguli pentru utilizarea materialelor de lubrifiere și răcire;
˗ Informații de bază privind metalele și aliajele;
˗ Informații de bază despre garnituri nemetalice, garnituri,
Etanșare și materiale electrice, oțel, clasificarea acestora.
Laboratorul și munca practică vă vor permite să formați abilități practice de muncă, competențe profesionale. Acestea sunt incluse în structura studiului disciplinei educaționale a "științei materialelor", după studierea subiectului: 1.1. "Informații de bază despre metale și aliaje", 1.2 "Aliaje de fier-carbon", 1,3 metale neferoase și aliaje ".
Laboratorul și munca practică reprezintă un element al disciplinei educaționale și sunt evaluate prin criteriile sub:
Evaluarea "5" este stabilită de student dacă:
˗ Subiectul muncii corespunde cu cel specificat, elevul arată cunoștințe și abilități sistemice și complete pe această temă;
˗ Lucrarea este executată în conformitate cu recomandările profesorului;
˗ Domeniul de activitate corespunde celor specificate;
˗ Lucrarea se efectuează exact în termenele specificate de profesor.
Evaluarea "4" este stabilită de student dacă:
˗ Subiectul muncii corespunde cu cel specificat, elevul permite mici inexactități sau unele erori în această chestiune;
˗ Lucrarea este încadrată cu inexactități în design;
˗ Domeniul de activitate corespunde celor specificați sau puțin mai puțin;
˗ Lucrarea este predată termenelor specificate de profesor sau mai târziu, dar nu mai mult de 1-2 zile.
Evaluarea "3" este setată la elev dacă:
˗ Subiectul lucrării corespunde cu cele specificate, dar nu există elemente semnificative privind menținerea lucrării sau subiecții sunt prezentați ilogic, conținutul principal al întrebării nu este clar prezentat;
˗ Lucrarea este încadrată cu erori în design;
˗ Volumul muncii este semnificativ mai mic decât cel specificat;
˗ Lucrarea este predată cu o întârziere în calendarul de 5-6 zile.
Evaluarea "2" este stabilită de student dacă:
˗ nu a dezvăluit tema principală a muncii;
˗ Lucrarea nu este încadrată în conformitate cu cerințele profesorului;
˗ Domeniul de activitate nu corespunde specificațiilor specificate;
˗ Lucrarea este predată cu o întârziere în mai mult de 7 zile.
Lucrările de laborator și practice privind conținutul lor au o structură specifică, propunem să o considerăm: cursul de muncă este dat la începutul fiecărei lucrări practice și de laborator; La îndeplinirea muncii practice, elevii sunt însărcinați, care este indicat la sfârșitul lucrării (obiectul "sarcină pentru studenți"); La efectuarea lucrărilor de laborator, se întocmește un raport prin execuție, conținutul raportului este indicat la sfârșitul lucrării de laborator ("conținutul raportului").
Atunci când efectuează lucrări de laborator și practice, elevii sunt implementați de anumite reguli, consideră că sunt mai jos: lucrările de laborator și practice sunt efectuate în timpul sesiunilor de instruire; Este permisă finalizarea lucrărilor de laborator și practice la domiciliu; Este permisă utilizarea literaturii suplimentare atunci când efectuează o muncă de laborator și practică; Înainte de a efectua lucrări de laborator și practice, este necesar să se examineze principalele dispoziții teoretice privind obiectul examinat.
Numărul de lucru practic 1
"Proprietățile fizice ale metalelor și metodele de studiere"
scopul de a lucra : Pentru a studia proprietățile fizice ale metalelor, metodele de definire a acestora.
Progrese:
Partea teoretică
Proprietățile fizice includ: densitatea, topirea (punctul de topire), conductivitatea termică, expansiunea termică.
Densitate - cantitatea de substanță conținută într-o unitate de volum. Aceasta este una dintre cele mai importante caracteristici ale metalelor și aliajelor. Prin densitate, metalele sunt împărțite în următoarele grupe:plămâni (densitate nu mai mult de 5 g / cm 3 ) - magneziu, aluminiu, titan etc.;greu - (densitate de la 5 la 10 g / cm 3 ) - fier, nichel, cupru, zinc, staniu etc. (acesta este cel mai extins grup);foarte greu (densitate mai mare de 10 g / cm 3 ) - molibden, tungsten, aur, plumb etc. Tabelul 1 prezintă valorile densității metalelor.
tabelul 1
Densitatea metalelor
Punctul de topire este temperatura la care metalul se deplasează din starea cristalină (solidă) într-un lichid cu absorbția căldurii.
Punctul de topire al metalelor este în intervalul de la -39 ° C (mercur) la 3410 ° C (tungsten). Punctul de topire al celor mai multe metale (cu excepția alcalinei) este ridicat, dar unele metale "normale", cum ar fi staniu și plumb, pot fi topite pe o sobă convențională electrică sau de gaze.
În funcție de punctul de topire, metalul este subdivizat în următoarele grupe:legometal. (Punctul de topire nu depășește 600 o. C) - zinc, staniu, plumb, bismut etc.;mid-ușor (de la 600. o. De la până la 1600. o. C) - includ aproape jumătate din metale, inclusiv magneziu, aluminiu, fier, nichel, cupru, aur;refractar (mai mult de 1600. o. C) - Tungsten, molibden, titan, crom etc. Când sunt administrate la aditivii metalici, punctul de topire este de obicei redus.
masa 2
Punct de topire și fierbere de metale
Conductivitatea termică este capacitatea metalului cu una sau de altă viteză pentru a efectua căldură atunci când este încălzită.
Conductivitatea electrică - Abilitatea de metal de a efectua un curent electric.
Expansiunea termică este capacitatea metalului de a crește volumul său atunci când este încălzit.
Suprafața netedă a metalelor reflectă un procent mare de lumină - acest fenomen se numește sclipire metalică. Cu toate acestea, într-o stare de pulbere, majoritatea metalelor își pierd strălucirea; Aluminiu și magneziu, totuși, își păstrează strălucirea și în pulbere. Cel mai bine reflectă lumina de aluminiu, argint și oglindă de paladiu produc din aceste metale. Pentru fabricarea oglinzilor, este uneori folosit și rodiu, în ciuda prețului său extrem de ridicat: mulțumită mult mai mare decât cea a argintului, durității și rezistenței chimice, stratul de rodiu poate fi mult mai subțire decât argintul.
Metode de cercetare în domeniul științei materialelor
Principalele metode de cercetare în știința metalică și a materialelor sunt: \u200b\u200bcadru, macrostructură, microstructură, microscopie electronică, metode de cercetare cu raze X. Luați în considerare caracteristicile lor în detaliu.
1. Fravel - cea mai ușoară și mai accesibilă metodă de evaluare structura interioară Metale. Metoda de evaluare a pauzelor, în ciuda evaluării aparente a rudeness a calității materialului, este utilizată destul de larg în diverse industrii de cercetare și cercetare științifică. Evaluarea micului dejun în multe cazuri poate caracteriza calitatea materialului.
Pauza poate fi cristalină sau amorfă. Pauza amorfă este caracteristică materialelor care nu au o structură cristalină, cum ar fi sticla, rosină, zguzuni vitroase.
Aliaje metalice, inclusiv oțel, fontă, aluminiu, aliaje de magneziu, zinc și aliajele sale dau o pauză granulară, cristalină.
Fiecare linie de mic dejun cristalin este planul curățării boabelor individuale. Prin urmare, pauza ne arată dimensiunea cerealelor metalice. Studiind oțel, se poate observa că dimensiunea granulelor poate fluctua în limite foarte largi: de la câțiva centimetri în turnat, răcit încet, oțel la o mie de fracțiuni de milimetru în oțel în mod corespunzător evacuat și întărit. În funcție de dimensiunea granulelor, pauza poate fi o cristalină mare și fină cristalină. De obicei, fractura fină-cristalină corespunde mai mult calitate superioară Aliaj de metal.
În cazul în care distrugerea eșantionului de testare trece cu deformarea plasticului precedentă, boabele din planul de breakformare sunt deformate, iar pauza nu mai reflectă structura cristalină interioară a metalului; În acest caz, pauza este numită fibroasă. Adesea într-o singură probă, în funcție de nivelul plasticității, secțiunile fibroase și cristaline pot fi în pauză. Adesea, conform raportului dintre zona de furtună, ocupată de secțiunile cristaline din aceste condiții de testare, este estimată calitatea metalului.
Pauza cristalină fragilă poate fi obținută prin distrugerea boabelor sau a planurilor glisante care traversează boabele. În primul caz, pauza se numește intercrystalină, în a doua transcrystalină. Uneori, în special cu boabe foarte fine, este dificil să se determine natura pauzei. În acest caz, pauza este studiată utilizând o lupă sau un microscop binocular.
Recent, studiile metalice din studiul fractal al fracturilor asupra microscoapelor metalografice și electronice se dezvoltă. În același timp, ele găsesc noile avantaje ale vechii metode de studii în metal și cercetarea micului dejun, aplicând conceptul de dimensiuni fractale la astfel de studii.
2. MACROTRUCTURE - este următoarea metodă pentru cercetarea metalelor. Studiul de macrostructură este de a studia planul secțiunii produsului sau eșantionului în direcții longitudinale, transversale sau oricăroare după gravare, fără utilizarea dispozitivelor de mărire sau cu o lupă. Avantajul cercetării macrostructurale este că, cu ajutorul acestei metode, puteți explora structura direct de întreaga turnare sau lingou, forjare, ștanțare etc. Prin această metodă de cercetare, defectele interne ale metalului pot fi găsite: bule, goliciune, fisuri, incluziuni de zgură, investighează structura cristalină de turnare, studiază neomogenitatea cristalizării lingoului și a heterogenității chimice (likvare).
Cu ajutorul amprentelor de sulf pe hârtie foto de pe Bauman, se determină neuniformitatea distribuției de sulf pe secțiunea transversală a lingourilor. Mare importanță Această metodă de cercetare are în studiul traficului forjat sau ștampilat pentru a determina direcția fibrelor din metal.
3. Microstructura este una dintre principalele metode în metalothing este un studiu al unei microstructuri metalice pe microscoape metalografice și electronice.
Această metodă vă permite să studiați microstructura obiectelor metalice cu zoom-uri mari: de la 50 până la 2000 de ori pe un microscop metalografic optic și de la 2 până la 200 de mii de ori pe un microscop electronic. Studiul microstructurii se efectuează pe șlefuirea lustruită. Prezența incluziunilor nemetalice, cum ar fi oxizii, sulfurile, incluziunile mici de zgură și alte incluziuni, diferă de natura metalului de bază sunt studiate pe lustruirea în formă de net.
Microstructura metalelor și aliajelor este studiată pe leziuni. Etching-ul este, de obicei, produs de acizi slabi, alcalii sau alte soluții, în funcție de natura metalului de măcinare. Efectul de gravare este că dizolvă diferite componente structurale în moduri diferite, picându-le în diferite culori sau culori. Frontierele boabelor, diferă de la soluția principală, au o haină de obicei diferită de bază și se află pe roata sub formă de linii întunecate sau ușoare.
Poliedra de cereale vizibile sub microscop sunt secțiuni de cereale cu o suprafață a grindului. Deoarece această secțiune este aleatoare și poate avea loc la distanțe diferite din centrul fiecărui cereale individuale, diferența de dimensiune a poliedrei nu corespunde diferențelor valide în dimensiunile cerealelor. Cele mai apropiate boabe de cereale sunt cele mai apropiate de dimensiunea reală a cerealelor.
La gravarea unei probe constând din boabe cristaline omogene, cum ar fi un metal pur, o soluție solidă omogenă etc., se observă adesea suprafețe diferite de cereale diferite.
Acest fenomen este explicat prin faptul că boabele de orientare cristalografică apar pe suprafața șmirghelului, ca urmare a căreia gradul de expunere a acidului pentru aceste boabe este diferit. Unele boabe arată strălucitoare, altele sunt puternic tratate, întunecate. Această întunecare este asociată cu formarea diferitelor figuri de gravare, reflectă diferit razele luminoase. În cazul aliajelor, componentele structurale individuale formează un microrelief pe suprafața unui șmirghel, care are secțiuni cu pantă diferită de suprafețe individuale.
Zonele situate în mod normal reflectă cea mai mare cantitate de lumină și se dovedesc a fi cea mai ușoară. Alte site-uri sunt mai întunecate. Adesea, contrastul din imaginea structurii granulare nu este asociat cu structura suprafeței granulelor, ci cu ușurința frontierelor boabelor. În plus, diferite nuanțe de componente structurale pot fi rezultatul formării filmelor formate prin interacțiunea gravului cu componente structurale.
Folosind un studiu metalografic, puteți efectua o identificare calitativă a componentelor structurale ale aliajelor și un studiu cantitativ al microstructurilor de metale și aliaje, în primul rând, prin compararea cu structurile de microsești bine cunoscute și, în al doilea rând, metode speciale de metalografie cantitativă.
Se determină amploarea granulei. Metoda de evaluare vizuală constând în faptul că microstructura luată în considerare este aproximativ estimată de punctele de scară standard conform GOST 5639-68, GOST 5640-68. Conform tabelelor relevante, zona de boabe și cantitatea de cereale pe 1 mm este determinată pentru fiecare scor. 2 și 1 mm. 3 .
Metoda de calcul a cantității de boabe pe suprafața unității de șmirghel prin formule adecvate. Dacă S este o zonă pe care numărul de boabe n, și m - o creștere a microscopului, atunci valoarea medie boabe în secțiunea transversală a suprafeței măcinării
Determinarea compoziției de fază. Compoziția de fază aliaj este mai des evaluată de ochi sau prin compararea structurii cu scale standard.
Metoda aproximativă de determinare cantitativă a compoziției de fază poate fi efectuată prin metoda secvențial prin calcularea lungimii segmentelor ocupate de diferite componente structurale. Raportul dintre aceste segmente corespunde conținutului de volum al componentelor individuale.
Punctul este a.a. Glagolev. Această metodă se efectuează prin evaluarea numărului de puncte (punctele de intersecție a ochiului ocular al microscopului) care intră în suprafața fiecărei componente structurale. În plus, se produce metoda de metalografie cantitativă: determinarea valorii suprafeței fazei și a boabelor; determinarea numărului de particule în volum; Determinarea orientării boabelor în probele policristaline.
4. Microscopie electronică. Microscopul electronic este în sens recentă în studiile metalografice. Fără îndoială, el deține un viitor mare. Dacă rezoluția microscopului optic atinge valorile 0.00015 mm \u003d 1500 A, atunci capacitatea de rezoluție a microscoapelor electronice ajunge la 5-10 A, adică. câteva sute de ori mai mult decât optic.
Pe microscopul electronic, filmele subțiri (replici) îndepărtate de pe suprafața raftului sau studierea directă a filmelor metalice subțiri obținute prin rafinamentul unei probe masive.
Cea mai mare nevoie de a utiliza microscopia electronică a studiului proceselor asociate cu eliberarea fazelor excesive, de exemplu, decăderea soluțiilor solide implicate cu îmbătrânire termică sau deformare.
5. Metode de cercetare cu raze X. Una dintre cele mai importante metode în stabilirea structurii cristalografice a diferitelor metale și aliaje este analiza structurală cu raze X. Această metodă de cercetare face posibilă determinarea naturii aranjamentului reciproc al atomilor în corpurile cristaline, adică Rezolvați sarcina care nu este disponibilă sau un microscop obișnuit, nici electroni.
Baza analizei structurale cu raze X este interacțiunea dintre razele de raze X și atomii corpului studiat se află pe drumul lor, datorită căruia acesta din urmă devine ca noi surse de raze X, fiind centre de împrăștiere.
Razele de împrăștiere a razelor pot fi ca să reflecte aceste raze din avioanele atomice ale cristalului în conformitate cu legile opticii geometrice.
Razele X sunt reflectate nu numai din avioanele situate pe suprafață, ci și din adâncimi. Reflectând din mai multe planuri egal orientate, radiația reflectată este îmbunătățită. Fiecare plan al laticii de cristal își dă pachetul de valuri reflectate. După ce a obținut o anumită alternanță a grinzilor de raze X reflectate la anumite unghiuri, calculați distanța interplanar, indicii cristalografici ai planurilor reflectorizante, în cele din urmă, forma și dimensiunea zăbrelei cristalinei.
Partea practică
Conținutul raportului.
1. Raportul trebuie să specifice numele, obiectivul de lucru.
2. Listați principalele proprietăți fizice ale metalelor (cu definiții).
3. Fixați în notebook-ul tabelului 1-2. Faceți concluzii pe tabele.
4. Completați tabelul: "Metode de bază de cercetare în știința materialelor".
Rengenian.metode de cercetare
Numărul de lucru practic 2
Subiect: "Studiul diagramelor de stare"
Scopul muncii: Familiarizarea studenților cu tipuri de bază de diagrame de stare, principalele lor linii, puncte, sensul lor.
Progrese:
1. Creșteți partea teoretică.
Partea teoretică
Diagrama de stare este imagine grafică Stările oricărui aliaj al sistemului fiind studiat în funcție de concentrație și temperatură (vezi Cris. 1)
Fig.1 din diagrama de stare
Diagramele de stare arată stări stabile, adică. Se afirmă că, în aceste condiții, are un minim de energie liberă și, prin urmare, se numește și diagrama de echilibru, așa cum arată că există faze de echilibru în aceste condiții.
Construcția diagramelor de stare este efectuată cel mai adesea utilizând analiza termică. Ca rezultat, se obține o serie de curbe de răcire la care la temperaturi de transformări de fază, sunt observate punctele de inflexiune și opririle de temperatură.
Temperaturile corespunzătoare transformărilor de fază se numesc puncte critice. niste puncte critice Acestea au nume, de exemplu, punctele corespunzătoare la începutul cristalizării se numesc puncte de lichid, iar sfârșitul cristalizării - punctele Solidus.
Prin răcirea curbelor, compoziția compoziției este construită în coordonate: de-a lungul axei Abscisa - concentrația componentelor, de-a lungul axei temperaturii ordonate. Scara de concentrație arată conținutul componentei V. Principalele linii sunt liniile de litoral (1) și solidus (2), precum și liniile corespunzătoare transformărilor de fază în stare solidă (3, 4).
Conform diagramei de stat, puteți determina temperaturile transformărilor de fază, schimbarea compoziției de fază, aproximativ, proprietățile aliajului, tipurile de procesare care pot fi utilizate pentru aliaj.
Mai jos sunt diferite tipuri de diagrame de stare:
Fig.2. Diagrama cadru cu solubilitate nelimitată
componente în stare solidă (A); Curbele de răcire tipice
aliaje (b)
Analiza diagramei obținute (figura 2).
1. Numărul de componente: k \u003d 2 (componente A și B).
2. Numărul de faze: F \u003d 2 (faza lichidă L, cristale solide)
3. Principalele linii ale diagramei:
aCB este o linie de lichid, deasupra acestei linii de aliaje se află într-o stare lichidă;
linia ADB - Solidus, sub această linie aliajele sunt în stare solidă.
Fig.3. Diagrama stării aliajelor cu absența solubilității componentelor într-o stare solidă (A) și curbele de răcire ale aliajelor (B)
Analiza diagramei de stare (figura 3).
1. Numărul de componente: K \u003d 2. (Componentele A și B);
2. Numărul de etape: f \u003d 3. (cristale de componente, cristale de componente în faza lichidă).
3. Principalele linii ale diagramei:
linia Solidus ECF, paralelă cu axa concentrațiilor tinde la axele componentelor, dar nu le atinge;
Smochin. 4. Diagrama stării aliajelor cu solubilitate limitată a componentelor într-o stare solidă (A) și curbele de răcire ale aliajelor tipice (B)
Analiza diagramei de stare (figura 4).
1. Numărul de componente: k \u003d 2 (componente A și B);
2. Numărul de faze: F \u003d 3 (faza lichidă și cristale de soluții solide (o soluție de componentă în componenta A) și (soluție de componente A în componenta B));
3. Principalele linii ale diagramei:
linia de lichid ACB constă din două ramuri convergente la un moment dat;
linia Solidus ADCFB este formată din trei situri;
dM - linia concentrației de limitare a componentei în componenta A;
fN - linia concentrației de limitare a componentei A în componenta V.
Partea practică
Sarcina pentru studenți:
1. Înregistrați numele lucrării și obiectivul acestuia.
2. Înregistrați ce este o diagramă de stare.
Raspunde la intrebari:
1. Cum se construiește diagrama de stare?
2. Ce pot defini diagrama de stare?
3. Ce nume au punctele de bază ale diagramei?
4. Ce este indicat în diagrama de pe axa Abscisa? Axe de ortodoxă?
5. Care sunt liniile principale ale diagramei?
Opțiuni pentru opțiuni:
Elevii răspund la aceleași întrebări în mod diferit sunt desene pentru care este necesar să se răspundă. 1 Opțiune oferă răspunsuri în figura 2, 2 opțiuni oferă răspunsuri în figura 3, opțiunea 3 oferă răspunsuri în figura 4. Figura trebuie fixată în notebook.
1. Care este numele diagramei?
2. Denumiți câte componente sunt implicate în formarea de aliaj?
3. Ce litere indică liniile principale ale diagramei?
Numărul de lucru practic 3
Subiect: "Studierea castanii"
Scopul muncii: Introducerea studenților cu marcare și zona de aplicare a castingilor; Formarea capacității de a descifra mărcile de fontă.
Progrese:
Partea teoretică
Fonta turnată diferă de oțel: în compoziție - un conținut și impurități mai mari de carbon; Conform proprietăților tehnologice - proprietăți de turnare mai mari, o capacitate mică de deformare din plastic, nu este aproape nu este utilizată în structurile sudate.
În funcție de starea de carbon din fontă distinctă: fontă albă - carbon în condiție asociată sub formă de cmenteitate, în micul dejun are sclipici albă și metal; Fier de fontă - toate carbonul sau majoritatea este într-o stare liberă sub formă de grafit, iar în starea asociată nu există mai mult de 0,8% carbon. Din cauza cantității mari de grafit, pauza sa este gri; O parte de jumătate de carbon este într-o stare liberă sub formă de grafit, dar cel puțin 2% din carbon este sub formă de cimentit. Puțin este folosit în tehnică.
În funcție de forma de grafit și de condițiile de formare a acesteia, următoarele grupe de casting distinge: gri - cu grafit lamelar; înaltă rezistență - cu grafit sferic; Dusty - cu grafit Florid.
Includerile de grafit pot fi considerate o formă adecvată de goliciune în structura fontei. Despre astfel de defecte în timpul încărcării, sunt concentrate tensiuni, valoarea căreia este mai mare de defectul ascuțit. Rezultă că incluziunile de grafit ale formei plăcii la măsurarea maximă a metalului. O formă mai favorabilă fragilă și optimă este o formă sferică de grafit. Plasticitatea depinde de forma în același mod. Prezența grafitului reduce cel mai puternic rezistența la metode rigide de încărcare: o lovitură; decalaj. Rezistența la compresie este redusă.
Fontă cenușie
Fierul cenușiu este utilizat pe scară largă în ingineria mecanică, deoarece este ușor de procesat și are proprietăți bune. În funcție de rezistență, fonta gri este împărțită în zece grade (GOST 1412).
Frizele gri turnate cu o rezistență mică de întindere au o rezistență suficient de ridicată la comprimare. Structura bazei metalice depinde de cantitatea de carbon și siliciu.
Având în vedere rezistența mică a turnărilor de fontă gri prin întindere și șocuri, acest material trebuie utilizat pentru părțile care sunt supuse unor sarcini de compresie sau îndoire. În instrumentul mașinilor, acestea sunt componente de bază, corp, paranteze, roți de unelte, ghidaje; În blocurile de automobile - cilindri, inele cu piston, arbori cu came, discuri de ambreiaj. Turnările din fontă gri sunt de asemenea utilizate în depozitul electric, pentru fabricarea bunurilor de consum.
Marcarea castingului gri: indicată de indicele SCH (fontă gri) și numărul care arată valoarea rezistenței puterii înmulțită cu 10 -1 .
De exemplu: montați 10 fontă gri, rezistență la tracțiune de 100 MPa.
Matchy fontă
Proprietățile bune în piese turnate sunt asigurate dacă procesul de grafitizare nu apare în timpul cristalizării și răcirii turnărilor în formă. Pentru a preveni grafitizarea, fonta ar trebui să aibă un conținut redus de carbon și siliciu.
Există 7 ștampile de forjare fontă: trei cu feritic (KCH 30 - 6) și patru cu bază de perlit (KCH 65 - 3) (GOST 1215).
Pentru proprietățile mecanice și tehnologice, fonta de matriță Marea Desertivă ocupă o poziție intermediară între fonta cenușie și oțelul. Dezavantajul fontei forjate în comparație cu rezistență ridicată este limitarea grosimii peretelui pentru turnare și nevoia de recoacere.
Tasta de fontă din dake sunt folosite pentru piese care funcționează la șocuri și încărcături vibratoare.
Carter cutii de viteze, hub-uri, cârlige, capse, cleme, cuplaje, flanșe sunt fabricate din timbre feritice.
De la ricinurile perlipite caracterizate prin durabilitate ridicată, plasticitate suficientă, furci de arbori cardanici, legături și role ale lanțurilor transportoare, plăcuțele de frână sunt realizate.
Marcarea fontei de forjare: indicată de indicele CC (forjarea fontei) și numerele. Primul număr corespunde limitei rezistenței la tracțiune, înmulțită cu 10 -1 , Al doilea număr este o alungire relativă.
De exemplu: KC 30-6 - fontă din dake, rezistența la tracțiune de 300mp, alungirea relativă este de 6%.
Frontă de înaltă rezistență
Obțineți aceste fontă din gri, ca urmare a modificării de magneziu sau a cerii. În comparație cu fonta gri, proprietățile mecanice cresc, este cauzată de absența neuniformității în distribuția de stres datorită formei sferice a grafitului.
Aceste fontă au o procesiune lichidă ridicată, o contracție liniară - aproximativ 1%. Tensiunea turnătorilor în pietre sunt puțin mai mari decât pentru fonta cenușie. Datorită modulului ridicat al elasticității, o procesabilitate foarte mare de tăiere. Au o sudabilitate satisfăcătoare.
De la fontă de înaltă rezistență, se fac turnare cu pereți subțiri (inele piston), covoare forjate ciocan, paturi și cadre de prese și mori de rulare, matrițe, tăietoare, vârfuri.
Turnările arborelui cotit care cântăresc până la 2..3 T, în loc de arbori forjați din oțel, au o vâscozitate ciclică mai mare, complet sensibil la concentratorii de tensiune externă, au proprietăți de antifricțiune mai bune și semnificativ mai ieftine.
Marcarea fontei de înaltă rezistență: indicată de indicele RF (fontă de înaltă rezistență) și numărul care arată valoarea rezistenței puterii înmulțită cu 10 -1 .
De exemplu: HF 50 - Fier de înaltă rezistență, cu o rezistență la tracțiune de 500 MPa.
Partea practică
Sarcina pentru studenți:
1. Introduceți numele lucrării, obiectivul său.
2. Descrieți producția de fontă.
3. Necesită tabelul:
3. Pass-pasaj marefontă
Numărul de lucru practic 4
Subiect: "Studiul oțelurilor structurale de carbon și aliate"
Scopul muncii:
Progrese:
1. Luați în considerare cu partea teoretică.
2. Completați sarcinile părții practice.
Partea teoretică
Oțelul este un aliaj de fier cu carbon, în care carbonul este conținut într-o cantitate de 0 -2,14%. Oțelul sunt cele mai frecvente materiale. Au proprietăți tehnologice bune. Produsele sunt obținute ca rezultat al prelucrării presiunii și tăierii.
Calitate în funcție de conținutul impurităților nocive: oțelul de sulf și fosfor sunt împărțite în oțel:
˗ Calitate obișnuită, conținut de până la 0,06% sulf și până la 0,07% fosfor.
˗ calitativ - până la 0,035% sulf și fosfor fiecare separat.
˗ de înaltă calitate - până la 0,025% sulf și fosfor.
˗ Calitate specială, până la 0,025% fosfor și până la 0,015% sulf.
Deoxidarea este procesul de îndepărtare a oxigenului din oțel, adică în funcție de gradul de deoxidare, există: oțel calm, adică complet întins; O astfel de oțel este notată cu literele "SP" la sfârșitul mărcii (uneori literele sunt reduse); Fierbere din oțel - slab întins; marcate cu literele "kp"; oțel semi-deval, ocupând o poziție intermediară între cele două anterioare; Denotee "ps".
Oțelul de calitate obișnuită este, de asemenea, împărțit în consumabile de 3 grupe: oțelul din grupul A este furnizat consumatorilor pentru proprietăți mecanice (o astfel de oțel poate avea un conținut crescut de sulf sau fosfor); Grupul de oțel B - prin compoziție chimică; Grupul de oțel B - cu proprietăți mecanice garantate și compoziție chimică.
Oțelul de construcție sunt proiectate pentru fabricarea de structuri, părți de mașini și aparate.
Astfel, în Rusia și în țările CSI (Ucraina, Kazahstan, Belarus etc.), desemnarea alfanumerică a oțelului și aliajelor și aliajelor, care, conform GOST, sunt indicate condiționat de numele elementelor și metodelor de oțel și Numerele sunt elemente desemnate condiționat. Până în prezent, organizațiile internaționale de standardizare nu au dezvoltat un sistem unificat de marcare a scaunelor.
Marcarea oțelurilor de carbon structural
calitate obișnuită
˗ Indicați în conformitate cu GOST 380-94 litere "st" și numărul condițional al mărcii (de la 0 la 6), în funcție de compoziția chimică și proprietățile mecanice.
˗ Cu cât este mai mare conținutul de carbon și proprietățile de rezistență ale oțelului, cu atât numărul său este mai mare.
˗ Scrisoarea "G" după numărul mărcii indică conținutul crescut de mangan din oțel.
˗ Înainte ca marca să indice un grup de oțel, iar grupul "A" în desemnarea mărcii nu a fost plasată.
˗ Pentru a indica categoria de oțel la desemnarea mărcii, se adaugă numărul de la sfârșitul categoriei corespunzătoare, prima categorie nu este de obicei indicată.
De exemplu:
˗ ST1KP2 - Oțel de carbon de calitate obișnuită, fierbere, brand 1, categoria a doua, vine la consumatori pentru proprietăți mecanice (grupul A);
˗ ESTA - Oțel de carbon de calitate obișnuită, cu conținut de mangan crescute, calm, marca 5, prima categorie cu proprietăți mecanice garantate și compoziție chimică (grupa B);
˗ Ouă - oțel carbon de calitate obișnuită, numărul mărcii 0, grupa B, prima categorie (ștampile de oțel de ST0 și BST0 în funcție de gradul de deoxidare nu sunt separate).
Marcarea oțelurilor structurale de înaltă calitate de înaltă calitate
˗ În conformitate cu GOST 1050-88, aceste oțeluri sunt marcate cu numere de două cifre care arată conținutul mediu de carbon în sutime procente: 05; 08; 10; 25; 40, 45, etc.
˗ Pentru oțel calm, literele de la sfârșitul numelor lor nu sunt adăugate.
De exemplu, 08kp, 10ps, 15, 18 kp, 20, etc.
˗ Scrisoarea G din brand a început să indice o întreținere sporită a manganului.
De exemplu: 14G, 18G, etc.
˗ Cel mai obișnuit grup pentru fabricarea pieselor de mașină (arbori, axe, bucșe, roți de unelte etc.)
De exemplu:
˗ 10 - Oțel de înaltă calitate din carbon structural, cu conținut de carbon de aproximativ 0,1%, calm
˗ 45 - Oțel de înaltă calitate din carbon, cu conținut de carbon de aproximativ 0,45%, calm
˗ 18 kp - oțel de înaltă calitate din carbon structural cu un conținut de carbon de aproximativ 0,18% fierbere
˗ 14G - oțel structural de înaltă calitate, cu un conținut de carbon de aproximativ 0,14%, calm, cu un conținut ridicat de mangan.
Marcarea oțelurilor structurale aliate
˗ În conformitate cu GOST 4543-71, numele unor astfel de oțeluri constau în numere și litere.
˗ Primele cifre ale mărcii indică conținutul mediu de carbon din oțel în sutime de interes.
˗ Literele indică elementele principale de aliere incluse în oțel.
˗ Numerele după fiecare literă indică conținutul procentual aproximativ al elementului corespunzător, rotunjit la un număr întreg, când elementul de aliere este conținut de până la 1,5%, numărul nu este specificat în timpul literei corespunzătoare.
˗ litera A la sfârșitul mărcii indică faptul că oțel de înaltă calitate (cu un conținut redus de sulf și fosfor)
˗ N-nichel, X - Chrome, K - cobalt, M - molbdenum, V - Wolfram, T - Titan, D - cupru, G - mangan, C - silic.
De exemplu:
˗ 12х2н4a - oțel din aliaj structural, de înaltă calitate, cu conținut de carbon de aproximativ 0,12%, crom aproximativ 2%, nichel aproximativ 4%
˗ 40khn - oțel din aliaj structural, cu conținut de carbon de aproximativ 0,4%, crom și nichel la 1,5%
Marcarea altor grupe de oțeluri structurale
Arc de otel.
˗ Principala caracteristică distinctivă a acestor oțeluri - conținutul de carbon din ele ar trebui să fie de aproximativ 0,8% (în acest caz, proprietățile elastice apar în oțel)
˗ arcuri și arcuri sunt fabricate din carbon (65,70,75,80) și aliate (652, 50HG, 60C2 cotlete, 55 Hgr) oțeluri structurale
˗ Aceste oțel dopate cu elemente care măresc limita elasticității - siliciu, mangan, crom, tungsten, vanadiu, bor
De exemplu: 60C2 - arc de carbon structural din oțel cu un conținut de carbon de aproximativ 0,65%, siliciu aproximativ 2%.
Oțel rulment cu bile
GOST 801-78 marcat cu literele "shx", după care conținutul de crom este indicat în deciziile procentului.
˗ Pentru oțelurile supuse ecranului electric, litera W este adăugată și la sfârșitul numelor lor prin liniuță.
De exemplu: Shh15, Shh20sg, Shh4-sh.
˗ dintre ele produc piese pentru rulmenți, ele sunt, de asemenea, utilizate pentru a face piese care funcționează sub sarcini mari.
De exemplu: SHH15 - rulment structural din oțel cu un conținut de carbon de 1%, cromul 1,5%
Oțel automat
GOST 1414-75 începe cu litera A (automată).
˗ Dacă oțelul este dopat cu plumb, numele său începe cu literele UA.
˗ Pentru a reflecta conținutul din oțelurile elementelor rămase, aceleași reguli sunt utilizate ca și oțelurile structurale aliate. De exemplu: A20, A40G, AC14, AC38HMM
De exemplu: mașină structurală AC40 - oțel, cu un conținut de carbon de 0,4%, plumb 0,15-0,3% (care nu este specificat în brand)
Partea practică
Sarcina pentru studenți:
2. Înregistrați principalele semne de etichetare a tuturor grupurilor de oțeluri structurale (oțeluri obișnuite, oțeluri de înaltă calitate, oțeluri structurale aliate, oțeluri de primăvară, lagăre cu bile, oțeluri automate), cu exemple.
Opțiuni pentru opțiuni:
Decrry timbrele și scrieți domeniul de aplicare al mărcii specifice (adică pentru fabricarea căreia este destinată)
Numărul de lucru practic 5
Subiect: "Studiu al oțelurilor de scule de carbon și aliate"
Scopul muncii: Familiarizarea studenților cu etichetare și zona de aplicare a oțelurilor structurale; Formarea capacității de a descifra marcajul oțelurilor structurale.
Progrese:
1. Luați în considerare cu partea teoretică.
2. Completați sarcina părții practice.
Partea teoretică
Oțelul este un aliaj de fier cu carbon, în care carbonul este conținut într-o cantitate de 0-2,14%.
Oțelul sunt cele mai frecvente materiale. Au proprietăți tehnologice bune. Produsele sunt obținute ca rezultat al prelucrării presiunii și tăierii.
Avantajul este capacitatea de a obține complexul dorit de proprietăți, schimbând compoziția și tipul de prelucrare.
În funcție de scopul oțelului este împărțită în 3 grupe: oțel structural, instrumental și special.
Calitate în funcție de conținutul impurităților dăunătoare: oțelul de sulf și fosfor sunt împărțite în: oțel obișnuit de calitate, conținut de până la 0,06% sulf și până la 0,07% fosfor; de înaltă calitate - până la 0,035% sulf și fosfor fiecare separat; de înaltă calitate - până la 0,025% sulf și fosfor; Cuprinzător, până la 0,025% fosfor și până la 0,015% sulf.
Oțelul instrumental sunt proiectate pentru fabricarea diferitelor instrumente, atât pentru prelucrarea manuală, cât și pentru mecanică.
Prezența unei game largi de oțel și aliaje fabricate în tari diferiteNecesitatea de a le identifica, cu toate acestea, până acum nu există oțeluri și aliaje uniforme de marcare, ceea ce creează anumite dificultăți pentru tranzacționarea metalelor.
Marcarea oțelurilor de scule carbonice
˗ Datele din oțel în conformitate cu GOST 1435-90 sunt împărțite în calitate de înaltă calitate și de înaltă calitate.
˗ Oțelul calitativ este notat de litera din (carbon) și o cifră care indică conținutul mediu de carbon din oțel, în zecimi ale procentului.
De exemplu: U7, U8, U9, U10. U7 - Oțel de scule de carbon cu un conținut de carbon de aproximativ 0,7%
˗ În desemnarea oțelurilor de înaltă calitate, se adaugă litera A (U8A, U12A, etc.). În plus, litera G poate fi prezentă în notarea instrumentelor carbonice de înaltă calitate, cât și de înaltă calitate, indicând conținutul crescut din oțelul de mangan.
De exemplu: U8G, U8GA. U8A - Oțel de scule de carbon cu un conținut de carbon de aproximativ 0,8%, de înaltă calitate.
˗ a făcut un instrument pentru manual (daltă, kerner, scutec etc.), lucrări mecanice la viteze reduse (burghie).
Marcarea oțelurilor de scule aliate
˗ Regulile de desemnare a oțelului de aliaj instrumental conform GOST 5950-73 sunt în principal la fel ca și pentru aliația structurală.
Diferența se află numai în cifre care indică fracția de masă a carbonului din oțel.
˗ Procentajul de carbon este, de asemenea, indicat la începutul numelui de oțel, în zecimi de interes și nu în sute, ca și pentru oțelurile aliate structurale.
˗ Dacă în oțelul dopat instrumental, conținutul de carbon este de aproximativ 1,0%, atunci cifra corespunzătoare la începutul numelui său nu este de obicei indicată.
Dăm exemple: oțel 4x2V5MF, HBH, HVF.
˗ 9x5VF - oțel aliat al instrumentului, cu conținut de carbon de aproximativ 0,9%, crom aproximativ 5%, vanadiu și tungsten până la 1%
Etichetare itată (mare viteză)
oțeluri de scule
˗ denotă de litera "P", figura care urmărește indicarea procentului de tungsten în ea: spre deosebire de oțelurile aliate în numele oțelului de mare viteză, procentul de crom nu indică, deoarece Este de aproximativ 4% în toate oțelurile și carbonul (este proporțional cu conținutul de vanadiu).
˗ Scrisoarea F care arată prezența vanadiului este indicată numai dacă conținutul de vanadiu este mai mare de 2,5%.
De exemplu: P6M5, P18, P6 M5F3.
˗ De obicei, din aceste oțeluri, produce un instrument de înaltă performanță: burghie, tăietori etc. (pentru o parte mai ieftină de lucru)
De exemplu: P6M5K2 - oțel de mare viteză, cu un conținut de carbon de aproximativ 1%, tungsten aproximativ 6%, crom aproximativ 4%, vanadiu la 2,5%, molibden aproximativ 5%, cobalt aproximativ 2%.
Partea practică
Sarcina pentru studenți:
1. Înregistrați numele lucrării, obiectivul său.
2. Înregistrați principiile de bază ale etichetării tuturor grupurilor de oțeluri instrumentale (carbon, aliate, aliate înalte)
Opțiuni pentru opțiuni:
1. descifrați ștampilele și scrieți domeniul de aplicare al mărcii specifice (adică, pentru fabricarea căreia este destinată).
Numărul de lucru practic 6
Subiect: "Studiul aliajelor pe bază de cupru: alamă, bronz"
Scopul muncii: Cunoașterea studenților cu etichetare și domeniu de aplicare a metalelor neferoase - cupru și aliaje pe baza acestuia: alamă și bronz; Formarea capacității de a descifra alama și bronzul de etichetare.
Recomandări pentru studenți:
Progrese:
1. Luați în considerare cu partea teoretică.
2. Completați sarcina părții practice.
Partea teoretică
Alamă
Alama poate fi în compoziția lor până la 45% zinc. Creșterea conținutului de zinc de până la 45% duce la o creștere a rezistenței de până la 450 MPa. Plasticitatea maximă are loc când conținutul de zinc este de aproximativ 37%.
Conform metodei de fabricare a produselor, se disting alamă deformabilă și turnătorie.
Alama deformabilă este marcată cu litera L, urmată de un număr care indică conținutul de cupru în procente, de exemplu, în alamă L62 conține 62% din cupru și 38% zinc. Dacă, pe lângă cupru și zinc, există și alte elemente, atunci literele lor inițiale sunt setate (o-staniu, c - plumb, z - fier, f - fosfor, MC - mangan, a-aluminiu, c-zinc).
Numărul acestor elemente este indicat de numerele corespunzătoare după numărul indicând conținutul de cupru, de exemplu, Lag60-1-1 aliaj conține 60% din cupru, 1% aluminiu, 1% fier și 38% zinc.
Alama are o bună rezistență la coroziune, care poate fi îmbunătățită de un tablou adăugând suplimentar. Brass LO70 -1 Rack împotriva coroziunii apa de mare Și numită "alamă de mare". Adăugarea de nichel și fier crește rezistența mecanică de până la 550 MPa.
Alama de turnătorie sunt, de asemenea, marcate cu litera L, după notarea literei a elementului principal de aliere (zinc) și fiecare ulterior este cifra, indicând conținutul său mediu în aliaj. De exemplu, alamă LZ23A6ZH3MC2 conține zinc 23%, aluminiu 6%, fier de 3%, mangan 2%. Marca marca LZ16K4 are cel mai bun proces de lichid. Brastia de turnătorie include tipul de alamă de tip LS, LK, LA, Legea, LJS. Alama de turnătorie nu este înclinată spre momeală, au o contracție concentrată, turnările sunt obținute cu densitate ridicată.
Alama este un material bun pentru structurile care funcționează sub temperaturi negative.
Bronz
Aliaje de cupru cu alte elemente decât zincul sunt numite bronz. Bronzul este împărțit în deformabil și turnător.
La etichetarea bronzului deformabil în primul rând, literele ale BR sunt setate, apoi literele care indică elementele, cu excepția cuprului, sunt incluse în aliaj. După ce literele sunt numere, indicând conținutul componentelor compoziției. De exemplu, marca BROF10-1 înseamnă că staniu 10% este inclus în bronz, 1% f o ozfora, restul este cupru.
Marcajul de bronz de turnare începe, de asemenea, cu literele lui BR, apoi sunt indicate denumirile de litere ale elementelor de aliere și cifra indică conținutul său mediu în aliaj. De exemplu, BRONZE BRO3C12S5 conține 3% TIN, 12% zinc, 5% plumb, restul este cupru.
Bronz de staniu Când se mănâncă cupru cu staniu, se formează soluții solide. Aceste aliaje sunt foarte predispuse la lichior datorită intervalului termic mare de cristalizare. Datorită fuziunii aliajelor cu un conținut de staniu peste 5% este favorabil pentru părți ale rulmenților de alunecare: faza soft asigură un bun muncitor vechi, particulele solide creează rezistență la uzură. Prin urmare, bronzul de staniu sunt materiale de antifricțiune bune.
Bronzul de staniu are o contracție scăzută în vrac (aproximativ 0,8%), astfel folosită în turnarea artistică. Prezența fosforului oferă un proces de lichid bun. Bronzul de staniu este împărțit în deformabil și de turnatorie.
În bronzul deformabil, conținutul de staniu nu trebuie să depășească 6%, pentru a furniza plasticitatea necesară, BROF6.5-0.15. În funcție de compoziția bronzului deformabil diferă în proprietăți mecanice, anti-coroziune, antifricțiune și elastice și sunt utilizate în diferite industrii. Din aceste aliaje, tije, țevi, panglică, sârmă sunt făcute.
Partea practică
Sarcina pentru studenți:
1. Eliberați numele și scopul lucrării.
2. Necesită tabelul:
Numealiaj, It
definiție
întreținere
proprietăți
aliaj
Exemplu
marcare
Decodare
branduri
Regiune
aplicații
Numărul de lucru practic 7
Subiect: "Studiul aliajelor de aluminiu"
Scopul muncii: Familiarizarea studenților cu marcare și zona metalelor neferoase - aluminiu și aliaje pe baza acestuia; Studierea caracteristicilor utilizării aliajelor de aluminiu în funcție de compoziția lor.
Recomandări pentru studenți: Înainte de a efectua o parte practică a sarcinii, citiți cu atenție dispozițiile teoretice, precum și prelegerile din registrul dvs. de lucru pe această temă.
Progrese:
1. Luați în considerare cu partea teoretică.
2. Completați sarcina părții practice.
Partea teoretică
Principiul etichetării aliajelor de aluminiu. La început indică tipul de aliaj: d - aliajele tipului de duralumină; A - Aluminiu tehnic; Aliaje de aluminiu AK -KOV; În aliaje de înaltă rezistență; Aliaje de turnare.
Numărul de aliaj continuu este indicat. Numărul condițional urmează desemnarea caracterizării stării aliajului: m - moale (implantată); T - procesat termic (întărire plus îmbătrânire); N-finanțat; P - semi-terminat.
Conform proprietăților tehnologice ale aliajelor sunt împărțite în trei grupe: aliaje deformabile, tratament termic ne-rafinat; aliaje deformabile consolidate prin tratament termic; Aliaje de turnătorie. Metodele de metalurgie pulbere produc aliaje de aluminiu sinterizate (CAC) și aliaje de pulbere de aluminiu sinterizate (SAP).
Aliaje de turnare deformabile care nu sunt întărite prin tratamentul termic.
Forța de aluminiu poate fi ridicată de dopaj. În aliaje, nu sunt împiedicate de tratamentul termic, manganul sau magneziul sunt introduse. Atomii acestor elemente își măresc semnificativ puterea, reducând plasticitatea. Aliajele sunt indicate: cu mangan - AMC, cu magneziu - AMG; După ce desemnarea elementului indică conținutul său (AMG3).
Magneziul acționează numai ca un complementar, mangan consolidează și crește rezistența la coroziune. Forța de aliaj crește numai ca urmare a tulpinii în stare rece. Cu cât este mai mare gradul de deformare, cu atât puterea este mai semnificativă crește și plasticitatea este redusă. În funcție de gradul de întărire, aliajele de muggy și semifinite (AMG3P) diferă.
Aceste aliaje sunt utilizate pentru fabricarea diferitelor rezervoare sudate pentru combustibil, nitric și alți acizi, structuri mici și medii. Aliaje deformabile, tratament termic întărite.
Astfel de aliaje includ duralumina (aliaje complexe ale sistemelor de aluminiu - cupru - magneziu sau aluminiu - cupru - magneziu - zinc). Acestea au redus rezistența la coroziune, pentru a crește manganul pe care manganul este introdus. Duraluminele sunt de obicei supuse temperaturilor de 500 despre Cu îmbătrânire naturală, care este precedată de o perioadă de incubare de două, trei ore. Rezistența maximă este realizată prin 4,5 zile. Utilizarea pe scară largă a duraluminei se găsește în ingineria aeronavelor, automobilelor, construcțiilor.
Aliajele de îmbătrânire ridicată sunt aliaje, care, în plus față de cupru și magneziu, conțin zinc. Aliaje B95, B96 au o rezistență de aproximativ 650 MPa. Consumatorul principal este aeronava (acoperire, stringeri, spargere).
Forjarea aliajelor din aluminiu AK, AK8 sunt folosite pentru fabricarea forjatărilor. Păriturile sunt făcute la o temperatură de 380-450 despre C, expus la stingerea temperaturii de 500-560 despre C și îmbătrânirea la 150-165 despre C timp de 6 ore.
Nichel, fier, titan, care mărește temperatura de recristalizare și rezistența la căldură la 300 sunt introduse în plus în aliajele de aluminiu. despre DIN.
Pistoane, lame și discuri ale compresoarelor axiale, motoarele Turbojet sunt fabricate.
Aliaje de turnătorie
Aliajele de turnătorie includ aliaje ale sistemului de aluminiu - siliciu (silozhi) care conțin 10-13% siliciu. Aditiv la silozul de magneziu, cuprul contribuie la efectul de întărire a aliajelor de turnare în timpul îmbătrânirii. Titanium și zidoniu s-au zdrobit. Manganul mărește proprietățile anticorozive. Nichel și fier măresc rezistența la căldură.
Aliajele de turnătorie sunt marcate cu Al2 la Al20. Silhounds sunt utilizate pe scară largă pentru fabricarea detaliilor turnate ale dispozitivelor și a altor piese cu încărcat mediu și scăzut, inclusiv turnare cu pereți subțiri de formă complexă.
Partea practică
Sarcina pentru studenți:
1. Înregistrați numele și scopul lucrării.
2. Completați tabelul:
Numealiaj, It
definiție
întreținere
proprietăți
aliaj
Exemplu
marcare
Decodare
branduri
Regiune
aplicații
Numărul de lucru de laborator 1
Subiect: "Proprietățile mecanice ale metalelor și metodelor de studiu (duritate)"
Scopul muncii:
Progrese:
1. Luați în considerare cu pozițiile teoretice.
2. Completați sarcina profesorului.
3. Cill raportul în conformitate cu sarcina.
Partea teoretică
Duritatea se numește capacitatea materialului de a rezista pătrunderii unui alt corp în ea. La testarea durității, corpul introdus în material și numit un indenter trebuie să fie mai solid, să aibă anumite dimensiuni și o formă nu trebuie să primească deformare reziduală. Testele de duritate pot fi statice și dinamice. Primul tip include testarea prin metoda de indulgență, la al doilea - prin metoda de rezistență la șocuri. În plus, există o metodă pentru determinarea durității sclerometriei cicatrizării.
Prin valoarea durității metalice, puteți face o idee despre proprietățile sale. De exemplu, cu atât este mai mare duritatea determinată de presiunea vârfului, cu atât plasticitatea metalului și invers.
Testele instrumentale de testare sunt că un indenter (diamant, din oțel călit, aliaj solid), având o formă de minge, con sau o formă de piramidă, este presată în eșantion sub acțiunea încărcăturii. După îndepărtarea încărcării pe eșantion, amprenta rămâne măsurarea mărimiturii căreia (diametrul, adâncimea sau diagonala) și compararea acesteia cu dimensiunea indenterului și valoarea sarcinii poate fi judecată de duritatea metalică.
Duritatea este determinată pe dispozitive speciale - duritate. Cea mai des duritatea este determinată de metodele lui Brinell (GOST 9012-59) și Rockwell (GOST 9013-59).
Există cerințe generale pentru prepararea probelor și testarea cu aceste metode:
1. Suprafața eșantionului trebuie să fie curată, fără defecte.
2. Probele trebuie să fie o anumită grosime. După primirea amprentei pe partea inversă a eșantionului nu ar trebui să fie urme de deformare.
3. Eșantionul trebuie să stea pe masă rigid și în mod constant.
4. Încărcarea ar trebui să acționeze perpendicular pe suprafața eșantionului.
Determinarea durității lui Brinell
Duritatea metalului de saramură este determinată prin indulging în proba de bile din oțel călit (figura 1) cu un diametru de 10; 5 sau 2,5 mm și exprimate prin numărul de duritate HB obținută prin divizarea încărcăturii aplicate p în H sau KGF (1H \u003d 0,1 kgf) pe suprafața formată pe imprimarea probei F în mm
Brinell Duritate Hb. exprimată de atitudinea încărcării desemnateF. A ridica la patratS. Suprafața sferică a amprentei (puțurilor) pe suprafața măsurată.
Hb. = (MPa),
unde
S. - suprafața sferică pătrată a amprentei, mm 2 (Exprimat prinD. șid.);
D. - diametrul mingii, mm;
d. - diametrul amprentei, mm;
Valoarea încărcăturiiF. , Diametrul de arcuriD. Și durata extrasei sub sarcină τ este aleasă în conformitate cu Tabelul 1.
Figura 1. Măsurarea schemei de duritate prin metoda lui Brinell.
a) pavând mingea în metalul de testare
F.D. - diametrul bulbului,d. ref - diametrul amprentei;
b) Măsurarea diametrului imprimării magnetice (în imagined.\u003d 4,2 mm).
tabelul 1.
Selectați diametrul mingii, încărcați și extras sub sarcină în funcție de încărcare
de la duritate și grosimea eșantionului
Mai mult de 6.6…3
mai puțin de 3.
29430 (3000)
7355 (750)
1840 (187,5)
Mai puțin de 1400.
mai mult de 6.
6…3
mai puțin de 3.
9800 (1000)
2450 (750)
613 (62,5)
Metale și aliaje neferoase (cupru, alamă, bronz, aliaje de magneziu etc.)
350-1300
mai mult de 6.
6…3
mai puțin de 3.
9800 (1000)
2450 (750)
613 (62,5)
30
Metale neferoase (aluminiu, aliaje de lagăr etc.)
80-350
mai mult de 6.
6…3
mai puțin de 3.
10
5
2,5
2450 (250)
613 (62,5)
153,2 (15,6)
60
Figura 2 prezintă o diagramă a unui dispozitiv de pârghie. Eșantionul este instalat pe tabelul subiectului 4. Flywheelul rotativ 3, șurubul 2 Ridicați eșantionul pentru ao contacta cu o minge 5 și pentru a completa comprimarea arcului 7, puneți pe axul 6. Arcul creează o prealabilă mingea egală cu 1 kN (100 kgf) care asigură o poziție constantă a probei în timpul încărcării. După aceea, motorul electric 13 și prin intermediul cutiei de viteze 12, tija de conectare 11 și sistemul pârghiilor de 8,9, situate în corpul hardware 1 cu sarcini 10 creează o sarcină completă dată pe minge. Pe eșantionul de testare se obține o amprentă cu bile. După descărcarea dispozitivului, proba este îndepărtată și determinată de diametrul amprentei unui geam de lupă specială. Pentru diametrul calculat al amprentei, se iau valoarea medie aritmetică a măsurătorilor în două direcții reciproce perpendiculare.
Figura 2. Schema dispozitivului Brinell
Conform formulei de mai sus, utilizând diametrul măsurat al amprentei, se calculează numărul de duritate HB. Numărul de duritate în funcție de diametrul amprentei recepționate poate fi găsit și de-a lungul tabelelor (vezi tabelul de numere de duritate).
Atunci când măsurați duritatea cu o minge cu diametrul D \u003d 10,0 mm sub sarcină f \u003d 29430 h (3000 kgf), cu o viteză de declanșare τ \u003d 10 ° C - numărul de duritate este scris după cum urmează:Hb. 2335 MPa sau Denumire Old NV 238 (în KGF / MM 2 )
Când măsurați duritatea lui Brinell, trebuie să vă amintiți următoarele:
Puteți experimenta materiale cu duritate nu mai mult de 4.500 MPa, deoarece cu o duritate mai mare a eșantionului există o deformare inacceptabilă a mingii în sine;
Pentru a evita puzzle-ul, grosimea minimă a eșantionului ar trebui să fie de cel puțin tenfold adâncimea de amprentă;
Distanța dintre centrele a două amprente adiacente ar trebui să fie de cel puțin patru diametre ale amprentei;
Distanța de la centrul imprimării pe suprafața laterală a eșantionului trebuie să fie de cel puțin 2,5d..
Determinarea durității prin Rockwell
Conform metodei Rockwell, duritatea metalelor este determinată prin răsfățați în proba de testare a mingelor din oțel întărite cu un diametru de 1.588 mm sau un con de diamant cu un unghi în partea de sus a lui 120 despre Sub acțiunea a două sarcini însoțitoare în mod constant: un P0 \u003d 10 KGF preliminar și un general P egal cu cantitatea de P0 preliminară și principalele încărcături P1 (fig.3).
Rockwell DuritateHR. Se măsoară în unități condiționate fără dimensiuni și este determinată de formulele:
HR. c. \u003d - Când apăsați un con de diamant
HR. în \u003d - Când răsfățați mingea de oțel,
unde 100.– numărul de diviziuni ale scalei negre C, 130 este numărul de fisiune a scalei roșii în cadranul indicatorului, măsurând adâncimea indulgenței;
h. 0 - Adâncimea indulgenței unui con sau a unei minge sub acțiunea de preîncărcare. Mm.
h. - adâncimea de indulgență a unui con sau a unui minge de diamant sub acțiunea unei sarcini totale, mm
0,002 - prețul de împărțire a scalei de cadran a indicatorului (deplasarea unui con de diamant la măsurarea durității cu 0,002 mm corespunde mișcării săgeții indicatorului pe o singură divizie), mm
Tipul vârfului și valoarea sarcinii sunt selectate conform tabelului 2, în funcție de duritatea și grosimea probei de testare. .
Numărul de duritate Rockwell (HR.) Este o măsură a adâncimii indentării indentrei și este exprimată în unități convenționale. Peste unitatea de duritate a adoptat o valoare fără dimensiuni corespunzătoare mișcării axiale cu 0,002 mm. Numărul de duritate Rockell este direct săgeată direct pe scară sau în indicator după îndepărtarea automată a încărcăturii principale. Duritatea aceluiași metal, determinată de diverse metode, este exprimată de diverse unități de duritate.
De exemplu,Hb. 2070, HR. c. 18 sauHR. în 95.
Figura 3. Schema de măsurare a durității Rockwell
masa 2
ÎN
HR. ÎN
Oțel Ball.
981 (100)
0,7
25…100
pe scara B.
de la 2000 la 7000 (oțel călit)
DIN
HR. DIN
Diamond Cone.
1471 (150)
0,7
20…67
pe scara C.
De la 4000 la 9000 (părți supuse cimentării sau azotării, aliajelor solide etc.)
DAR
HR. DAR
Diamond Cone.
588 (60)
0,4
70…85
pe scara B.
Metoda Rockwell este caracterizată prin simplitate și performanță ridicată, asigură conservarea suprafeței de înaltă calitate după încercare, vă permite să testați metalele și aliajele, atât duritatea scăzută cât și înaltă. Această metodă nu este recomandată pentru aliaje cu o structură neomogenă (fontă gri, umedă și de înaltă rezistență, aliaje de lagăr, etc.).
Partea practică
Conținutul raportului.
Specificați numele lucrării, obiectivul său.
Raspunde la intrebari:
1. Ce se numește duritate?
2. Care este esența definiției durității?
3. Ce metode de determinare a durității știi? Care este diferența lor?
4. Cum să pregătiți un eșantion la test?
5. Cum să explicați absența unei metode universale pentru determinarea durității?
6. De ce multe caracteristici mecanice ale materialelor determină cel mai adesea duritatea?
7. Fixați în notebook schema pentru a determina duritatea brină și rockwell.
Numărul de lucrări de laborator 2
Subiect: "Proprietățile mecanice ale metalelor și metodelor de studiu (rezistență, elasticitate)"
Scopul muncii: Examinați proprietățile mecanice ale metalelor, metodele de studiere a acestora.
Progrese:
1. Luați în considerare cu pozițiile teoretice.
2. Completați sarcina profesorului.
3. Cill raportul în conformitate cu sarcina.
Partea teoretică
Principalele proprietăți mecanice sunt rezistența, elasticitatea, vâscozitatea, duritatea. Cunoașterea proprietăților mecanice, constructorul selectează în mod rezonabil materialul corespunzător care asigură fiabilitatea și durabilitatea structurilor în masa lor minimă.
Proprietățile mecanice determină comportamentul materialului în timpul deformării și distrugerii din acțiunea încărcăturilor externe. În funcție de condițiile de încărcare, proprietățile mecanice pot fi determinate la:
1. Încărcarea statică - sarcina de pe eșantion crește încet și fără probleme.
2. Încărcarea dinamică - creșterea crește la viteză mare, are un șoc.
3. Încărcarea încăternării sau ciclică - sarcina în procesul de testare este în mod repetat variată în mărime sau în dimensiune și direcție.
Pentru a obține rezultate comparabile, eșantioanele și metodele de realizare a testelor mecanice sunt groaznice. Cu un test static de tracțiune: GOST 1497 primește caracteristicile rezistenței și plasticității.
Forța - capacitatea materialului de a rezista deformărilor și distrugerii.
Plasticitatea este capacitatea materialului de a-și schimba dimensiunile și forma sub influența forțelor externe; Măsurați plasticitatea - valoarea deformării reziduale.
Un dispozitiv care determină rezistența și plasticitatea este o mașină discontinuă care înregistrează diagrama de tracțiune (vezi figura 4) care exprimă relația dintre alungirea probei și sarcina activă.
Smochin. 4. Diagrama de tracțiune: A - Absolut, B - relativ.
Site-ul OA de pe diagramă corespunde deformării elastice a materialului atunci când se observă legea firului. Tensiunea corespunzătoare deformării limită elastice la punctul A se numește limita de proporționalitate.
Limita proporționalității este cea mai mare tensiune, până la realizarea căreia este legea gâtului.
La tensiuni deasupra limitei de proporționalitate, apare o deformare plastic uniformă (alungirea sau îngustarea secțiunii).
Punctul B - Limita elasticității - cea mai înaltă tensiune, până la realizarea căreia nu apare deformarea reziduală în eșantion.
Platforma CD este un tampon de curgere, acesta corespunde limitei de randament - această tensiune la care deformarea crește în probă fără a crește sarcina (fluxurile de material ").
Multe clase de oțel, metalele neferoase au o platformă de fluiditate pronunțată, astfel încât forța de randament condiționată este stabilită pentru ei. Rezistența randamentului condiționat este o tensiune care corespunde deformării reziduale de 0,2% la lungimea inițială a probei (oțel aliat, bronz, duralumină și alte materiale).
Punctul corespunde rezistenței limită (apare o rafinament local - gâtul, formarea rafinării este caracteristică a materialelor plastice).
Rezistența la tracțiune este tensiunea maximă care poate rezista la eșantion la permisiune (rezistență la timp).
De-a lungul punctului în sarcină se încadrează (datorită alungirii gâtului) și distrugerea apare la punctul K.
Partea practică.
Conținutul raportului.
1. Specificați numele lucrării, obiectivul său.
2. Ce proprietăți mecanice știți? Ce metode sunt determinate proprietățile mecanice ale materialelor?
3. Notați definiția rezistenței conceptelor și a plasticității. Ce metode definesc? Care este numele dispozitivului care determină aceste proprietăți? Cu ce \u200b\u200bproprietăți sunt definite?
4. Asigurați diagrama de tensiune absolută a materialului plastic.
5. După diagramă, specificați numele tuturor punctelor și secțiunilor diagramei.
6. Ce limită este principala caracteristică atunci când alegeți un material pentru fabricarea oricărui produs? Justificați răspunsul.
7. Ce materiale sunt mai fiabile în locul de muncă fragile sau plastice? Justificați răspunsul.
Bibliografie
Principal:
Adakin a.m., Zuev V.M. Știința materialelor (prelucrarea metalelor). - M.: OUTS "Academia", 2009 - 240 p.
Adakin a.m., Zuev V.M. Materiale și materiale tehnologice. - M.: FORUM, 2010 - 336 p.
Chumachenko yu.t. Materiale științifice și complot (ONG-uri și SPO). - Rostov N / d.: Phoenix, 2013 - 395 s.
Adiţional:
Zhukovets i.i. Teste mecanice ale metalelor. - M.: Horsis.shk., 1986. - 199 p.
Lakhtin Yu.m. Bazele științei materialelor. - M.: Metalurgie, 1988.
Lakhtin Yu.M., Leontiev V.P. Stiinta Materialelor. - M.: Inginerie mecanică, 1990.
Resurse electronice:
1. Material Magazine. (Resurse electronice) - Forma de acces http://www.nait.ru/journals/index.php?p_journnal_id\u003d2.
2. Știința materialelor: resurse educaționale, formular de acces http: // www.supermetalloved / narod.ru.
3. Oțel de piață. (Resurse electronice) - Formular de acces www.splav.kharkov.com.
4. Centrul Federal pentru Informații și Resurse Educaționale. (Resurse electronice) - Forma de acces www.fcior.ru.
