ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЛИТЕЙНЫХ СВОЙСТВ СПЛАВОВ
И ВИДОВ БРАКА ОТЛИВОК
I. Цель работы:
1. Ознакомиться с основными методами определения литейных свойств сплавов и видами брака отливок.
2. Определить и сравнить величины жидкотекучести, линейной усадки углеродистой стали, серого чугуна, бронзы, алюминиевого сплава.
II. КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ из теории.
Описать способы определения жидкотекучести и усадки, указать влияние основных факторов. Зарисовать и описать технологические пробы для определения величины жидкотекучести и усадки.
III. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
1. Провести измерения технологических проб и определить величину жидкотекучести и усадки сплавов. Результаты занести в сводную таблицу.
| Таблица1 | Жидкотекучесть, мм | ||||||||
| Усадка, % | e ср | ||||||||
| e л | |||||||||
| lот | |||||||||
| lф | |||||||||
| Температура заливки, 0C | |||||||||
| Химический состав сплава, % | |||||||||
| Al | |||||||||
| Cu | |||||||||
| Pb | |||||||||
| Zn | |||||||||
| Sn | |||||||||
| Mn | |||||||||
| Si | |||||||||
| С | |||||||||
| Марка сплава | |||||||||
| Наименование сплава | |||||||||
| № пп |
2. По данным, приведенным в сводной таблице, дайте сравнительную оценку литейных свойств сплавов: а) черных металлов; б) цветных металлов.
| 1. |
| 2. |
| 3. |
| 4. |
| 5. |
| 6. |
3. Укажите виды литейного брака, связанные с низкой жидкотекучестью.
4. Укажите виды литейного брака, связанные с усадкой сплавов.
5. Определить вид брака отливки, причины возникновения и методы устранения.
Эскиз бракованной отливки:
Выводы по работе:
Контрольные вопросы
Дайте определение жидкотекучести, усадки и способов их определения.
От каких факторов зависит жидкотекучесть и усадка?
Какие химические элементы, присутствующие в черных металлах, уменьшают жидкотекучесть?
Какие химические элементы, присутствующие в черных металлах, увеличивают жидкотекучесть и усадку?
Какие химические элементы, присутствующие в цветных металлах, уменьшают жидкотекучесть и усадку?
Какие химические элементы, присутствующие в цветных металлах, увеличивают жидкотекучесть и усадку?
Как влияет температура заливки на жидкотекучесть и усадку сплавов?
Как влияет скорость охлаждения на усадку и жидкотекучесть?
Какие виды брака взывает низкая жидкотекучесть сплавов?
Какие виды брака вызывает большая усадка сплавов?
Какую линейную усадку (в %) имеют серый чугун, низколегированная сталь, бронза, алюминиевые сплавы?
| Дата выполнения | Фамилия, подпись студента | Подпись преподавателя |
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА И СКОРОСТИ ОХЛАЖДЕНИЯ НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА ЧУГУНА
I. Цель работы.
1. Ознакомиться с основными видами технологических проб применяемых в практике литейного производства для ускоренного контроля структуры чугуна.
2. С помощью технологических проб, ступенчатого и скошенного клиньев, установить влияние химического состава и скорости охлаждения на структуру и механические свойства чугуна.
II. КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ ИЗ ТЕОРИИ
Описать свойства и назначение чугуна. Сравнить сталь с чугуном. Влияние графита на свойства чугуна.
III. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
Построить структурные диаграммы чугунов:
а) влияние углерода и кремния на структуру чугуна
| Толщина стенки 50 мм | |||||||||||||||
| Содержание углерода, % | |||||||||||||||
| Содержание кремния, % | |||||||||||||||
б) влияние суммарного содержания углерода и кремния и скорости охлаждения (толщины стенки) на структуру чугуна.
| Содержание C+Si, % | |||||||||||||||
| 12,5 | 2,5 | 37,5 | 62,5 | ||||||||||||
  скорость охлаждения толщина стенки отливки
| |||||||||||||||
Укажите структурные составляющие и наименование чугуна по отдельным областям диаграммы
| Область I | Область IIа | Область II | Область IIв | Область III |
Определить микроструктуру и твёрдость в отдельных частях ступенчатого клина
| HB | |||||||||
| толщина отдельных частей клина | |||||||||
3. По данным пункта 2 указать влияние скорости охлаждения на структурообразование чугуна
4. Указать химический состав чугуна скошенных клиньев и по их излому определить размеры отбеленной зоны
5. По данным пункта 4 указать влияние химического состава на структурообразование чугуна
6. Изучить под микроскопом, зарисовать и описать микроструктуру чугунов, указать условия их получения и маркировку
Задачи:
Дан чугун состава: С = _____ %, =______ %. Какую структуру будет иметь чугун, если толщина стенки отливки _______ мм?
Какая структура будет у этого чугуна при том же содержании углерода и той же толщине стенки отливки, если кремния в нем будет ____ %?
Указать структуру чугуна, если Собщ = ____ %; Ссвяз = ____ %?
Выводы по работе:
Контрольные вопросы
Укажите структурные составляющие белого, половинчатого и серого чугунов.
Какие элементы в составе чугунов являются графитообразующими и какие карбидообразующими?
Укажите особенности формы графитовых включений высокопрочного, ковкого и серого чугунов.
Укажите особенности технологии получения высокопрочного чугуна.
Укажите особенности технологии получения ковкого чугуна.
Как маркируются серые, ковкие и высокопрочные чугуны.
| Дата выполнения | Фамилия, подпись студента | Подпись преподавателя |
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ И РЕКРИСТАЛЛИЗАЦИИ НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА НИЗКОУГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ ПРИ ОБРАБОТКЕ ДАВЛЕНИЕМ
I. Цель работы.
Изучить влияние наклепа на структуру и механические свойства стали.
Изучить влияние рекристаллизации на структуру низкоуглеродистой стали и на ее механические свойства.
II. КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ ИЗ ТЕОРИИ
Описать сущность процессов пластической деформации и рекристаллизации при обработке давлением.
III. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
1. Зарисовать микроструктуру, определить твёрдость, измерить геометрические параметры образцов в исходном состоянии:
|
Микроструктура ____________________________________
___________________________________________________
HRB = _____
HB = _____
hо = _____
2. Определить осадку цилиндрических образцов по заданной степени деформации (10 и 50%). Степень холодной пластической деформации при осадке определяется по формуле:
где h 0 – высота образца в исходном состоянии;
h 1 – высота образца после холодной деформации.
3. Замерить твердость образцов после деформации и результаты занести в таблицу.
Твердость образцов после деформации
| Степень деформации | НRB | НВ |
| D = 10% | ||
| D = 50% |
4. Произвести отжиг деформированных образцов при температурах 300, 400, 500, 600 и 800 оС в течение 30 мин. Замерить твердость образцов после отжига и результаты занести в таблицу.
Твердость образцов после деформации 50 % и отжига
| № образцов | Степень деформации | Твёрдость после деформации | Температура нагрева образцов, ° С | Твёрдость после отжига | ||
| HRB | HB, МПа | HRB | HB, МПа | |||
| D = 50% |
5. Зарисовать и описать структуру образцов после деформации и последующего отжига.
| Степень деформации | Структура после деформации | Структура после деформации и отжига | |||
| t = 400о | t = 500о | t = 600о | t = 800о | ||
6. Указать особенности собирательной рекристаллизации при критических степенях деформации.
|
7. Построить график изменения твердости образцов в зависимости от степени деформации.
8. Построить график изменения твердости деформированных образцов в зависимости от температуры отжига.
|
9. Указать (ориентировочно) температуру начала рекристаллизации образцов;
а). установленную расчетным путем по формуле Бочвара А.А.
б). по данным, приведенным на графике
10. Определить минимальную температуру рекристаллизационного отжига при холодной штамповке:
а). низкоуглеродистой стали –
б). меди –
в). алюминия –
г). олова –
Выводы по работе:
Контрольные вопросы
Что такое наклёп?
Как изменяются механические свойства металлов в процессе деформирования при холодной обработке давлением?
Что такое рекристаллизация?
Как изменяются механические свойства в результате рекристаллизации?
Укажите основные механические характеристики, предопределяющие степень пригодности металлов к обработке давлением?
Как влияет на обработку сталей давлением процент содержания углерода?
Какое влияние оказывают на обработку давлением кремний и марганец?
Укажите влияние примесей серы и фосфора на обработку сталей давлением?
В чем преимущество горячей o6pa6oтки металлов давлением перед холодной?
Что называется критической степенью деформации и какова, ориентировочно, ее величина для углеродистых сталей?
Укажите рациональные величины степеней деформации, применяемые в практике обработки металлов давлением?
| Дата выполнения | Фамилия, подпись студента | Подпись преподавателя |
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4
ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА ПРИ ОБРАБОТКЕ ДАВЛЕНИЕМ НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА СТАЛИ
Цель работы:
Определить влияние температуры нагрева на размер действительного зерна и на вязкость углеродистой конструкционной стали.
II. КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ ИЗ ТЕОРИИ
Объяснить причины роста зёрен при нагреве.
III. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
1. Произвести нагрев стандартных образцов для определения ударной вязкости до температур: 780, 850, 1000 и 1200 °С. Выдержать образцы в печи в течение 30 мин и охладить их на спокойном воздухе.
2. Исследовать микроструктуру металла на ранее приготовленных микрошлифах и зарисовать ее; определить номер (балл) и среднюю площадь зерна. Полученные данные занести в таблицу 1.
Таблица 1
| № образца | Температура нагрева о С | Схема структуры | Величина зерна | Особенности структуры | |
| № (балл) по ГОСТ | средняя площадь | ||||
3. Разрушить образцы на копре для определения ударной вязкости. Результаты испытаний занести в таблицу 2.
Таблица 2
| № образца | Температура нагрева, [C1] °С | Размеры образцов | Работа разрушения, А, Дж | Ударная вязкость KSU = A/F, Дж/см 2 | Характеристика излома* | ||
| а, см | в, см | F, см 2 | |||||
* Излом характеризуется словами: мелкозернистый, среднезернистый, крупнозернистый, крупнозернистый камневидный.
|
4. Пользуясь полученными результатами испытаний, построить график зависимости ударной вязкости от номера (балла) зерна по ГОСТ от средней площади зерна, в мкм).
5. Нанести на стальной участок диаграммы железоуглеродистых сплавов рациональный температурный интервал горячей обработки давлением.
 |
6. Дать краткое обоснование предельной температуры нагрева и температуры окончания горячей обработки давлением.
7. Зарисовать и описать дефектные микроструктуры стали, которые могут возникать при несоблюдении условий нагрева и выдержки заготовки в печи.