Твердость образцов после деформации

ВВЕДЕНИЕ

Лабораторные работы имеют своей целью ознакомить студентов:

1. С основными свойствами и существующими методами контроля литейных сплавов и дефектами отливок.

2. Характером изменения структуры и свойств металла в процессе обработки давлением.

3. Основными способами выполнения сварочных работ.

Перед выполнением очередной лабораторной работы студент обязан проработать рекомендуемую литературу, записать в тетрадь краткие сведения из теории, отражающие содержание данной работы, и вычертить диаграммы состояния, графики и схемы приборов и установок.

Студенты, не подготовившиеся к выполнению очередной лабораторной работы и не защитившие предыдущие три работы, а также полностью не оформившие проделанной работы в лаборатории, к очередному занятию не допускаются.

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.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Таблица1 III. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ 1. Провести измерения технологических проб и определить величину жидкотекучести и усадки сплавов. Результаты занести в сводную таблицу.	Жидкотекучесть, мм

Усадка, %	e _ср
e _л
l_от
l_ф
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.

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

1. Дайте определение жидкотекучести, усадки и способов их определения.

2. От каких факторов зависит жидкотекучесть и усадка?

3. Какие химические элементы, присутствующие в черных металлах, уменьшают жидкотекучесть?

4. Какие химические элементы, присутствующие в черных металлах, увеличивают жидкотекучесть и усадку?

5. Какие химические элементы, присутствующие в цветных металлах, уменьшают жидкотекучесть и усадку?

6. Какие химические элементы, присутствующие в цветных металлах, увеличивают жидкотекучесть и усадку?

7. Как влияет температура заливки на жидкотекучесть и усадку сплавов?

8. Как влияет скорость охлаждения на усадку и жидкотекучесть?

9. Какие виды брака взывает низкая жидкотекучесть сплавов?

10. Какие виды брака вызывает большая усадка сплавов?

11. 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.

II. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. 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

2. 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:

1. Дан чугун состава: С = _____ %, =______ %. Какую структуру будет иметь чугун, если толщина стенки отливки _______ мм?

2. Какая структура будет у этого чугуна при том же содержании углерода и той же толщине стенки отливки, если кремния в нем будет ____ %?

3. Указать структуру чугуна, если С_общ = ____ %; С_связ = ____ %?

Выводы по работе:

Контрольные вопросы

1. Укажите структурные составляющие белого, половинчатого и серого чугунов.

2. Какие элементы в составе чугунов являются графитообразующими и какие карбидообразующими?

3. Укажите особенности формы графитовых включений высокопрочного, ковкого и серого чугунов.

4. Укажите особенности технологии получения высокопрочного чугуна.

5. Укажите особенности технологии получения ковкого чугуна.

6. 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.

1. Изучить влияние наклепа на структуру и механические свойства стали.

2. 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 = _____

h_о = _____

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 = 400^о	t = 500^о	t = 600^о	t = 800^о

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

1. Что такое наклёп?

2. Как изменяются механические свойства металлов в процессе деформирования при холодной обработке давлением?

3. Что такое рекристаллизация?

4. Как изменяются механические свойства в результате рекристаллизации?

5. Укажите основные механические характеристики, предопределяющие степень пригодности металлов к обработке давлением?

6. Как влияет на обработку сталей давлением процент содержания углерода?

7. Какое влияние оказывают на обработку давлением кремний и марганец?

8. Укажите влияние примесей серы и фосфора на обработку сталей давлением?

9. В чем преимущество горячей o6pa6oтки металлов давлением перед холодной?

10. Что называется критической степенью деформации и какова, ориентировочно, ее величина для углеродистых сталей?

11. 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

I. Цель работы:

Определить влияние температуры нагрева на размер действительного зерна и на вязкость углеродистой конструкционной стали.

II. КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ ИЗ ТЕОРИИ

Объяснить причины роста зёерен 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 ^оС	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.

Видманштеттовая структура

Микроструктура _________________________________

Характер дефекта ________________________________

____________________________________________________

Причины появления дефекта _______________________

____________________________________________________

Методы устранения дефектной структуры ___________

____________________________________________________

Обезуглероженный слой

Микроструктура в середине ________________________

_____________________________________________________

Микроструктура у поверхности _____________________

_____________________________________________________

Содержание углерода в середине ____________________

_____________________________________________________

(содержание углерода определяется по структуре)

Содержание углерода у поверхности _________________

Характер дефекта _________________________________

Причина дефекта _________________________________

Меры предупреждения дефекта _____________________

_____________________________________________________

Полосчатая структура доэвтектоидной стали

Микроструктура __________________________________

Характер дефекта _________________________________

_____________________________________________________

Указать в каком направлении вязкость стали будет выше

и почему _________________________________________

_____________________________________________________

Методы уменьшения полосчатости структуры _________

_____________________________________________________

Выводы по работе:

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Контрольные вопросы

1. Укажите цель нагрева стальных заготовок при обработке давлением?

2. Какие факторы влияют на рост зерна стали при ее нагреве?

3. Укажите температуры начала и окончания обработки давлением доэвтектоидной и заэвтектоидной стали?

4. Что такое перегрев и пережог стали и их влияние на свойства стали?

5. Как устранить перегрев стали?

6. Почему происходит обезуглероживание поверхностного слоя стали?

7. При каких условиях образуется видманштеттовая структура?

8. Указать причины образования строчечной структуры и ее влияние на свойства стали?

Дата выполнения	Фамилия, подпись студента	Подпись преподавателя

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТОВ РАСПЛАВЛЕНИЯ, НАПЛАВКИ И ПОТЕРЬ НА УГАР И РАЗБРЫЗГИВАНИЕ ПРИ РУЧНОЙ И АВТОМАТИЧЕСКОЙ СВАРКЕ

I. Цель работы:

Ознакомиться с сущностью ручной дуговой и автоматической сварки. Определить коэффициенты расплавления, наплавки и потерь на угар и разбрызгивание.

II. Краткие сведения из теории

Указать сущность процессов и записать формулы определяющие основные коэффициенты. ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

III. Порядок выполнения работы

1. Определить коэффициенты расплавления (a_р), наплавки (a_н), потерь на угар и разбрызгивание (y) и количества наплавленного металла при ручной дуговой и автоматической сварке (Q_н). Условия проведения эксперимента и результаты опытов занести в таблицу 1.

Таблица 1

№ пп

Электрод

Сила тока, А

Время горения дуги, с

Вес пластины, г

Вес наплавленного металла, G_н

Длина электрода, мм

Вес расплавленного металла, G_н

Коэффициент расплавления a_р г/Ач

Коэффициент наплавки a_н г/Ач

Коэффициент потерь y, %

Производительность процесса, г/ч

Марка

Диаметр, мм

До наплавки, G₁

После наплавки, G₂

До наплавки, L₁

После наплавки, L₂

2. Ознакомиться с работой сварочных автоматов и полуавтоматов.

а). сварочного автомата АДС-1000-2

Условные обозначения:

I –	II –
III –

б). сварочного полуавтомата.

Условные обозначения:

СТ –

Выводы по работе:

Контрольные вопросы

Какие факторы влияют на производительность расплавления электрода?
Какие факторы влияют на величину потерь на угар и разбрызгивание?
Чем ограничивается повышение производительности при ручной сварке?
Из каких основных частей состоит автомат АДС-1000-2?
Из каких основных частей состоит полуавтомат ПДШ-500?
Преимущества автоматической сварки перед ручной дуговой сваркой?
Преимущества полуавтоматической сварки перед автоматической?

Дата выполнения	Фамилия, подпись студента	Подпись преподавателя

Лабораторная работа № 6

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ КОНТАКТНЫХ СВАРОЧНЫХ МАШИН И ВЛИЯНИЯ ШУНТИРОВАНИЯ ТОКА НА ПРОЧНОСТЬ СВАРНОЙ ТОЧКИ

I. Цель работы:

По эскизам и натурным образцам изучить устройство и работу контактных сварочных машин и определить основные технологические параметры. Определить влияние шунтирования тока на прочность сварной точки.

II. Краткие сведения из теории

Рассмотреть основные способы контактной сварки

III. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Изучить устройство и принцип работы контактных машин:

а). сварочной машины МСР-100

1 -
2 -
3 -
4 -
5 -
6 -
7 -
8 -
9 -
10 -
11 -
12 -
13 -
14 -
15 -
16 -

Условные обозначения:

Зарисовать графики зависимости давления и тока от времени:

Для стыковой сварки сопротивлением

Для стыковой сварки методом непрерывного оплавления

б). точечной машины МТ-601

Условные обозначения:

1 -
2 -
3 -
4 -
5 -
6 -
7 -
8 -
9 -
10 -

Зарисовать графики зависимости давления и тока от времени для точечной сварки:

Определить основные технологические параметры точечной сварки. Данные эксперимента занести в таблицу 1.

Таблица 1

Ступень регулирования	Напряжение в первичной обмотке, U ₁, В	Напряжение во вторичной обмотке, U ₂, В	Коэффициент трансформации К= U ₁/ U ₂	Ток в первичной обмотке, I _1, A	Ток во вторичной обмотке, I _2, A	Площадь поперечного сечения сварной точки, F, мм ²	Плотность тока, J = I ₂/F, А/ мм ²

Определить влияние режима сварки и шунтирования тока на прочность сварной точки. Данные эксперимента занести в таблицу 2.

Таблица 2

Толщина металла, мм	Сварочный ток, А	Режим сварки	Диаметр ядра точки, мм	Разрушающее усилие, кг
Усилие сжатия, кг	Продолжительность включения, c	Шаг точек	I замер	II замер	Среднее значение

Зарисовать схему, поясняющую последовательность нанесения сварных точек и шунтирования тока.

в). схема шовной машины МШП-50

Условные обозначения:

1 -
2 -
3 -
4 -
5 -
6 -
7 -
8 -
9 -
10 -
11 -
12 -

13 -	14 -
15 -

Зарисовать графики зависимости давления и тока от времени для шовной сварки:

Выводы по работе:

_____________________

Твердость образцов после деформации

Поиск по сайту