МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ
ФГОУ ВПО «ВЯТСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ»
ИНЖЕНЕРНЫЙ ФАКУЛЬТЕТ
КАФЕДРА ТЕХНОЛОГИИ МЕТАЛЛОВ
Л.Н. К О Н О П Л Ё В, М.С. П О Я Р К О В
МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ. ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
(лабораторный практикум)
Учебно-методическое пособие
2 – е изд., доп. и перераб.
Киров 2008
УДК 620.22
ББК 30.3
Материаловедение. Технология конструкционных материалов (лабораторный практикум): Учебно-методическое пособие. - 2–е изд., доп. и перераб. – Киров: Вятская ГСХА, 2008. – 132 с.
Учебно-методическое пособие разработано кандидатами технических наук, доцентами кафедры технологии металлов Коноплёвым Л.Н. и Поярковым М.С.
| Рецензенты: | - канд. техн. наук, доцент, заведующий кафедрой сопротивления материалов и деталей машин Вятской государственной сельскохозяйственной академии С.М.Куклин; |
| - канд. техн. наук, доцент, заведующий кафедрой технологии металлов Вятской государственной сельскохозяйственной академии С.А.Подоплелов. |
Учебно-методическое пособие рассмотрено и рекомендовано к печати учебно-методической комиссией инженерного факультета Вятской ГСХА (протокол №3 от 7 ноября 2008 г.).
Учебно-методическое пособие «Материаловедение. Технология конструкционных материалов (лабораторный практикум)» предназначено для студентов инженерного факультета, обучающихся по специальностям: 110301 - «Механизация сельского хозяйства», 110304 - «Технология обслуживания и ремонта машин в агропромышленном комплексе», 190603 - «Сервис транспортных и технологических машин и оборудования в аграрном производстве», 190601 - «Автомобили и автомобильное хозяйство», 280103 - «Защита в чрезвычайных ситуациях» всех форм обучения.
Пособие рассчитано на получение студентами теоретических знаний и практических навыков по дисциплине «Материаловедение. Технология конструкционных материалов».
© ФГОУ ВПО «Вятская государственная
Сельскохозяйственная академия», 2008
© Л.Н.Коноплёв, М.С.Поярков, 2008
ОГЛАВЛЕНИЕ
| Введение | ||
| Механические свойства металлических материалов | ||
| Определение твёрдости металлов | ||
| Построение диаграммы состояния системы «свинец-сурьма» методом термического анализа | ||
| Микроструктура углеродистых сталей и чугунов | ||
| Диаграмма состояния системы «железо-углерод» | ||
| Закалка и отпуск углеродистых сталей | ||
| Термическая обработка сталей и твёрдых сплавов для режущего инструмента и определение их теплостойкости | ||
| Классификация, маркировка и области применения металлических материалов | ||
| Получение изделий из пластмасс и резины | ||
| Разработка чертежа отливки | ||
| Разработка технологического процесса получения поковок методом свободной ковки | ||
| Электродуговая сварка | ||
| Газовая сварка и резка металла | ||
| Литература |
Введение
Материаловедение и технология конструкционных материалов относятся к числу основополагающих учебных дисциплин для инженерных специальностей. Это связано, прежде всего, с тем, что получение, разработка новых материалов, способы их обработки являются основой современного производства и во многом определяют уровнем своего развития научно-технический и экономический потенциал страны.
Выпускники технических вузов должны обладать достаточными знаниями для правильного выбора материала, метода его упрочнения и снижения металлоёмкости изделия при одновременном достижении наиболее высокой технико-экономической эффективности. Это основная задача курса «Материаловедение. Технология конструкционных материалов», который служит базой для изучения многих общепрофессиональных и специальных дисциплин.
Данное учебно-методическое пособие направлено на получение практических навыков студентов и содержит следующую информацию: определение основных механических свойств металлов; построение диаграмм состояния сплавов методом термического анализа; изучение микроструктуры сталей и чугунов; изучение и анализ диаграммы состояния системы «железо-углерод»; классификация и области применения металлических и неметаллических материалов; термическая обработка сталей; определение теплостойкости инструментальных сталей; разработка технологических процессов получения заготовок литьём и свободной ковкой; электродуговая и газовая сварка металлов.
Учебно-методическое пособие составлено в соответствии с рабочей учебной программой по курсу «Материаловедение. Технология конструкционных материалов».
1 МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
| Цель работы: | ознакомиться на практике с методом испытания металлов на растяжение; научиться определять на диаграмме растяжения основные механические характеристики прочности и пластичности. |
Общая характеристика основных механических свойств
Механические свойства - это характеристика поведения материала под действием внешних механических сил. Под действием внешних нагрузок происходит изменение формы и размеров тела (деформация) и возможно его разрушение.
К механическим свойствам относятся:
прочность - способность материала сопротивляться разрушению;
пластичность - способность материала пластически деформироваться без разрушения;
упругость - свойство материала восстанавливать свои размеры и форму после прекращения действия внешних сил;
жёсткость - способность сопротивляться упругой деформации;
твёрдость - сопротивление материала проникновению в него другого (более твердого) тела;
ударная вязкость - сопротивление материала разрушению под действием ударных нагрузок;
выносливость (усталость) - способность материала сопротивляться разрушению при многократном повторении нагрузок.
Механические свойства зависят от химического состава, внутреннего строения (структуры) и условий эксплуатации материалов. Характеристики механических свойств определяются путем испытания образцов на различных испытательных машинах. Механические испытания в зависимости от способа приложения нагрузки могут быть:
а) статические, если нагрузка на образец в процессе испытания возрастает медленно и плавно, и при этом происходит медленная деформация испытуемого образца. Это испытания на растяжение, изгиб, сжатие и кручение;
б) динамические, если нагрузка на образец действует в течение незначительного времени. Это испытание на ударную вязкость;
в) повторно-переменные (статические или динамические), если нагрузка на образец прилагается многократно.