В рабочей тетради отражены основные темы курса «Материаловедение», изучаемые при подготовке специалистов по металлообработке. Представленные задания развивают мышление, способствуют закреплению материала, изученного на уроках, прививают умение самостоятельно получать необходимые знания с помощью учебника и справочной литературы. Иллюстрации помогают учащимся ответить на поставленные вопросы и запомнить учебный материал.
Тетрадь позволяет самостоятельно проработать ту или иную тему и принять правильное решение в процессе практических занятий.
Для учащихся учреждений начального профессионального образования.

Примеры.
Укажите, какие чугуны наиболее широко используют в машиностроении:
а) доэвтектические;
б) заэвтектические.
Подчеркните правильный ответ.

Подчеркните название руды с наибольшим содержанием железа:
а) бурый железняк (лимонит);
б) красный железняк (гематит);
в) магнитный железняк (магнезит).

Выберите чугуны, которые вы считаете передельными:
а) синтетические;
б) белые;
в) серые;
г) ковкие;
д) высокопрочные;
е) легированные.
Подчеркните правильные ответы.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие
Глава 1. Основные сведения о строении, свойствах и методах испытаний металлов и сплавов
Глава 2. Основные сведения по теории сплавов
Глава 3. Железоуглеродистые сплавы
Глава 4. Термообработка и химико-термическая обработка железоуглеродистых сплавов
Глава 5. Цветные металлы и их сплавы
Глава 6. Стали и сплавы с особыми свойствами
Глава 7. Твердые спеченные и минералокерамические сплавы
Глава 8. Неметаллические материалы
Глава 9. Композиционные материалы
Глава 10. Полимерные материалы
Приложение
Список литературы.

Бесплатно скачать электронную книгу в удобном формате, смотреть и читать:
Скачать книгу Материаловедение (металлообработка), Рабочая тетрадь, Соколова Е.Н., 2008 - fileskachat.com, быстрое и бесплатное скачивание.

• Материаловедение, Лабораторный практикум, Соколова Е.Н., 2017
• Материаловедение сварки, сварка плавлением, Зорин Н.Е., Зорин Е.Е., 2017
• Окружающий мир, Рабочая тетрадь, 4 класс, Часть 2, К учебнику А.А. Плешакова, Е.А. Крючковой «Окружающий мир. 4 класс. В 2-х ч. Часть 2», Соколова Н.А., 2020
• Окружающий мир, Рабочая тетрадь, 4 класс, Часть 1, К учебнику А.А. Плешакова, Е.А. Крючковой «Окружающий мир. 4 класс. В 2-х ч. Часть 1», Соколова Н.А., 2020

Министерство образования и науки Республики Татарстан Государственное автономное образовательное учреждение Среднего профессионального образования «Нурлатский аграрный техникум» РАБОЧАЯ ТЕТРАДЬ по дисциплине «МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ» для специальности 262019 Конструирование, моделирование и технология швейных изделий Разработчик: преподаватель спец.дисциплин Зайцева Т.П. г. Нурлат 2013 Пояснительная записка Рабочая тетрадь предназначена для оказания помощи студентам специальности СПО 262019 Конструирование, моделирование и технология швейных изделий (базовой подготовки) при освоении дисциплины ОП.03 Материаловедение. Рабочая тетрадь содержит структуру материаловедения швейного производства, терминологический словарь, задания на закрепление и проверку к учебным материалам. Общие сведения о материалах для швейного производства. В тетрадь также включены лабораторно-практические и контрольные работы, с помощью которых учащиеся смогу собрать материалы для подтверждения своей профессиональной компетентности. Предлагается для учащихся учреждений НПО, обучающихся по профессиям «Оператор швейного оборудования», а также для подготовки и переподготовки незанятого населения. ОСНОВЫ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ ШВЕЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА Структура Определять вид, строение и свойства швейных материалов. Результат 1. КОД: Определять вид швейного материала согласно классификации А) Вид швейного материала по способу производства определен верно. Б) Классификация текстильных волокон названа верно. Б) Вид волокна по образцу определен верно. Результат 2. КОД: Определять вид текстильных нитей согласно классификации. А) Виды текстильных нитей согласно классификации названы верно. Б) Виды пряжи по образцу определены верно в соответствии с классификацией. В) Вид основной отделки ткани по образцу определен верно. Результат 3. КОД: Определять строение тканей. А) Параметры строения тканей названы верно. Б) Лицевая сторона в образцах тканей определена верно. В) Направление нитей основы и утка в образцах тканей определено верно. Г) Виды ткацких переплетений определены верно. Д) Классификация тканей по волокнистому составу названа верно. Е) Состав волокон ткани по образцу определен верно. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ШВЕЙНЫХ МАТЕРИАЛАХ ВВЕДЕНИЕ Совсем недавно вы были заняты поиском наряда для выпускного вечера. При этом перед вами возникали многие вопросы, связанные со свойствами материалов, из которых одежда изготовлена: * Какие материалы подойдут для выбранного изделия; * изделия; Какие свойства следует учитывать при выборе материала для * Какие свойства материалов влияют на конструкцию одежды и должны быть учтены при построении чертежа конструкции и изготовлении лекал изделия; * Какие свойства швейных материалов определяют параметры и режимы обработки при изготовлении изделий на швейном предприятии; * Как поведут себя материалы при эксплуатации одежды, во время ее чистки и стирки? Эти вопросы стоят и перед создателями качественной одежды. Изготовление одежды сродни искусству. Оно требует творчества, фантазии, мастерства, понимания прекрасного, умения чувствовать материал. Последнее приобретается обучающимися при изучении дисциплины «Материаловедение». Данная рабочая тетрадь является частью учебного пособия Общие сведения о швейных материалах является частью курса «Основы материаловедения швейного производства» и разработано на основе компетентностного обучения, основная задача которого - активизировать самостоятельную работу учащихся на протяжении всего периода обучения. В рабочей тетради учащиеся фиксируют результаты своей учебной деятельности, направленной на достижение определенного уровня профессиональной компетентности, выраженной через Результат. Пути достижения этого Результата (компетентности) описаны в Критериях Оценки Деятельности (КОД). По окончании изучения данного пособия учащиеся будут способны определять вид, строение и свойства швейных материалов. После изучения Результата 1. Обучающиеся смогут определять вид швейного материала по способу производства, классифицировать текстильные волокна и определять их вид по образцу. После изучения Результата 2. Обучающиеся смогут классифицировать текстильные нити, определять по образцу виды пряжи и вид основной отделки тканей. По изучению Результата 3 обучающиеся смогут определять строение тканей. А именно определять в образцах ткани лицевую сторону, направление нитей основы и утка, вид ткацких переплетений, состав волокон. Изучение Результата 4 позволит обучающимся определять и характеризовать основные свойства тканей: механические, физические, технологические, оптические. Терминологический словарь, предложенный в пособии, поможет обучающимся выполнять задания. Для подтверждения своей профессиональной компетентности, учащийся должен по каждому Результату собрать и продемонстрировать доказательства своих знаний и умений, чему способствуют лабораторные занятия и контрольные работы. Лабораторные работы должны оформляться согласно методическим указаниям. По окончании работы сдаются на проверку преподавателю. Если работа выполнена неудачно, учащийся может повторить сбор доказательств компетентности. Требования к выполнению контрольных работ изложены в конце каждой из них. В случае невыполнения названных требований учащийся должен дополнительно проработать учебный материал того или иного Результата и выполнить работу заново. Преподаватель помогает обучающимся достигнуть того или иного Результата (уровня компетентности), наблюдает за ходом выполнения заданий, ведет учет достижений каждого учащегося. Предложенное учебное пособие может использоваться при подготовке квалифицированных рабочих по профессиям «Портной», «Закройщик», «Оператор швейного оборудования», а также по специальности 262019 «Конструирование, моделирование и технология швейных изделий» и позволит им быть конкурентоспособными на рынке труда. ТЕРМИНОЛОГИЧЕСКИЙ СЛОВАРЬ     Абсолютная плотность - фактическое число нитей на 100 мм ткани. Ангора - шерсть ангорского кролика. Аппаратная пряжа - толстая, рыхлая, пушистая, малопрочная нить. Аппретирование - нанесение на ткань специального состава для придания ей плотности, жесткости, или мягкости, лучшей белизны, блеска и других свойств, улучшающих качество и износостойкость.  Армированная пряжа - это пряжа, имеющая сердечник, обвитый по всей длине хлопчатобумажными, шерстяными, льняными или химическими волокнами.  Ацетилирование - обработка отходов хлопка уксусным ангидридом в среде ледяной уксусной кислоты для производства ацетатного волокна.  Беление - придание ткани устойчивой белизны.  Бёрдо - состоит из плоских металлических пластин (зубьев), закреплённых вертикально на двух планках, служит для прибивания вновь проложенной уточной нити к предыдущей, обеспечивая равномерность расположения нитей.  Блеск - способность ткани отражать падающий свет.  Валяные - ткани, прошедшие в процессе отделки валку и имеющие на лицевой стороне войлокообразный застил (сукна, пальтовые ткани).  Вискоза - искусственное волокно из целлюлозы.  Водоупорность - способность тканей сопротивляться проникновению воды.  Воздухопроницаемость - способность тканей пропускать через себя воздух и обеспечивать вентилируемость одежды.  Волокнистый состав тканей - состав волокон, из которых ткань изготовлена.  Волокно - гибкое, тонкое, прочное тело, длина которого во много раз превосходит размеров поперечного сечения. Ворсование Результат 1. Определять вид швейного материала согласно классификации Тема 1. ВВЕДЕНИЕ Задание 1 ЗАКРЕПЛЯЮЩИЙ МАТЕРИАЛ С помощью учебного материала 1 постарайтесь выполнить задания. ЗАДАНИЕ 1. Что является предметом изучения швейного материаловедения? ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ЗАДАНИЕ 2. Выберите из предложенного перечня текстильные материалы (отметить знаком \/): - кожа натуральная - швейные нитки - ткань - трикотаж - пух - мех искусственный - пряжа - нетканые материалы ЗАДАНИЕ 3. Определите соответствующие друг другу выражения правого и левого столбцов: технология выбор материалов для изделия материаловедение построение конструкции конструирование режимы и параметры обработки оборудование уход за изделием ЗАДАНИЕ 4. Назовите требования, предъявляемые к швейным материалам. _____________________________________________________ _________________________________________________ ЗАДАНИЕ 5. Заполните таблицу, записав в свободной графе ваши соображения относительно функций материалов для одежды. Группы швейных материалов Функции (роль в одежде) Материалы верха Подкладочные материалы Прокладочные материалы Утепляющие материалы Отделочные материалы Одежная фурнитура Материалы для соединения деталей Задание 1.2 ПРОВЕРКА СТЕПЕНИ УСВОЕНИЯ МАТЕРИАЛА ЗАДАНИЕ. Для предложенных образцов материалов укажите способ производства и назначение. Образец № 1 Образец № 2 Оценочный материал к Результату 1 Образец № 3 КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 1 Вариант I Выполнить задания. ЗАДАНИЕ 1. Для предложенного образца материала определить его вид, происхождение, химический состав и свойства. Отметить вариант ответа знаком \/. 1.1. Представленное волокно: - шерсть - шелк - хлопок - лен 1.2. Происхождение этого волокна: - растительное - животное минеральноенатуральное искусственное - синтетическое 1.3. Удлинение представленного волокна: - пластическое - эластическое - упругое 1.4. Теплостойкость волокна, 0С: 1.5 Прочность волокна, сН/текс: 1.6 Химический состав волокна: - 110 - 150 - 120 - 180 - 140 - 200 - 24 - 36 - 35 - 70 - 35 - 72 - 13 - 24 - 10 - 14 - 32 - 55 - серицин - кератин - фиброин 1.7 химическая стойкость волокна: - целлюлоза - стойкое к щелочи - не стойкое к щелочи - стойкое к кислоте - не стойкое к кислоте 1.8 Свойства волокон, учитываемые при в. т. о.: - прочность - удлинение - гигроскопичность - теплостойкость - хемостойкость - особые свойства ЗАДАНИЕ 2. Найдите соответствие между выражениями левого и правого столбцов: Ткань текстильный вязаный материал Трикотаж нетекстильный материал Кожа натуральная текстильный тканый материал ЗАДАНИЕ 3. Перечислите искусственные волокна. _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ ЗАДАНИЕ 4. Опишите характер горения лавсана. _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ Для подтверждения компетентности обязательно выполнить задания 1, 4 в полном объеме.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис» МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФГБОУ ВО Пензенская ГСХА Кафедра «Основы конструирования механизмов и машин» МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ И ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ Раздел «Материаловедение» Рабочая тетрадь для лабораторных работ Пенза 2015 0 Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис» МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФГБОУ ВО Пензенская ГСХА Кафедра «Основы конструирования механизмов и машин» МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ И ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ Раздел «Материаловедение» Рабочая тетрадь для лабораторных работ Группа ____________________________________________ Студент (Ф.И.О.)____________________________________ Пенза 2015 1 Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис» УДК 620.22(075)+621.7(075) ББК 30.30+34(я7) С72 Рецензент – А.А. Орехов, кандидат технических наук, доцент кафедры «Технический сервис машин» Печатается по решению методической комиссии инженерного факультета ФГБОУ ВО Пензенская ГСХА от 12 октября 2015 года, протокол № 02 Спицын, Иван Алексеевич С72 Материаловедение и технология конструкционных материалов. Раздел «Материаловедение»: рабочая тетрадь для лабораторных работ / И.А. Спицын, Н.И. Потапова. – Пенза: РИО ПГСХА, 2015. – 45 с. Рабочая тетрадь предназначена для студентов инженерного факультета Пензенской ГСХА, обучающихся по направлениям 35.03.06 «Агроинженерия» и 23.03.03 «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов». В соответствии с рабочей программой дисциплины «Материаловедение и технология конструкционных материалов» по разделу «Материаловедение» предусмотрено выполнение 8 лабораторных работ. В рабочей тетради к каждой работе дается домашнее задание, выполнение которого позволяет изучить часть теоретических вопросов и плодотворнее использовать время, отведѐнное для выполнения лабораторной работы. Приводятся схематические изображения оборудования и диаграмм, которые требуют определенной доработки, а также; контрольные вопросы. © ФГБОУ ВО Пензенская ГСХА, 2015 © И.А. Спицын, Н.И. Потапова, 2015 2 Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис» Лабораторная работа № 1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТВЕРДОСТИ МЕТАЛЛОВ Цель работы: Изучение методики и приобретение практических определения твёрдости металлических сплавов и других материалов навыков Задачи работы: 1. Изучить устройство приборов для определения твердости металлов. 2. Изучить методику определения твѐрдости металлических сплавов и других материалов. 3. Приобрести практические навыки в работе с приборами Бринелля и Роквелла. 4. Выявить влияние содержания углерода на твѐрдость отожѐнной углеродистой стали. Материальное и методическое обеспечение: 1. Образцы металлических сплавов и других материалов. 2. Твердомеры Бринелля (типа TШ), Роквелла (типа ТК). 3. Лупа для измерения диаметра отпечатка шарика, плакаты, методические пособия. Домашнее задание 1. Дать понятие о твердости, как свойстве металла (пункт 1). 2. Приведите сущность, схемы и опишите формулы для определения твѐрдости металлов метод Бринелля и Роквелла (пункты 2.1., 2.2). 3. Выполнить описание схем приборов типа ТШ, ТК. 4. Подготовиться по контрольным вопросам. 1. 2. 3. 4. 5. 6. Лабораторное задание Изучить устройство приборов для определения твердости металлов. Изучить методику определения твердости металлов на имеющихся твердомерах. Выбрать режимы определения твѐрдости сплавов методом Бринелля, произвести испытания, измерить диаметры отпечатков и определить твѐрдость образцов. Результаты испытаний занести в таблицу 1.1. Выбрать режимы определения твѐрдости сплавов методом Роквелла и определить твѐрдость образцов. Результаты испытаний занести в таблицу 1.2. Построить и объяснить зависимость твѐрдости стали от содержания в ней углерода. Привести выводы по работе. Выполнение работы 1. Твѐрдость − это… 2. 1 Метод Бринелля основан на том, что… Рисунок 1.1 − Схема измерения твѐрдости по Бринеллю: D − d− ; h− 3 ; Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис» Твѐрдость по Бринеллю определяется по формуле НВ  где P - 2Р   D(D  (D 2  d 2)) ;D− , ; d− . 2.2 На рисунке 1.2 приведена схема рычажного твердомера Бринелля (тип ТШ). Он состоит: 1− 2− 3− 4− 5− 6− 7− 8− 9− 10 − 11 − 12 − 13 − 14 − 15− 16 − 17 − 18− 19 − 20 − 21 − 22 − 23 − Рисунок 1.2 − Схема рычажного твердомера Бринелля 3.1 Методика выбора режима и порядок испытания твѐрдости сплавов по методу Бринелля: 3.2 По заданию преподавателя определить твѐрдость сплавов и результаты занести в таблицу 1.1 4 Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис» Таблица 1.1 − Результаты определения твѐрдости сплавов методом Бринелля № Материал Режим испытания Диаметр отпечатка, мм п/п и толщи- Диаметр Нагрузка, Время 1 изм. 2 изм. Ср. на образ- шарика, Р, кгс выдержки значение ца, мм мм под нагрузкой, с 1 2 3 Твѐр− дость, НВ 4.1 Метод Роквелла основан на том, что… Рис. 1.3 − Схема измерения твѐрдости по методу Роквелла: Р0 ; Р1 − ;Р− ; h0 − ; h− Числа твѐрдости по Роквеллу измеряют в условных единицах и определяют по формулам: а) при вдавливании алмазного или твердосплавного конуса h  h0 HRC  100  , 0,002 б) при вдавливании шарика h  h0 HRB  130  , 0,002 где 4.2. На рис.1.4 приведена схема твердомера типа ТК (а) и индикатора (б, позиция 12). б) а) Рисунок 1.4 − Схема твердомера типа ТК: 1 − 3− ;4− ; 5, 6, 7 − 10 − ; 11 − 5 ;2− ;8− ; ;9− ; Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис» 4.3. Методика выбора режима и порядок проведения испытания: 4.4. По заданию преподавателя определить твѐрдость образцов и результаты занести в таблицу 1.2. Таблица 1.2 − Результаты определения твѐрдости образцов из различных сплавов методом Роквелла Содер- Нагруз− Инден− Шка− Твѐрдость по Твѐрдость Материал жание ка, кгс тор ла (А, Роквеллу, по толщина углеро(конус, В,С) НR Бринеллю образца, да, % шарик) 1 2 3 Ср. мм 5 По данным таблицы 2 построить графическую зависимость твѐрдости от содержания углерода в стали. НВ 250 200 150 100 50 0 0.2 0. 4 Рисунок 1.5 − Зависимость твѐрдости стали от содержания углерода 6 % С Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис» Выводы: (привести область применения твердомеров, указать преимущество и недостатки каждого, указать факторы, влияющие на твердость, объяснить полученную графическую зависимость). Контрольные вопросы: 1. Что понимается под твѐрдостью металла? 2. С помощью какого прибора и как определяют диаметр отпечатка, полученного вдавливанием шарика? 3. Что входит в режим определения твѐрдости материала по методу Бринелля? 4. От чего зависит выбор диаметра шарика при определении твѐрдости по методу Бринелля? 5. Как установить время выдержки под нагрузкой при определении твѐрдости по методу Бринелля? 6. Чем и как создаѐтся предварительная нагрузка при определении твѐрдости по методу Бринелля? 7. От чего зависит выбор нагрузки при определении твѐрдости по методу Бринелля? 8. Почему нельзя определить на приборе Бринелля твѐрдость материала свыше НВ 450? 9. Что означает запись НRС 50? 10. Для определения твѐрдости каких материалов на приборе Роквелла используют нагрузку 150 кгс, 100 кгс и 60 кгс? 11. По какой шкале (по цвету) на приборе Роквелла производят отсчѐт, при определении твѐрдости закалѐнной стали? 12. По какой шкале (по цвету) на приборе Роквелла производят отсчѐт, при определении твѐрдости стали, подвергнутой химико-термической обработке? 13. Чему равна, чем создаѐтся и как контролируется предварительная нагрузка при определении твѐрдости металла на приборе Роквелла? 14. При определении твѐрдости каких материалов на приборе Роквелла используют в качечестве индентора шарик? 15. Как перевести значение твѐрдости материала, определѐнное на приборе Роквелла, в твѐрдость по Бринеллю? 16. Что используют в качестве индентора, при определении твѐрдости закалѐнной стали? Работу выполнил _____________ Работу принял ________________ 7 Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис» Лабораторная работа № 2 АНАЛИЗ ДИАГРАММЫ СОСТОЯНИЯ ЖЕЛЕЗОУГЛЕРОДИСТЫХ СПЛАВОВ Цель работы: Изучение методики и приобретение практических навыков построения кривых охлаждения железоуглеродистых сплавов и их анализа Задачи работы: 1. Изучить аллотропические формы железа и области их существования. 2. Изучить фазовый состав и структурные составляющие железоуглеродистых сплавов. 3. Изучить превращения, происходящие в железоуглеродистых сплавах с различной концентрацией компонентов при охлаждении или нагревании. 4. Приобрести практические навыки построения кривых охлаждения железоуглеродистых сплавов с определением степени свободы состояния системы. 5. Приобрести практические навыки по определению содержания компонентов в фазах при заданной концентрации их в сплаве и температуре. 6. Приобрести практические навыки по определению процентного соотношения фаз при заданной концентрации компонентов и температуры сплава. Материальное и методическое обеспечение: 1. Диаграмма состояния системы «железо-углерод» (электрифицированный контрольнообучающий стенд). 2. Плакаты: кривая охлаждения чистого железа, кривые охлаждения железоуглеродистых сплавов. 3. Методические указания к лабораторной работе. Домашнее задание 1. Вычертить кривую охлаждения чистого железа, объяснить каждую температурную остановку и дать характеристику  и  - железа. 2. Привести понятия: диаграмма состояния системы, компонент, фаза. 3. Привести определения фазам и структурно − составляющим диаграммы состояния системы «железо-углерод» с указанием областей существования. 4. Раскрыть сущность перитектического, эвтектического и эвтектоидного превращений. 5. Объяснить образование при охлаждении сплавов вторичного и третичного цементита. 6. Привести и описать закон Гиббса, первое и второе правило отрезков. 7. Подготовиться по контрольным вопросам. Лабораторное задание 1. Заполнить таблицу с характерными точками диаграммы состояния системы «железоуглерод». 2. Применяя правило фаз, с правой стороны от диаграммы построить кривые охлаждения для двух сплавов. 1. С= ___ % 2. С= ___% 3. На каждом участке кривой охлаждения первого сплава указать названия фаз, а на кривой охлаждения второго сплава справа названия фаз, а слева названия структурных составляющих. 4. Для первого сплава определить содержание углерода в фазах и количественное соотношение фаз при t =____ °С. 5. Для второго сплава определить содержание углерода в фазах и количественное соотношение фаз при t =____ °С. 8 Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис» Выполнение работы 1. На рисунке 2.1 приведена кривая охлаждения чистого железа. t,0С 1600 1500 1400 1300 1200 1100 1000 900 800 700 600 , c Рисунок 2.1 – Кривая охлаждения чистого железа 2. Диаграмма состояния системы − Компоненты − Фаза − 3. Фазами диаграммы состояния системы железо-углерод являются: жидкий раствор, аустенит, феррит, цементит, а структурными составляющими − аустенит, феррит, цементит (первичный, вторичный, третичный), ледебурит, перлит. Аустенит − Феррит − Цементит − Ледебурит − 9 Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис» Перлит − 4. Перитектическое превращение протекает при температуре t =____ °С и заключается во … Эвтектическое превращение протекает при температуре t =____ °С и заключается в.. Эвтектоидное превращение протекает при температуре t =____ °С и заключается в.. 5. Вторичный цементит образуется.. Третичный цементит образуется.. 6. Закон Гиббса (правило фаз) имеет вид С = К − Ф + 1, где С − К− Первое правило отрезков − Второе правило отрезков − 10 ;Ф− Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис» Рисунок 2.2 − Диаграмма состояния системы «железо-углерод» 11 Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис» 7. Заполнить таблицу и привести описание точек, линий и превращений. Таблица − Характерные точки и линии диаграммы «железо − углерод» Обозна− Координаты Описание 0 чение t, С С, % 1 2 3 4 А Н I B C D N E C F G P S K Q L ABCD AHIECF HIB 12 Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис» 1 ECF 2 Окончание таблицы 4 3 PSK ES PQ GS 8 Приклеить лист бумаги формата А4 с правой стороны диаграммы состояния системы «железо − углерод» (с. 12) и построить кривые охлаждения сплавов в соответствии с заданием (пункты 2 и 3 лабораторного задания). 9 Выполнить пункты 4 и 5 лабораторного задания с пояснением проводимых действий. 13 Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис» Выводы: (практическое значение диаграммы, значения правила фаз и отрезков) Контрольные вопросы: 1. Что такое диаграмма состояния системы двойных сплавов? 2. Что понимают под фазой сплава? 3. Чем отличается твѐрдый раствор внедрения от твѐрдого раствора замещения? 4. При каких условиях образуются химические соединения? 5. Для чего пользуются правилом фаз? 6. Что нужно знать для определения степени свободы системы? 7. Если степень свободы системы равно нулю, что это значит? 8. Из чего могут состоять механические смеси? 9. Дайте определение аустениту и ферриту. 10. Дайте определение ледебуриту и перлиту. 11. Что такое цементит? При каких условиях он образуется? 12. Приведите интервал температур, при которых ледебурит состоит из перлита и цементита? 13. Поясните причину образования вторичного цементита. 14. Какие превращения протекают при постоянной температуре? 15. Что нужно выполнить для определения концентрации углерода в фазе? 16. Как определить количественное соотношение фаз в сплаве? 17. При каких условиях аустенит превращается в перлит? 18. При каких условиях жидкий раствор превращается в ледебурит? 19. При каких условиях протекает перитектическое превращение и в чѐм оно заключается? 20. Что такое аллотропия железа? 21. Назовите фазовый состав сплавов с концентрацией углерода от 0,006 % до 6,67%. Работу выполнил _____________ Работу принял ________________ 14 Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис» Лабораторная работа № 3 МИКРОСКОПИЧЕСКИЙ МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ Цель работы: Изучение технологии приготовления микрошлифа и приобретение практических навыков микроскопического исследования металлов и сплавов Задачи работы: 1. Изучить технологию приготовления микрошлифа. 2. Изучить устройство микроскопов МИМ−6 и МИМ−7. 3. Приобрести практические навыки в работе с микроскопами. 4. Определить величину зерна в стали. Материальное и методическое обеспечение: 1. Микроскопы МИМ−6 и МИМ−7, ЗИП к микроскопам. 2. Микрошлифы из различных сплавов. 3. Объект-микрометр и окуляр-микрометр. 4. Учебное пособие по изучению конструкции микроскопов, технологии приготовления микрошлифов, определению величины зерна в стали, схемы микроскопов. Домашнее задание 1.Описать технологический процесс приготовления микрошлифа, реактивы для травления стали и чугуна. 2. Выполнить описание схем микроскопов МИМ−6 и МИМ−7. 3. Подготовиться по контрольным вопросам. Лабораторное задание 1. Изучить основные узлы и детали микроскопов, ознакомиться с регулировками. Установить требуемое увеличение. 2. Поместить на предметный столик микроскопа микрошлиф и произвести настройку микроскопа для визуального наблюдения. 3. Привести схемы, поясняющие видимость зерна под микроскопом. 4. Привести схему и определить цену деления окуляр - микрометра. 5. Определить величину зерна в стали. Выполнение работы 1. Технологический процесс приготовления микрошлифа состоит из следующих операций: Для травления стали и чугуна применяют следующие реактивы: 15 Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис» 2. 1 Микроскоп МИМ-6 состоит из следующих деталей и сборочных единиц: 1− 2− 3− 4− 5− 6− 7− 8− 9− 10− 11− 12− 13− 14− 15− 16− 17− Рисунок 3.1 – Оптическая схема микроскопа МИМ-6 Увеличение микроскопа определяется по формуле 2.2 Микроскоп МИМ-7 состоит из следующих деталей и сборочных единиц: 1− 2− 3− 4− 5− 6− 7− 8− 9− 10 − 11 − 12 − 13 − 14 − 15 − 16 − 17 − 18 − Рисунок 3.2 – Оптическая схема микроскопа МИМ-7 16 Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис» Увеличение микроскопа определяется по формуле или по таблице.. 3. Схемы, поясняющие видимость зѐрен с различной окраской. Рисунок 3.3 − Схема, поясняющая видимость границ зѐрен феррита под микроскопом Рисунок 3.4 − Схема, поясняющая вид неоднородных зѐрен 17 Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис» 4. Определить цену деления окуляр − микрометра Цена одного деления окуляр − микрометра, при данном увеличении микроскопа, определяется по формуле Ц Т Цок= об, А где Цоб − цена деления объект − микрометра (0,01 мм); Т − число совмещѐнных делений объект − микрометра; А − число совмещѐнных делений окуляр − микрометра. Рисунок 3.5 − Совмещение в поле зрения шкал объект − микрометра и окуляр − микрометра Цок = 5. Определение величины зерна в стали 18 Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис» Выводы: (назначение и сущность микроанализа, возможности оптических микроскопов, назначение объект − микрометра и окуляр − микрометра) Контрольные вопросы: 1. Что называется микроанализом? 2. Назовите основные операции технологии приготовления микрошлифа. 3. Чем отличается полирование от шлифования образца? 4. Для чего проводят травление поверхности образца? 5. От чего зависит выбор реактива для травления поверхности образца? 6. Как просматривается образец под микроскопом после операции полирования? 7. Как просматриваются под микроскопом границы зѐрен и почему? 8. От чего зависит увеличение оптического металлографического микроскопа? 9. Как можно определить размеры неметаллических включений в металле? 10. Для чего предназначены объект − микрометр и окуляр − микрометр? 11. Как определяют размеры зерна в стали? 12. Каково назначение основных деталей и сборочных единиц микроскопов МИМ−6 и МИМ−7. Работу выполнил _____________ Работу принял ________________ 19 Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис» Лабораторная работа № 4 ИЗУЧЕНИЕ МИКРОСТРУКТУ УГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЕЙ В РАВНОВЕСНОМ СОСТОЯНИИ Цель работы: Приобретение практических навыков в проведении микроанализа структур углеродистых сталей Задачи работы: 1. Ознакомиться с классификацией углеродистых сталей в равновесном состоянии по структуре. 2. Приобрести практические навыки в проведении микроанализа структур, и определении критических точек углеродистых сталей. 3. Приобрести практические навыки по определению содержания углерода и примерной марки стали. Материальное и методическое обеспечение: 1. Микроскопы МИМ−6 и МИМ−7. 2. Микрошлифы углеродистых сталей в равновесном состоянии. 3. Фотографии микроструктур углеродистой стали с различным содержанием углерода. 4. Плакаты и методические указания. Домашнее задание 1. Вычертить участок диаграммы «железо-углерод» с содержанием углерода до 2,14% и указать структурные составляющие в каждой области. 2. Привести классификацию углеродистых сталей в равновесном состоянии по структуре и дать характеристику структурным составляющим углеродистых сталей (определение, строение, свойства, как просматриваются под микроскопом). 3. Подготовиться по контрольным вопросам. Лабораторное задание 1. Рассмотреть под микроскопом микрошлифы сталей с различным содержанием углерода. 2. Зарисовать схемы микроструктур рассмотренных микрошлифов с указанием структурных составляющих. 3. Определить к какому классу по структуре относится рассмотренная сталь (доэвтектоидная, эвтектоидная, заэвтектоидная) и критические точки. 4. По микроструктуре определить концентрацию углерода и примерную марку стали. 20 Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис» Выполнение работы 1. Вычертить стальной участок диаграммы состояния «железо – углерод» t,0С 1400 1300 1200 1100 1000 900 800 700 600 500 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 Рисунок 4.1 – Часть диаграммы «железо – углерод» (стальной участок) 2. Охарактеризовать структурные составляющие углеродистых сталей. 21 2,0 % С Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис» 3. Схемы микроструктур сталей, их описание, критические точки и наименование сталей по структуре (класс стали по структуре) №п/п Схема микроструктуры Описание 1 Увеличение − Марка стали ___________________________ Содержание углерода____________________ Описание микроструктуры _______________ _______________________________________ _______________________________________ _______________________________________ _______________________________________ Критические точки: А1 _______, А3 (ст)__________ Наименование стали по структуре _______________________________________ 2 Увеличение − Марка стали ___________________________ Содержание углерода____________________ Описание микроструктуры _______________ _______________________________________ _______________________________________ _______________________________________ _______________________________________ Критические точки: А1 _______, А3 (ст)__________ Наименование стали по структуре _______________________________________ 3 Увеличение − Марка стали ___________________________ Содержание углерода____________________ Описание микроструктуры _______________ _______________________________________ _______________________________________ _______________________________________ _______________________________________ Критические точки: А1 _______, А3 (ст)__________ Наименование стали по структуре _______________________________________ 4 Увеличение Марка стали ___________________________ Содержание углерода____________________ Описание микроструктуры _______________ _______________________________________ _______________________________________ _______________________________________ _______________________________________ Критические точки: А1 _______, А3 (ст)__________ Наименование стали по структуре _______________________________________ 22 Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис» 4. Определение концентрации углерода в доэвтектоидной стали по еѐ микроструктуре (поз.4) заключается в следующем: Выводы: (раскрыть влияние концентрации углерода в стали на изменение микроструктуры и физико-механических свойств) Контрольные вопросы: 1. Как классифицируют углеродистые стали по назначению? 2. Какого качества бывают углеродистые конструкционные и инструментальные стали? 3. Какие элементы, входящие в состав сталей, в основном определяют их качество? 4. На какие группы делятся углеродистые конструкционные стали обыкновенного качества и по каким признакам? 5. Как маркируются углеродистые конструкционные стали обыкновенного качества и качественные? 6. Как маркируются углеродистые инструментальные стали качественные и высококачественные? 7. Как изменяется структура углеродистой стали с увеличением содержания в ней углерода? 8. Какова методика определения содержания углерода в стали по еѐ микроструктуре? 9. Расшифруйте марки сталей: БСт2, сталь 45, У8А, Сталь 65Г, Ст3кп, У12, ВСт6. 10. Как просматривается под микроскопом зѐрна феррита и цементита? 11. Как просматривается под микроскопом перлит? 12. Какими механическими свойствами характеризуются перлит и феррит? 13. Где на диаграмме «железо-углерод» располагаются критические точки А1 и А3. 14. Как определить температуру критической точки Аст для стали У13? Работу выполнил _____________ Работу принял ________________ 23 Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис» Лабораторная работа № 5 ИЗУЧЕНИЕ МИКРОСТРУКТУР И СВОЙСТВ ЧУГУНОВ Цель работы: Приобретение практических навыков в структур чугунов проведении микроанализа Задачи работы: 1. Ознакомиться с классификацией чугунов в зависимости от состояния углерода. 2. Приобрести практические навыки в проведении микроанализа и описании структур чугунов. 3. Приобрести теоретические знания по получению чугунов с различной структурой и механическими свойствами. Материальное и методическое обеспечение: 1. Микроскопы МИМ−6 и МИМ−7. 2. Микрошлифы чугунов. 3. Фотографии микроструктур чугунов с различным состоянием углерода. 4. Плакаты и методические указания. Домашнее задание 1. Вычертить участок диаграммы «железо-углерод» с содержанием углерода от 2,14% до 6,67% и указать структурные составляющие в каждой области. 2. Привести определение и классификацию белых чугунов по структуре и дать характеристику их структурным составляющим (определение, строение, свойства, как просматриваются под микроскопом). 3. Привести классификацию чугунов в зависимости от формы графитовых включений и условия их получения. 3. Подготовиться по контрольным вопросам. Лабораторное задание 1. Рассмотреть под микроскопом микрошлифы белых чугунов с различным содержанием углерода. 2. Зарисовать схемы микроструктур микрошлифов белых чугунов с указанием структурных составляющих и наименований их по структуре. 3. Рассмотреть под микроскопом микрошлифы серого, ковкого и высокопрочного чугунов. 4. Зарисовать схемы микроструктур микрошлифов рассмотренных чугунов (пункт 3)с указанием наименований их металлической основы. 24 Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис» Выполнение работы 1. Вычерчиваем чугунный участок диаграммы состояния «железо – углерод» t,0С 1400 1300 1200 1100 1000 900 800 700 600 500 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 % С Рисунок 1 – Часть диаграммы состояния «железо – углерод» (чугунный участок) 2. Белый чугун − это чугун … 25 Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис» 3. В зависимости от формы графитовых включений чугуны делят на три группы: ….. 4. Таблица − схемы микроструктур чугунов, их описание, условия получения и наименование по структуре №п/п Схема микроструктуры Описание 1 2 3 1 Увеличение − Описание микроструктуры _______________ _______________________________________ _______________________________________ _______________________________________ Условия получения______________________ _______________________________________ _______________________________________ _______________________________________ Наименование чугуна с учѐтом структуры _______________________________________ _______________________________________ 2 Увеличение − Описание микроструктуры _______________ _______________________________________ _______________________________________ _______________________________________ Условия получения______________________ _______________________________________ _______________________________________ _______________________________________ Наименование чугуна с учѐтом структуры _______________________________________ _______________________________________ 26 Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис» Окончание таблицы Описание Описание микроструктуры _______________ _______________________________________ _______________________________________ _______________________________________ Условия получения______________________ _______________________________________ _______________________________________ _______________________________________ Наименование чугуна с учѐтом структуры _______________________________________ _______________________________________ №п/п 1 Схема микроструктуры Увеличение − 2 Увеличение − Описание микроструктуры _______________ _______________________________________ _______________________________________ _______________________________________ Условия получения______________________ _______________________________________ _______________________________________ _______________________________________ Наименование чугуна с учѐтом структуры _______________________________________ _______________________________________ 3 Увеличение − Описание микроструктуры _______________ _______________________________________ _______________________________________ _______________________________________ Условия получения______________________ _______________________________________ _______________________________________ _______________________________________ Наименование чугуна с учѐтом структуры _______________________________________ ______________________________________ 4 Увеличение − Описание микроструктуры _______________ _______________________________________ _______________________________________ _______________________________________ Условия получения______________________ _______________________________________ _______________________________________ _______________________________________ Наименование чугуна с учѐтом структуры _______________________________________ _______________________________________ 27 Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис» Выводы: (объяснить различие в структуре и свойствах чугуна; установить влияние каждой структурной составляющей на свойства чугуна, в том числе формы графитового включения; отразить практическое применение чугунов). Контрольные вопросы: 1. Каково содержание углерода в чугунах? 2. Как получают белый и серый чугун, и в чѐм состоит их основное отличие? 3. Назовите основные химические элементы, входящие в состав чугунов. 4. В какой форме в чугунах может быть графит? 5. От чего зависит прочность чугуна? 6. Как получают серый чугун на ферритной металлической основе? 7. Как получают ковкий чугун на перлитной металлической основе? 8. Как получают высокопрочный чугун на ферритно-перлитной металлической основе? 9. Для изготовления каких деталей применяют заготовки из серого, ковкого и высокопрочного чугуна? 10. Как маркируются серый, ковкий и высокопрочный чугуны? 11. Как влияют на графитизацию кремний и марганец? 12. От содержания каких элементов зависит жидкотекучесть чугуна? 13. Как классифицируют белые чугуны по чугуны? 14. При какой температуре протекает эвтектическое превращение при получении серого чугуна и в чѐм оно заключается? 15. Расшифруйте марки чугунов: СЧ 15, СЧ 20, КЧ 35−10, КЧ 37−12, ВЧ 50, ВЧ 100. 16. Почему прочность высокопрочного чугуна больше чем серого? 17. Какова структура белого заэвтектического чугуна? Работу выполнил _____________ Работу принял ____________ 28 Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис» Лабораторная работа № 6 ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА УГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ Цель работы: Установление влияния термической обработки стали на механические свойства стали Задачи работы: 1. Изучить технологию выполнения основных видов термической обработки стали. 2. Изучить превращения, протекающие при изотермической выдержке и непрерывном охлаждении аустенита. 3. Ознакомиться с оборудованием для термической обработки стали. 4. Приобрести практические навыки в назначении режимов термической обработки углеродистой стали. 5. Определить влияние скорости охлаждения при выполнении термической обработки на твѐрдость углеродистой стали. Материальное и методическое обеспечение 1. Муфельные печи с терморегуляторами, ванны с закалочными средами, щипцы, напильники, шлифовальная бумага, салфетки. 2. Образцы из углеродистой стали. 3. Твердомер типа ТК. 4. Плакаты и методические указания. Домашнее задание 1. Привести классификацию и определения видам термической обработки. 2. По диаграмме изотермического превращения аустенита дать пояснения процессам, протекающим при изотермической выдержке аустенита и мартенситном превращении. 3. Дать определение и краткую характеристику перлиту, сорбиту, трооститу, бейниту и мартенситу. 4. Подготовиться по контрольным вопросам. Лабораторное задание 1. По диаграмме состояния «железо – углерод» определить температуру нагрева углеродистой стали для проведения полной закалки. 2. Определить время нагрева и выдержки стали при данной температуре. 3. Произвести нагрев и последующее охлаждение образцов в воде, масле, на воздухе и вместе с печью. 4. Замерить твѐрдость образцов на твердомере типа ТК и вычертить зависимость твѐрдости стали от скорости охлаждения охлаждающей среды. 29 Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис» Выполнение работы 1. К основным видам термической обработки (ТО) относятся: закалка, нормализация, отжиг и отпуск. Закалка − .. Нормализация − .. Отжиг − .. Отпуск −.. 2 . Диаграмма изотермического превращения аустенита строится в координатах «температура − время» Рисунок 6.1 – Диаграмма изометрического превращения аустенита При изотермическом превращении аустенита протекают следующие превращения: перлитное, промежуточное и мартенситное. Перлитное превращение − .. Промежуточное превращение − .. 30 Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис» Мартенситное превращение − .. 3. Перлит − .. Сорбит − .. Троостит −.. Бейнит верхний −… Бейнит нижний − … Мартенсит − … 4. 1 Температура нагрева углеродистой стали − сталь 45 определяется по диаграмме состояния «железо-углерод» следующим образом: .. 4.2 Время нагрева и выдержки образца из стали 45 зависит от. 31 Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис» Таблица − Сводные данные по термической обработке углеродистой стали МатериТверТемВремя Охла- Скорость Твер№ ал дость перавыждаю охлажде- дость п/ и вид до Т 0, тура держщая ния, после п термообHRB нагрева ки среда град /с Т 0, работки τ, с t,°С HRC НВ НВ 800 700 600 500 400 300 200 100 с печью воздух масло вода Рисунок 6.2 – Зависимость твердости закаленной углеродистой стали от скорости охлаждения (охлаждающей среды). Выводы: (объяснить влияние скорости охлаждения на твѐрдость углеродистой стали) 32 Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис» Контрольные вопросы: 1. Назовите основные виды термической обработки сталей. 2. Как строится график термической обработки стали? 3. Для чего предназначена закалка стали? 4. Для чего проводят отжиг стали? 5. Что такое нормализация стали? 6. Для каких сталей проводят отпуск, и какие виды его бывают? 7. Что называется улучшением стали? 8. Какова должна быть температура нагрева стали 60 для выполнения операции «Закалка». 9. Какова должна быть температура нагрева стали У12 для выполнения операции «закалка». 10. Что называется критической скоростью закалки? 11. Какова будет структура стали 50 после проведения неполной закалки? 12. Объясните сущность промежуточного превращения при изотермической выдержке аустенита. 13. Что такое мартенсит и когда он образуется? 14. Для чего и как проводят прерывистую закалку? 15. Как и почему влияет скорость охлаждения на твѐрдость закалѐнной стали? 16. Приведите основные виды брака при закалке. 17. Для чего и как проводят диффузионный отжиг? 18. В чѐм заключается сущность рекристаллизационного отжига, и для каких сталей его проводят? 19. Как проводят отжиг на зернистый перлит? 20. Назовите виды охлаждающих сред при закалке. 21. Назначьте режим термической обработки для зубила из стали У10 для получения твѐрдости 45 НRС. 22. Назначьте режим термической обработки стали 50 для получения твѐрдости 60 НRС. 23. Назначьте режим термической обработки для пружины из стали 65Г. Работу выполнил _____________ Работу принял ______________ 33 Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис» Лабораторная работа № 7 ИЗУЧЕНИЕ МИКРОСТУКТУР ЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ Цель работы: Приобретение практических навыков в проведении микроанализа структур легированных сталей Задачи работы: 1. Ознакомиться с классификацией легированных сталей в равновесном состоянии. 2. Приобрести практические навыки в проведении микроанализа структур. 3. Изучить особенности технологии выполнения термической обработки легированной стали. 4. Изучить технологию выполнения термической обработки быстрорежущей стали Р18. Материальное и методическое обеспечение: 1. Микроскопы МИМ−6 и МИМ−7. 2. Микрошлифы легированных сталей в равновесном состоянии. 3. Фотографии микроструктур легированной стали с различным содержанием легирующих элементов. 4. Плакаты и методические указания. Домашнее задание 1 Привести классификацию легированных сталей по назначению, химическому составу и структуре. 2. Привести сущность маркировки легированных сталей с указанием сталей. 3. Подготовиться по контрольным вопросам. Лабораторное задание 1. Описать особенности термической обработки быстрорежущей стали. 2. Установить увеличение микроскопа в 400…500 раз. 2. Установить микрошлиф легированной стали на предметный столик, зарисовать видимую микроструктуру и привести еѐ описание с указанием наименования по структуре, химическому составу и назначению. Указать область применения стали. Выполнение работы 1. Легированные стали классифицируют по назначению, химическому составу и структуре. По назначению стали делят на: 34 Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис» По структуре в равновесном состоянии стали делят на пять классов: По химическому составу стали делят на три группы: 2. Легированные стали маркируют сочетанием цифр и букв, а именно: 3. Особенности термической обработки легированной стали, в частности быстрорежущей стали, заключаются в следующем (объяснить на основании графика): 35 Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис» Рисунок – Термическая обработка быстрорежущей стали: А1 ; Мн; Мк А; К| ; К|| Аост;М; Мо П;К. 36 ; ; ; Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис» 4. Схемы микроструктур сталей, их описание, критические точки и наименование сталей по структуре (класс стали по структуре) №п/п Схема микроструктуры Описание 1 Увеличение − Марка стали ____________________________ Химический состав______________________ Описание микроструктуры _______________ _______________________________________ _______________________________________ _______________________________________ Режим термической обработки_____________ _______________________________________ _______________________________________ Наименование стали по структуре_________ _______________________________________ 2 Увеличение − Марка стали ___________________________ Химический состав _____________________ Описание микроструктуры _______________ _______________________________________ _______________________________________ _______________________________________ Режим термической обработки_____________ _______________________________________ _______________________________________ Наименование стали по структуре__________ 3 Увеличение − Марка стали ___________________________ Химический состав _____________________ Описание микроструктуры _______________ _______________________________________ _______________________________________ _______________________________________ Режим термической обработки_____________ _______________________________________ _______________________________________ Наименование стали по структуре__________ 4 Увеличение Марка стали ___________________________ Химический состав _____________________ Описание микроструктуры _______________ _______________________________________ _______________________________________ Режим термической обработки_____________ _______________________________________ _______________________________________ Наименование стали по структуре__________ _______________________________________ 37 Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис» Выводы: (указать, какие элементы придают сталям особые свойства, в чѐм заключается особенность термической обработки легированной стали, области применения конструкционных и инструментальных сталей). Контрольные вопросы: 1. Какие стали называют легированными? 2. Как влияют легирующие элементы на критические точки сталей? 3. Что образуют в сталях легирующие элементы? 4. Почему при термической обработке легированные стали надо нагревать ступенчато? 5. Как выбрать температуру нагрева легированной стали при закалке? 6. Что применяют в качестве охлаждающей среды при проведении закалки быстрорежущей стали? 7. Для чего проводят отпуск быстрорежущей стали? 8. На какие классы делят легированные стали по структуре в равновесном состоянии? 9. Какие стали относят к малолегированным, среднелегированным и высоколегированным сталям? 10. Расшифруйте следующие марки сталей: 10ХСНД, 12ХН3А, 20Х, 18ХГТ, 25ХГТ, 40ХН2МА. 11. Выберите из приведѐнных марок шарикоподшипниковые стали и расшифруйте марки: 50ХГА, ШХ15, ШХ15-Ш, 40ХН. 12. Выберите из приведѐнных марок сталей автоматные стали: 12ХН3А, АС40, 18ХГТ, АС40ХГНМ. 13. Укажите коррозионно-стойкие стали: 20Х, 30Х13, 12Х17, 08Х13, 40Х13, АС40, 25ХГТ. 14. В каких условиях эксплуатации износостойкая сталь 110Г13Л имеет преимущества перед другими сталями? 15. Какой легирующий элемент придаѐт быстрорежущим сталям красностойкость? Работу выполнил _____________ Работу принял __________ 38 Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис» Лабораторная работа № 8 ИЗУЧЕНИЕ МИКРОСТРУКТУР ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ И ИХ СПЛАВОВ Цель работы: Приобретение практических навыков в проведении микроанализа структур цветных металлов и их сплавов Задачи работы: 1. Ознакомиться с маркировкой и химическим составом цветных сплавов и их назначением. 2. Приобрести практические навыки в проведении микроанализа структур. 3. Приобрести практические навыки в выборе цветных сплавов для изготовления конструкций. Материальное и методическое обеспечение: 1. Микроскопы МИМ−6 и МИМ−7. 2. Микрошлифы цветных сплавов. 3. Фотографии микроструктур цветных сплавов различного химического состава. 4. Плакаты и методические указания. Домашнее задание 1. Приведите цветные металлы, дайте им характеристику и укажите области применения. 2. Приведите зависимость механических свойств латуни от содержания цинка (рис.). 3. Подготовиться по контрольным вопросам. Лабораторное задание 1. Изучить под микроскопом микроструктуры цветных металлов и сплавов, зарисовать их. 2. Описать структуры по форме, указанной в таблице. 39 Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис» Выполнение работы 1. Краткая характеристика цветных металлов и их сплавов: 40 Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис» 2. Зарисовать зависимость механических свойств латуни от содержания цинка. в, МПа ,%  50 350 40 280 30 210 20 140 10 70 0 10 20 30 Рисунок 8.1 – Зависимость предела проточности латуни от содержания в ней цинка. в 40 50 Zn% и относительного удлинения  3. Объяснить влияние включений  - фазы на свойства латуней и  - фазы на свойства бронз. 41 Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис» 5. Схемы микроструктур сплавов цветных металлов и их описание №п/п Схема микроструктуры Описание 1 Увеличение − Наименование и марка сплава _______________________________________ Химический состав______________________ _______________________________________ ______________________________________ Термическая обработка___________________ _______________________________________ _______________________________________ Описание микроструктуры_______________ _______________________________________ _______________________________________ _______________________________________ 2 Увеличение − Наименование и марка сплава _______________________________________ Химический состав______________________ _______________________________________ ______________________________________ Термическая обработка___________________ _______________________________________ _______________________________________ Описание микроструктуры_______________ _______________________________________ _______________________________________ _______________________________________ 3 Увеличение − Наименование и марка сплава _______________________________________ Химический состав______________________ _______________________________________ ______________________________________ Термическая обработка___________________ _______________________________________ _______________________________________ Описание микроструктуры_______________ _______________________________________ _______________________________________ _______________________________________ 4 Увеличение Наименование и марка сплава _______________________________________ Химический состав______________________ _______________________________________ ______________________________________ Термическая обработка___________________ _______________________________________ _______________________________________ Описание микроструктуры_______________ _______________________________________ _______________________________________ _______________________________________ 42 Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис» Выводы: (применение рассмотренных металлов и сплавов в машиностроении). Контрольные вопросы: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. Назовите цветные металлы и приведите области их применения. Что такое латунь? Приведите марки. Что называется бронзой? Приведите марки. На какие группы делятся латуни по способу изготовления? Как маркируются деформируемые латуни и что из них изготавливают? Как маркируются литейные латуни и что из них изготавливают? Какой элемент придаѐт латуни высокую коррозионную стойкость? На какие группы делятся бронзы? Как маркируются литейные и деформируемые бронзы? Какой элемент придаѐт бронзе антифрикционные свойства? Из каких бронз изготавливают пружины? Что предохраняет алюминий от коррозии? На какие группы подразделяются алюминиевые сплавы по технологическим свойствам? Как маркируются алюминиевые сплавы, не упрочняемые термической обработкой? Что такое дюралюмины? Приведите примеры. Какие сплавы называют силуминами? Что придаѐт им высокие литейные свойства? На какие группы делятся магниевые сплавы? Приведите марки и области применения магниевых сплавов. На какие группы по способу производства делятся титановые сплавы? Приведите марки и области применения титановых сплавов. Работу выполнил _____________ Работу принял __________ 43 Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис» ЛИТЕРАТУРА 1. Оськин, В.А. Материаловедение. Технология конструкционных материалов. Кн. 1 / В.А. Оськин, В.В. Евсинов.– М.: КолосС, 2008. – 447 с. 2. Материаловедение и технология материалов: учебное пособие / Под ред. А.И. Батышева и А.А. Смолькина. – М.: ИНФРА-М, 2013. – 288 с. 3. Материаловедение и технология металлов: учебник / Г.П. Фетисов, М.Г. Карпман, В.М. Матюнин и др.; под ред. Г.П. Фетисова.– М.: Высшая школа, 2002. – 638 с. 4. Технология конструкционных материалов: учебник / А.М. Дальский, Т.М. Барсукова, Л.Н. Бухаркин и др.; под общей редакцией А.М. Дальского. - 5-е изд., исправленное. – М.: Машиностроение, 2003. – 512 с. 5. Китаев, Ю.А. Материаловедение. Технология конструкционных материалов: методические указания для подготовки к практическим занятиям. Вопросы, тесты, ответы / Ю.А. Китаев, Н.И. Потапова. – Пенза: РИО ПГСХА, 2010. – 90с. 44 Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис» СОДЕРЖАНИЕ Лабораторная работа № 1 Определение твѐрдости металлов…………………….... 3 Лабораторная работа № 2 Анализ диаграммы состояния железоуглеродистых сплавов…………………………………………………………………………………. 8 Лабораторная работа № 3 Микроскопический метод исследования металлов и сплавов …………………………………………………………………………….. 15 Лабораторная работа № 4 Изучение микроструктур углеродистых сталей в равновесном состоянии……………………………………………………………. 20 Лабораторная работа № 5 Изучение микроструктур и свойств чугунов………………………………………………………………………………… 24 Лабораторная работа № 6 Термическая обработка углеродистой стали……………………………………………………………………………………. 29 Лабораторная работа № 7 Изучение микроструктур легированных сталей……… 34 Лабораторная работа № 8 Изучение микроструктур цветных металлов и их сплавов………………………………………………………………………….. 39 Литература……………………………………………………………………………. 44 Содержание…………………………………………………………………………… 45 45 Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис» Иван Алексеевич Спицын Наталия Ивановна Потапова МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ И ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ РАЗДЕЛ «МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ» Рабочая тетрадь для лабораторных работ Редактор И.А Спицын Компьютерная верстка И.А. Спицына Подписано в печать Формат 60х84 1/8 Бумага Гознак Рrint Отпечатано на ризографе Усл. печ. л. , тираж экз. Заказ № ___________________________________________________________________________ РИО ПГСХА 440014, г. Пенза, ул. Ботаническая, 30 46