Скачать: materialovedenie.zip [1,34 Mb] (cкачиваний: 166)

Лабораторная работа № 1

Тема: исследование микроструктуры

углеродистых сталей в равновесном состоянии.

Цель работы :исследование микроструктуры углеродистых сталей в равновесном состоянии.

Материал и методика проведения работы :

Исследование производится на коллекции 10

микрошлифов под микроскопом типа МЕТАМ РВ 21

1)Технически чистое железо . Хи-

мический состав :С = 0.02 % Структура феррита.

2)Отожженная сталь , соединение

углерода 0.2 % . Структура : фер-

рита и перлита .

3)Отожженная сталь . Соединение

углерода 0.45 % . Структура : фер-

рит и перлит .

4)Отожженная сталь . Соединение

углерода 0.7 % . Структура :плас-

тичный перлит и сетка феррита .

5) Отожженная сталь . Соединение углерода 0.8 % . Структура : пер-

лит пластинчатый .

6) Отожженная сталь . Соединение углерода 0.8 % . Структура : зер-

нистый перлит .

7) Технически чистое железо : ARMCO . : железо не менее 99.8 %

Технически чистые металлы характеризуются низким пределом прочности , поэтому в машиностроении часто применяют , в основном , их сплавы .

1)сплавы на основе Fe – черные сплавы ( стали, чугуны ).

2)сплавы на основе Al , Mg – легкие цветные сплавы

3)сплавы на основе Cu , Pb и олова – тяжелые цветные сплавы .

4) сплавы на основе цветных тугоплавких металлов – Ti , Mo , Ni ,циркония , вольфрама ванадия и т .д Их называют тугоплавкими ( рис.1 ).

Маркировка стали

Углеродистая сталь обыкновенного качества по назначению и гарантируемым характеристикам подразделяется на группы :

А – поставляется на производство с гарантированными механическими свойствами. Прочностные свойства с повышением номера

увеличиваются ,а пластичность уменьшается.

Б – поставляется с нормируемыми показателями по химическому составу. В этих сталях дополнительно допускается хром , никель , медь .

В – имеет свойства групп А и Б .

Различают сталь по степени окисления :

КП – кипящая ; ПС – полуспокойная ; СП – спокойная .

Буквы "Ст”означают "сталь”;цифры от 0 до 6 – условный порядковый номер марки .

Качественные конструкционные стали

Маркируется двузначными числами 05,10,15…..85.

Буква "Г”добавляется на конце для обозначения повышенного содержания марганца .

При количестве S 0,03-0,04% , P 0,03-0,04% сталь называется качественной . Если содержание S, P меньше 0,03% ,то сталь называется высококачественной.

Качественные стали маркируются двузначными числами , которые показывают среднее содержание углерода в сотых процентах .

Среднеуглеродистые стали (0,3 – 0,55%C) применяют нормализации , улучшения закалки ТВН

Низкоуглеродистые стали имеют высокую пластичность, малую прочность. Высокоуглеродистые стали ( 0,6 – 0,85% C ) имеют высокую прочность , высокие упругие свойства , низкую вязкость , износостойкие .

Условное обозначение легирующих элементов в легированных сталях.

Методика построения диаграммы состояния железа – цементит

Построить упрощённую диаграмму «железо-цементит» по кривым охлаждения по заданным температурам:

1.)0.5%С – (Т-1515;1410;785;723).

2.)0,83%С – (Т-1490;1330;723)

3.)1,5 %С - ( Т-1410;1200;1010;723).

4.)2%С - (Т -1400;1147;723).

5.)3,5 %С - ( Т-1250;1147;723).

6.)4,3 %С - ( Т-1147;1147;723).

7.)6 % С - (Т-1475;1147;723).

8.) 6,67 %С - (Т -1560;1147;723).

Лабораторная работа №3.

Микроструктура сплавов свинца с сурьмой

Цель работы : изучить микроструктуру сплавов свинца и сурьмы .

Материалы и методика проведения работы:

Исследование производится на заранее подготовленной коллекции микрошлифов свинцово – сурьмянистых сплавов .

Оборудование : металлографический микроскоп агрегатный серии EC METAM РB .

Методика проведения работы :

Металлографический микроскоп настраивается не требуемое увеличение . На предметный столик металлографического микроскопа устанавливается последовательно микрошлифы из коллекции свинцово – сурьмянистых сплавов. Изучается микроструктура и определяется количественное соотношение структурных составляющих. Производится зарисовка микроструктуры .

1) сплав : 8% сурьмы и 92 % свинца . Структура : дендриды свинца и эвтектическая смесь .

2) сплав : 10 % сурьмы и 90 % свинца . Структура : дендриты свинца и эвтектическая смесь.

3) сплав :13 % сурьмы и 87 % свинца Структура : сурьма и эвтектическая смесь .

4) сплав : 90 % сурьмы и 10 % свинца . Структура : сурьма и эвтектическая смесь .

Доэвтектические сплавы ( менее 13 % сурьмы) имеют в своей структуре кристаллы избыточного свинца в виде дендритных образований и эвтектическую смесь , состоящую из кристаллов Sb, Pb . Под микроскопом в структуре сплава имеют черный цвет.

Заэвтектические сплавы отличаются от доэвтектических сплавов тем , что в них в качестве избыточного компонента в первую очередь кристаллизуется сурьма. Структура эвтектического сплава ( 13 % , 87 % Pb ) характеризуется отсутствием кристаллов избыточного компонента , поэтому она образована равномерно перемешанными кристаллами Sb , Pb .

Построение диаграммы свинца с сурьмой

Лабораторная работа №7.

Отжиг, нормализация и закалка углеродистой стали.

Цель работы: Изучение влияния содержания углерода и скорости охлаждения на твердость, а также микроструктуру углеродистой стали.

Материалы: Исследования производятся на пяти марках углеродистой стали, отличающихся по содержанию углерода: 20; 45;

Размеры образцов: d= 10-15 мм, h=10-15 мм.

Приборы и принадлежности: Твердомеры Бринелля и Роквела. Термические печи СНОЛ с терморегулятором и закалочный бак с водой. Металлографический микроскоп МЕТАМ РВ 21, коллекция микрошлифов образцов стали 45,20.

Лабораторная работа №8.

Отпуск углеродистой стали

Цель работы: изучение влияния температуры отпуска и скорости охлаждения после отпуска на микроструктуру и твёрдость углеродистой стали.

Материалы: исследование производится на образцах стали марки 45. Размеры образцов:d=10-15 мм , h=10-15мм.

Приборы и оборудование: твердомеры Бринелля и Роквелла. Термические печи, к ним терморегулятор и закалочный бак с водой. Металлографический микроскоп, коллекция микрошлифов образцов стали 45, охлажденных в воде при различных температурах.

Методика проведения работы:

1. Отожённые заранее образцы в количестве 4 штук, подвергаются отпуску по режиму:

·Нагрев до температуры : высокий отпуск- (500-600)

·Средний отпуск-(350-450)

·низкий отпуск-(200-250)

·Выдержка при температуре 10-15 мин

·Охлаждение в воде.

2. На одном из образцов измерить твердость .

3. После отпуска на всех 4 образцах замеряется твердость по Роквеллу.

4. Производится изучение микроструктур отпущенной стали по коллекции микрошлифов и сравнивается с микроструктурой , которая была до термообработки.