МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТЫ

Необходимые материалы и оборудование

 

1. Для выполнения работы выдаются заранее подготовленные об­разцы металла:

- образец №1 - не подвергавшийся деформации;

- образец №2 - деформирован осадкой на прессе нагрузкой 10 тонн;

- образцы № 3 - № 6 - деформированы нагрузкой 20 тонн. Примечание. Все образцы одной марки от единого прутка, которые до деформации имели одни и те же размеры.

2. Штангенциркуль или линейка для измерения размеров образцов.

3. Напильник, шлифовальная бумага с разной зернистостью абразива для предварительной механической обработки и подготовки об­разцов к полированию шлифов.

4. Полировальный станок, суспензия порошка окиси хрома для полировки шлифов.

5. Реактив (3...5 % азотной кислоты в спирте) для травления и выявления микроструктуры изучаемых образцов; фильтровальная бу­мага для сушки шлифов после промывания в воде.

6. Металлографический микроскоп для изучения микроструктуры.

7. Электропечи для проведения тепловой обработки наклепанных образцов.

 

 

Техника безопасности

1. Не разрешается касаться электропроводки руками, вскрывать защитный кожух терморегулятора на электропечах, находящихся под напряжением.

2. Электропечи включать и выключать рубильниками.

3. Образцы закладывать в печи и извлекать из них только клещами.

4. Запрещается снимать защитный кожух полировального станка при вращении диска.

 

 

Последовательность проведения работы

Работа выполняется за два занятия.

Первое занятие (2 часа).

1. Получить образцы (№№ 1 - 6), записать клейма, измерить высоту (толщину) каждого образца с помощью штангенциркуля или ли­нейки и занести результаты замера в отчет по лабораторной работе.

2. На боковой поверхности образцов №№ 2 - 6 в тисках напиль­ником спилить площадки под шлифы.

3. Образцы №№ 4 - 6 заложить в электропечи для проведения отжига: № 4 - 500°С, №5 - 600°С, №6 - 680°С. Выдержать при заданных температурах в течение 50…70 минут. По окончании режима работы образцы охладить на воздухе.

4. Провести предварительную шлифовку (вручную) образцов №№1 - 3 на шлифовальных бумагах различной зернистости и отполи­ровать на полировальном станке поверхность шлифов.

5. Промыть и высушить фильтровальной бумагой шлифы после по­лировки.

6. Протравить шлифы в реактиве, повторно промыть и высушить.

7. Изучить и зарисовать в отчет микроструктуру образцов № № 1 - 3.

8. Описать в отчете микроструктуру (форму зерна - равноосная, волокнистая; величину зерна - мелко-, средне- и крупнозернистая; степени деформированное (слабо- или сильно деформированная).

 

Второе занятие (2 часа).

1. Провести предварительную шлифовку образцов №№ 4 - 6 и от­полировать поверхность шлифов. Протравить шлифы.

2. Зарисовать в отчет микроструктуры этих образцов и описать микроструктуру (см.п.8 первого занятия).

3. Зачистить на грубой бумаге плоские поверхности образцов № № 2 - 6, измерить их твердость на приборе Роквелла по шкале В.

 

 

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

При составлении отчета необходимо:

- сформулировать цель и задачи работы;

- кратко описать методику проведения экспериментов;

- дать краткое изложение основных теоретических положений.

В таблице, приведенной ниже, представить все результаты изме­рений.

Таблица

 

№ образ­ца	Исход­ная высота образ­цов, мм	Высота (толщи- на) об­разцов после дефорг мации, мм	Степень деформации, %	Режим тепловой обработки	Твердость по HRВ	Указать процессы, протекаю­щие при нагреве наклепанного ме­талла
Температура, °С	Время выдер­жки, мин

 

Примечание. Так как деформация производилась на прессе путем осадки образцов (см.рис.), то степень деформации следует считать по формуле:

 

 

 

где h_н - исходная (начальная) высота недеформированного образца, мм (см.рис.);

h_k - конечная высота деформированного образца, мм.

 

 

На основании полученных результатов построить графики зависи­мостей твердости изучаемого материала от степени холодной пласти­ческой деформации и твердости наклепанного металла от температуры тепловой обработки (от отжига) и дать объяснения полученным зависи­мостям свойств на основе теории дефектов.

В отчете проанализировать и кратко описать наблюдавшиеся изме­нения в микроструктуре и твердости исследованных образцов.

Рассчитать (по формуле) температуру первичной рекристаллизации исследованного металла; сопоставить её с температурой рекристаллиза­ции, определенной в работе экспериментально и объяснить причину рас­хождения.

Отчет закончить выводами.

 

 

ВЫПОЛНЕНИЕ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ЗАДАНИЙ

Задания выдаются преподавателем (тексты которых представлены в приложении №1, справочные данные – приложении №2).

Решение заданий привести в отчете по.лабораторной работе.

 

ЗАЩИТА ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

Защита работы проводится в форме собеседования с преподава­телем. Излагаемую информацию при необходимости иллюстрировать гра­фиками и рисунками.

Перед защитой работы студенты должны проработать теоретичес­кие положения по теме лабораторной работы (см.список рекомендуемой литературы) и быть готовыми к ответу на вопросы, приведенные в прил.2.

 

 

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение. - М.: Маши­ностроение, 1993. - 510 с.

2. Лахтин Ю.М. Металловедение и термическая обработка метал­лов. - М.: Металлургия, 1984. - 531 с.

3. Гуляев А.П. Металловедение: Учеб', для вузов. - 6-е изд.-М.: Металлургия, 1986. - 544 с.

4. Мельников В.П. Материаловедение и другие совмещенные дис­циплины. Пластическая деформация, возврат и рекристаллизация (Учеб. пособие). - Брянск: БГТУ, 1997. - 45 с.

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ

ПРИЛОЖЕНИЕ №1

ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ

 

 

1. Медная заготовка имеет крупнозернистое строение. Предложи­те виды и режимы обработок для измельчения зерна.

2. При деформировании за три перехода " бочки" самовара из медного листа холодным прессованием в штамповках наблюдаются раз­рывы металла. Объясните причину и предложите способ устранения этого явления.

3. Для улучшения магнитной проницаемости трансформаторной ста­ли необходимо обеспечить крупное зерно. Назначьте вид и режим обра­ботки.

4. Никелевая заготовка обладает крупнозернистым строением. Предложите виды и режимы обработок для измельчения зерна.

5. При получении тонкой алюминиевой проволоки волочение про­водили с большими обжатиями. На последних переходах проволока дала разрывы. Объясните причину разрывов и назначьте способ устранения этого явления.

6. Выбрать и обосновать режимы примерной технологии изготов­ления стаканов большой высоты H/d> 12) из листовой меди.

7. После рекристаллизации в медных прутках, предварительно де­формированных в холодном состоянии со степенью деформации 5...7%, выявлено очень крупное зерно и резкое снижение пластичности. Объяс­ните причину и предложите вид и режимы обработок для исправления микроструктуры и повышения пластичности.

8. Опишите микроструктуру и свойства образцов технического олова после деформирования при комнатной температуре и при темпе­ратуре 150 °С. Объясните процессы, протекающие при этом. Дайте сравнительную оценку величины зерна.

9. Листовая медь при холодном деформировании подвергалась меж­ду переходами рекристаллизации при температуре 850°С. В результа­те произошло резкое падение вязкости. Объясните причину. Назначьте вид и режим обработки для устранения этого явления.

10. Вагонные угольники из стали СтЗ изготавливали путем холод­ной гибки. После приварки к месту назначения разрушались по углу загиба от легких ударов молотка. В чем причина? Как следовало про­изводить работы:

11. Можно ли упрочнить металлы (олово, свинец, медь, железо), если деформировать их при комнатной температуре (~20° С)? Как изменяется твердость, прочность и пластичность этих металлов? Обоснуйте свои ответы.

12. Опишите микроструктуру и свойства металлических образцов (например, технического никеля) после деформирования при комнатной температуре и при температуре 500 °С. Объясните процессы, протека­ющие при этом.

13. Почему и как изменяются механические свойства металлов (твердость, прочность и пластичность) при холодной пластической деформации?

14. Опишите микроструктуру и свойства листа из стали 30, катан­ного при комнатной температуре и при температуре 1200 °С. Объясни­те процессы, протекающие при этом.

15. Объясните сущность наклепа. Каково практическое примене­ние наклепа? Приведите примеры..

16. Пружины из стали 55С2 после термической обработки обла­дают недостаточной долговечностью. Предложите способ увеличения срока службы и дайте подробные объяснения за счет чего это проис­ходит.

17. Температура эксплуатации детали значительно выше темпера­туры рекристаллизации материала, из которого она изготовлена. Воз­можна ли безаварийная работа этой детали? Дайте объяснения.

18. Детали из меди должны иметь прочность не ниже 30 кгс/мм² (300 МПа). Однако в наличии имеется медь с прочностью 22…25 кгс/мм². Предложите способ повышения прочности меди и объясните за счет чего она может быть повышена.

19. Предложите способ повышения усталостной прочности оси из стали 25 и объясните за счет чего произойдет это повышение.

20. Трос в одном случае изготовлен из стальной проволоки пос­ле холодного волочения, в другом случае - после горячей пластичес­кой деформации. Какой вариант целесообразен и почему? Опишите про­цессы, протекающие при этих видах обработки, микроструктур и меха­нические свойства использованных проволок.

21. Какой пластической деформации (холодной или горячей) под­вергали металлы (олово, свинец, алюминий,, медь, золото, никель, кобальт и железо), если прокатку полосы производили при температу­рах: -25 °С, 0 °С, 25 °С, 200°С, 500°С и выше (температура прокатки указывается преподавателем).

22.Определить вид пластической деформации (горячая или холодная), если прокатка полосы из металлов (олово, свинец, цинк, алюминий, медь, золото, никель, кобальт и железо) производится при темпера­турах: -25 °С, О °С, 25 °С, 200 °С, 500 °С, и выше (металл ука­зывается преподавателем).

23. При многократной (за несколько проходов) упрочняющей об­работке поверхности шейки вала образовались микротрещины. Объясни­те причину такого явления.

24. Почему стальные поковки (например, из сталей 70, УГ и др.) могут быть многократно передеформированы осадкой или вытяжкой при 800 ^оС, а при комнатной температуре разрушаются?

25. Как изменится твердость наклепанной меди, если её длитель­но выдержать в кипящей воде?

26. При осадке поковки при 200 °С в наиболее деформирующихся центральных слоях образовались трещины. Объясните причины трещинообразования.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ К ВЫПОЛНЕНИЮ И ЗАЩИТЕ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

 

Пластическая деформация

 

1. Что понимают под деформацией и степенью деформации?

2. В чем различие между упругой и пластической деформацией? Что понимают под пластичностью? Как называется свойство, обрат­ное пластичности?

3. Что понимают под наклепом, текстурой деформации? Изобрази­те графически изменение свойств металлического материала в зависи­мости от степени холодной пластической деформации.

4. Как изменяется микроструктура с увеличением степени дефор­мации? Какую микроструктуру называют волокнистой? Как сказывается такая структура на механических свойствах?

 

⇐ Предыдущая12

Поделиться: