Инфоурок / Другое / Другие методич. материалы / Методические указания для выполнения практических занятий по дисциплине ОП.04 материаловедение
Обращаем Ваше внимание, что в соответствии с Федеральным законом N 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» в организациях, осуществляющих образовательную деятельность, организовывается обучение и воспитание обучающихся с ОВЗ как совместно с другими обучающимися, так и в отдельных классах или группах.

Педагогическая деятельность в соответствии с новым ФГОС требует от учителя наличия системы специальных знаний в области анатомии, физиологии, специальной психологии, дефектологии и социальной работы.

Только сейчас Вы можете пройти дистанционное обучение прямо на сайте "Инфоурок" со скидкой 40% по курсу повышения квалификации "Организация работы с обучающимися с ограниченными возможностями здоровья (ОВЗ)" (72 часа). По окончании курса Вы получите печатное удостоверение о повышении квалификации установленного образца (доставка удостоверения бесплатна).

Автор курса: Логинова Наталья Геннадьевна, кандидат педагогических наук, учитель высшей категории. Начало обучения новой группы: 27 сентября.

Подать заявку на этот курс    Смотреть список всех 216 курсов со скидкой 40%

Методические указания для выполнения практических занятий по дисциплине ОП.04 материаловедение

библиотека
материалов


Департамент образования, науки и молодежной политики

Воронежской области

Государственное образовательное бюджетное учреждение

среднего профессионального образования Воронежской области

«Семилукский государственный технико-экономический колледж»










М.П.Чашникова




Методические указания для обучающихся

к практическим и лабораторным занятий

ПО УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ

ОП.04. МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ

ПО СПЕЦИАЛЬНОСТИ


15.02.01 МОНТАЖ И ТЕХНИЧЕСКАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ ОБОРУДОВАНИЯ

(ПО ОТРАСЛЯМ)




















СЕМИЛУКИ

2015


Рекомендовано методическим советом СГТЭК

Автор: Чашникова М.П.



Рецензент: Поспелов Ю.Н.- начальник цеха технологической оснастки ремонта узлов и агрегатов ОАО «Семилукский огнеупорный завод»








В методическом пособии представлены рекомендации по выполнению практических и лабораторных занятий при изучении учебной дисциплины ОП.04.Материаловедение. Данное пособие рекомендуется для обучающихся с целью проверки теоретических знаний и получения практических умений по основным разделам учебной дисциплины. Пособие должно способствовать оптимизации и эффективности процесса обучения.

Для обучающихся по специальности 15.02.01 Монтаж и техническая эксплуатация промышленного оборудования (по отраслям)























Чашникова М.П., 2015

Семилукский государственный

технико-экономический колледж



Содержание



Пояснительная записка (общие методические указания)................... 4

Лабораторное занятие №1…………………………………………….. 5

Лабораторное занятие №2……………………………………………. .9

Лабораторное занятие №3……………………………………………..11

Лабораторное занятие №4……………………………………………..14

Практическое занятие №1……………………………………………..16

Практическое занятие №2……………………………………………..19

Практическое занятие №3……………………………………………..21

Практическое занятие №4……………………………………………..24

Практическое занятие №5……………………………………………..26

Практическое занятие №6...………………………………………… 29

Список используемой литературы ……………………………….......31


































ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

В результате освоения дисциплиныОП.04 Материаловедение обучающийся должен уметь:

-распознавать и классифицировать конструкционные и сырьевые материалы по внешнему виду, происхождению, свойствам;

-определять виды конструкционных материалов;

-выбирать материалы для конструкций по их назначению и условиям эксплуатации;

-проводить исследования и испытания материалов;

-рассчитывать и назначать оптимальные режимы резания.

Содержание дисциплины ориентировано на подготовку обучающихся к освоению профессиональных модулей по специальности 15.02.01 Монтаж и техническая эксплуатация промышленного оборудования (по отраслям), и овладению профессиональными компетенциями (ПК):

ПК 1.1. Руководить работами, связанными с применением грузоподъёмных механизмов, при монтаже и ремонте промышленного оборудования.

ПК 1.2. Проводить контроль работ по монтажу и ремонту промышленного оборудования с использованием контрольно-измерительных приборов.

ПК 1.3. Участвовать в пусконаладочных работах и испытаниях промышленного оборудования после ремонта и монтажа.

ПК 1.4. Выбирать методы восстановления деталей и участвовать в процессе их изготовления.

ПК 1.5. Составлять документацию для проведения работ по монтажу и ремонту промышленного оборудования.

ПК 2.1. Выбирать эксплуатационно-смазочные материалы при обслуживании оборудования.

ПК 2.2. Выбирать методы регулировки и наладки промышленного оборудования в зависимости от внешних факторов.

ПК 2.3. Участвовать в работах по устранению недостатков, выявленных в процессе эксплуатации промышленного оборудования.

ПК 2.4. Составлять документацию для проведения работ по эксплуатации промышленного оборудования.

ПК 3.1. Участвовать в планировании работы структурного подразделения.

ПК 3.2. Участвовать в организации работы структурного подразделения.

ПК 3.3. Участвовать в руководстве работой структурного подразделения.

ПК 3.4. Участвовать в анализе процесса и результатов работы

подразделения, оценке экономической эффективности производственной

деятельности.

С целью овладения соответствующими профессиональными компетенциями обучающийся в ходе освоения учебной дисциплины для закрепления теоретических знаний и приобретения необходимых практических умений и навыков предусматривается проведение лабораторных и практических занятий. Каждое занятие содержит отчёт по теории и выполнение необходимого задания. Для выполнения расчётов, обучающиеся должны научиться правильно пользоваться справочными таблицами, графиками. Выполнение расчётно-практических работ должно сопровождаться анализом параметров и формулировкой грамотных выводов



Лабораторное занятие №1

Проведение испытания свойств материалов. Определение твердости

Цель–получение практических навыков при испытании свойств материалов.

Оборудование: твердомер ТКП-1, образцы металла, справочные материалы.


Краткие теоретические сведения

Под твёрдостью понимают способность материала сопротивляться внедрению в его поверхность более твёрдого тела индентера (рис. 1).Существует несколько методов испытания материалов на твёрдость. Наиболее применяемыми являются метод Бринелля и метод Роквелла. При испытании материала на твёрдость по методу Бринелля используется в качестве индентора стальной закалённый шарик диаметром 5, 10 и 2,5 мм; нагрузка до 3000Р кг. После снятия нагрузки на плоской поверхности образца остаётся отпечаток (вмятина) диаметром d. При испытании материала по методу Роквелла используется алмазный конус с углом при вершине 120°, стальной шарик диаметром 1,588 мм. По глубине вдавливания судят о твёрдости, которая является безразмерной величиной

В лабораторной работе используется переносной твердомер ТКП-1Назначение: Переносной твердомер ТКП-1 предназначен для измерения твердости поверхности образцов металлов по методу Роквелла в соответствии с ГОСТ 24622, ГОСТ 23677, ГОСТ 10242.
Описание: Лабораторный переносной твердомер ТКП-1 имеет аналоговый трехдиапазонный циферблат индикации твердости. Нагружение на образец происходит за счет калиброванных пружин. Угол отклонения  исследуемой поверхности от горизонтали не более 300.
Основные технические характеристики:

ТКП-1

Диапазон измерения твердости

25~100 НRВ, 20~67 HRC, 70~85 HRA

Испытательные нагрузки основная/дополнительная

588,4; 980,7; 1471/ 98,07 Н.

Пределы допускаемой погрешности твердомера от числа твердости образцовой меры твердости 2-разряда МТР-1
НRC 25
+5 
НRC 45
+5
НRC 65
+5 
HRA 83
+3
HRB 90
+10



+2,0 ед. твердости
+2,0 ед. твердости
+1,5 ед. твердости
+2,0 ед. твердости
+2,0 ед. твердости

Предел допускаемой погрешности нагрузок в диапазонах основном/дополнительном, не более

+1/3 %

Время приложения и снятия основной нагрузки на образец

2-5 сек.

Используемые индентора

Алмазный конус, твердосплавный наконечник, твердосплавный шарик Ø1,588 мм.

Расстояние от индентора до опорного столика

0~145 мм.

Расстояние от центра отпечатка до станины

70 мм.

Габаритные размеры, мм. (ДхШхВ)

225х130х730

Масса

10,5 кг.

Электропитание

--------------

Мощность



hello_html_f7ccde6.jpg


Рис.1.Испытательная головка:

1-наконечник; 2- ограничитель; 3- винт; 4- гайка; 5- шпиндель; 6-корпус; 7- фиксатор; 8 – валик кулачковый; 9- втулка; 10-прижина; 11- шариковые направляющие; 12 – гайка4 13-стакан нагрузочный; 14-пружина; 15, 16 – гайки; 17- винт регулирующий; 18-монетка; 19-рычажок; 20 – держатель; 21- стакан; 22- удлинитель; 23- втулка; 24-стакан; 25-винт; 26- стакан; 27-28-гайка; 29-чехол; 30- микроиндикатор; 31- рукоятка.

hello_html_m6485acad.jpg


Рис. 2 Испытательная головка:

32-кронштейн; 33 кнопка; 34 – винт подъемный; 35- стол; 36- струбцина


Выполнение работы

  1. Внимательно изучите краткие теоретические сведения.

  2. С помощью твердомера выполните испытания твердости образцов.

Порядок работы на приборе:

а) вращением кнопки 33 испытуемое изделие закрепляют между столом и испытательной головкой;

б)поворотом рукоятки 31 на 900 прикладывают предварительную нагрузку;

в) вращением гайки 27 большую стрелку индикатора устанавливают на нуль, а малую на вертикальную риску;

г) поворачивая рукоятку в туже сторону на 900 до упора, прикладывают общую нагрузку;

д) делают выдержку 3-4 сек., поворотом рукоятки на 900 в обратную сторону снимают основную нагрузку и с индикатора считывают величину твердости;

е) поворачивая рукоятку на 900 до упора, снимают предварительную нагрузку. Поворотом кнопки 33 освобождают испытуемый образец;

ж) весь цикл испытания повторяют, так как первый замер твердости считается недействительным. При необходимости испытание повторяют 4-5 раз, и за величину твердости среднюю величину последних 2-3 замеров, так как во время первых замеров испытательная головка и струбцина обжимаются.


3.Проведите испытание на предложенных образцах металлов, результаты занесите в таблицу

Таблица 1.


Результаты испытания на твердость

п\п

Материал образца

Значение твердости







4. Сделайте необходимые выводы , сравнивая полученные величины твердости.


Контрольные вопросы

1.Что такое твердость?

2.В каких единицах измеряется твердость?

3.Как устроен прибор для испытания твердости?

4.По какой формуле определяют твердость?



































Лабораторное занятие №2

Применение макроскопического анализа для изучения дефектов и строения металлов

Цель–получение практических навыков при исследовании дефектов и строения металлов с помощью макроскопического анализа.

Оборудование: образцы, вырезанные из деталей, реактивы для выявления микроструктуры, фотографии микроструктур с различными дефектами.


Краткие теоретические сведения


Назначение макроскопического анализа


Макроскопический анализ заключается в изучении строения металла путем просмотра его излома или специально подготовленной поверхности (макрошлифа) невооруженным глазом или при небольших увеличениях – до 30 раз. Строение металла, выявленное таким способом, называется макроструктурой. При макроанализе одновременно изучается сравнительно большая поверхность и получается информация об общем строении металла, о наличии в нем различных дефектов. С помощью макроанализа можно выявить: – нарушение сплошности металла, то есть усадочную рыхлость, газовые пузыри, пустоты, трещины; – химическую неоднородность в распределении некоторых элементов, например ликвацию серы и фосфора; – неоднородность строения сплава после горячей обра ботки давлением, например, фигуры течения металла, полосчатость и др.; – макростроение сварного шва: число слоев шва, зону термического влияния, наличие пор, трещин, непровара и наличие других дефектов; – вид излома, по которому можно установить характер разрушения образца или детали. Таким образом, с помощью макроанализа можно определить способ производства изделия (литье, обработка давлением, сварка), а также характер термической и химико-термической обработки (глубину прокаливаемости, глубину цементации и др.)

Приготовление макрошлифа


Макроисследование чаще всего проводят на предварительно подготовленной поверхности. Для этого ее тщательно шлифую, ,протирают ватой и травят специальными реактивами. Подготовленный таким образом образец называется м а к р о ш л и ф о м.


Выполнение работы

1 По предложенным образцам составьте алгоритм приготовления макрошлифа.


2. Подготовьте макрошлиф и проведите осмотр поверхности, изучите изображения макроструктур по образцу и по фотографиям. Результаты осмотра представьте в таблице.






Таблица 1.

Коллекция макрошлифов и фотографий металлических материалов


образца

Наименование образца

Описание макроструктуры

1.

2.

3.

Литая сталь

1.






2.




.

Макрошлиф продольного разреза стали





Макрошлиф с дефектами, нарушающими сплошность металла





Деформированные материалы

1.





Макрошлиф поковки полуоси машины






Термически обработанные металлы

1.

Макрошлиф шестерни после цементации



Контрольные вопросы


1.Какие исследования проводятся при макроскопическом анализе?

2.Как готовят макрошлиф?

3.Что можно выявить с помощью макроскопического анализа?













Лабораторное занятие №3

Микроскопический анализ металлов и сплавов

Цель ознакомление с процессом приготовления микрошлифов, изучение устройства металлографического микроскопа и приобретение практических навыков работы на нем, проведение микроанализа сплава и приобретение навыков зарисовки простейших микроструктур.

Оборудование: металлографический микроскоп ММУ -3У, образцы для микроанализа, справочный атлас с фотографиями микроструктур.

Краткие теоретические сведения

Микроскопический анализ (микроанализ) металлов и сплавов заключается в исследовании их микроструктуры с помощью оптического или электронного микроскопов. Микроструктурой называется строение металлов, выявляемое с помощью микроскопа. Детали ее невидимы невооруженным глазом. Для нормального глаза при удалении от объекта на расстояние наилучшего видения (250 мм) минимальное разрешение составляет около 0,20 мм (200 мкм). Для наблюдения и изучения более мелких деталей структуры предназначены микроскопы. При использовании оптического микроскопа можно наблюдать элементы структуры размером до 10 4 мкм, более мелкие с помощью электронного микроскопа. Микроанализ позволяет определить форму и размеры отдельных зерен, фаз и структурных составляющих*, а также их содержание и взаимное расположение. С помощью микроанализа можно определить структуру сплава в любом состоянии (литом, деформированном, до и после термической обработки и т.д.); измерить толщину окисленного или насыщенного химико-термической обработкой (цементация, азотирование и т.д.) поверхностного слоя изделий; определить имеющиеся микродефекты (трещины, другие нарушения сплошности металла), посторонние включения (частицы шлака, оксиды и т.д.) и многое другое.. Для получения микрошлифа подготовленную плоскую поверхность исследуемого образна шлифуют, полируют, а затем подвергают травлению химически активными веществами. В каждом конкретном случае количество образцов для исследования и место их отбора должно определяться целью исследования. Например, в круглых прутках небольшого сечения при изучении микроструктуры целесообразно исследовать как поперечные, так и продольные сечения

Конструкция микроскопа ММУ -3У

Основные узлы микроскопа: основание с колонной, столик, корпус, бинокулярная насадка и осветитель. Оптическую схему микроскопа составляют позиции 1-16.

Кроме того микроскоп имеет следующие элементы конструкции:

17-столик;

18- основание;

19- винт;

20-рукоятки продольного перемещения столика;

21-рукоятки поперечного перемещения столика;

22- пружинные клемма;

23- ключи для центровки столика;

24-винт фиксации поворота столика;

25-колонка;

26-корпус;

27-тобус4

28-рукоятка грубого перемещения тобуса;

29-рукоятки макрометрической фокусировки;

30- шкала анализатора;

31-заглушка;

32- рукоятка для выключения светоделительной пластинки.

Порядок работы на микроскопе

Подбирают объектив и окуляр для необходимого увеличения и устанавливают их в гнездо объектива и окулярный тубус. На предметный столик помещают образец, обращенный исследуемой поверхностью к объективу. Включают освещение микроскопа. Плавным вращением макровинта опускают столик, проводят фокусирование до появления в окуляре структуры поверхности. Держа правой рукой макровинт, левой стопорят его. Точное фокусирование проводят вращением микровинта. Перемещая предметный столик в горизонтальной плоскости в двух взаимно перпендикулярных направлениях, с помощью винтов просматривают всю поверхность шлифа, выбирая характерные ее участки. Микроструктура анализируется и зарисовывается

Порядок проведения работы

1. Изучите устройство металлографического микроскопа, усвоив приемы работы на нем.

2. Изучить процесс изготовления шлифа, приготовить шлиф для разных металлов.

3.Провести изучение структур металлов под микроскопом, сравнить изображения с фотографиями микроструктур справочного атласа. Результаты исследования представить в таблице.


Наименование исследуемого материала

Зарисовка микроструктуры

Описание микроструктуры

1.

Конструкционная углеродистая сталь



2.

Конструкционная легированная сталь



3.

Серый чугун



4.

Цветной металл



4.Сделайте необходимые выводы о влиянии микроструктуры на свойства материала.

Контрольные вопросы

1.Для каких целей используют микроскопический анализ?

2.Как готовят микрошлиф?

3.Какое устройство имеет металлографический микроскоп?

4.Каков порядок работы на микроскопе?










































Лабораторное занятие №4

Распознание и классификация конструкционных и сырьевых материалов по внешнему виду, происхождению свойствам

Цель–получение практических навыков при распознании и классификации конструкционных и сырьевых материалов по внешнему виду, происхождению свойствам


Оборудование: образцы конструкционных и сырьевых материалов, справочные материалы.


Краткие теоретические сведения


Конструкционные материалы — основные виды материалов, из которых изготовляются машины, оборудование, приборы, сооружаются каркасы зданий, мосты и другие конструкции и которые несут основную силовую нагрузку при их эксплуатации.
Конструкционные материалы классифицируются по широкому кругу признаков: по применяемости в машиностроении, в строительстве; по природе образования металлические, неметаллические, композиционные; по реакции на внешние воздействия горючие, коррозионно-устойчивые, жаростойкие, хладостойкие; по свойствам, проявляемым при различных методах обработки, пластичные, тугоплавкие, свариваемые, склонные к образованию трещин, закаливаемые и т. д.; по способам получения сплавы, прессованные, катаные, тканые, формованные, пленки.
Важными показателями конструкционных материалов являются их прочностные качества — сопротивление сжатию, растяжению, работа на изгиб, выносливость при вибрационных нагрузках, а также ряд специальных свойств, учитываемых при проектировании машин, оборудования, строительных сооружений. Среди них легкость при определенных прочностных качествах, сопротивляемость износу, электро- и теплопроводность, способность пропускать газы и др.



Выполнение работы


1. Изучите краткие теоретические сведения.

2.Внимательно изучите внешние особенности предложенных образцов, проанализируйте их свойства. По результатам заполните таблицу.

Таблица 1

Анализ внешних особенностей и свойств материалов

Наименование материала

Внешние признаки

Характерные свойства





























4.Проведите испытания материалов по простукиванию с целью определения наличия несплошностей в детали.

3.Сделайте необходимые выводы по результатам анализа свойств.


Контрольные вопросы


1.Где применяют конструкционные материалы?

2.Как классифицируются конструкционные материалы?

3.Какие показатели качества характерны конструкционным материалам?








































Практическое занятие №1

Исследование материалов. Анализ связи между структурой сталей и диаграммой состояния железо – цементит

Цель: получение практических навыков в изучении микроструктуры сталей и белого чугуна с различным содержанием углерода и установление связи между структурой и диаграммой состояния железо-цементит.

Оборудование: фотографии и изображения микроструктур конструкционных сталей, справочные материалы.

Краткие теоретические сведения

Микроструктура технического железа и углеродистых сталей для равновесных условий характеризуется нижней левой частью диаграммы состояния железо-цементит.

Сплавы с содержанием до 0,02 % С называются техническим железом, от 0,02 до 0,8 %С –доэвтектоидными сталями и от 0,8 до 2,14% С – заэвтектоидными. Сплав с содержанием 0,8 % с называется эвтектоидной сталью.

Микроструктура технического железа- феррит и перлит, заэвтектоидной стали- перлит. Перлит – это эвтектоид, представляющий собой механическую смесь феррита и цементита, получающуюся в результате распада аустенита с 0,8 % С. Заэвтектоидная сталь состоит из перлита и вторичного цементита.

В белых чугунах весь углерод находится в связанном состоянии, т.е. в виде цементита. Белый чугун в зависимости от содержания углерода разделяется на доэвтектический (2,14-4,3% С), эвтектический (4,3% С) и заэвтектический (4,3-6,67% С). Во всех белых чугунах имеется цементитная эвтектика (ледебурит).

Структура доэвтектического чугуна: ледебурит + перлит + цементит. Эвтектический чугун состоит только из ледебурита, а эвтектический имеет структуру, состоящую из ледебурита и первичного цементита.

Микроструктуры технического железа, углеродистых сталей и белых чугунов

hello_html_m29dd6c68.jpg

hello_html_m4614041a.jpg

Ход работы


1.Изучите микроструктуры технического железа, углеродистых сталей и белых чугунов в равновесном состоянии.

2.Оформите протокол с изображением соответствующих микроструктур.

Таблица 1.

Микроструктуры железо-углеродистых сплавов в равновесном состоянии

Наименование и марка сплава

Содержание углерода, %

Микроструктура

зарисовка

наименование












3.Начертите диаграмму железо-цементит и постройте кривую охлаждения для указанного преподавателем сплава. Дайте характеристику кривой охлаждения.

4.Сделайте необходимые выводы.

Контрольные вопросы

1.Что такое техническое железо?

2.Как классифицируются железо-углеродистые стали в зависимости от процента присутствия углерода?

3.Что такое эвтектоид?

4.какую структуру имеют углеродистые стали в равновесном состоянии?

5.какую структуру имеют белые чугуны?

6.Сколько содержится углерода в эвтектоидной стали?


























Практическое занятие №2

Определение режима отжига, закалки и отпуска стали


Цель - получить практические навыки при определении режимов термической обработки.

Оборудование: справочные материалы, калькулятор.

Краткие теоретические сведения

При термической обработке в сплаве должны произойти необратимые изменения структуры.

Все виды термообработки разделены на группы. Первая группа – отжиг – термическая операция, заключающаяся в нагреве металла, находящегося в неравновесном состоянии и переводе его в более равновесное состояние. Вторая группа – закалка – нагрев сплава до температуры выше фазовых превращений и последующим быстрым охлаждением с целью перевода в неравновесное состояние. Третья группа – отпуск – термическая операция нагрева закалённой стали до температур ниже фазовых превращений для перевода его в более равновесное состояние.

Все эти превращения в группах связаны с диаграммами состояния, у которых есть превращения в твёрдом состоянии; полиморфные, эвтектоидные, ограниченная растворимость твёрдых фаз. Для сталей эта часть диаграммы состояния Fe–Ц с концентрацией углерода до точки Е (2,11% С), называется «стальной» участок диаграммы (рис. 1).



hello_html_4098bb04.gif


Рис. 1. «Стальной» участок диаграммы Fe–Ц

Приведём общепринятые обозначения на диаграмме. Температуры, точки, в которых происходят фазовые превращения, называются критическими. В теории термической обработки эти точки обозначаются буквой А. Нижняя критическая точка, лежащая на линии PSK, обозначается буквой А1 и соответствует превращению аустенит ↔ перлит. Верхняя критическая точка А3 лежит на линии GSE и соответствует выпадению кристаллов феррита за счёт полиморфного превращения в доэвтектоидной стали (GS) или цементита вторичного (SE) в заэвтектоидных сталях.

При охлаждении эти точки обозначают Аr1, при нагревании Ас1 и Аr3 и Ас3, соответственно.

Отжиг – фазовая перекристаллизация, заключающаяся в нагреве выше Ас3 с последующим медленным охлаждением. Если нагрев проводится в интервале температур Ас1 – Ас3, такой отжиг называется неполным. При отжиге структура сталей – равновесная Ф + П, П, П + Ц(после охлаждения).

Если охлаждение сталей проводить на воздухе, то такая обработка будет называться нормализацией.

Закалка – нагрев выше температур Ас3 с последующим быстрым охлаждением.

Нагрев в интервале температур Ас1 + Ас3 и последующее быстрое охлаждение называется неполной закалкой.

Отпуск – нагрев закалённой стали ниже Ас1.

Возможны также другие виды технической обработки – цементация, азотирование, а также термомеханическая обработка.


Выполнение работы

1.Внимательно изучите краткие теоретические сведения.

2 .В соответствии с заданным вариантом определите температуру нагрева для полного отжига стали, постройте график термической обработки и охарактеризуйте структурные изменения, которые претерпевает сталь при этом.

Вариант2

Вариант3

Вариант4

Вариант5

Вариант6

Вариант7

Сталь40

Сталь20

Сталь60

Сталь70

Сталь55

Сталь45

Сталь30


3. .В соответствии с заданным вариантом определите температуру нагрева для закалки стали, постройте график термической обработки и охарактеризуйте структурные изменения, которые претерпевает сталь при этом.


Вариант2

Вариант3

Вариант4

Вариант5

Вариант6

Вариант7

Сталь 60

СтальУ10

Сталь70

СтальУ11

Сталь50

СтальУ12

Сталь65


Контрольные вопросы


1.С какой целью используют закалку?

2.Какие виды термической обработки вам известны?

3.С какой целью проводят отжиг?

4.С какой целью проводят закалку?

5.Какое назначение имеет отпуск стали?














Практическое занятие №3

Определение видов конструкционных материалов. Установление связи между составом, условиями получения и структурой серых, ковких, высокопрочных и половинчатых чугунов

Цель: получить практические навыки в изучении микроструктуры серых, половинчатых, ковких и высокопрочных чугунов и установить связь между составом, условиями получения и структурой.

Оборудование: фотографии и изображения микроструктур серых, половинчатых, ковких и высокопрочных чугунов, справочные материалы.


Краткие теоретические сведения

Микроструктура серых чугунов рассматривается в травленном и нетравленом виде. В структуре обязательно присутствует пластинчатый графит. На величину и расположение включений графита влияют скорость охлаждения, температура и время выдержки расплавленного чугуна перед отливкой, содержание примесей.

В травленном виде металлическая основа серых чугунов очень сходна с микроструктурой сталей и в зависимости от количества связанного углерода может быть ферритной, феррито - перлитной и перлитной. При повышенном содержании фосфора в серых чугунах имеется фосфидная эвтектика.

Часть углерода в половинчатых чугунах находится в свободном состоянии. Металлическая основа чугуна зависит от количества связанного углерода. Она может быть перлит + цементит вторичный или ледебурит + перлит.

В высокопрочных чугунах могут быть те же типы структур, которые указаны для серых чугунов, но графит в этих чугунах шаровидный.

Металлическая основа ковкого чугуна может быть ферритной, феррито-перлитной и перлитной. К ней добавляется хлопьевидный графит ( углерод отжига).

Микроструктуры серых, половинчатых, высокопрочных и ковких чугунов


hello_html_2c0ebe98.jpg


Рис.1.Ферритный серый чугун –феррит+ пластинчатый графит

hello_html_4d0240d3.jpg


Рис.2.Половинчатый чугун – перлит+цементит (вторичный) + пластичатый графит

hello_html_3b174ffa.jpg


Рис.3.Перлитный серый чугун - перлит+ пластичатый графит


hello_html_m253cc6a5.jpg


Рис.4.Половинчатый чугун – ледебурит + перлит+ пластинчатый графит


hello_html_m2fe857fe.jpg


Рис.5. Феррито-перлитный высокопрочный чугун – феррит+перлит + шаровидный графит

hello_html_7b2bea93.jpg


Рис.6. Ферритный высокопрочный чугун – феррит+шаровидный графит


hello_html_m19565229.jpg

Рис. 7.Ферритный ковкий чугун –феррит+ хлопьевидный графит


hello_html_m3cd40bb3.jpg


Рис.8.Включения пластинчатого графита: а-прямолинейные, б- завихренные,

в-розеточные, г-междендритные.

hello_html_353cb2bc.jpg


Рис.9. Серый чугун с фосфидной эвтектикой – перлит + пластинчатый графит + фосфидная эвтектика

Ход работы

1.Изучить микроструктуры серых, половинчатых, высокопрочных и ковких чугунов.

2.Оформить протокол с изображением соответствующих микроструктур.


Наименование и марка сплава

Содержание связанного углерода, %

Микроструктура

зарисовка

наименование







3.В серых, ковких и высокопрочных чугунах определить (приблизительно) содержание связанного углерода по микроструктуре, исходя из количества перлита.

4.Сделайте необходимые выводы.

Контрольные вопросы

1.Как классифицируются чугуны в зависимости от вида углерода?

2.Где применяют серые чугуны?

3.Как получают ковкий чугун?

4.Какую структуру имеют половинчатые чугуны?

5.Что такое углерод отжига?


Практическое занятие № 4

Выбор материалов для конструкций по их назначению и условиям эксплуатации


Цель - получение практических навыков выбора материалов для конструкций по их назначению и условиям эксплуатации.

Оборудование: справочные материалы, коллекция образцов деталей.

Краткие теоретические сведения

Все углеродистые качественные конструкционные стали условно можно разделить на несколько групп, представленных в таблице 1.

Таблица 1

Характеристика качественных конструкционных сталей

Марки сталей

Предел прочности при растяжении , МПа

Условный предел текучести, МПа

Относительное удлинение (пластичность),%

Технологические свойства

Применение

Низкоуглеродистые стали

Сталь 05кп

Сталь 08

Сталь 08кп

Сталь10

Сталь10кп

330-420

190-250

25-33

Свариваемость, обрабатываемость давлением

В малонагруженных деталях машин и элементах конструкций

Низкоуглеродистые стали

Сталь15

Сталь20

Сталь25

460-610

280-360

16-23

Хорошо свариваются, обрабатываются резанием

Для деталей машин повышенной износостойкости, но не подвергающихся высоким нагрузкам

Среднеуглеродистые стали

Сталь30

Сталь 35

Сталь40

Сталь45

Сталь50

Сталь55

670-730

380-430

9-14

После отжига обрабатываются резанием

Б Сочетание прочности и пластичности позволяет применять для ответственных деталей

Высокоуглеродистые стали

Сталь60

Сталь65

Сталь70

Сталь75

Сталь80

Сталь85

Высокие прочность, износостойкость и упругость

Подвергаются различным видам термической обработки

Используются как рессорно-пружинные стали


Выполнение работы


1.Внимательно изучите материалы справочной таблицы.

2.Сделайте выбор материалов для деталей по их назначению и условиям эксплуатации, заполнив таблицу 2.

Таблица 2

Выбор материалов для деталей по их назначению и условиям эксплуатации


Наименование детали

Условия работы

Выбранный материал

1.Элемент сварной конструкции



2.Рессора



3.Кронштейн



4.Распределительный вал




3.Сделайте необходимые выводы.


Контрольные вопросы


1.Какие свойства и качества анализируются при выборе материала для детали?

2.Как связана свариваемость с химическим составом материала?

3.Что влияет на обрабатываемость давлением?

4.Чем повышают износостойкость материалов и изделий?

5.Чем повысить качество сталей?

6.Какие по качеству стали доступнее: углеродистые или легированные?























Практическое занятие № 5

Анализ влияния термической обработки на микроструктуры инструментальных сталей микроструктур инструментальных сталей


Цель: получить практические навыки в изучении микроструктуры инструментальных сталей и установить связь между структурами и термической обработкой.

Оборудование: фотографии и изображения микроструктур инструментальных сталей, справочные материалы

Краткие теоретические сведения


Заэвтектоидные углеродистые стали от У9 до У13 и легированные стали Х, ХВГ, 9ХС в отожженном состоянии имеют структуру зернистого перлита, а после закалке в воде и масле - мартенсит+карбиды.

Наиболее распространенными легированными инструментальными сталями являются быстрорежущие стали Р18, Р5М6. В литом состоянии структура этих сталей состоит из ледебуритной эвтектики и продуктов распада аустенита. При ковке получаются обособленные карбиды и сорбитообразный перлит. В прокатанной стали карбиды располагаются в виде скоплений и полос. После закалки структура состоит из мартенсита, карбидов и остаточного аустенита. При перегреве микроструктура быстрорежущей стали характеризуется крупным зерном и образованием сетки карбидов, а при пережоге происходит оплавление и появление ледебуритной эвтектики. Микроструктура быстрорежущей стали после трехкратного отпуска состоит из мартенсита и карбидов.


Микроструктура инструментальных сталей


hello_html_5587b92f.jpg


Рис.1. Сталь У10. Отжиг – зернистый перлит.

hello_html_1b5c3e66.jpg


Рис.2. Сталь У10. Закалка и низкий отпуск-мартенсит и цементит


hello_html_7e0feee4.jpg


Рис. 3. Сталь Р18. Закалка (перегрев)


hello_html_m137f866b.jpg


Рис.4. Сталь Р18. Ковка и отжиг.


hello_html_m2df2e9d9.jpg


Рис.5. Сталь Р18. Карбидная неоднородность.


hello_html_7cd6d3c2.jpg


Рис.6. Сталь Р18. Закалка (пережог).


hello_html_7b852803.jpg


Рис. 7. Сталь Р18. Закалка и трехкратный отпуск.

hello_html_m18f24db3.jpg


Рис. 8. Сталь Р18. Закалка (нормальный нагрев)


hello_html_543406cc.jpg


Рис. 9. Сталь Р18.Закалка (недогрев)


hello_html_22188adf.jpg


Рис.10. Сталь Р18. Литье.


Ход работы

1.Изучить микроструктуры инструментальных сталей после различных видов термообработки.

2.Оформить протокол

Наименование и марка стали

Термообработка

Микроструктура

Зарисовка

Наименование






3.Сделать необходимые выводы.


Контрольные вопросы

1.Какими свойствами должны обладать инструментальные стали?

2.Где применяют углеродистые инструментальные стали?

3.Как маркируют инструментальные стали?

4.Какой химический состав имеют быстрорежущие стали?

5.Как зависят свойства быстрорежущих сталей от способа термической обработки?



Практическое занятие № 6

. Расчет и назначение оптимальных режимов резания

Цель: получить практические навыки при расчёте параметров, характеризующих режим резания.

Оборудование: карточки с заданиями, калькулятор, справочные материалы.

Краткие теоретические сведения.

Назначенный для обработки заготовки режим резания определяет основное технологическое время на её обработку соответственно и производительность труда. Работа резания переходит в тепло. Со стружкой уходит 80% тепла, остальное распределяется между резцом, заготовкой и окружающей средой. Под влиянием тепла изменяются структура и твёрдость поверхностных слоёв резца и его режущая способность. Режимы резания для каждого случая могут быть рассчитаны по эмпирическим формулам с учётом свойств обрабатываемого материала, установленной нормативами стойкости резца, его геометрии и применяемого охлаждения.

Назначение режимов резания начинают с определения максимально допускаемой глубины резания, затем определяют допускаемую подачу и скорость резания.

Скорость главного движения резания

hello_html_m3499d3df.gif

D-диаметр заготовки;

n - частота вращения шпинделя.

Скорость движения подачи резца

hello_html_m32518aff.gif

So - подача резца за один оборот шпинделя.

Основное время при точении

hello_html_c209e94.gif

Li – длина рабочего хода резца.

Глубина резания

hello_html_m1def6c9a.gif

d – диаметр обработанного изделия.


Задание и исходные данные.


Задача 1.

Определить скорость главного движения резания при обработке заготовки диаметром D на токарном станке с частотой вращения шпинделя n.


D,мм

n,минhello_html_m82696b6.gif

Вариант

D,мм

n,минhello_html_m82696b6.gif

Вариант

D,мм

n,мин

hello_html_m82696b6.gif

Вариант

D,мм

n,минhello_html_m82696b6.gif

1

80

860

5

220

250

9

110

400

13

50

1500

2

150

315

6

180

315

10

60

1000

14

70

1150

3

45

1600

7

30

2000

11

80

790

15

220

300

4

70

1250

8

95

630

12

160

350

-

-

-



Задача 2.


Определить скорость движения подачи при обтачивании заготовки на токарном станке с частотой вращения шпинделя n, подачи резца за один оборот шпинделя So.

n,ммhello_html_m82696b6.gif

So,

мм/об

Вар.

n,ммhello_html_m82696b6.gif

So,

Мм

/об

Вар.

n,ммhello_html_m82696b6.gif

So,

мм/об

Вар.

n,ммhello_html_m82696b6.gif

So,

мм/об

1

400

0,61

5

250

0,78

9

1250

0,23

13

150

0,69

2

630

0,43

6

1600

0,17

10

500

0,52

14

345

0,75

3

200

0,87

7

860

0,3

11

350

0,58

15

1100

0,25

4

315

0,7

8

160

0,95


12

670

0,47

-

-

-


Задача 3.


Определить основное время при продольном обтачивании на проход заготовки D(мм) до диаметра d(мм) на длине Li (мм) и глубину резания. Частота вращения шпинделя n, подачи резца So. Обтачивание производится за один ход.


D

мм

d

мм

Li

мм

n

ммhello_html_m82696b6.gif

So Мм

/об

Вар.

D

мм

d

мм

1

мм

n

ммhello_html_m82696b6.gif

So Мм

/об

1

54

50

200

1000

0.32

9

158

150

480

250

0.61

2

118

110

350

315

0.52

10

142

140

75

500

0.28

3

80

75

130

800

0.43

11

48

46

100

500

0.42

4

72

71

60

1250

0.21

12

92

86

140

640

0.53

5

90

82

150

630

0.57

13

80

74

120

700

0.47

6

43

40

55

1600

0.26

14

160

145

400

300

0.55

7

64

60

80

1000

0.34

15

42

39

60

1000

0.27

8

37

35

45

2000

0.17

-

-

-

-

-

-


Ход работы.

  1. Внимательно изучите задание и исходные данные.

  2. Выберите формулу и решите задачу с учётом исходных данных.

  3. Сделайте необходимые выводы.


Контрольные вопросы.


  1. От каких факторов зависит назначение режима резания?

  2. Какие параметры определяются при режиме резания?

  3. От чего зависит скорость главного движения резания?

  4. Как определить основное время точения?


Список используемой литературы


1.Арзамасов В. Б.Материаловедение учебник для студ. учреждений высш. проф. образования / В. Б. Арзамасов, А.А.Черепахин. — М.: Издательский центр «Академия», 2013. 176 с.

2. Моряков О.С.Материаловедение : учебник для студ.. учреждений сред. проф. образования / О.С. Моряков.-6-е изд.. стер. — М,. Издательский центр «Академия», 2013.288 с.

3.Солнцев Ю.П.Материаловедение : учебник для студ. учреждений сред. проф. образования / Ю. П. Солнцев, С.А. Вологжанина, А. Ф. Иголкин. — 9-е изд., стер. — М. : Издательский центр «Академия», 2014..496 с.

4. Стуканов В.А.Материаловедение: Учеб. пособие для студ. учреждений сред. проф. образования. – М.: ИД «ФОРУМ»: ИНФРА-М, 2011. – 368 с.






Самые низкие цены на курсы переподготовки

Специально для учителей, воспитателей и других работников системы образования действуют 50% скидки при обучении на курсах профессиональной переподготовки.

После окончания обучения выдаётся диплом о профессиональной переподготовке установленного образца с присвоением квалификации (признаётся при прохождении аттестации по всей России).

Обучение проходит заочно прямо на сайте проекта "Инфоурок", но в дипломе форма обучения не указывается.

Начало обучения ближайшей группы: 27 сентября. Оплата возможна в беспроцентную рассрочку (10% в начале обучения и 90% в конце обучения)!

Подайте заявку на интересующий Вас курс сейчас: https://infourok.ru

Общая информация

Номер материала: ДБ-046812

Похожие материалы

2017 год объявлен годом экологии и особо охраняемых природных территорий в Российской Федерации. Министерство образования и науки рекомендует в 2017/2018 учебном году включать в программы воспитания и социализации образовательные события, приуроченные к году экологии.

Учителям 1-11 классов и воспитателям дошкольных ОУ вместе с ребятами рекомендуем принять участие в международном конкурсе «Законы экологии», приуроченном к году экологии. Участники конкурса проверят свои знания правил поведения на природе, узнают интересные факты о животных и растениях, занесённых в Красную книгу России. Все ученики будут награждены красочными наградными материалами, а учителя получат бесплатные свидетельства о подготовке участников и призёров международного конкурса.

Конкурс "Законы экологии"