Последовательность выполнения и обработка

Экспериментальных данных

 

Далее требуется:

– ознакомиться с устройством металлографического микроскопа и освоить простейшие приемы работы;

– изучить и нарисовать микроструктуры материалов;

– описать однофазные и многофазные микроструктуры материалов;

– указать структурные составляющие материалов;

– ознакомиться с принципами маркировки материалов.

 

Таблица 1

Свойства и микроструктура различных материалов

 

Наименование материала	Химический состав	Фазовый состав	Микроструктура	Характеристика структуры
Кремний (монокристалл)	Примеси < 10^-8%	Si		Ямки травления (в местах выхода дислокаций на поверхность)
Титан техни­ческий	Примеси < 0,4 %	α		Равноосные зерна (изотропность свойств)
Железо тех­ническое деформирован­ное	Примеси < 0,2 %	α		Волокнистая. Вытянутые в направлении течения металла зерна (анизотропность).
Титановый сплав	Al – 5 %; Ti – 95 %	α		Пластинчатая
Латунь	Zn– 32 %; Cu – 68 %	α		Полиэдрическая с двойниками отжига
Феррит магнито-мягкий	Fe 2 O 3 – 50 %; NiO – 25 %; ZnO – 25 %	MeOFe 2 O 3		Пористая структура
Силумин	Si – 13 %; Al – 87 %	α + Si		Игольчатая эвтектика
Сталь хромо­никилевая	C – 0,4 %; Cr – 14 %; Ni – 14 %	Карбиды + γ		Внутризеренное выделение карбидов
Баббит	Cu – 5 %; Sb – 12 %; Sn – 83 %	α+ SnSb++Cu 3 Sn		Трехфазная структура
Композици­онный мате­риал	Волокно бора – 30 %; Al – 70%	Al+B+W		Волокнистый ком­позиционный ма­териал

 

 

Результаты исследования и их анализ

 

Полученные результаты микроструктуры материалов сравнить с данными по справочной литературе.

Содержание отчета

 

Отчет должен содержать:

1) цель работы;

2) краткие сведения из теории;

3) описание средств технического оснащения;

4) последовательность выполнения и обработка экспериментальных данных;

5) результаты исследования и их анализ (рисунки макроструктуры и микроструктуры исследованных образцов);

6) вывод по результатам работы.

 

7. Контрольные вопросы для подготовки к работе

 

1) Что такое макроструктура?

2) Что такое микроструктура?

3) Какие отличия между макроструктурой и микроструктурой?

4) Что такое дендрит?

5) Как образуется мелкокристаллическая корковая зона?

6) Как образуется зона столбчатых кристаллов?

7) Как образуется внутренняя зона крупных равноосных кристаллов?

8) Как образуется конус осаждения?

9) Как образуется усадочная раковина?

10)Как образуется изображение в металомикроскоп?

 

 

Лабораторная работа № 2

«Определение механических свойств металлов и сплавов

(твердости и прочности)»

 

Цель работы

Изучение устройства и работы твердомеров. Определение величины твердости мягких, средних и твердых материалов при помощи твер­домеров различных систем. Приобретение навыков выполнения испытаний.

 

Краткие сведения из теории

 

Основными механическими свойствами являются прочность, упругость, вязкость, твердость.

Механические свойства определяют поведение материала при деформации и разрушении от действия внешних нагрузок.

В зависимости от условий нагружения механические свойства могут определяться при: статическом нагружении – нагрузка на образец возрастает медленно и плавно; динамическом нагружении – нагрузка возрастает с большой скоростью, имеет ударный характер; повторно, переменном или циклическом нагружении – нагрузка в процессе испытания многократно изменяется по величине или по величине и направлению.

Прочность – способность материала сопротивляться деформациям и разрушению.

Испытания проводятся на специальных машинах, которые записывают диаграмму растяжения, выражающую зависимость удлинения образца от действующей нагрузки.

Твердость – это свойство металла сопротивляться проникновению в него другого тела определенной формы и размеров. Опреде­ление твердости является наиболее широко распространенным методом испы­тания металлов, позволяющим в большинстве случаев без разрушения изделия и изготовления, специальных образцов судить о качестве изделия.

Существует несколько способов измерения твердости, различающихся по характеру воздействия наконечника. Твердость можно измерять вдавливани­ем наконечника (способ вдавливания), царапанием поверхности (способ цара­пания), ударом или даже по отскоку наконечника – шарика. Твердость, опреде­ленная царапанием, характеризует сопротивление разрушению (для большин­ства металлов путем среза); твердость, определенная по отскоку, характеризует упругие свойства; твердость, определенная путем вдавливания сопротивление пластической деформации.

Приборы для испытания на твердость просты, обладают высокой произво­дительностью, не требуют работников высокой квалификации и могут исполь­зоваться непосредственно на рабочем месте. При испытании на твердость обычно определяется сопротивление металлов деформации при вдавливании.

На практике контроль твердости осуществляется после термообработки для установления наивыгоднейшего режима механической обработки поко­вок и изделий.

Наиболее широко применяются следующие способы измерения твердости:

– вдавливанием стального шарика (метод Бринелля);

– вдавливанием алмазного конуса (метод Роквелла);

– вдавливанием четырехгранной алмазной пирамиды (метод Виккерса).

Измерение твердости вдавливанием стального шарика (метод Бринелля). Твердость по методу Бринелля определяют путем вдавливания стального закаленного шарика диаметром 10 мм; 5 мм или 2, 5 мм в испытуемую плоскую поверхность под действием заданной нагрузки в течение определенного времени. Выбор диаметра шарика, нагрузки и времени выдержки под нагрузкой производится в зависимости от материала и толщины изделия или образца.

В таблице приведены установленные ГОСТом нормы испытания по Бринеллю. Число твердости по Бринеллю определяется, как отношение давления Р к сферической поверхности отпечатка и обозначается буквами НВ (кг/мм²).

, (1)

 

где: d – диаметр отпечатка, мм;

D – диаметр шарика, мм;

Р – нагрузка шарика, кг.

Выбор диаметра и нагрузки зависит от твердости и толщины испытуемого об­разца.

Таблица 1