Отправлено: 24.04.08 00:29. Заголовок: Методические материалы №2 (24 лаб.работы) "МЦМ"

Федеральное агентство по образованию
ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет-УПИ»


МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ И ТЕХНОЛОГИЯ
КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Методические указания к лабораторным работам для студентов кафедры
«Металлургия алюминия»


Екатеринбург
2008
УДК 669.18




Составители: Г. И. Никонов, Л. А. Мальцева

Научный редактор проф., д-р техн. наук М.А. Филиппов




МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ И ТЕХНОЛОГИЯ КОНТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ: методические указания к лабораторным работам /
Г. И. Никонов, Л. А. Мальцева. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ – УПИ, 2008. 29 с.

Методические указания предназначены для студентов специальности «Металлургия цветных металлов» II – IV курсов дневной формы обучения Краснотурьинского филиала УГТУ – УПИ, раскрывают содержание и алгоритм проведения лабораторных работ по курсу «Материаловедение и технология конструкционных материалов». Содержат описание нескольких вновь поставленных лабораторных работ.

Рис.1.


Подготовлено кафедрами «Металловедение»
и «Металлургия алюминия».





@ ГОУ ВПО «Уральский государственный
технический университет - УПИ», 2008




Предисловие



Методические указания составлены старшим преподавателем кафедр Металловедение»
и «Металлургия алюминия» на Филиале УГТУ – УПИ города Краснотурьинска, Никоновым Г.И. и доцентом кафедры «Металловедение» УГТУ – УПИ Мальцевой Л.А..

Они предназначены для проведения лабораторных работ по «Материаловедению и ТКМ», студентов кафедры «Металлургия алюминия», обучающихся по специальности «Металлургия цветных металлов».

Методические указания составлены для студентов специальности «Металлургия цветных металлов» 2 - 4 курсов дневной формы обучения Краснотурьинского филиала УГТУ – УПИ, обучающихся на кафедре «Металлургия алюминия», расположенной в стенах филиала УГТУ – УПИ города Краснотурьинска.

Методические указания содержат описание нескольких лабораторных занятий (двух, трёх и
четырёх – часовых). В основном это вновь поставленные лабораторные работы.

На основе данных указаний возможна постановка учебно-исследовательской работы
студентов в Филиале УГТУ - УПИ города Краснотурьинска.


Лабораторная работа №1
«Методы испытания на твёрдость металлов и сплавов»
(2 часа)

Цель работы: 1. Определить твёрдость образцов мягких сталей по методу
Роквелла при разных нагрузках на индентор.
2. Определить твёрдость образцов латуни по методу Бринелля.
3. Произвести сравнительные испытания сталей и латуни по
обеим методикам при установке параметров, позволяющих
использовать таблицу перевода данных, полученных на прессе
Бринелля, в данные, полученные на прессе Роквелла.

Ход работы: 1. Получить образцы для испытаний, зачистить их поверхность на абразивных шкурках, напильником, или с помощью наждачной обработке на станке.
2. Познакомиться с работой на прессе Роквелла, путём наблюдения за испытаниями, производимыми преподавателем.
3. Соблюдая технику безопасности, произвести по аналогии, собственные испытания на прессе Роквелла, применяя индентор из твёрдого сплава при нагрузке 60 кГс, и индентор, содержащий шарик, диаметром 1,58 мм, при нагрузке 100 кГс. Сравнить полученные данные с помощью таблицы перевода из данных одной шкалы испытаний в данные другой шкалы испытаний. Примечание: выполнять по три испытания на одну экспериментальную точку, затем определять среднее значение.
4. Составить таблицу испытаний по методу Роквелла.
5. Аналогично, познакомиться с методикой испытаний твёрдости на прессе Бринелля, наблюдая за испытаниями, производимыми учебным мастером или преподавателем.
6. Произвести собственные испытания образцов.
7. Произвести испытания при различных нагрузках, указанных преподавателем. Соблюдать при этом технику безопасности при замене грузов, навешиваемых на штангу, расположенную с обратной стороны пресса Бринелля. Использовать для определения твёрдости, при стандартных нагрузках, таблицу перевода диаметров отпечатков в числа твёрдости по Бринеллю. При нестандартных нагрузках произвести расчёты твёрдости по формуле Бринелля, в которую входят диаметр шарика для испытаний, нагрузка на индентор (сумма грузов, установленных на подвеску штанги), а также – диаметр отпечатка шарика на поверхности экспериментального образца.
8. Диаметр отпечатка замерять с помощью переносного микроскопа МПБ – 2 (при большом диаметре отпечатка, когда шарик 10 мм), а также с помощью измерительного микроскопа МИ – 1, применяемого при малом диаметре отпечатка или в случае применения для испытаний индентора, в котором закреплён шарик 5 мм или 2,5 мм.
Если отпечаток получился в виде явного эллипса, следует повторить два раза испытания, и при повторении результатов, замерять большую и малую оси эллипса и брать среднее значение, как результат испытаний.
9. Воспользоваться таблицей, содержащей рекомендации по выбору шариков и нагрузок, в зависимости от ожидаемой твёрдости образцов, и толщины экспериментальных образцов.
10. Перевести данные замеров твёрдости по Роквеллу в данные по Бринеллю, воспользовавшись специальной таблицей перевода одних чисел твёрдости в другие.
11. Результаты работы оформить в виде таблиц, привести выводы по проделанной работе в отчёте о работе.

Лабораторная работа №2

«Холодная пластическая деформация и рекристаллизация на примере
технически чистого алюминия »
(4 часа)

Цель работы: 1. Построить кривую наклёпа алюминия, взятого в виде проб из
электролизных ванн «ОАО СУАЛ – Филиал БАЗ СУАЛ».
2. Смягчить алюминий после первых циклов прокатки.
3. Исследовать макроструктуру после равномерной и градиентной деформации, и рекристаллизации.

Ход работы:1. Получить образец и подвергнуть его опиловке и выравниванию напильником. Удалить технологические выступы на образцах с помощью слесарной ножовки. Соблюдать технику безопасности.

2. Произвести испытание на твёрдость по Бринеллю при нагрузке 500 кГс, шариком 10 мм.

3. Замерить высоту образца для последующего определения степени обжатия.

4. Произвести прокатку образца на первую степень обжатия. Соблюдать требования техники безопасности, излагавшиеся при вводном инструктаже по технике безопасности! (Прокатку проводит преподаватель или учебный мастер).

5. Снова произвести замер высоты образца и определить твёрдость по Бринеллю.

6. Повторить циклы прокатки и испытаний на твёрдость по Бринеллю с замером высоты пластинки после каждого цикла прокатки. Данные занести в таблицу испытаний.

7. Степень обжатия рассчитывать, как изменение высоты, отнесённое к первоначальной высоте и умноженное на 100%. Степени обжатий при каждом цикле, занести в таблицу. По данным таблицы построить кривую наклёпа в виде графика, по горизонтальной оси которого нанести степени обжатия, а по вертикальной оси – данные замеров твёрдости, соответствующие указанным степеням обжатия.

8. Поместить образец в печь при температуре 500 – 550С, выдержать 20 минут, охладить на воздухе и замерить снова твёрдость по Бринеллю. Подвергнуть травлению слабо разбавленной соляной кислотой, с добавкой плавиковой кислоты (10%). Соблюдать технику безопасности! Промыть, просушить, зарисовать макроструктуру.

9. Деформировать путём пробивки отверстия, после чего образец снова поместить в электропечь для отжига по пункту 8. После охлаждения – протравить и зарисовать макроструктуру исследуемого образца.

10. Составить отчёт по работе и сделать выводы.


Лабораторная работа № 3