Пластическая деформация и рекристаллизация металлов

Далее ⇒

Цель работы

1. Изучить методику испытаний металлов и сплавов на растяжение.

2. Ознакомиться с конструкцией и работой разрывной машины.

3. Провести испытания на растяжение двух образцов из разных материалов, получить диаграммы растяжения.

4. Определить положение характерных точек, рассчитать параметры в характерных и промежуточных точках.

5. На основании выполненных расчетов построить диаграмму зависимости условных напряжений от степени деформации.

6. Определить основные механические характеристики материалов и дать заключение о свойствах испытанных материалов.

Содержание работы

Практическая часть

Таблица 1.2

Параметры испытуемых образцов

Геометрические параметры	Материал

Длина образца, мм :
- начальная l₀
- конечная l_к
Диаметр образца, мм :
- начальный d₀
- конечный d_k
Площадь поперечного сечения образца, мм²:
- начальная F₀
- конечная F_к

Таблица 1.3

Параметры машины

Параметры	Значения
Выбранный диапазон нагрузок, кгс
Цена деления бумажной ленты по ординате, кгс/дел или кгс/мм
Масштаб записи деформации, мм деф/дел или мм деф/мм

Таблица 1.4

Результаты обработки диаграммы

Параметр	Материал образца	Значения параметров в характерных и произвольных точках
Р	S		в	к
Нагрузка Р, кгс

Абсолютное удлинение Dl, мм

Напряжение s, кгс/мм²

Относительное удлинение e, %

Таблица 1.5

Протокол испытания на растяжение

Параметры	Материал

Значение максимальной силы Р_max по отсчетному устройству, кгс
Предел прочности s_в, вычисленный по этому значению силы, кгс/мм²
Результаты испытаний :
- предел пропорциональности s_пц, кгс/мм²
- физический предел текучести s_т,кгс/мм²
- условный предел текучести s_0,2, кгс/мм²
- предел прочности s_в, кгс/мм²
Относительное удлинение после разрыва d, % :
- по образцу
- по диаграмме
Относительное сужение y, %
Заключение о свойствах испытанного материала:
- прочностные
- пластические

Лабораторная работа № 2

Определение твердости металлов и сплавов

Цель работы

1. Ознакомиться с устройством приборов.

2. Изучить методику определения твердости металлов по Бринеллю, Роквеллу и Виккерсу (подготовка образцов, выбор наконечников и нагрузки, порядок определения твердости, области применения).

3. Определить твердость образцов из различных материалов по Бринеллю и Роквеллу.

4. Вычислить приближенное значение предела прочности по полученному значению НВ.

5. Перевести числа твердости по Роквеллу в числа твердости по Бринеллю.

Содержание работы

Лабораторная работа № 3

Методы исследования качества, структуры и свойств

металлов и сплавов

Цель работы

1. Изучить сущность, возможности и методику выполнения основных видов макроструктурного и микроструктурного анализа металлов и сплавов.

2. Приобрести знания и навыки в приготовлении макрошлифов и проведении макроструктурного анализа.

3. Изучить схему, устройство и возможности оптического металлографического микроскопа, а также применяемых вспомогательных устройств.

4. Приобрести знания и навыки в приготовлении микрошлифов и выполнении микроструктурного анализа.

Макроструктурный анализ металлов и сплавов

1. Сущность макроструктурного анализа металлов и сплавов.

2. Порядок приготовления макрошлифов.

3. Поверхностное и глубокое травление, применяемые реактивы

и особенности осуществления.

4. Что можно выявить методами макроструктурного анализа.

Практическая часть

1. Изучить, зарисовать и дать характеристику различных видов изломов.

Характеристика изломов

Хрупкий излом __________________________________________________

Вязкий излом __________________________________________________

Усталостный излом ______________________________________________

2. Выявить химическую неоднородность (например, цементация), зарисовать результат эксперимента, определить глубину слоя, описать методику выявления и применяемый реактив.

3. Выявить структурную неоднородность (закалка ТВЧ). Зарисовать

результат.

4. Выявить структурную и химическую неоднородность в сварном шве. Определить вид сварки (Т-образная, Х-образная и др.) и ее качество.

5. Сделать отпечаток на серу и фосфор по методу Баумана. Описать методику проведения эксперимента, привести химические реакции. Зарисовать внешний вид отпечатка, сделать выводы: 1) серы: много-мало, 2) включения: мелкие-крупные, 3) распределение включений: равномерное-неравномерное. Общий вывод о качестве стали: отличное, хорошее, удовлетворительное, неудовлетворительное.

Микроструктурный анализ

1. Сущность микроструктурного анализа.

2. Порядок приготовления микрошлифа.

3. Что можно исследовать на макрошлифе непосредственно после

полировки, для чего применяется травление микрошлифа.

Практическая часть

1. Изучить устройство металлографического микроскопа. Указать название его основных элементов. Какие увеличения можно получить с помощью оптического микроскопа, как изменить увеличение?

2. Определить балл неметаллических включений в стали. (Методика определения, рисунок, балл)

_______________________________________

3. Изучить и зарисовать зерно, определить его номер. Описать методику определения. Сколько всего номеров зерна в сталях по ГОСТу. Как выявляются очень крупные (-3-0) и очень мелкие (11-14) зерна?

_______________________________________

4. С помощью микроскопа провести измерения микрообъекта. Зарисовать схему настройки на измерение и схему отсчета. Как определяется масштаб измерения. Какой окуляр нужен для измерений?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Лабораторная работа № 4

Пластическая деформация и рекристаллизация металлов

Цель работы

1. Изучить механизм пластической деформации монокристаллов и поликристаллических металлов и сплавов. Экспериментально определить зависимость механических свойств металлов и сплавов от степени пластической деформации.

2. Исследовать влияние температуры нагрева на свойства деформированного металла.

3. Экспериментально определить температуру начала рекристаллизации и критическую степень деформации заданного сплава.

Содержание работы

1. Что представляет собой линейная (краевая) дислокация?

2. Сущность дислокационного механизма пластической деформации.

3. Как изменяются свойства деформируемого металла в процессе пластической деформации? Как называется это явление?

4. Физические основы наклепа (почему в начале деформации дислокации перемещаются легко, а потом все труднее и труднее?). Какие факторы препятствуют перемещению дислокаций и упрочняют сплавы?

5. Рекристаллизация, ее виды, как изменяются свойства деформированного металла при рекристаллизации.

6. Что представляет собой критическая степень деформации?

7. Холодная и горячая обработка металлов давлением, их определение и возможности.

Практическая часть

1. Определение влияния степени пластической деформации на твердость и прочность стали 20.

Методика проведение эксперимента:

Результаты эксперимента:

№ образ.	h₀, мм	р, кгс/см² (Р, кгс)	h_k, мм	e, %	HRB
1.
2.
3.
4.

Для определения деформирующего усилия давление по манометру р надо умножить на площадь поршня равную примерно 30 см².

Построить график зависимости HRB = f(e, %).

Выводы:________________________________________________________

2. Определение температуры начала рекристаллизации стали 20.

а) По формуле Бочвара А.А.

____________________________________________________________________

б) Экспериментальное определение температуры начала рекристаллизации. Методика определения: ___________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________

Результаты эксперимента:

Температуры нагрева, °С
Твердость HRB после нагрева

Построить график зависимости HRB = f(Т_{нагрева}, °С).

По графику определить температуру начала рекристаллизации экспериментальную _________________________________________________________

____________________________________________________________________

Выводы: _______________________________________________________

Сравнить расчетную (по формуле Бочвара А.А.) и экспериментальную температуру начала рекристаллизации.

Т_{нач.рекр.расч.} = °С, Т_{нач.рекр.эксп.} = °С

Сходимость результатов: хорошая, удовлетворительная, плохая.

3. Экспериментальное определение критической степени деформации сплава АД0.

Методика определения критической степени деформации.

____________________________________________________________________

Результаты эксперимента занести в таблицу.

№ п/п	l₀, мм	l_к, мм	e, %	Средний размер (d_ср) зерна, мм	Зарисовка структуры
1.
2.
3.
4.
5.
6.

Построить график зависимости среднего размера зерна (d_ср) после рекристаллизации от степени пластической деформации (e).

По графику определить критическую степень пластической деформации

e_кр = %.

Лабораторная работа № 5

Диаграммы состояния двойных систем,

Далее ⇒