15.01.05. Сварщик (ручной и частично механизированной сварки (наплавки)
Оценка 4.7

15.01.05. Сварщик (ручной и частично механизированной сварки (наплавки)

Оценка 4.7
Лабораторные работы
docx
14.04.2020
15.01.05. Сварщик (ручной и частично механизированной сварки (наплавки)
Целью практических занятий по учебной дисциплине Основы материаловедения является закрепление обучающимися теоретического материала и выработка практических навыков для применения знаний в будущей профессиональной деятельности.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ ОБУЧАЮЩИХСЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ.docx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ  ДЛЯ ОБУЧАЮЩИХСЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ПРАКТИЧЕСКИХ  РАБОТ

 

Основы материаловедения

 

15.01.05. Сварщик (ручной и частично механизированной сварки (наплавки)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Разработал: преподаватель Трегуб Т.А.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

 

Практические занятия - форма учебного занятия, на котором преподаватель организует детальное рассмотрение обучающимися отдельных теоретических положений учебной дисциплины и формирует умения и навыки их практического применения путем выполнения соответствии поставленных задач. Целью практических занятий по учебной дисциплине Основы материаловедения является закрепление обучающимися теоретического материала и выработка практических навыков для применения знаний в будущей профессиональной деятельности.

Практические занятия по учебной дисциплине реализуют дидактический принцип связи теории с практикой и ориентированы на решение следующих задач:

- углубление, закрепление и конкретизацию знаний, полученных на лекциях и в процессе самостоятельной работы;

- формирование практических умений и навыков, необходимых в будущей профессиональной деятельности выпускников согласно ФГОС СПО по профессии.

Освоение дисциплины направлено на развитие общих и профессиональных компетенций, предусмотренных ФГОС СПО по профессии 15.01.05. Сварщик (ручной и частично механизированной сварки (наплавки)

ОК 4. Осуществлять поиск информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач.

ОК 5. Использовать информационно-коммуникационные технологии профессиональной деятельности

ОК 6. Работать в команде, эффективно общаться с коллегами, руководством.

               В результате освоения учебной дисциплины обучающийся должен уметь:

- пользоваться справочными таблицами для определения свойств материалов;

- выбирать материалы для осуществления профессиональной деятельности;

               В результате освоения учебной дисциплины обучающийся должен знать:

- наименование, маркировку, основные свойства и классификацию углеродистых и конструкционных сталей, цветных металлов и сплавов, а также полимерных материалов (в том числе пластмасс, полиэтилена, полипропилена);

- правила применения охлаждающих и смазывающих материалов;

- механические испытания образцов материалов

Рабочей программой предусмотрено выполнение  6 практических  работ. Каждая практическая и лабораторная  работа содержит сведения о цели ее проведения и практическом использовании результатов исследования, о необходимых для работы материалах, инструментах; включает описание работы.

Основные требования к подготовке и выполнению практических работ

 

Для оформления отчетов по практическим работам каждый обучающийся должен иметь рабочую тетрадь. Начинать работу на занятии рекомендуется с изучения и анализа краткого теоретического материала, касающегося темы практического занятия. Предлагаемые контрольные вопросы должны способствовать более глубокому изучению теоретического курса, связанного с темой практического занятия. Также контрольные вопросы должны помочь в решении поставленных перед обучающимися задач и подготовке к защите  практической работы. Выполнять практическую работу нужно в порядке, изложенном в данных указаниях.

               

 

 

 

 

 

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА

 

ИЗУЧЕНИЕ ТИПОВ КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ РЕШЕТОК И ИХ ВЛИЯНИЕ НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ И ИХ СПЛАВОВ

 

Цель работы: Ознакомиться с видами и характеристикой кристаллических решеток металлов. Изучить влияния кристаллических решеток на структуру и свойства металлов.

 

Основные теоретические положения

 

1.             АТОМНО-КРИСТАЛЛИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ МЕТАЛЛОВ.

 

Металлические материалы. 83 из известных 112 химических элементов таблицы Менделеева Д. И. являются металлами. Они обладают рядом характерных свойств:

- высокой тепло- и электропроводностью;

- положительным коэффициентом электросопротивления (с повышением температуры электросопротивление растет);

- термоэлектронной эмиссией (испусканием электронов при нагреве);

- хорошей отражательной способностью (блеском);

- способностью к пластической деформации;

- полиморфизмом.

Наличие перечисленных свойств обусловлено металлическим состоянием вещества, главным из которых является наличие легкоподвижных коллективизированных электронов проводимости.

Металлическое состояние возникает в совокупности атомов, когда при их сближении внешние (валентные) электроны теряют связь с отдельными атомами, становятся общими и свободно перемещаются между положительно заряженными, периодически расположенными ионами. Силы притяжения (силы связи) в твердых телах существенно отличаются по своей природе. Обычно рассматривают четыре основных типа связей в твердых телах: ван-дер-ваальсовые, ковалентные, металлические, ионную.

Под атомно-кристаллической структурой понимают взаимное расположение атомов в кристалле. Кристалл состоит из атомов (ионов), расположенных в определенном порядке, который периодически повторяется в трех измерениях.

Наименьший комплекс атомов, который при многократном повторении в пространстве позволяет воспроизвести пространственную кристаллическую решётку, называют элементарной ячейкой.

Для характеристики элементарной ячейки используют параметры кристаллической решётки:

• три ребра а, в, с, измеряемых в ангстремах (1Å = 1* 10-8см) или в килоиксах – kX (1kX = 1,00202 Å) и три угла , , ,;

компактность структуры h - отношение объема, занимаемого атомами, к объёму ячейки ( для решётки ОЦК h = 64 %, для решётки ГЦК h = 74 %);

• координационное число К - число ближайших соседей данного атома: для решётки ОЦК это число равно 8, т.е. атомы, находящиеся в вершине, принадлежат восьми элементарным ячейкам (рис.1.а), для решётки ГЦК это число равно 12, т.е. атомы, находящиеся в вершине, принадлежат двенадцати элементарным ячейкам (рис. 1.б).

рис 2_3.emf

 

Рисунок 1. Схема определения координационного числа кристаллической решётки: а – ГЦК; б – ОЦК; в – ГПУ

Простейшим типом кристаллической ячейки является кубическая решётка. В простой кубической решётке атомы расположены (упакованы) недостаточно плотно.

Стремление атомов металла занять места, наиболее близкие друг к другу, приводит к образованию решеток других типов (рис. 2.):

 

- объёмноцентрированной кубической решётки (ОЦК) (рис.2.а) с параметром

 

а = 0,28 – 0,6мм = 2,8 – 6,0 Å

 

- гранецентрированной кубической решётки (ГЦК) (рис.2.б) с параметром

 

а = 0,25мм

 

- гексагональной плотно упакованной решётки (ГПУ) (рис.2.в) с параметром

 

с / а » 1,633

рис 2_1.emf

Рисунок 2. Кристаллические решётки: а – гранецентрированный куб (ОЦК); б – объемноцентрированный куб (ГЦК); в- гексагональная плотно упакованная (ГПУ)

 

Узлы (положения атомов), направления в плоскости и в пространстве обозначаются с помощью так называемых индексов Миллера (рис.3).

Индексы узла записываются – (mnp),

Индексы направления записываются – mnp,

Индекс плоскости записываются – (hk1).

рис 2_2.emf

Рисунок 3. Символы некоторых важнейших узлов, направлений и плоскостей в кубической решётке.

 

Вследствие неодинаковой плотности атомов в различных плоскостях и направлениях решётки многие свойства отдельно взятого кристалла (химические, физические, механические) по данному направлению отличаются от свойств в другом направлении и, естественно, зависят от того, сколько атомов встречается в этом направлении.

Различие свойств в зависимости от направления испытания носит название анизотропии.

Все кристаллы анизотропны.

Анизотропия – особенность любого кристалла, характерная для кристаллического строения.

Технические металлы являются поликристаллами, т.е. состоят из совокупности кристаллитов с различной ориентацией. При этом свойства во всех направлениях усредняются.

 

  1. ПРЕВРАЩЕНИЯ В ТВЕРДОМ СОСТОЯНИИ. ПОЛИМОРФИЗМ.

 

Атомы данного элемента могут образовать, если исходить только из геометрических соображений, любую кристаллическую решетку. Однако устойчивым, а следовательно, реально существующим типом является решетка, обладающая наиболее низким запасом свободной энергии.

Так, разные металлы образуют разные виды кристаллической решетки:

- Li, Na, K, Mo, W – ОЦК;

- Al, Ca, Cu, Au, Pt – ГЦК;

- Mg, Zr, Hf – ГПУ.

Однако в ряде случаев при изменении температуры или давления может оказаться, что для одного и того же металла более устойчивой будет другая решетка, чем та, которая существует при данной температуре или давлении. Так, например, существует железо с решетками объемно-центрированного и гранецентрированного кубов, обнаружен кобальт с гранецентрированной и с гексагональной решетками (рис.4).

Существование одного и того же металла (вещества) в нескольких кристаллических формах носит название полиморфизма или аллотропии.

Различные кристаллические формы одного вещества называются полиморфными или аллотропическими модификациями (таблица 1).

Аллотропические формы обозначаются греческими буквами a, b, g и т.д., которые в виде индексов добавляют к символу, обозначающему элемент. Аллотропическая форма при самой низкой температуре, обозначается буквой a, следующая - b и т. д.

Явление полиморфизма основано на едином законе об устойчивости состояния с наименьшим запасом энергии. Запас свободной энергии зависит от температуры. Поэтому в одном интервале температур более устойчивой является одна модификация, а в другом – другая.

Температура, при которой осуществляется переход из одной модификации в другую, носит название температуры полиморфного (аллотропического) превращения.

Механизм роста кристаллов новой фазы может быть нормальным кристаллизационным и мартенситным.

Нормальный механизм роста – это зарождение новой фазы на границах зерен, блоков, фрагментов при малых степенях переохлаждения (Sna « Snb).

Мартенситный механизм реализуется при низких температурах и большой степени переохлаждения, при малой диффузионной подвижности атомов путем их сдвига (смещения) по определенным кристаллографическим плоскостям и направлениям. Новая фаза имеет форму игл и растет очень быстро (Coa « Cob).

Аллотропическое превращение сопровождается изменением свойств, объема и появлением внутренних напряжений.

 

dopb218852

Рисунок 4. Элементарные ячейки кристаллических решеток:

I — кубическая объемно-центрированная ( α-железо),

II — кубическая гранецентрированная (медь),

III - гексагональная плотноупакованная;

а и с — параметры решеток.

 

 

 

 

 

 

Таблица 1. Аллотропические модификации металлов.

 

Металл

Группа

Модификация

Кристаллическая решетка

Кальций

II-A

Сaa до 450

Caab 450-851

Кубическая гранецентрированная

Гексагональная плотноупакованная

Галлий

III-B

Gaa

Gab

Ромбическая

Тетрагональная

Таллий

III-B

Tla до 262

Tlb 262-304

Гексагональная плотноупакованная

Кубическая объемноцентрированная

Титан

IV-A

Tia до 882

Tib 882-1725

Гексагональная плотноупакованная

Кубическая объемноцентрированная

Цирконий

IV-A

Zra до 862

Zrb  862-1830

Гексагональная плотноупакованная

Кубическая объемноцентрированная

Гафний

IV-A

Hfa до 1610

Hfb 1610-1952

Гексагональная

Кубическая объемноцентрированная

Олово

IV-B

Sna до 18`

Snb 18-232

Алмазная

Тетрагональная объемноцентрированная

Вольфрам

VI-A

Wa до 650

Wb 650-3400

Кубическая объемноцентрированная

Сложная (нерасшифрованная)

Уран

VI-A

Ua до 660

Ub 660-770

Ug 770- 1133

Ромбоэдрическая

Тетрагональная

Кубическая объемноцентрированная

Марганец

VII-A

Mna до 742

Mnb 742-1080

Mng 1080-1180

Mnd 1180-1242

Кубическая сложная

Тетрагональная гранецентрированная

Железо

VIII

Fea до 910

1401-1539

Feg 910-1401

Кубическая объемноцентрированная

 

Кубическая гранецентрированная

Кобальт

VIII

Coa до 477

Cob 477-1490

Гексагональная  плотноупакованная

Кубическая гранецентрированная

 

  1. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЫ.

Изучить виды кристаллических решеток.

Изучить и зарисовать схему определения координационного числа кристаллической решетки.

Изучить и зарисовать элементарные ячейки кристаллических решеток.

 

  1. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА ПРАКТИЧЕСКО РАБОТЫ.

 

Отчет по практической работе должен содержать следующий материал:

Наименование и цель работы.

Виды кристаллических решеток.

Описание аллотропических модификаций металлов.


ПЕРЕЧЕНЬ КОНТРОЛЬНЫХ ВОПРОСОВ;

1.      Виды кристаллических решеток.

2.      Анизотропия кристаллов.

3.      Характеристика кристаллических структур.

4.      Полиморфизм (аллотропия).

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА

Построение кривых охлаждения для сплавов диаграммы «Ғе -Ғе3С»

Цель работы:

1.Освоить умения  построения кривых охлаждения для сплавов

    диаграммы «Ғе - Ғе3С»

 2.Освоить умения  практического  применения  диаграммы «Ғе- Ғе3С»

Оборудование:

диаграмма «Ғе - Ғе3С»

чертёжные инструменты

     Общие положения

Первое представление о диаграмме «FeC» дал Д.К. Чернов, который в 1868 году указал на существование стали критических точек и их зависимость от содержания в ней углерода, т.е. фактически впервые указал на полиморфизм железа. Обычно диаграмму «Fe-C» изображают только до 6,67% С, когда образуется химическое соединение карбид железа Fe-C, т.к. практическое значение имеет лишь эта часть диаграммы «Fe-C». (Сплавы, содержащие больше углерода, очень хрупкие). Этот участок диаграммы называют диаграммой состояния «Fe-FeC»

Основные структуры в сплавах системы «Fe-FeC»:

     Феррит - твердый раствор внедрения углерода в Fea. Максимальная растворимость углерода достигает 0,02% при Т=727С. При комнатной температуре растворяется меньше 0,006% С. Твердость и механические свойства феррита близки к свойствам чистого железа (НВ=80).

Аустенит - твердый раствор внедрения углерода в Fey. При Т=1147 С аустенит содержит 2,14% С, а при Т=727 С – 0,8%. Аустенит пластичен, немагнитен, имеет твердость НВ=170-220.

Цементит- карбид железа Fe3C, образующийся при содержании углерода = 6,67 % С. Цементит имеет сложную орторомбическую решетку и очень высокую твердость (НВ=800), хрупкий.

Ледебурит- эвтектика системы «FeFeC», представляют механическую смесь цементита и аустенита, содержащая 4,3 % С.

Перлит- механическая смесь (эвтектоид), состоящая из мелких различных размеров пластинок цементита в ферритной основе, содержание углерода составляет 0,8%.

 

Алгоритм выполнения:

1.      Внимательно ознакомиться с заданием.

2.      Определить к какой группе сплавов относится заданный сплав.

3.      Построить диаграмму состояния сплавов «Ғе-Ғе3С (Размером не менее 150×150 мм)

4.      Обозначить все точки и структуры на диаграмме «Ғе-Ғе3С».

5.      Провести на диаграмме «Ғе-Ғе3С» заданный сплав (вертикальную линию соответствующую по концентрации заданному сплаву).

6.      Обозначить точки пересечения сплава с линиями диаграммы.

7.      Рядом с построенной диаграммой «Ғе-Ғе3С» построить новую систему координат «Температура – время охлаждения» (Масштаб температур на диаграмме «Ғе - Ғе3С» и на вновь  построенной системе координат должен совпадать).

8.      Спроектировать точки пересечения заданного сплава с линиями диаграммы  «Ғе- Ғе3С» на вновь  построенную систему координат «Температура – время охлаждения».

9.      Построить кривую охлаждения заданного сплава, соединив спроектированные точки отрезками линий с учётом тепловых эффектов, которые наблюдаются при превращениях в структуре сплавов (скорость охлаждения сплава, которая определяет наклон отрезков  кривой охлаждения сплава, рекомендуется выбирать произвольно).

10.  Охарактеризуйте превращения в структуре заданного сплава при медленном охлаждении.

   

Пример  построения кривой охлаждения для сплава с содержанием углерода С=3,8%.

Заданный сплав с содержанием углерода - С =3,8% - это доэвтектический чугун.

          1. Построение кривой охлаждения сплава


           2. Превращения в сплаве при медленном охлаждении

           Доэвтектический чугун (3,8 % углерода) охлаждается до температуры линии ликвидус в жидком состоянии. Первичная кристаллизация начинается на ликвидусе (точка-1) с выделения из жидкости аустенита. При охлаждении в интервале температур точек 1-2  количество аустенита увеличивается и соответствует при температуре точки 2 отрезку 2-С, а концентрация углерода в нем, изменяясь по линии солидус - JE, достигает предельной растворимости, равной 2,14 % (проекция точки Е). Одновременно к концу кристаллизации сохраняется некоторое количество жидкости (отрезок Е-2), концентрация углерода в которой, изменяясь по линии ликвидус ВС, соответствует эвтектическому составу (4,3 % углерода). В результате первичная кристаллизация завершается при температуре точки 2 (1147 °С) эвтектическим превращением; оставшаяся жидкость затвердевает в ледебурит на аустенитной основе (аустенитно-цементитная смесь). После кристаллизации сплав имеет структуру: аустенит и ледебурит на аустенитной основе (А + ЛА). При дальнейшем охлаждении в интервале точек 2-3, вследствие уменьшения растворимости углерода в аустените по линии ES, из аустенита выделяется цементит вторичный; аустенит при этом обедняется углеродом до 0,8 %. При температуре точки 4 (727 °С) аустенит, получивший эвтектоидный химический состав, превращается в перлит. Поскольку это превращение претерпевает и аустенит, входящий в состав ледебурита, то ледебурит на аустенитной основе становится ледебуритом на перлитной основе (перлитно-цементитная смесь). Окончательная структура сплава после охлаждения — перлит, ледебурит на перлитной основе и цементит вторичный (П + Лп + Ц2).

Варианты заданий

№ варианта

Содержание углерода в сплаве,

                   С %

№ варианта

Содержание углерода в сплаве,

                   С %

1.       

С = 0,3%

9.

С = 0,45%

2.       

С = 3,5%

10.

С = 5,5%

3.       

С = 1,2%

11.

С = 2,5%

4.       

С = 0,8%

12.

              С = 4%

5.       

С = 6%

13.

С = 0,65%

6.       

С = 4,3%

14.

С = 4,5%

7.       

С = 0,9%

15.

С = 1,8%

8.       

С = 0,55%

16.

С = 0,3%

 

 

 

 

 

 

 

 

Отчет по практической работе

 

1.      Какие линии на диаграмме «Ғе -Ғе3С» называются……..:?

солидус_______________________________________________________________________________________________________________________________________________

ликвидус______________________________________________________________________________________________________________________________________________

эвтектического превращения__________________________________________________

эвтектоидного превращения___________________________________________________

2.      Что такое……?

феррит_____________________________________________________________________

    аустенит____________________________________________________________________

    перлит_____________________________________________________________________

    цементит___________________________________________________________________ 

    ледебурит__________________________________________________________________
   3.  В каких условиях выде­ляется первичный, вторичный цементит?

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

   4. Каково строе­ние ледебурита при комнатной температуре и немного ниже эвтектической температуры 1147°С?

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5. Что из себя  представляют структуры: перлит, ледебурит?

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

6. Как содержание цементита в структуре Ғе–С-х сплавов влияет на свойства сплавов?

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

 

 


                                     Диаграмма  «FeFe3C»                                                           Кривая охлаждения

                   Т,С0                                                                               Т,С0        сплав ________

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                                                         


Анализ структурных составляющих:

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________


ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА

ОЦЕНКА СВАРИВАЕМОСТИ СТАЛЕЙ

 

Цель работы: Приобретение навыков в расчете эквивалента углерода для различных марок сталей при определении свариваемости.

 

Методическое обеспечение:

 

- Методические указания при проведении практической работы

- Справочная литература

 

Последовательность выполнения практической работы:

 

1.      Изучить методику расчета эквивалента углерода для различных марок сталей при определении свариваемости.

2.      Выписать химический состав данной стали.

3.      Рассчитать Сэкв для каждой марки стали и дать заключение о свариваемости.

4.      Составить отчет.

5.      Сделать выводы о работе.

6.      Ответить на контрольные вопросы.

 

Основные теоретические положения:

 

Свариваемость сталей оценивается по четырехклассной системе:

ХС – хорошая свариваемость;

УС – удовлетворительная свариваемость;

ОС – ограниченная свариваемость;

ПС – плохая свариваемость.

Существует целый ряд методик оценки свариваемости. Одна из них: оценка свариваемости по эквиваленту углерода.

Определение свариваемости стали с учетом ее химического состава определяется по формуле:

,                                        (1)

где  C, Mn, Ni, Cr, Mo, V - %-ое содержание компонентов в стали.

 

С учетом толщины металла поправка к эквиваленту углерода рассчитывается по формуле:

 

N = 0,005· S· Сэ,                                                                    (2)

 

где N – поправка к эквиваленту углерода;

       S – толщина свариваемого металла;

       Сэ – эквивалент углерода;

        0,005 – коэффициент толщины.

 

Полный эквивалент углерода рассчитывается по формуле:

 

Сэкв = Сэ(1 + 0,005·S),                                                          (3)

 

Стали, у которых Сэ = 0,2...0,45%, хорошо свариваются, не требуют предварительного подогрева и последующей термообработки.

 

Предварительный подогрев в случае необходимости может определяться по формуле:

 

,                                                          (4)

   

 

     Таблица 1 – Химический состав сталей

 

Марка стали

ГОСТ

Содержание элементов, %

C

Si

Mn

Cr

Ni

Cu

Другие элементы

Cт3пс

380-94

0,14-0,22

0,05-0,17

0,40-0,85

<0.3

<0.3

<0.3

 

09Г2

19281-89

<0.12

0,17-0,38

1,40-1,80

<0.3

<0.3

<0.3

 

14Г2

19281-89

0,12-0,18

0,17-0,37

1,20-1,60

<0.3

<0.3

<0.3

 

17ГС

19281-89

0,14-0,20

0,40-0,60

1,0-1,40

<0.3

<0.3

<0.3

 

09Г2С

19281-89

<0,12

0,50-0,80

1,30-1,70

<0.3

<0.3

<0.3

 

10ХСНД

19281-89

<0,12

0,80-1,10

0,50-0,80

0,6-0,9

0,5-0,8

0,4-0,6

 

10ХНДП

19281-89

<0,12

0,17-0,37

0,30-0,60

0,5-0,8

0,3-0,6

0,3-0,5

Фосфор

0,070-0,012

 

Контрольные вопросы:

  1. Как оценивается свариваемость по эквиваленту углерода?
  2. Оцените свариваемость заданных сталей.
  3. Чему равно предельное содержание эквивалента углерода для хорошо свариваемых сталей?

 

     Содержание отчета:

  1. Название работы.
  2. Цель работы.
  3. Материальное обеспечение.
  4. Расчет эквивалента углерода для заданных сталей.
  5. Ответы на контрольные вопросы.
  6. Вывод.

 

Список литературы:

1.Куркин С. А., Николаев Г. А. Сварные конструкции. – М.: Высшая школа, 1991. – 398с.

2.Белоконь В.М. Производство сварных конструкций. – Могилев, 1998. – 139с.

3.Блинов А.Н., Лялин К.В.Сварные конструкции – М.: - «Стройиздат», 1990. – 352с.

 

 

 

 

Практическая работа

Маркировка цветных металлов и сплавов

Цель работы: расшифровать буквы и цифры в названии марок цветных металлов и сплавов

Оборудование: мультимедийный проектор

Основные теоретические сведения.

Классификация  цветных сплавов.

2.1 Алюминий и алюминиевые сплавы

Деформируемые алюминиевые сплавы

Литейные алюминиевые сплавы

2.2 Медь и медные сплавы

Бронзы

Латуни

Сплавы меди с никелем

Титан, магний и их сплавы

Титан

Магний

Олово, свинец, цинк и их сплавы

Припои

Антифрикционные сплавы

2.1 Алюминий и его сплавы

Алюминий - легкий металл, обладающий высокими тепло- и электропроводностью, стойкий к коррозии. В зависимости от степени частоты первичный алюминий согласно ГОСТ 11069-74 бывает особой (А999), высокой (А995, А95) и технической чистоты (А85, А7Е, АО и др.). Алюминий маркируют буквой А и цифрами, обозначающими доли процента свыше 99,0% Al; буква "Е" обозначает повышенное содержание железа и пониженное кремния.

А999 - алюминий особой чистоты, в котором содержится не менее 99,999% Al;

А5 - алюминий технической чистоты в котором 99,5% алюминия. Алюминиевые сплавы разделяют на деформируемые и литейные. Те и другие могут быть не упрочняемые и упрочняемые термической обработкой.

Деформируемые алюминиевые сплавы хорошо обрабатываются прокаткой, ковкой, штамповкой. Их марки приведены в ГОСТ4784-74. К деформируемым алюминиевым сплавам не упрочняемым термообработкой, относятся сплавы системы Al-Mn и AL-Mg:Aмц; АмцС; Амг1; АМг4,5; Амг6. Аббревиатура включает в себя начальные буквы, входящие в состав сплава компонентов и цифры, указывающие содержание легирующего элемента в процентах. К деформируемым алюминиевым сплавам, упрочняемым термической обработкой, относятся сплавы системы Al-Cu-Mg с добавками некоторых элементов (дуралюны, ковочные сплавы), а также высокопрочные и жаропрочные сплавы сложного хим.состава. Дуралюмины маркируются буквой "Д" и порядковым номером, например: Д1, Д12, Д18, АК4, АК8.

Чистый деформируемый алюминий обозначается буквами "АД" и условным обозначением степени его чистоты: АДоч (>=99,98% Al), АД000(>=99,80% Аl), АД0(99,5% Аl), АД1 (99,30% Al), АД(>=98,80% Аl).

Литейные алюминиевые сплавы (ГОСТ 2685-75) обладает хорошей жидко-текучестью, имеет сравнительно не большую усадку и предназначены в основном для фасонного литья. Эти сплавы маркируются буквами "АЛ" с последующим порядковым номером: АЛ2, АЛ9, АЛ13, АЛ22, АЛЗО.

Иногда маркируют по составу: АК7М2; АК21М2, 5Н2,5; АК4МЦ6. В этом случае "М" обозначает медь. "К" - кремний, "Ц" - цинк, "Н" - никель; цифра - среднее % содержание элемента.

Из алюминиевых антифрикционных сплавов (ГОСТ 14113-78) изготовляют подшипники и вкладыши как литьем так и обработкой давлением. Такие сплавы маркируют буквой "А" и начальными буквами входящих в них элементов: А09-2, А06-1, АН-2,5, АСМТ. В первые два сплава входят в указанное количество олова и меди (первая цифра-олово, вторая-медь в %), в третий 2,7-3,3% Ni и в четвертый медь сурьма и теллур.

2.2 Медь и её сплавы

Технически чистая медь обладает высокими пластичностью и коррозийной стойкостью, малым удельным электросопротивлением и высокой теплопроводностью. По чистоте медь подразделяют на марки (ГОСТ 859-78).

После обозначения марки указывают способ изготовления меди: к - катодная, б - бес кислородная, р - раскисленная. Медь огневого рафинирования не обозначается.

МООк - технически чистая катодная медь, содержащая не менее 99,99% меди и серебра.

МЗ - технически чистая медь огневого рафинирования, содержит не менее 99,5%меди и серебра.

Медные сплавы разделяют на бронзы и латуни. Бронзы- это сплавы меди с оловом (4 - 33% Sn хотя бывают без оловянные бронзы), свинцом (до 30% Pb), алюминием (5-11% AL), кремнием (4-5% Si), сурьмой и фосфором (ГОСТ 493-79 , ГОСТ 613-79, ГОСТ 5017-74, ГОСТ 18175-78).

Латуни - сплавы меди с цинком (до 50% Zn) и небольшими добавками алюминия, кремния, свинца, никеля, марганца (ГОСТ 15527-70, ГОСТ 17711-80). Медные сплавы предназначены для изготовления деталей методами литья, называют литейными, а сплавы, предназначенные для изготовления деталей пластическим деформированием - сплавами, обрабатываемыми давлением.

А - алюминий

Су - сурьма

Мц - марганец

К - кремний

С - свинец

Н - никель

Б - бериллий

Т - титан

Мг - магний

Кд - кадмий

Ср - серебро

О - олово

Ж - железо

Ф - фосфор

Мш - мышьяк

Х - хром

 

Ц - цинк

Медные сплавы обозначают начальными буквами их названия (Бр или Л), после чего следуют первые буквы названий основных элементов, образующих сплав, и цифры, указывающие кол-во элемента в процентах. Приняты следующие обозначения компонентов сплавов

:

 

 

 

 

 

 

Примеры: БрА9Мц2Л - бронза, содержащая 9% алюминия, 2% Mn, остальное Cu ("Л"' указывает, что сплав литейный);

ЛЦ40Мц3Ж - латунь, содержащая 40% Zn, 3% Mn, ~l% Fe, остальное Cu;

Бр0Ф8,0-0,3 - бронза на ряду с медью содержащая 8% олова и 0,3% фосфора;

ЛАМш77-2-0,05 - латунь содержащая 77% Cu, 2% Al, 0,055 мышьяка, остальное Zn (в обозначении латуни, предназначенной для обработки давлением, первое число указывает на содержание меди).

В несложных по составу латунях указывают только содержание в сплаве меди:Л96 - латунь содержащая 96% Cu и ~4% Zn (томпак);

Лб3 - латунь содержащая 63% Cu и -37% Zn.

Марки меди и её применение

 

 

Порядок выполнения работы

1.  Изучить характеристики и  расшифровку марок алюминия и его сплавов, меди и её сплавов, изложенных в теоретической части работы.

2.  Произвести расшифровку  предложенных марок материалов таблицы 1, полученные результаты записать в таблицу 2.

Таблица 1

1) БСт3кп

9) БрАЖНЮ-4-4

2) АЛ9

10) БрА7Мц15ЖЗН2Ц2

3) БрОФ4-0

11) ЛЦ23АбЖЗМц2

4) БрСуЗНЗЦЗС20Ф

12) БрКМцЗ-1

5) ЛЦ40МцЗА

13) Бр06Ц6СЗ

6) ЛЖМц59-1-1

14) ЛАНКМц75-2-2

7) ЛС59-1

15)  АК4М4.ВТ22

8) Л68

16) АК9

 

Таблица 2

Марка

Химические элементы и их содержание

 

1

Пример

ЦАМ10-5Л

содержит 9,0-12,4%Al, 4,0-5,5% Cu, 0,03-0,06% Mg, временное сопротивление не менее 250 МПа, пластичность не менее 0,4%, твердость -не менее 100HB. Из сплава изготавливают подшипники и втулки металлообрабатывающих станаков, прессов, работающих под давлением до200-10000 Па.

2

 

 

3

 

 

4

 

 

 

3. Оформить отчёт работы

4.Ответить на контрольные вопросы

Контрольные вопросы

1. Опишите основные свойства меди.

2. Какие примеси меди значительно снижают пластичность и электропроводность?

3. Как влияет кислород, висмут, сера на структуру и свойства меди?

4. Опишите влияние цинка на свойства латуней.

5. Опишите влияние легирующих элементов на свойства бронз.

 

 

 

 

 

 

 

 


 

Скачано с www.znanio.ru

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ ОБУЧАЮЩИХСЯ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ ОБУЧАЮЩИХСЯ

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ Практические занятия - форма учебного занятия, на котором преподаватель организует детальное рассмотрение обучающимися отдельных теоретических положений учебной дисциплины и формирует умения и навыки…

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ Практические занятия - форма учебного занятия, на котором преподаватель организует детальное рассмотрение обучающимися отдельных теоретических положений учебной дисциплины и формирует умения и навыки…

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА ИЗУЧЕНИЕ

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА ИЗУЧЕНИЕ

Рисунок 1. Схема определения координационного числа кристаллической решётки: а –

Рисунок 1. Схема определения координационного числа кристаллической решётки: а –

Узлы (положения атомов), направления в плоскости и в пространстве обозначаются с помощью так называемых индексов

Узлы (положения атомов), направления в плоскости и в пространстве обозначаются с помощью так называемых индексов

Различные кристаллические формы одного вещества называются полиморфными или аллотропическими модификациями (таблица 1)

Различные кристаллические формы одного вещества называются полиморфными или аллотропическими модификациями (таблица 1)

Таблица 1. Аллотропические модификации металлов

Таблица 1. Аллотропические модификации металлов

Полиморфизм (аллотропия). ПРАКТИЧЕСКАЯ

Полиморфизм (аллотропия). ПРАКТИЧЕСКАЯ

Построить кривую охлаждения заданного сплава, соединив спроектированные точки отрезками линий с учётом тепловых эффектов, которые наблюдаются при превращениях в структуре сплавов (скорость охлаждения сплава, которая…

Построить кривую охлаждения заданного сплава, соединив спроектированные точки отрезками линий с учётом тепловых эффектов, которые наблюдаются при превращениях в структуре сплавов (скорость охлаждения сплава, которая…

А + Л А ). При дальнейшем охлаждении в интервале точек 2-3, вследствие уменьшения растворимости углерода в аустените по линии

А + Л А ). При дальнейшем охлаждении в интервале точек 2-3, вследствие уменьшения растворимости углерода в аустените по линии

С? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 5

С? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 5

Диаграмма « Fe – Fe 3 C »

Диаграмма « Fe – Fe 3 C »

Анализ структурных составляющих: ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Анализ структурных составляющих: ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА ОЦЕНКА СВАРИВАЕМОСТИ

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА ОЦЕНКА СВАРИВАЕМОСТИ

С экв = С э (1 + 0,005· S ), (3)

С экв = С э (1 + 0,005· S ), (3)

Список литературы: 1.Куркин

Список литературы: 1.Куркин

А999 - алюминий особой чистоты, в котором содержится не менее 99,999%

А999 - алюминий особой чистоты, в котором содержится не менее 99,999%

Медь огневого рафинирования не обозначается

Медь огневого рафинирования не обозначается

Марки меди и её применение

Марки меди и её применение

Оформить отчёт работы 4.Ответить на контрольные вопросы

Оформить отчёт работы 4.Ответить на контрольные вопросы
Материалы на данной страницы взяты из открытых истончиков либо размещены пользователем в соответствии с договором-офертой сайта. Вы можете сообщить о нарушении.
14.04.2020