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

  • Лабораторные работы
  • docx
  • 14.04.2020
Публикация в СМИ для учителей

Публикация в СМИ для учителей

Бесплатное участие. Свидетельство СМИ сразу.
Мгновенные 10 документов в портфолио.

Целью практических занятий по учебной дисциплине Основы материаловедения является закрепление обучающимися теоретического материала и выработка практических навыков для применения знаний в будущей профессиональной деятельности.
Иконка файла материала 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