МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ – МСХА ИМЕНИ К.А. ТИМИРЯЗЕВА Институт механики и энергетики имени В.П. Горячкина Кафедра материаловедения и технологии машиностроения А.В. Серов, В.М. Соколова МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ И ТКМ (18 работ) Рабочая тетрадь Москва 2018 Материаловедение и ТКМ (18 работ): Рабочая тетрадь / А.В. Серов, В.М. Соколова. М.: …………………, 2018. 70 с. Рабочая тетрадь содержит материал необходимый для усвоения обучающимися методов исследования внутреннего строения металлов, сплавов и их свойств. Рассмотрены основы теории сплавов, компоненты, фазы, структуры и диаграмма железоуглеродистых сплавов. Термическая обработка углеродистых и легированных сталей. Методы упрочнения деталей сельскохозяйственных машин. Цветные и антифрикционные сплавы. Рассмотрены технология сварочного производства, а также теоретические основы обработки металлов давлением. Предназначена для подготовки бакалавров по направлению «Теплоэнергетика и теплотехника» и «Электроэнергетика и электротехника», а также «Агроинженерия» направленность – «Электрооборудование и электротехнологии». Рекомендовано к изданию учебно-методической комиссией факультета «Технический сервис в агропромышленном комплексе» (протокол №7 от 12.02.2018 г.). © Серов А.В., Соколова В.М., 2018 © ФГБОУ ВО РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева, 2018 2 СОДЕРЖАНИЕ 1. Основные механические свойства. Определение твердости металлов…4 2. Понятия макро- и микроструктурного анализа металлов……………….7 3. Методика построения диаграмм состояния двойных сплавов. Правило Курнакова Н.С…………………………………………………………….10 4. Диаграмма состояния сплавов железо-цементит……………………….15 5. Микроанализ углеродистых сталей в равновесном состоянии. Микроанализ чугунов…………………………………………………………….19 6. Построение и анализ диаграммы изотермического превращения аустенита………………………………………………………………………...23 7. Термическая обработка углеродистых сталей…………………………..27 8. Особенности термической обработки легированных сталей…………..30 9. Выдача домашнего задания «Разработка технологического процесса термической обработки стальных деталей»…………………………….32 10.Микроанализ термически обработанных деталей сельскохозяйственных машин……………………………………………………………………...37 11.Влияние холодной пластической деформации и рекристаллизации на структуру и свойства металлов…………………………………………..41 12.Микроанализ цветных металлов и сплавов……………………………..44 13.Термическая обработка дуралюмина……………………………………48 14.Источники питания для дуговой сварки и построение внешней вольтамперной характеристики сварочного трансформатора……………….51 15.Выбор режимов и технологических коэффициентов ручной дуговой..54 16.Оборудование и технология газовой сварки. Газовая резка…………...57 17.Дефекты сварных швов…………………………………………………..60 18.Дефектоскопия. Методы выявления сварочных дефектов…………….64 3 Работа № 1 Понятие о механических свойствах и определение твердости материалов Задачи работы: 1. Ознакомиться с основными механическими свойствами материалов. 2. Изучить основные методы определения твердости. 3. Получить практические навыки определения твердости по методу Бринелля и Роквелла. 4. Выявить зависимость твердости углеродистых сталей от содержания углерода. Домашнее задание (выполняется письменно): 1. Основные механические свойства: 2. Схема испытаний на растяжение и образцы: 3. Обозначения механических характеристик: 4.Схема испытаний на ударную вязкость и образцы: 4 5. Обозначения ударной вязкости: 6. Понятие о твердости и способы определения твердости: 7. Методы определения твердости Схемы Индентор Нагрузка По Бринеллю По Роквеллу По Виккерсу 5 Обозначение Применение по Бринеллю D, мм Р, кН t, c d, НВ, мм кг/мм2 по Роквеллу Индентор Р0, кН Р1, кН Р, кН Шкала HR … Марка стали Твердость Содержание С, % 8. Протокол испытаний НВ, кг/мм2 С, % 9. Зависимость твердости углеродистых сталей от содержания углерода Выводы: Работу принял: Работу выполнил: 6 Работа №2. Понятие макро- и микроструктурного анализа металлов Задачи работы: 1. Ознакомиться с методами макроструктурного и микроструктурного анализа. 2. Освоить технологии изготовления макро- и микрошлифов. 3. Изучить характерные виды макро- и микроструктур. Домашнее задание (выполняется письменно): 1. Макроструктурный анализ (определение) и его основные методы. 2. Определение ликвации серы по методу Баумана. 3. Микроструктурный анализ (определение). 4. Технология изготовления микрошлифа. 5. Принцип и схема работы металлографического микроскопа. 7 Результаты работы. 6. Макроструктура изломов деталей. Схема Виды Характеристика макроструктуры изломов разрушающей деформации 7. Изучение макрошлифов. № Схема Описание макроструктуры макроструктуры Способ изготовления 1 2 3 Литейные дефекты 1 2 3 4 8 Качественная характеристика Качественная характеристика № Схема макроструктуры Описание макроструктуры Качественная характеристика Сварочные дефекты 1 2 Цвета побежалости 1 2 8. Травление шлифов 9. Микроструктура деталей Схема микрострукту- Строение сплава ры Увеличение, Реактив крат Выводы по работе. Для заметок Работу принял: Работу выполнил: 9 Лабораторная работа № 3. Методика построения диаграмм состояния двойных сплавов. Правило Курнакова Н.С. Задачи работы: 1. Освоить методику построения кривых охлаждения. 2. Ознакомиться с методикой построения диаграмм состояния сплавов. 3. Оценить влияние состава сплава на их свойства (правило Курнакова Н.С.). Домашнее задание (выполняется письменно): 1. Методы исследования металлов. 2. Сущность термического метода 3. Схема установки для исследования металлов термическим методом. 4. Дать определения: фаза – критические точки – термическая кривая охлаждения – 10 структура – диаграмма состояния – 5. Методика построения диаграмм состояний Результаты работы. 6. Протокол испытаний τ, с T, ⁰С τ, с T, ⁰С τ, с T, ⁰С τ, с T, ⁰С 0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180 195 210 225 240 255 270 285 300 315 330 345 195 210 225 240 255 270 285 300 315 330 345 360 375 390 405 420 435 450 465 480 495 510 525 540 7. Критические температуры сплава "олово-цинк" Состав металла или сплава, % Значения критических точек, оС А1 А2 11 T, С 350 330 310 290 270 250 230 210 190 170 150 0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180 195 210 225 240 255 270 285 300 315 330 345 360 375 390 405 420 435 450 465 480 495 510 525 540 τ, с 12 8. Диаграмма состояния сплавов "Sn-Zn" Sn 13 Zn 9. Типы диаграмм состояния и диаграмм состав-свойства а) диаграмма состояния Iго рода б) диаграмма состояния IIго рода T, °C T, °C состав состав Свойства Свойства состав в) диаграмма состояния IIIгорода T, °C состав г) диаграмма состояния IVгорода T, °C состав Свойства состав Свойства состав Выводы (правило Курнакова Н.С.): Работу выполнил: состав Работу принял: 14 Лабораторная работа № 4. Диаграмма состояния сплавов железо-цементит Задачи работы: 1. Изучить диаграмму состояния сплавов "железо-цементит". 2. Получить представление о фазовых превращениях, происходящих в сплавах при охлаждении и нагреве. 3. Рассмотреть и проанализировать превращения в сплавах с применением правила Гиббса Домашнее задание (выполняется письменно). 1. Дать определения: компоненты сплавов железо-цементит фазы сплавов железо-цементит структуры сплавов железо-цементит эвтектика эвтектоид 2. Диаграмма состояния сплавов "железо-цементит": Т, оС 15 3. Области, линии и точки диаграммы. 4. Критические точки железоуглеродистых сплавов. Результаты работы. 5. Правило фаз Гиббса. 6. Правило отрезков (правило рычага) 16 7. Построить кривые охлаждения для двух заданных сплавов и дать описание процессов превращений с применением правила фаз. № Содержание № вар Углерода, вар % 1 0,1 2,2 9 2 0,5 2,6 10 3 0,9 3,0 11 4 1,3 3,4 12 5 1,7 3,8 13 6 2,1 4,2 14 7 0,35 4,6 15 8 0,75 5,0 16 Содержание Углерода, % 0,2 2,3 0,6 2,7 1,0 3,1 1,4 3,5 1,8 3,9 2,14 4,3 0,45 4,7 0,85 5,1 № Содержание № вар Углерода, вар % 17 0,3 2,4 25 18 0,7 2,8 26 19 1,1 3,2 27 20 1,5 3,6 28 21 1,9 4,0 29 22 0,15 4,4 30 23 0,55 4,8 31 24 0,95 5,2 32 1-ый сплав Содержание Углерода, % 0,4 2,5 0,8 2,9 1,2 3,3 1,6 3,7 2,0 4,1 0,25 4,5 0,65 4,9 1,05 5,3 2-ой сплав 8. Описать превращения при кристаллизации (с применением правила фаз и отрезков): 1-ый сплав 17 2-ой сплав Выводы по работе (практическое значение диаграммы). Работу выполнил: Работу принял: Для заметок 18 Лабораторная работа № 5. Микроанализ углеродистых сталей в равновесном состоянии. Микроанализ чугунов. Задачи работы: 1. Изучить структуру углеродистых сталей и чугунов. 2. Установить связь между составом, структурой и свойствами сплавов. 3. Получить навыки определения под микроскопом элементов структуры. Домашнее задание (выполняется письменно). 1. Охарактеризовать структуру, физико-механические свойства и применение: доэвтектоидной стали эвтектоидой стали заэвтектоидной стали 2. Вычертить стальной участок диаграммы состояния сплавов железо-цементит Т, оС 2,14 19 С, % 3. Влияние углерода на механические свойства углеродистых сталей. 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 С, % 4. Описать получение, структуру и классификацию чугунов (белого, серого, высокопрочного, ковкого). 20 5. Вычертить участок чугунов диаграммы железо-цементит 2,14 Результаты работы. 6. Микроструктура сталей Мар СоСхема микрока дерструктуры ста- жание ли углерода, % 6,67 Структурные составляющие 21 Применение С, % Механические свойства НВ, кг/м м2 в, δ, МП % а 7. Микроструктура чугунов Мар- Схема микроСтруктурные ка структуры составляющие чугуна Применение Механические свойства НВ, δ, в, 2 кг/мм МПа % Выводы (влияние структурных составляющих на свойства сталей и чугунов): Работу выполнил: Работу принял: 22 Лабораторная работа № 6. Построение и анализ диаграммы изотермического превращения аустенита Задачи работы: 1. Изучить превращения, происходящие с аустенитом при охлаждении с разными скоростями. 2. Освоить метод пробных закалок, применяемый для построения диаграмм изотермического превращения. 3. Построить и проанализировать диаграмму изотермического распада аустенита стали У8. Домашнее задание (выполняется письменно) 1. Основные этапы процесса термической обработки. 2. Процессы, протекающие при охлаждении переохлажденного аустенита, с разными скоростями. 3. Характеристика структур, получаемых в результате превращения переохлажденного аустенита. 23 Т, оС HRC lg τ, c Рис. 1. Диаграмма изотермического превращения аустенита (эвтектоидная сталь) 4. Описание метода пробных закалок. Результаты работы. 5. Результаты определения твердости образцов из сталей У8 и ХВГ после разных выдержек в соляной ванне с температурой 400 0С. У8 ХВГ Время выдержки, с HRC Время выдержки, с HRC ,c 24 HRC lg τ, c 6. Зависимость твердости образцов из сталей У8 и ХВГ от времени выдержки в соляной ванне при температуре 4000С. 7. Данные для построения диаграммы изотермического превращения стали У8 У8 ХВГ Начало преКонец преНачало преТ, 0 вращений вращений вращений Т, С 0 С аустенита, с аустенита, с аустенита, с Конец превращений аустенита , с 727 1∙103 1∙105 5·103 1∙106 550 1,5 50 5 80 20 200 400 400 240 8·102 8·103 Т. оС lg τ, c 8. Диаграмма изотермического превращения стали У8. 25 Выводы: Работу выполнил: Работу принял: Для заметок 26 Лабораторная работа № 7. Термическая обработка углеродистых сталей Задачи работы: 1. Изучить технологию основных видов термической обработки углеродистых сталей. 2. Оценить влияние скорости охлаждения при различных видах термической обработки на механические свойства углеродистых сталей. Домашнее задание (выполняется письменно) 1. Краткая характеристика основных видов термической обработки. Т, оС 2,14 С, % 2. Стальной участок диаграммы состояния железо-цементит 27 Т, оС lg τ, c 3. Диаграмма изотермического превращения аустенита стали У8 Результаты работы. 4. Сводная таблица результатов экспериментов. № Мар Тверп/ ка дость п ста- до Т.О. ли НВ, кг/мм2 Вид термообработки (Т.О.) 1 Полная закалка Полная закалка Нормализация Отжиг 2 3 4 5 6 7 8 9 Темп. нагре ва, 0С Неполная закалка Полная закалка (перегрев) Отпуск низкий Отпуск средний Отпуск высокий 28 Время выдерж ки, мин. Охл ажд аю щая среда Скорость охлаждения, 0 С/с Твердость Стру после Т.О. ктура HR HB, поC кг/м 2 сле м Т.О. НВ, кг/мм2 Vохл, 0С/с 5. Зависимость твёрдости от скорости охлаждения при различных видах термообработки. 2 НВ, кг/мм Тотп, оС 6. Зависимость твёрдости от температуры отпуска Выводы: Работу выполнил: Работу принял: Для заметок 29 Лабораторная работа № 8. Термическая обработка легированных сталей Задачи работы: 1. Ознакомиться с классификацией и маркировкой легированных сталей. 2. Ознакомиться с особенностями термической обработки конструкционных легированных сталей. 3. Изучить влияние химического состава сталей на закаливаемость и прокаливаемость. Домашнее задание (выполняется письменно): 1. Классификация легированных сталей по химическому составу и назначению. 2. Обозначения легирующих элементов в сталях. 3. Назначение легирующих элементов. 4. Маркировка легированных конструкционных сталей. 5. Прокаливаемость и закаливаемость и факторы, влияющие на них. 30 6. Образцы и схема установки для определения прокаливаемости. 7. Особенности термообработки легированных сталей при закалке (на этапах нагрева, выдержки, охлаждения) и отпуске. 8. Изменение твердости легированных и углеродистых сталей в зависимости от вида охлаждающей среды Марка Химический Темпе- Твердость после охлаждения стали состав, % ратура на воздухе в масле в воде нагрео о (10 С/с) (100 С/с) (600 оС/с) ва, °С HRC НRС НRС 40Х 40ХНМА 18Х2Н4ВА - 60С2 40 У8 _ 31 HRC Vохл , оС/с 9. Изменение твердости легированных и углеродистых сталей в зависимости от вида охлаждающей среды (скорости охлаждения) Выводы: Работу выполнил: Работу принял: Лабораторная работа № 9 Домашнее задание "Разработка технологического процесса термической обработки стальной детали". Выдается преподавателем студенту индивидуально. № варианта___________________________________________________ Наименование детали__________________________________________ Марка стали__________________________________________________ Твердость после термической обработки__________________________ __________________________ Индивидуальное задание "Разработка технологического процесса тер32 мической обработки стальной детали" состоит из двух частей: 1. Пояснительная записка; 2. Графическая часть. Часть 1-.Пояснительная записка выполняется на листах формата А4, с титульным листом, оглавлением и списком литературы. Поля: верхнее-20, нижнее-20, левое-30, правое-10. Шрифт - Times New Roman, размер-14, интервал-1,5. План пояснительной записки: 1. Разработка технологического процесса термической обработки стальной детали. 1.1. Расшифровать марку стали и указать её классификацию: 1.1.1. по назначению 1.1.2. по качеству 1.1.3. по содержанию углерода 1.1.4. по содержанию химических элементов 1.1.5. по степени раскисления 1.1.6. указать химический состав по марке стали 1.2. Справочные данные 1.2.1. химический состав стали по справочнику 1.2.2. физико-механические свойства стали 1.3. Влияние каждого легирующего элемента и углерода на: 1.3.1. полиморфизм железа 1.3.2. линии диаграммы изотермического превращения аустенита 1.3.3. физико-механические свойства стали 1.3.4. прокаливаемость и закаливаемость 1.4. Суммарное влияние легирующих элементов и углерода на режимы термообработки. 1.4.1. влияние легирующих элементов на температуру закалки 1.4.2. влияние легирующих элементов на время выдержки 1.4.3. влияние легирующих элементов на закаливаемость 1.4.4. влияние легирующих элементов на прокаливаемость 1.4.5. критические точки стали по справочнику 1.5. Описание условий работы детали 1.5.1. назначение, условия работы и эскиз детали 1.5.2. механические свойства до Т.О. в состоянии поставки стали 1.6. Технология изготовления детали 1.6.1. режимы и описание предварительной термической обработки детали (если она необходима) 1.6.2. описание механической обработки детали 1.6.3. режимы и описание окончательной термической обработки детали 1.6.4. механические свойства стали после термообработки 1.7. Оборудование и материалы 2. Графическая часть: 33 2.1. Представить стальной участок диаграммы состояния железоцементит, указать заданную марку стали (для ХТО – до и после, если применяется), температуру всех выбранных операций термической обработки. Т, оС 2,14 С, % 2.2. Схема термической обработки для всех выбранных операций Т.О. Т, оС 2.3. τ, c Схема микроструктуры стали и механические свойства в состоянии поставки (а) и после окончательной термической обработки (б) мех. св-ва мех. св-ва а) до Т.О. б) после Т.О. 2.4. Диаграмма изотермического превращения аустенита для заданной 34 в варианте марки стали Т, оС lg τ, c 2.4. Карта технологического процесса изготовления детали, используется для описания технологии изготовления деталей, в ней последовательно указываются: А – Операция: отжиг; нормализация; закалка; отпуск; слесарная; токарная; шлифовальная, сверлильная, резьбонарезная, навивка, нарезка, отрубка, отрезка. Б – Технологическое оборудование: печь закалочная PK 55/12; печь отпускная PP540/85; камерная универсальная электропечь СНЦ 5.10. 3,2/10; станок токарно-винторезный 1А62; Настольно-сверлильный станок Master NC13, Верстак слесарный ВПЭ. М – Материалы: Сталь 20, Сталь 50ХФА, Масло М8В2, Вода, Моющее средство МС – 37, Круг В22 ГОСТ 2590-88/45 ГОСТ 1050-8. О – Содержание операции (выполняемые действия): поместить деталь в печь, нагреть, выдержать, охладить с печью; поместить деталь в печь, нагреть, выдержать, закалить в воде; поместить деталь в печь, нагреть, выдержать, охладить на воздухе;. Р – Режимы термической обработки: Среда 1 Т-ра 2 Скорость 3 Время 4 Твердость 5 6 Расшифровка столбцов режимов Т.О. технологической карты: № Условное обозначение графы 1 Среда 2 Т-ра 3 Скорость 4 5 Время Твердость Содержание графы Наименование среды, в которой производят нагрев или охлаждение изделия Температура среды нагрева или охлаждения изделия Скорость: перемещения изделия в рабочем пространстве оборудования; нагрева или охлаждения изделия. Время нагрева, выдержки или охлаждения изделия излучения Твердость изделия после термообработки Т – Инструмент и приспособления: тара цеховая, поддон, щётка, кузнечные клещи, ветошь. 35 Дубл. Взаим. Подп. Разраб. Пров. Контр. А Цех Б Р1 РГАУ-МСХА Уч. РМ Опер. Код, наименование операции СМ Средаоборудования Код, наименование А01 Б02 М03 О04 Р05 Т06 07 08 09 10 11 12 13 МК /КТП 36 Проф. Т-ра Р УТ КР КОИД документа ЕН ОП Обозначение Скорость Время Кшт.. Тпз Твёрдость Тшт. . Лабораторная работа № 10. Микроанализ термически обработанных деталей сельскохозяйственных машин Задачи работы. 1. Изучить микроструктуру деталей с.х. машин, работающих в различных условиях. 2. Установить зависимость между составом, структурой и свойствами термически обработанной стали. Домашнее задание (выполняется письменно). 1. По справочной литературе уяснить и описать условия работы деталей автомобилей, тракторов и с.х. машин (валы, пальцы, шатуны, шестерни, пружины, рессоры, подшипники качения и скольжения, траки гусениц, ножи косилок). 2. Указать материалы, рекомендуемые для их изготовления. 37 3. Описать методы, применяемые для поверхностного упрочнения деталей. 4. Сведения о подшипниках качения и скольжения Подшипники качеПодшипники скольжения ния Условия работы Требования, предъявляемые к материалам подшипников Схема построения Особенности структуры 38 Результаты работы. 5. Микроструктура деталей с.х. машин. Наиме Мар- Сос- Схема микро- Струкнока тав структуры турные вание матесоставдетали риала ляющие 39 Условия работы Упрочня- Тверющая об- дость, работка HRC Выводы: Работу выполнил: Работу принял: Для заметок 40 Лабораторная работа № 11. Влияние холодной пластической деформации и рекристаллизации на структуру и свойства металлов Задачи работы: 1. Изучить влияние холодной пластической деформации на структуру и свойства стали. 2. Выявить влияние рекристаллизационного отжига на структуру и свойства деформированной стали. 3. Определить температуру рекристаллизации стали 20. Домашнее задание (выполняется письменно). 1. Влияние обработки давлением на структуру и свойства металла. Наклёп. Степень относительной деформации. 2. Холодная и горячая деформация. 41 3. Отжиг деформированных металлов. Рекристаллизация. возврат - рекристализация - 4. Применение наклёпа для упрочнения металлов. Результаты работы. 5. Влияние пластической деформации и температуры отжига на твердость образцов из стали 20. Но, Твёрдость мм до деформации, НВ, кг/мм2 Нк, , мм % Твёрдость после деформации, НВ, кг/мм2 Температура отжига, 0 С 400 600 800 400 600 800 400 600 800 42 Твердость после отжига, НВ, кг/мм2 6. Влияние степени относительной пластической деформации на твердость 7. Влияние температуры отжига на твердость деформированных образцов Выводы: Работу выполнил: Работу принял: 43 Лабораторная работа № 12. Микроанализ цветных и антифрикционных сплавов Задачи работы: 1. Изучить условия работы подшипников скольжения, схемы построения, особенности строения и область применения. 2. Установить связь между структурой, свойствами и применением сплавов. 3. Ознакомиться с особенностями маркировки цветных и антифрикционных сплавов. Домашнее задание (выполняется письменно). 1. Обозначения легирующих элементов в цветных сплавах. 2. Латуни литейные и деформируемые. Маркировка. Влияние содержания цинка на свойства латуней. 3. Зависимость механических свойств латуни от содержания цинка 44 4. Бронзы литейные и деформируемые. Маркировка. Влияние содержания олова на свойства бронзы. 5. Зависимость механических свойств оловянной бронзы от содержания олова. 1. Сплавы для подшипников скольжения (антифрикционные): а) условия работы; б) требования, предъявляемые к антифрикционным сплавам; 45 в) схемы построения и особенности структуры. 6. Литейные алюминиевые сплавы (силумины). Маркировка. Модифицирование и его влияние на свойства. 7. Влияние модифицирования на вид диаграммы состояния Al – Si. 46 Результаты работы: 8. Микроструктура цветных и антифрикционных сплавов. Деталь и Состав Условия Схема микроСтрукТермоСвойства и марка сплава, работы структуры турные обработ- применение сплава % детали состав- ка ляющие Выводы: Работу выполнил: Работу принял: 47 Лабораторная работа № 13. Термическая обработка дуралюминия Задачи работы: 1. Усвоить особенности термической обработки дуралюминия. 2. Изучить влияние температуры и продолжительности старения на механические свойства дуралюминия. 3. Ознакомиться с классификацией, маркировкой и применением сплавов на основе алюминия. Домашнее задание (выполняется письменно): 1. Классификация и маркировка сплавов на основе алюминия. 2. Деформируемые алюминиевые сплавы (дуралюмины). Маркировка. Особенности упрочнения. Сущность старения дуралюминия. 3. Диаграмма состояния сплавов «А1-Сu». 48 4. Особенности термической обработки сплавов, не испытывающих полиморфных превращений. 5. Зоны Гинье-Престона. 6. Старение закаленных образцов: искусственное – естественное – 49 Результаты работы. Твердость после старения НВ, МПа Температура старения, оС Продолжительность старения, мин Время выдержки при закалке, мин Твердость после закалки НВ, МПа Температура закалки, оС Твердость в исходном состоянии НВ, МПа Марка сплава № п/п Диаметр образца, мм 7. Протокол термической обработки дуралюминия. 1 2 3 Длительность старения τ, с Твёрдость HB ,кг/мм2 НВ, кг/мм2 Т, оС 8. Зависимость твердости образцов от температуры старения НВ, кг/мм2 Время, мин 9. Зависимость твердости образцов от длительности старения Выводы. Работу выполнил: Работу принял: 50 Лабораторная работа № 14. Источники питания для дуговой сварки и построение внешней вольт-амперной характеристики сварочного трансформатора Задачи работы: 1. Ознакомиться с этапами возникновения электрической дуги, ее строением и основными характеристиками. 2. Ознакомиться с принципами работы источников питания электрической дуги. 3. Изучить внешние (вольт-амперные) характеристики источников питания и электрической дуги. 4. Освоить методику построения внешней (вольт-амперной) характеристики источника питания. Домашнее задание (выполняется письменно). 1. Классификация видов и способов ручной дуговой сварки (представить схемы) 1.1. по применяемым элекродам 1.2. по полярности и роду используемого тока 1.3. по применяемой дуге 51 2. Источники сварочного тока a. постоянного тока b. переменного тока Вольт-амперные характеристики дуги источников сварочного тока Результаты работы. 1. Этапы развития электрической дуги, ее строение и основные характеристики. 2. Что называется дугой и длинной дуги 52 3. Требования к источникам сварочного тока. Коэффициент добротности и его расчёт. Результаты экспериментов Длина № Режим работы источниСила дуги l, п/п ка питания тока, А мм 1 Холостой ход ∞ 2 Короткое замыкание 0 3 Рабочий 4 Рабочий 5 Рабочий 6 Рабочий Напряжение, В Uхх/Uр Добротность, Д U, B I, A Рис. 2. Внешняя V-А характеристика источника тока Выводы: Работу выполнил: Работу принял: 53 Лабораторная работа № 15. Выбор режимов и технологических коэффициентов ручной дуговой сварки Задачи работы: 1. Ознакомиться с маркировкой и назначением электродов для РДС. 2. Изучить основы выбора режима и технологии РДС различных сплавов. 3. Научиться оценивать выбранный режим по технологическим коэффициентам. Домашние задание (выполняется письменно). 1. Классификация и маркировка электродов. 2. Назначение обмазки электродов. 3. Выбор режима РДС углеродистых и низколегированных сталей. 54 4. Особенности режимов РДС цветных металлов и сплавов. 5. Определение технологических коэффициентов при РДС Результаты работы. 6. Расшифровка марки электрода. 7. Расчет параметров режима РДС (d, I, U, Vсв, Рэ). 55 № п/ п 8. Результаты экспериментов. Параметры режима Масса электрода, г d, мм I, А U, В Vсв, м/ч до после сварки Qр ,г Масса заготовки, г до после сварки Qн Кр, Кн, Кп , г г/А г/А % ч ч 9. Зависимость значений технологических коэффициентов от силы тока Выводы: Работу выполнил: Работу принял: 56 Лабораторная работа № 16. Оборудование и технология газовой сварки. Газовая резка Задачи работы: 1. Изучить оборудование для газовой сварки и резки, 2. Научиться выбирать режимы газовой сварки и резки. 3. Ознакомиться с технологией газовой сварки и кислородной резки некоторых сплавов. Домашнее задание (выполняется письменно). 1. Газы для газовой сварки и резки. Строение и виды сварочного пламени. 2. Схема работы ацетиленового генератора. 3. Устройство и назначение предохранительного затвора. 57 4. Схема ацетиленового и кислородного баллонов. 5. Назначение и работа баллонных редукторов. 6. Схема инжекторной газовой горелки. Результаты работы. 7. Основные параметры режима газовой сварки. 58 8. Техника газовой сварки. 9. Порядок зажигания горелки и техника безопасности. 10. Технология сварки углеродистых сталей и чугуна. 11. Сущность, условия и схема кислородной резки. Выводы: Работу выполнил: Работу принял: 59 Лабораторная работа № 17. Дефекты сварных швов Задачи работы: 1. Изучить дефекты сварных соединений. 2. Ознакомиться с методами контроля сварных соединений. Домашняя работа (выполняется письменно): 1. Виды дефектов швов: 2. Виды контроля в сварочном производстве: 3. Разрушающие методы контроля сварных соединений 60 4. Неразрушающие методы контроля качества сварных соединений: 61 № п/п 5. Зоны сварного соединения. Структура металла Температура, Ширина уча°С стка, мм 1 2 3 4 5 6 6. Схема строения сварного шва. 62 7. Дефекты сварных соединений № Дефект Вид дефекта (рисунок) Причины возникновеп/п и его характеристики ния дефекта и способ его устранения Выводы: Работу выполнил: Работу принял: 63 Методы контроля Работа № 18 Дефектоскопия. Методы выявления сварочных дефектов. Задачи работы: 1. Изучить методы контроля дефектов сварных соединений. 2. Дать характеристику основным методам неразрушающего контроля. Домашнее задание (выполняется письменно): 1. Виды дефектов сварных швов подразделяют на: - - - 2. Контроль качества сваркии – 3. Виды контроля в сварочном производстве: - - - 64 Классификация методов выявления дефектов сварных соединений 65 Результаты работы. 1. Методы контроля качества сварных соединений: 1.1. Описние разрушающих методов контроля 66 1.2. Описание неразрушающих методов контроля 67 Выводы: Работу выполнил: Работу принял: 68 Для заметок 69 Учебное издание Составители Серов Антон Вячеславович Соколова Вера Михайловна МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ И ТКМ (18 работ) Рабочая тетрадь Издано в редакции составителей Корректура составителей Отпечатано с оригинала, предоставленного составителями ______________________________________________________________________ Подписано в печать .2018 г. Формат 64х84/8 Бумага писчая Гарнитура шрифта «Times New Roman» Печать офсетная Печ. л. Тираж . Изд. Заказ Тип. заказ ____________________________________________________________ Отпечатано в типографии ……………………… 70
