Рабочая тетрадь по учебной дисциплине ОП.03. Основы материаловедения
учебно-методическое пособие на тему

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ, НАУКИ И МОЛОДЕЖИ РЕСПУБЛИКИ КРЫМ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ РЕСПУБЛИКИ КРЫМ «СИМФЕРОПОЛЬСКИЙ ТЕХНИКУМ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА И ПРОМЫШЛЕННОСТИ»

РАБОЧАЯ ТЕТРАДЬ

  для выполнения практических занятий и лабораторных работ

обучающегося  группы__________________________________

_________________________________________________________________

по дисциплине  ОП.03. Основы материаловедения

по профессиям: 15.01.05 Сварщик (ручной и частично механизированной сварки (наплавки))

срок обучения: 2 года 10 мес. 

Симферополь

 2018

Тематический план по выполнению лабораторных работ и практических занятий

по учебной дисциплине «Основы материаловедение»

Лабораторные работы

Таблица №1

Практические занятия

Таблица №2

Требования к подготовке, выполнению и сдачи лабораторных работ и практических занятий.

      К каждой лабораторной работе и практическому занятию студент должен приходить подготовленным, т.е. иметь конспект в виде письменных ответов на контрольные вопросы по данной теме. Студенты, не имеющие конспектов, к выполнению работы не допускаются.

Пропущенные практические занятия и лабораторные работы (по уважительной или неуважительной причинам)  должны быть отработаны. 

Порядок отработки лабораторных работ и практических занятий:

1. Написать конспект (ответить на контрольные вопросы).

2. Получить допуск на отработку у преподавателя.

3. Отработать работу в иное установленное время.

4. Отметить отработку у своего преподавателя. 

Требования к оформлению отчета:

1. Лабораторные работы оформляются в отдельной тетради, которая в конце семестра предъявляется преподавателю.

2. Графическая часть выполняется аккуратно карандашом.

3. Схемы микроструктур зарисовываются в квадрате размером не менее 2525 мм. 

Порядок выполнения работы:

1. Студент допускается к выполнению работы после проверки конспекта.

2. Преподаватель выдает задания (индивидуальные или групповые).

3. Студент выполняет задание и оформляет отчет.

4. Студент показывает преподавателю оформленную работу.

5. Если студент ушел с занятия, не показав задание, работа считается невыполненной.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1

 ТЕМА: ОЗНАКОМЛЕНИЕ С МЕТОДИКОЙ ИЗМЕРЕНИЯ ТВЕРДОСТИ  ПО  БРИНЕЛЛЮ

Цель: Ознакомиться с устройством прибора Бринеля ,научиться определять твердость металлов( сплавов). Определить влияние содержания углерода в стали на ее твердость.

Оборудование:

1. Твердомер Бринелля;

2.Образцы в виде пластин или дисков из Стали 10;20;40;60;У10;

3.Таблицы показателей механических свойств металлов и сплавов.

Формировать общие  компетенции: ОК 2;ОК 3;ОК 4;ОК5;ОК 6.

Задание:

1.Ознакомиться с устройством прибора Бринелля

2. Изучите методику определения твердости по Бринеллю .

3. Определите твердость  Стали 10;20;40;60;У10 ( с соответственным содержанием углерода: 0,10%; 0,20%; 0,40%; 0,60%; 1,0%.)на приборе Бринеля

4.Результаты измерения твердости сталей внести в протокол испытаний( таблица 1.)

5. Построить график зависимости твердости стали от процентного содержания в ней углерода.

6. Написать вывод по лабораторной работе.

ХОД РАБОТЫ.

I.Теоретическая часть.

Твердостью металла называют его способность сопротивляться проникновению в него другого, более твердого тела. Твердость металлов определяют, замеряя деформации в поверхностном слое металла при вдавливании в него шарика или индикатора (деталь в виде острия) под действием регламентированной нагрузки. Твердость является одним из главных механических свойств металлов и сплавов и связана с другими механическими (проччностью, пластичностью, вязкостью), технологическими (штампуемостью, обрабатываемостью резанием) и эксплуатационными (износостойкостью, упругостью) свойствами.

Для пластичных материалов (черные и цветные металлы и их сплавы, и т.д.) используются стандартные методы определения твердости. Основными ГОСТами на способы нормирования (измерения) твердости стали являются:

- твердость по Бринеллю (ГОСТ 9012-59),

- твердость по Роквеллу (ГОСТ 9013-59),

- твердость по Виккерсу (ГОСТ 2999 -75),

- твердость по Шору (ГОСТ 2373-78).

Определение твердости по Бринеллю.

Твердость металла по Бринеллю оценивают по диаметру отпечатка на поверхности испытуемого металла, оставленного вдавливаемым шариком.

Твердость определяют с помощью твердомера Бринелля (рис. 1).

Испытуемый образец 8 кладут на рабочий стол твердомера 9 так, чтобы центр отпечатка отстоял от края образца не менее чем на 2,5 диаметра предполагаемого отпечатка, а расстояние между центрами двух соседних отпечатков должно быть не менее 4,0d. Вращением рукоятки 12, насаженной на червячный вал редуктора 11, поднимают стол 9 с образцом 8. При этом шарик наконечника вдавливается в поверхностный слой образца 8. Одновременно наконечник через поршень 6 сжимает в гидроцилиндре 5 масло, давление в котором определяют по манометру 4 .

Шарики наконечника - съемные, изготовлены из термически обработанной стали с твердостью, определенной по методу Виккерса не менее HV 850. Диаметр применяемых шариков 2, 5 и 10 мм. Для образцов, толщина которых указана в описании подготовительных работ, используют шарики диаметром 10 мм.

                                                Рисунок 1 - Твердомер Бринелля

1. станина; 2 - колонна; 3- консоли; 4 - манометр; 5 - гидроцилиндр; 6 - поршень; 7- сменный наконечник; 8 - испытуемый образец; 9-рабочий стол; 10-червячный винт; 11-червячный редуктор; 12 – рукоять.

II.Практическая часть.

1.Заполнить таблицу 1.

                                                                            Таблица 1 Протокол испытаний

2.Построить график зависимости твердости стали от процентного содержания в ней углерода.

3. Ответить на вопросы:

3.1. Что такое твердость?_______________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

3.2. От каких факторов зависит твердость материала?_______________________________

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3.3. Какой материал в природе считается самым твердым?___________________________

Вывод ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №1

Тема: Решение задач по диаграмме состояния железо – углерод.

(Анализ диаграммы состояния сплавов системы железо – цементит)

Цель работы: ознакомление с методами практического использования диаграммы состояния сплавов системы железо-цементит при выборе температуры нагрева для горячей обработки деталей и инструмента из стали и чугуна

Оснащение :  Карточки-задания; справочные таблицы; бланки отчетов.

Формировать общие  компетенции: ОК 2;ОК 3;ОК 4;ОК5;ОК 6.

I.Теоретическая часть

Диаграмма железоуглеродистых сплавов может быть представлена в двух вариантах: метастабильном, отражающем превращения в системе “железо-карбид железа”, и стабильном, отражающем превращения в системе “железо-графит”. Наибольшее практическое значение имеет диаграмма состояния “железо-карбид железа”, т.к. для большинства технических сплавов превращения реализуются по этой диаграмме.
Карбид железа (Fe3C) называют цементитом, поэтому метастабильную диаграмму железоуглеродистых сплавов называют диаграммой состояния “железо-цементит” (Fe-Fe3C).

Компоненты и фазы в железоуглеродистых сплавах.Основными компонентами железоуглеродистых сплавов являются железо и углерод, которые относятся к полиморфным элементам. В железоуглеродистых сплавах эти элементы взаимодействуют, образуя различные фазы. Под фазой в общем смысле понимается однородная часть системы, имеющая одинаковый химический состав, физические свойства и отделенная от других частей системы поверхностью раздела. Взаимодействие железа и углерода состоит в том, что углерод может растворяться как в жидком (расплавленном) железе, так и в различных его модификациях в твердом состоянии. Помимо этого он может образовывать с железом химическое соединение. Таким образом в железоуглеродистых сплавах могут образовываться следующие фазы: жидкий раствор, аустенит, феррит, цементит.

Аустенит (обозначают A или ) – твердый раствор внедрения углерода в Fe. Имеет ГЦК – решетку, растворяет углерода до 2,14 %, немагнитен, твердость (HB 160-200).

Феррит (обозначают Ф или ) – твердый раствор внедрения углерода в Fe. Имеет ОЦК – решетку, растворяет углерода до 0,02 % (727 °C), при 20 °C менее 0,006 %, ферромагнитен до температуры 769 °C, твердость (HB 80-100).

Цементит (Ц) – химическое соединение железа с углеродом (Fe3C). Содержит 6,67 % C. При нормальных условиях цементит тверд (HB 800) и хрупок. Слабо ферромагнитен до 210 °C.

II.Практическая часть ( Приложение 1)

1.  Изучите  диаграмму состояния сплавов железо-цементит и часть диаграммы состояния сплавов системы железо-цементит, относящуюся к стали
2. Определите следующие интервалы температур:

• Начала и конца кристаллизации следующих конструкционных материалов:

- стали марок 50,75, У10;

- серолитейного чугуна с массовой долей углерода 2,5; 3; 3,5; 4 и 5

Оформление результатов работы:

Напишите отчет, в котором укажите название и цель работы; применяемое оборудование, материалы и образцы. Укажите интервалы температур:

Объясните,  как по диаграмме состояния сплавов системы железо-цементит определяют параметры технологических операций.

Контрольные вопросы для самопроверки:

1. Что такое фаза?
2. Что такое аустенит?
3. Что такое феррит?
4. Что такое цементит?
5. Какими линиями диаграммы ограничивается температурный интервал первичной кристаллизации?
6. В чем состоит сущность эвтектического превращения?
7. В чем состоит сущность эвтектоидного превращения?
8. Что такое ледебурит?
9. Что такое перлит?
10. На какой линии происходят эвтектические превращения?
11. На какой линии происходят эвтектоидные превращения?
12. Линия выделения первичного цементита?
13. Линия выделения вторичного цементита?
14. Линия выделения третичного цементита?
15. Назовите фазы железоуглеродистых сплавов.
16. Максимальное растворение углерода в Fe?
17. Максимальное растворение углерода в Fe?
18. Содержание углерода в цементите?
19. При какой температуре происходит эвтектическое превращение?
20. При какой температуре происходит эвтектоидное превращение?

Вывод:

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ №2

 Тема: ЧТЕНИЕ МАРОК ЧУГУНОВ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИХ СВОЙСТВ ПО СПРАВОЧНОЙ ЛИТЕРАТУРЕ

Цель работы: развитие умений классифицировать, расшифровывать и характеризовать область применения различных марок чугунов.

Оборудование: учебник А.А. Черепахина «Материаловедение», плакаты: «Область применения  чугунов», «Основные виды чугунов».

Формировать общие  компетенции: ОК 2;ОК 3;ОК 4;ОК5;ОК 6.

Содержание работы

I.Теоретическая часть

II.Практическая часть.

Задание для студентов:

1.Заполните таблицу:

3. Выбрать из общего списка и расшифровать марки чугунов

• БСт3кп, 08Х20H14C2, P9, CЧ25, М00, АМг3, ВТ1-00, МЛ3
• 11Х11Н2В2МФ, ШХ30, У11, ВЧ50, БрА9Мц2Л, АЛ19, ВТ20, МЛ14

  25ХГСА,Р6М5Ф2К8,50,КЧ50,БрА7Мц15,45ГЛ,А6,ВТ4-1,МА1 ПОС-90

• .45ХН3М1А, ШХ9, 20пс, АЧС-4, БрО4Ц7С5, ХВГ, ВТ-4, П250А
• .10Х17Н13М2Т, А20, Ст6, АЧК-1, БрОЦ4-1, 25, АЛ3, ПМЦ-36

• 6.Ст5Гпс, 25Х13Н2, 15кп, АЧ80, ЛС63-2, АМц, МЛ15, 12К

• 7. 16Х11Н82МФ, А40Г, ШХ15, СЧ10, ЛА77-2, Д16, МА18, ВТ14
• 8. 45Х25Н4М3, У13, БСт2пс, ВЧ10,18К, АЛ35, МА15, ХВСГ
• 9. 31Х19Н9М8БТ, Р9, 45, КЧ45, БрС3Н3Ц3С20Ф, А8, МЛ5, У13А
• 10 .12Х18Н9Т, ШХ15ГС, А20, АЧС-50, ЛЦ40Мц3, АЛ21, ВТ20.

Вывод__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ №3

Тема: ЧТЕНИЕ МАРОК СТАЛЕЙ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИХ СВОЙСТВ ПО СПРАВОЧНОЙ ЛИТЕРАТУРЕ

 Цель: Ознакомить с маркировкой сталей , выработать умения работы со справочной литературой с целью определения области применения конструкционных сталей; формирование умения расшифровки маркировки конструкционных сталей.

Оборудование: учебник  «Материаловедение», плакаты: «Область применения  сталей», «Основные виды сталей».

Формировать общие  компетенции: ОК 2;ОК 3;ОК 4;ОК5;ОК 6.

Ход работы:

I.Теоретическая часть.

Сталь - это сплав железа с углеродом, в котором углерода содержится в количестве 0-2,14%.

В зависимости от назначения стали делятся на 3 группы: конструкционные, инструментальные и стали специального назначения.

Качество в зависимости от содержания вредных примесей: серы и фосфора стали подразделяют на:

- Стали обыкновенного качества, содержание до 0.06% серы и до 0,07% фосфора.

Качественные - до 0,035% серы и фосфора каждого отдельно.

Высококачественные - до 0.025% серы и фосфора.

Особовысококачественные, до 0,025% фосфора и до 0,015% серы.

Раскисление - это процесс удаления кислорода из стали, т. е. по степени её раскисления, существуют:        спокойные стали, т. е., полностью раскисленные; такие стали обозначаются буквами "сп" в конце марки (иногда буквы опускаются); кипящие стали - слабо раскисленные; маркируются буквами "кп"; полуспокойные стали, занимающие промежуточное положение между двумя предыдущими; обозначаются буквами "пс".

Маркировка легированных конструкционных сталей.

В соответствии с ГОСТ 4543-71 наименования таких сталей состоят из цифр и букв.

Первые цифры марки обозначают среднее содержание углерода в стали в сотых долях процента.

Буквы указывают на основные легирующие элементы, включенные в сталь.

Цифры после каждой буквы обозначают примерное процентное содержание соответствующего элемента, округленное до целого числа, при содержании легирующего элемента до 1.5% цифра за соответствующей буквой не указывается.

Буква А в конце марки указывает на то, что сталь высококачественная (с пониженным содержанием серы и фосфора)

Н - никель, Х - хром, К - кобальт, М - молибден, В - вольфрам, Т - титан, Д - медь, Г - марганец, С - кремний.

Например:

12Х2Н4А - конструкционная легированная сталь, высококачественная, с содержанием углерода около 0,12%, хрома около 2%, никеля около 4%

40ХН - конструкционная легированная сталь, с содержанием углерода около 0,4%, хрома и никеля до 1,5%

Маркировка других групп конструкционных сталей. Рессорно-пружинные стали.

Основной отличительный признак этих сталей - содержание углерода в них должно быть около 0.8% (в этом случае в сталях появляются упругие свойства)

Пружины и рессоры изготовляют из углеродистых (65,70,75,80) и легированных (65С2, 50ХГС, 60С2ХФА, 55ХГР) конструкционных сталей

Эти стали легируют элементами которые повышают предел упругости

 кремнием, марганцем, хромом, вольфрамом, ванадием, боромНапример: 60С2 - сталь конструкционная углеродистая рессорнопружинная с содержанием углерода около 0,65%, кремния около 2%.

Шарикоподшипниковые стали.

ГОСТ 801-78 маркируют буквами "ШХ", после которых указывают содержание хрома в десятых долях процента.

Для сталей, подвергнутых электрошлаковому переплаву, буква Ш добавляется также и в конце их наименований через тире. Например: ШХ15, ШХ20СГ, ШХ4-Ш.

Из них изготовляют детали для подшипников, также их используют для изготовления деталей, работающих в условиях высоких нагрузок.

Например: ШХ15 - сталь конструкционная шарикоподшипниковая с содержанием углерода 1%, хрома 1,5%

II. Практическая часть.

Задание для студентов:

 Запишите название работы, ее цель.

 Запишите основные признаки маркировки всех групп конструкционных сталей (обыкновенного качества, качественных сталей, легированных конструкционных сталей, рессорно-пружинных сталей, шарикоподшипниковых сталей, автоматных сталей), с примерами.

Задание по вариантам:

1.Расшифруйте марки сталей и запишите область применения конкретной марки (т.е. для изготовления чего она предназначена)

3.Классифицируйте и расшифруйте следующие марки сталей: Ст3сп; 08кп; 35ГС; ШХ15; У8; 12Х; 15Х18; Х20Н80

Дайте характеристику применения, химических, физических, технологических свойств  материала, используя справочную литературу

Вывод _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ №4

 Тема: ВЫБОР ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ И ИХ СПЛАВОВ ПО НАЗНАЧЕНИЮ И УСЛОВИЯМ ЭКСПЛУАТАЦИИ.

Цель работы: развитие умений классифицировать, расшифровывать и характеризовать область применения сплавов цветных металлов.

Оборудование: учебник  «Материаловедение», плакаты: «Область применения медных сплавов», «Свойства алюминиевых сплавов», «Область применения баббитов».

Формировать общие  компетенции: ОК 2;ОК 3;ОК 4;ОК5;ОК 6.

Ход работы

I.Теоретическая часть

Классифицировать сплав - значит отнести его к соответствующему классу материалов по признакам:

- химическому составу,

- структуре,

- применению.

Расшифровывая марку сплава, необходимо дать его полное название и раскрыть содержание всех букв и цифр марки. Следует иметь в виду, что в ряде сплавов содержание компонентов прямо не указано в марке, но следует из принципов маркировки данного материала и должно быть отражено при расшифровке.

Характеризуя область применения сплава, можно сослаться на круг наиболее распространенных изделий из данного сплава. Необходимые для выполнения данного задания сведения содержатся в главе 2 учебника А.А. Черепахина «Материаловедение».

Сплавы на основе меди. Медные сплавы обладают высокими механическими свойствами, хорошо сопротивляются износу и коррозии. По составу легирования различают латуни, бронзы и медно-никелевые сплавы.

Традиционная маркировка имеет следующий вид. Латуни обозначаются буквой Л, бронзы - Бр. У латуни после буквы Л указываются буквенные обозначения легирующих компонентов, далее проставляется массовое процентное содержание меди, затем подряд -массовое процентное содержание легирующих компонентов, содержание цинка -остальное. Например: ЛМцЖ55-3-1 - латунь, медь- 55 %, марганец - 3 %, железо - 1 %, цинк - остальное. У бронзы после букв Бр указываются буквенные обозначения легирующих компонентов, далее подряд - массовое процентное содержание легирующих компонентов, содержание меди - остальное. Например: БрОЦС4-4-2,5 - бронза, олово -4%, кремний - 2.5 %, остальное - медь.

Сплавы на основе титана. Титановые сплавы обладают высокой коррозионной стойкостью и прочностью при малой плотности. Наибольшее распространение получили сплавы, легированные алюминием, оловом, марганцем, хромом и ванадием. Сплавы широко используются в машиностроении, особенно в авиа- и судостроении.

Сплавы на основе алюминия. Для алюминиевых сплавов характерна относительно большая удельная прочность. Литейные сплавы имеют хорошие литейные свойства, хорошо обрабатываются резанием. Маркируют буквами АЛ, затем цифрами, указывающими порядковый номер сплава. Деформируемые сплавы обладают удовлетворительной пластичностью, высокой коррозионной стойкостью, в основном применяются для сварных и клепаных соединений элементов конструкций, испытывающих небольшие нагрузки, но требующих высокого сопротивления коррозии. Марки дюралюминиевых сплавов начинаются с буквыД,за которой стоит цифра, обозначающая условный порядковый номер сплава.

Антифрикционные сплавы. Такие сплавы применяют для заливки подшипников скольжения. Применяются сплавы на основе олова или свинца (баббиты), меди, алюминия, цинка. Баббиты обозначаются буквойБ,далее ставится цифра, показывающая процентное содержание олова, или буква, характеризующая специальный элемент, входящий в сплав. Например: Б88 - сплав содержит 88 % олова, БТ - сплав содержит теллур, БК2 - основа свинец.

II. Практическая часть.

Задание 1. Какой химический состав имеют следующие материалы: БрАЖ9-4, БрКМц3-1, БрБ2, БрМц5, БрС30, Л96, ЛС80-3, ЛЖМц59-1-1, ЛА77-2.

Задание 2. Из перечисленных марок металлических материалов выберите марки антифрикционных сплавов: БрС30, АК4, ШХ6, У7, Б83, Р!8, БН, БСт5, БрОЦС5-5-5, АСЧ-1, Б16, ШХ15, БК, БСтб, БТ, Т15К6, ВТ14.

Задание 3. Каков химический состав и назначение следующих марок латуней:

Л68, ЛС59-1Л, ЛКС80-3-3, ЛАЖ60-1-1?

Задание 4. Из перечисленных ниже марок оловянных бронз укажите сначала литейные, а затем деформируемые бронзы: БрОЦ4-3, БрОЦС4-4-4, БрО10, БрОЦСН3-7-5-1, БрОФ10-1, БрОФ4-0,25, БрОЦС5-5-5, БрОФб,5-0,4. Для ответа необходимо учитывать влияние олова на механические свойства оловянных бронз, а также руководствоваться данными табл. 1и 2. Укажите их химический состав.

Таблица 1 - Бронзы оловянные литейные

Таблица 2 - Бронзы оловянные деформируемые

Вывод:

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

ПРАКТИЧЕСКИЕ  РАБОТЫ №5

  Тема: ОПРЕДЕЛЕНИЕ  ТЕМПЕРАТУРЫ НАГРЕВА  СТАЛИ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ВИДАХ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

Цель работы - изучить технологию термической обработки стали (закалка, отпуск, нормализация, отжиг),определение  температуры нагрева  стали при различных видах термической обработки и познакомиться с закономерностями изменения твердости образцов стали в исходном состоянии и после термообработки.

Оборудование: учебник  «Материаловедение», плакаты: «Область применения ткрмической обработки в машиностроении», « Виды термической обработки », «Диаграмма железо- углерод».

Формировать общие  компетенции: ОК 2;ОК 3;ОК 4;ОК5;ОК 6.

Ход работы

1. Теоретическая часть.

Термическая обработка - это технологический процесс, состоящий из нагрева стали до определенной температуры выдержка при этой температуре определенной время и охлаждения при заданной скорости с целью изменения его структуры и свойств.

На стадии изготовления деталей строительных конструкций необходимо, чтобы металл был пластичным, нетвердым, имел хорошую обрабатываемость резанием.

В готовых изделиях всегда желательно иметь материал максимально прочным, вязким, с необходимой твердостью.

Такие изменения в свойствах материала позволяет сделать термообработка. Любой процесс термообработки может быть описан графиком в координатах температура-время и включает нагрев, выдержку и охлаждение. При термообработке протекают фазовые превращения, которые определяют вид термической обработки.

Температура нагрева стали зависит от положения ее критических точек и выбирается по диаграмме состояния Fe– FезС в зависимости от вида термической обработки. Критические точки (температуры фазовых превращений) определяют: линия PSK- точку А1, GS- точку А3 и SE- точку Ат. Нижняя критическая точка А1 соответствует превращению А ^ П при 727ОС. Верхняя критическая точка соответствует началу выделения феррита из аустенита (при охлаждении) или концу растворения феррита в аустените (при нагреве). Температура линии SE, соответствующая началу выделения вторичного цементита из аустенита , обозначается Ат.

Время нагрева до заданной температуры зависит, главным образом, от химического состава стали и толщины наиболее массивного сечения детали (в среднем 60 сна каждый миллиметр сечения).

Выдержка при температуре термообработки необходима для завершения фазовых превращений, происходящих в металле, выравнивания температуры по всему объему детали. Продолжительность выдержки зависит от химического состава стали и для нелегированных сплавов определяется из расчета 60 с. на один миллиметр сечения. Скорость охлаждения зависит, главным образом, от химического состава стали, а также от твердости, которую необходимо получить.

Самыми распространенными видами термообработки сталей являются закалка и отпуск. Производятся с целью упрочнения изделий.

        Рис. 1. Печь для термической обработки

Закалка сталей

Закалкой называется фиксация при комнатной температуре высокотемпературного состояния сплава. Основная цель закалки - получение высокой твердости, прочности и износостойкости. Для достижения этой цели стали нагревают до температур на 30 - 50ОС выше линии GSK(рис. 1), выдерживают определенное время при этой температуре и затем быстро охлаждают.

а        б

-^Содержание С, %        мин.

Рис.3 Выбор оптимальной температуры закалки стали (а) и отпуска (б)

II.Практическая часть

1. Пользуясь диаграммой Fe- Fe3C, необходимо выбрать оптимальную температуру закалки для  гаечного ключа. ( Приложение 1).
2.  Подготовить сравнительную таблицу « Параметры термической обработки слесарного инструмента « Зубило».

Контрольные вопросы

1.  Что такое мартенсит?
2.  Что такое критическая скорость закалки?
3.  Что такое полная и неполная закалка?
4. Какое состояние сплава должно предшествовать операции отпуска?
5.  Какие фазовые превращения протекают при отпуске закаленных сплавов?
6.  Какая структура образуется после низкого, среднего и высокого отпуска?
7.  Для каких изделий проводится низкий, средний и высокий отпуск?
8.  Как влияет температура отпуска на механические свойства стали?

Вывод:

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №6

Тема: МАРКИРОВКА АБРАЗИВНЫХ МАТЕРИАЛОВ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ  ХАРАКТЕРИСТИК АБРАЗИВНОГО ИНСТРУМЕНТА ПО СПРАВОЧНОЙ ЛИТЕРАТУРЕ.

Цель работы: Формирование умений и знаний определять основные характеристики материалов, иметь представление классификации материалов используемых в профессиональной деятельности, использование справочной литературы.

Оборудование: учебник  «Материаловедение», плакаты: «Область применения абразивных материалов в машиностроении», « Виды  абразивных материалов», «Маркировка абразивных материалов».

Формировать общие  компетенции: ОК 2;ОК 3;ОК 4;ОК5;ОК 6.

Ход работы

I.Теоретическая часть

Слесарные работы, которые можно выполнять с помощь абразивного инструмента, зачистка, доводка (притирка), полирование, шлифование.

Способ обработки, при котором  снимается слой заготовки до 1 мм – шлифование.

Способ обработки, при котором  уменьшают шероховатость поверхности и достигают точность обработки -  притирка (доводка).

Способ обработки, при котором  лишь улучшают качество поверхности -  полирование.

- Инструмент на жесткой основе: шлифовальные круги, бруски

Применяют для шлифования и доводочных операций

- Инструмент на гибкой основе: шкурки, ленты, фибровые диски

Шкурки – это бумага или ткань, с наклеенными на нее зернами абразива, абразивные ленты делаются из войлока, фетра, бязи

Применяют для зачистки и отделки поверхностей

- Абразивные пасты

в них могут входить твердые абразивные материалы (алмаз, карбид бора, наждак) или мягкие (окись хрома, железа, кварц)

Применяют для доводки (притирки) и полирования

Маркировка шлифовальных кругов:

Полная маркировка шлифовальных кругов содержит:

• тип круга;
• его размеры;
• вид абразивного материала;
• номер зернистости;
• степень твердости;
• структуру (соотношение между абразивом, связкой и порами в теле инструмента);
• вид связки;
• максимальную скорость;
• класс точности;
• класс неуравновешенности.

Маркировка кругов, выполненная в соответствии с различными редакциями ГОСТов, имеет некоторые отличия, касающиеся обозначений зернистости, твердости, марки абразива и связки. Производители по-разному маркируют свои круги, используя старые или новые обозначения и исключая некоторые характеристики. Ниже приведены примеры расшифровки обозначений шлифовальных кругов.

ПП 450х50х127ЗАЗЭ50С1Б

ПП - круг плоский прямоугольного профиля; 450*50*127 -  наружный диаметр, высота, диаметр отверстия круга, все размеры в мм; ЗАЗ – Златоустовский абразивный завод; Э – электрокорунд; 50 – зернистость; С1 – средняя твердость 1; Б – бакелитовая связка

II.Практическая часть

Задание 1.Контрольные вопросы.

1) Назовите основные составные части абразивного инструмента.

2) Приведите примеры органических связок и неорганических

3) Что понимают под твердостью абразивного инструмента?

4) Назовите инструмент на жесткой основе и его применение.

5) Назовите инструмент на гибкой основе и его применение.

6) Назовите инструмент на мягкой основе и его применение.

Задание 2. Письменный опрос

Вариант 1

1.Найдите номера шлифзерна из данного перечня, переведите значение в миллиметры:

100   10   8  125

2.Расшифруйте обозначения твердости абразивного инструмента:

С     СМ   ЧТ

3. Определите в маркировке шлифовального круга абразивный материал, зернистость, твердость, связку:

ПП 250х75х25 РАЗ Э 40 С1 Б

4. Подберите нужный инструмент для:

Вариант 2

1.Найдите номера шлифпорошка из данного перечня, переведите значение в миллиметры:

100   10   8  125

2.Расшифруйте обозначения твердости абразивного инструмента:

М   ВТ  СТ

3. Определите в маркировке шлифовального круга абразивный материал, зернистость, твердость, связку:

ПП 250х75х25 ЗАЗ 26А 24 СМ К

4. Подберите нужный инструмент  для:

Вывод:

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________