Студопедия
Новини освіти і науки:
МАРК РЕГНЕРУС ДОСЛІДЖЕННЯ: Наскільки відрізняються діти, які виросли в одностатевих союзах


РЕЗОЛЮЦІЯ: Громадського обговорення навчальної програми статевого виховання


ЧОМУ ФОНД ОЛЕНИ ПІНЧУК І МОЗ УКРАЇНИ ПРОПАГУЮТЬ "СЕКСУАЛЬНІ УРОКИ"


ЕКЗИСТЕНЦІЙНО-ПСИХОЛОГІЧНІ ОСНОВИ ПОРУШЕННЯ СТАТЕВОЇ ІДЕНТИЧНОСТІ ПІДЛІТКІВ


Батьківський, громадянський рух в Україні закликає МОН зупинити тотальну сексуалізацію дітей і підлітків


Відкрите звернення Міністру освіти й науки України - Гриневич Лілії Михайлівні


Представництво українського жіноцтва в ООН: низький рівень культури спілкування в соціальних мережах


Гендерна антидискримінаційна експертиза може зробити нас моральними рабами


ЛІВИЙ МАРКСИЗМ У НОВИХ ПІДРУЧНИКАХ ДЛЯ ШКОЛЯРІВ


ВІДКРИТА ЗАЯВА на підтримку позиції Ганни Турчинової та права кожної людини на свободу думки, світогляду та вираження поглядів



Контакти
 


Тлумачний словник
Авто
Автоматизація
Архітектура
Астрономія
Аудит
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Винахідництво
Виробництво
Військова справа
Генетика
Географія
Геологія
Господарство
Держава
Дім
Екологія
Економетрика
Економіка
Електроніка
Журналістика та ЗМІ
Зв'язок
Іноземні мови
Інформатика
Історія
Комп'ютери
Креслення
Кулінарія
Культура
Лексикологія
Література
Логіка
Маркетинг
Математика
Машинобудування
Медицина
Менеджмент
Метали і Зварювання
Механіка
Мистецтво
Музика
Населення
Освіта
Охорона безпеки життя
Охорона Праці
Педагогіка
Політика
Право
Програмування
Промисловість
Психологія
Радіо
Регилия
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Технології
Торгівля
Туризм
Фізика
Фізіологія
Філософія
Фінанси
Хімія
Юриспунденкция






ВИЗНАЧЕННЯ ТВЕРДОСТІ.

МІНІСТЕРСТВО АГРАРНОЇ ПОЛІТИКИ УКРАЇНИ

ДНІПРОПЕТРОВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

О.В. ТОЛСТЕНКО, Н.В. РЕЗЧИК

МАТЕРІАЛОЗНАВСТВО

ЛАБОРАТОРНИЙ ПРАКТИКУМ

 

 

ДНІПРОПЕТРОВСЬК

Матеріалознавство. Лабораторний практикум. /Дніпропетровський державний аграрний університет, 2010.- 88 с.

Посібник відповідає змісту і структурі сучасного курсу матеріалознавства, забезпечує сучасну підготовку бакалаврів з напряму 6.090102 «Технологія виробництва і переробки продукції тваринництва» у вищих аграрних навчальних закладах освіти ΙΙΙ-ΙV рівнів акредитації. Викладені порядок виконання лабораторних робіт, основні відомості про металеві і неметалеві матеріали, їх властивості і приклади застосування.

Лабораторний практикум побудований таким чином, що допомагає закріпити знання, отримані студентами під час лекцій та містить відомості, які, за браком аудиторного часу, не викладаються на лекціях. Це дозволяє використовувати практикум як на аудиторних та лабораторних заняттях, так і для самостійної роботи студентів, зокрема є базою для виконання модульних та контрольних завдань на біотехнологічному факультеті ДДАУ.

 

Укладачі: О.В.Толстенко, Н.В.Резчик.

Рецензенти:

докт. техн. наук, проф. Дирда В.І. (Дніпропетровський державний

аграрний університет);

докт. техн. наук, проф. Калініна Н.Є. (Дніпропетровський

національний університет ім. О. Гончара) ;

докт. техн. наук, проф. Карпов В.Ю. (Національна металургійна

академія України)

ЗМІСТ

ВСТУП…………………………………………………………………………...5

ОСНОВНІ ПРАВИЛА РОБОТИ В ЛАБОРАТОРІЯХ…………………….......6

 

ЛАБОРАТОРНІ РОБОТИ

ВИЗНАЧЕННЯ ТВЕРДОСТІ…………………………………………… … 7

ВИЗНАЧЕННЯ УДАРНОЇ В'ЯЗКОСТІ МЕТАЛІВ………………………… 15

МАКРОСКОПІЧНИЙ АНАЛІЗ МЕТАЛІВ І СПЛАВІВ…………………… 21

МІКРОАНАЛІЗ МЕТАЛІВ І СПЛАВІВ……………………………………29

АНАЛІЗ ДІАГРАМИ Sn-Pb……………………………………………………40

ДІАГРАМА СТАНУ Fe-C……………………………………………………...53

ВПЛИВ КІЛЬКОСТІ ВУГЛЕЦЮ І РЕЖИМІВ ТЕРМІЧНОЇ ОБРОБКИ НА МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ СТАЛІ………………………………………...62

ВПЛИВ ТЕХНОЛОГІЧНИХ СПОСОБІВ ГАРТУВАННЯ НА МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ СТАЛІ………………………………………………………...69

ВПЛИВ ТЕРМІЧНОЇ ОБРОБКИ НА МІКРОСТРУКТУРУ І ТВЕРДІСТЬ КОНСТРУКЦІЙНОЇ ЛЕГОВАНОЇ СТАЛІ……………………………………77

ДОСЛІДЖЕННЯ МІКРОСТРУКТУРИ ЧАВУНІВ…………………………...84

ДОСЛІДЖЕННЯ ГЛИБИНИ ЗМІЦНЕНОГО ШАРУ ПРИ ПОВЕРХНЕВОМУ ГАРТУВАННІ І ХІМІКО-ТЕРМІЧНІЙ ОБРОБЦІ СТАЛІ…………………...91

ОСОБЛИВОСТІ ТЕРМІЧНОЇ ОБРОБКИ СПЛАВІВ КОЛЬОРОВИХ

МЕТАЛІВ………………………………………………………………………..99

ВИЗНАЧЕННЯ ТЕПЛОСТІЙКОСТІ ПОЛІМЕРНИХ МАТЕРІАЛІВ……...106

Рекомендована література………………………………………...112

ДОДАТОК…………………………………………………………………….113

ВСТУП

«Матеріалознавство»- навчальна дисципліна, яка разом з іншими загально-технічними дисциплінами забезпечує комплексну технологічну підготовку майбутніх бакалаврів напряму 6.090102 «Технологія виробництва і переробки продукції тваринництва» у вищих навчальних закладах. Вона надає майбутньому технологу агропромислового комплексу знання основних відомостей про металеві і неметалеві матеріали, їх властивості і приклади застосування в переробній галузі агропромислового комплексу.

Основна увага в дисципліні приділяється металам та їх сплавам як основним конструкційним матеріалам у сучасному виробництві, і зміст «Лабораторного практикуму» цьому відповідає. Більшість лабораторних робіт присвячена вивченню структури і властивостей саме металевих матеріалів, і, в першу чергу, залізовуглецевих сплавів.

Кожна лабораторна робота містить теоретичну частину, описання методу дослідження, порядок виконання лабораторної роботи, а також додаткові запитання, на які студент має підготувати усні відповіді.

«Лабораторний практикум» побудований таким чином, що, з одного боку, допомагає закріпити знання, отримані студентами під час лекцій, з іншого ж боку, містить відомості, які, за браком аудиторного часу, не викладаються на лекціях. Це дозволяє використовувати посібник як на аудиторних та лабораторних заняттях, так і для самостійної роботи студентів, зокрема для підготовки до виконання модульних та інших контрольних завдань.

ОСНОВНІ ПРАВИЛА РОБОТИ В ЛАБОРАТОРІЯХ

 

1. Користуватися приладами та обладнанням дозволяється тільки у відповідності до інструкції та вказівок.

2. Перед виконанням лабораторної роботи шляхом зовнішнього огляду переконатися в тому, що прилади, вимірювальні установки, обладнання справні.

3. Забороняється працювати в лабораторії самому студенту у відсутності викладача.

4. Остерігатися обладнання з деталями, що обертаються.

5. При роботі з нагрівачами остерігатися опіків при дотику нагрівача.

6. Забороняється вмикання обладнання до електричної мережі без дозволу викладача.

7. Забороняється залишати без нагляду прилади, увімкнені в електромережу.

8. Після закінчення роботи вимкнути обладнання та погасити в лабораторії світло, перевірити водопровідні крани.

10. Забороняється в лабораторії залишати відчиненими вікна або кватирки.

 

 

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №1.

ВИЗНАЧЕННЯ ТВЕРДОСТІ.

Мета роботи: визначення твердості металів.

Прилади та обладнання: прилад ТШ-2 ( твердість за Бринеллем), прилад ТК (твердість за Роквеллом ), прилад ТП (твердість за Віккерсом ), зразки сталі, латуні або бронзи, мікроскоп, наждакове точило, напилок.

Теоретична частина

Найпростішим методом випробування властивостей є визначення твердості способом втискування наконечника, виготовленого з матеріалу, що мало деформується ( загартована сталь, алмаз, сапфір або твердий сплав) і має форму кульки, конуса, піраміди, голки. Твердістю називають властивість матеріалу чинити опір пластичній деформації в поверхневому шарі при втисканні тіла з більшою твердістю. Існують методи визначення твердості: за Бринеллем (за діаметром відбитка кульки); за Роквеллом (за глибиною втискування алмазного конуса або загартованої стальної кульки); за Віккерсом (для деталей малої товщини або тонких поверхневих шарів твердість визначають за довжиною діагоналі відбитка алмазної піраміди). Випробування твердості не вимагає виготовлення спеціальних зразків і може виконуватись безпосередньо на виробах після зачищення на поверхні рівної горизонтальної площини (на поверхні циліндричних деталей у місці випробування роблять фаску).

Вимірювання твердості втискуванням кульки ( твердість за Бринеллем ). Твердість визначають втискуванням у випробуваний зразок з полірованою або шліфованою поверхнею кульки діаметром 10 мм, 5 мм, 2,5мм ( навантаження 3000 кГ, 750 кГ, 187,5 кГ - для чорних металів та сплавів) і 10мм/1000 кГ, 5мм/250 кГ, для міді й мідних сплавів. Наклеп і нагрівання поверхні зразка неприпустимі. Відстань між відбитками повинна бути не менш двох діаметрів відбитка. Товщина зразка - не менше 10-разової глибини відбитка.

Рис. 1. Схема приладу ТШ

Твердість визначають на приладі ТШ-2 (рис. 1). Зразок (деталь) установлюють на столику 1. Поворотом вручну маховика 2 за годинною стрілкою столик приладу піднімають так, щоб індентор 4 утиснувся у випробувану поверхню. Обертають маховик 2 до упору й натисканням кнопки вмикають двигун, що втискає індентор вантажем 3. Це навантаження діє протягом 10 секунд у чорних металів і 30 секунд у мідних сплавів. Після

автоматичного вимикання двигуна й зняття навантаження, опускають столик приладу, повертаючи маховик 2 та знімають зразок. Діаметр відбитка (в мм) вимірюють мікроскопом у двох перпендикулярних напрямках, використовуючи середнє значення.

Твердість за Бринеллем визначається відношенням навантаження Р (1кГ=9,8 Н) , до площі поверхні відбитка кульки S (мм2) :

( кГ/ мм2 ) ( 1)

Твердість за Бринеллем при D = 10 мм і Р = 3000 кГ ( або Р = 29 430 Н) і при тривалості витримки 10-15 секунд позначається НВ. За інших умов випробувань вказують: діаметр кульки, навантаження ( кГ ) і час витримки під навантаженням. Наприклад, 200НВ5/750/30 показує, що твердість дорівнює 200 НВ ( 200 кГ/мм2 ≈ 2000 МПа ), а випробування проводили кулькою D = 5 мм при навантаженні Р = 750 кГ протягом 30 с.

Визначення твердості втискуванням конуса або кульки (твердість за Роквеллом ). На приладах Роквелла твердість визначають за глибиною відбитка, одержаного при втискуванні наконечника - алмазного конусу з кутом при вершині 120° (шкала А и С ) або стальної кульки діаметром 1,59 мм (шкала В). Алмазний конус і стальну кульку втискують двома послідовними навантаженнями: попереднє дорівнює 10 кГ, основне - 90 кГ для кульки, 140 кГ для алмазного конусу.

Вимірювання алмазним конусом з основним навантаженням 50 кГ застосовують для дуже твердих металів і сплавів, тому що втискування конусу з великим навантаженням може викликати руйнування алмазу. Якщо твердість визначається втискуванням алмазного конусу із загальним навантаженням 150 кГ (140+10 кГ), то значення твердості знімають за чорною шкалою (С) циферблата та позначають HRC.

Рис.2. Схема приладу ТК

Якщо втискують стальну кульку із загальним навантаженням 100 кГ, то числа твердості знімають за червоною шкалою (В) циферблата та позначають HRB. При втискуванні алмазного конусу із загальним навантаженням 60 кГ, значення твердості характеризуються цифрою, що вказує стрілка на чорній шкалі, але позначають HRA.

Твердість за Роквеллом визначають на приладі ТК (рис.2), у станині якого встановлений столик 1. У верхній частині приладу розташований індикатор 5, шток 4з індентором (алмазним наконечником або стальною кулькою), педаль 6. Столик 1 переміщується обертанням маховика 2, навантаження створюється вантажем 3. Індикатор 5являє собою циферблат, на якому є дві шкали (чорна й червона) і дві стрілки - велика (показник твердості) і маленька (для контролю величини попереднього навантаження).

Шліфований з двох сторін зразок установлюють на столик 1 і поворотом маховика 2 піднімають до зіткнення з наконечником. Потім підйом столика продовжують доти, доки маленька стрілка не співпаде із червоною крапкою на циферблаті. Це означає, що наконечник натискує на зразок з попереднім навантаженням 10 кГ.

При цьому велика стрілка може збігатися або не збігатися з нулем на чорній шкалі циферблата. Якщо вона не збігається з нулем, то повертають шкалу індикатора таким чином, щоб на чорній шкалі велика стрілка збіглася з нулем.

Плавним натисканням на пускову педаль надають наконечнику основне навантаження, обумовлене вантажем 3. Час навантаження 5-7 с. Потім рукоятку приладу плавно повертають у початкове положення, тим самим знімаючи основне навантаження. При цьому велика стрілка обертається за циферблатом та зупиняється проти цифри на шкалі індикатора 5. Цифра вказує число твердості за Роквеллом. Цифри записують, і обертанням маховика 2 у зворотньому напрямку опускають столик 1.

Алмазний конус застосовують для вимірювання твердості загартованої сталі, поверхневих шарів матеріалів (після цементації або гартування СВЧ), твердих сплавів.

Твердість вимірюють мінімум у трьох точках. Відстань між двома відбитками повинна бути не менш 1,5 мм при втискуванні конуса та 4 мм - при

втискуванні кульки. Товщина зразка повинна бути не менше 10-разової глибини відбитка.

За одиницю твердості за Роквеллом прийнята умовна величина, що відповідає осьовому переміщенню наконечника на 0,002 мм. Але числа твердості за Роквеллом можна перевести в числа твердості за Бринеллем, використовуючи таблиці.

Твердість за Віккерсом визначають на приладі ТП (рис.3) втискуванням у випробуваний зразок з полірованою або шліфованою поверхнею чотиригранної алмазної піраміди з кутом при вершині 136°. Цей метод широко застосовується для визначення твердості деталей малої товщини і тонких поверхневих шарів, що мають високу твердість.

Зразок установлюють на столику 1 та обертанням маховика 6 піднімають до зіткнення з алмазною пірамідою, закріпленою у штоку 2. Натисканням на педаль 5 звільняється важільна система та індентор втискується у зразок під дією вантажу 4. Після зняття навантаження столик опускають та підводять мікроскоп. За допомогою мікроскопа визначають довжину діагоналі отриманого відбитка.

На окулярі мікроскопа є дві лінії. Обертанням гвинта окуляр-мікрометра ліву лінію (нульову) підводять до лівого кута відбитка. Потім, обертаючи мікрометричний гвинт, з’єднують другу лінію із правим кутом відбитка (рис.4). При цьому на шкалі барабана фіксуються показання. Використовують середню величину вимірів. Твердість за Віккерсом (HV) обчислюють за формулою

 

HV = (кГ/мм2), (2)

де Р - навантаження на піраміду (5, 10, 20, 30, 50, 100, 120), кГ; d - середнє значення довжини діагоналі відбитка, мм.

Порядок виконання роботи:

 

ЗАВДАННЯ 1 ( визначити твердість на приладі ТШ-2).

1. Зробить на поверхні зразка рівну горизонтальну площину.

2. Встановіть зразок на столик. Підніміть столик приладу до упору.

3. Увімкніть двигун (навантаження діє протягом 10 секунд).

4. Після автоматичного вимикання двигуна та зняття навантаження опустіть столик, повертаючи маховик, зніміть зразок.

5. Діаметр відбитка виміряти у двох перпендикулярних напрямках (мм) за допомогою мікроскопа, використовують середнє значення.

1. Розрахувати твердість НВ за формулою (1).

2. Скласти звіт. Результати вимірювань твердості надати у таблиці, форма якої наведена нижче.

ЗАВДАННЯ 2 ( визначити твердість на приладі ТК ).

1. Зробить на поверхні зразка рівну горизонтальну площину.

2. Встановіть зразок на столик. Підніміть столик приладу, поки маленька стрілка не співпаде із червоною крапкою на циферблаті.

3. Поверніть шкалу індикатора таким чином, щоб на чорній шкалі велика стрілка збігалася з нулем.

4. Плавно натисніть на пускову педаль.

5. Після автоматичного вимикання двигуна, за великою стрілкою на шкалі індикатора запишіть число твердості за Роквеллом.

6. Опустіть столик. Зніміть зразок.

7. Складіть звіт. Результати вимірів твердості надайте у таблиці, форма якої наведена нижче.

 

ЗАВДАННЯ 3 ( визначити твердість на приладі ТП ).

1.Зробіть на поверхні зразка рівну горизонтальну площину.

2.Зразок установіть на столикута обертанням маховика підніміть до зіткнення з алмазною пірамідою.

3.Зніміть навантаження, підведіть мікроскоп, визначте довжину діагоналі отриманого відбитка.

4.За формулою (2) підрахуйте твердість за Віккерсом.

5.Складіть звіт. Результати вимірювань надайте в таблиці. Таблиця 1

Твердість матеріалів

D зразка, мм Н зразка, мм dср. відбитка, мм Число твердості НВ Число твердості НRС Число твердості HV
           

Дайте відповідь на запитання:

1. Яка відмінність між твердістю заБринеллем та Роквеллом?

2. Що таке твердість ?

3. Для яких матеріалів застосовують методи визначення твердості?

4. Що означає 200НВ5/750/30 та 200НВ?

5. Що прийнято за одиницю твердості за Роквеллом? Що означає НRС?

 

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №2.




Переглядів: 1460

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

 

© studopedia.com.ua При використанні або копіюванні матеріалів пряме посилання на сайт обов'язкове.


Генерація сторінки за: 0.01 сек.