مواد روشی کار آزمایشگاهی در درس "علوم مواد

موضوع:بررسی فرآیند تبلور فلزات

هدف، واقعگرایانه:برای مطالعه مکانیسم کریستالیزاسیون فلزات، شرایط انرژی فرآیند تبلور.

سفارش کار

1. اطلاعات نظری را مطالعه کنید.

2. در دفترچه ای برای کار عملی به سوالات کنترلی به صورت مکتوب پاسخ دهید.

اطلاعات نظری

ویژگی کلی فلزات و آلیاژها ساختار کریستالی آنها است که با آرایش خاصی از اتم ها در فضا مشخص می شود. برای توصیف ساختار اتمی-کریستالی، از مفهوم سلول کریستالی استفاده می شود - کوچکترین حجم، که ترجمه آن در تمام ابعاد می تواند ساختار کریستال را به طور کامل بازتولید کند. در یک کریستال واقعی، اتم‌ها یا یون‌ها تا حالت تماس مستقیم به یکدیگر نزدیک می‌شوند، اما برای سادگی با طرح‌هایی جایگزین می‌شوند که در آن مراکز جذب اتم‌ها یا یون‌ها با نقطه نشان داده می‌شوند. معمول ترین سلول ها برای فلزات در شکل 1 نشان داده شده است. 1.1.

شکل 1.1. انواع شبکه های کریستالی و آرایش اتم ها در آنها:

الف) صورت محور (FCC)، ب) بدن محور (BCC)، ج) بسته بندی بسته شش ضلعی (GSC)

هر ماده ای می تواند در سه حالت تجمع باشد: جامد، مایع و گاز و انتقال از حالتی به حالت دیگر در دما و فشار معینی رخ می دهد. بیشتر فرآیندهای تکنولوژیکی در فشار اتمسفر رخ می دهند، سپس انتقال فاز با دمای تبلور (ذوب)، تصعید و جوش (تبخیر) مشخص می شود.

با افزایش دمای یک جامد، تحرک اتم ها در گره های سلول بلوری افزایش می یابد و دامنه ارتعاش آنها افزایش می یابد. با رسیدن به دمای ذوب، انرژی اتم ها برای خروج از سلول کافی می شود - با تشکیل فاز مایع فرو می ریزد. نقطه ذوب یک ثابت فیزیکی مهم مواد است. در میان فلزات، جیوه دارای کمترین نقطه ذوب (38.9- درجه سانتیگراد) و بالاترین آن تنگستن (3410 درجه سانتیگراد) است.

تصویر مخالف زمانی رخ می دهد که مایع با انجماد بیشتر خنک شود. در مجاورت نقطه ذوب، گروه هایی از اتم ها تشکیل می شوند که مانند یک جامد در سلول ها بسته بندی می شوند. این گروه ها مراکز (هسته) تبلور هستند و سپس لایه ای از کریستال ها روی آنها رشد می کند. با رسیدن به همان نقطه ذوب، مواد با تشکیل یک شبکه کریستالی به حالت مایع تبدیل می شوند.

تبلور انتقال فلز از حالت مایع به جامد در دمای معین است. طبق قانون ترمودینامیک، هر سیستمی تمایل دارد به حالتی با حداقل مقدار انرژی آزاد برود - انرژی داخلی ترکیبی که می تواند به صورت همدما به کار تبدیل شود. بنابراین، فلز زمانی که انرژی آزاد کمتری در حالت جامد وجود داشته باشد، جامد می شود و زمانی که انرژی آزاد کمتری در حالت مایع وجود داشته باشد، ذوب می شود.

فرآیند تبلور از دو فرآیند ابتدایی تشکیل شده است: هسته سازی مراکز تبلور و رشد کریستال ها از این مراکز. همانطور که در بالا ذکر شد، در دمای نزدیک به تبلور، تشکیل یک ساختار جدید، یک مرکز تبلور، آغاز می شود. با افزایش درجه ابرسرد شدن، تعداد چنین مراکزی افزایش می یابد که کریستال ها در اطراف آن شروع به رشد می کنند. همزمان، مراکز تبلور جدید در فاز مایع تشکیل می شود؛ بنابراین، افزایش فاز جامد هم به دلیل پیدایش مراکز جدید و هم به دلیل رشد مراکز موجود به طور همزمان اتفاق می افتد. نرخ تبلور کل به سیر هر دو فرآیند بستگی دارد، و نرخ هسته‌زایی مراکز و رشد کریستال به درجه فوق خنک‌سازی ΔΤ بستگی دارد. در شکل 1.2 به صورت شماتیک مکانیسم تبلور را نشان می دهد.

برنج. 1.2. مکانیسم کریستالیزاسیون

بلورهای واقعی کریستالیت نامیده می شوند، آنها شکل نامنظمی دارند که با رشد همزمان آنها توضیح داده می شود. هسته های تبلور می تواند نوسانات فلز پایه، ناخالصی ها و ذرات جامد مختلف باشد.

اندازه دانه ها به درجه فوق سرد شدن بستگی دارد: در مقادیر کوچک ΔТ، سرعت رشد کریستال بالا است، بنابراین، مقدار ناچیزی از بلورهای بزرگ تشکیل می شود. افزایش ΔT منجر به افزایش سرعت هسته‌زایی می‌شود، تعداد کریستال‌ها به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد و اندازه آنها کاهش می‌یابد. با این حال، نقش اصلی در تشکیل ساختار فلزی توسط ناخالصی ها (آخال های غیر فلزی، اکسیدها، محصولات اکسید زدایی) ایفا می شود - هر چه بیشتر باشد، اندازه دانه ها کوچکتر است. گاهی اوقات فلز به طور عمدی اصلاح می شود - معرفی عمدی ناخالصی ها به منظور کاهش اندازه دانه.

در شکل گیری ساختار کریستالی، جهت حذف گرما نقش مهمی ایفا می کند، زیرا کریستال در این جهت سریعتر رشد می کند. وابستگی نرخ رشد به جهت منجر به تشکیل کریستال های درخت مانند - دندریت های شاخه دار می شود (شکل 1.3).

برنج. 1.3 کریستال دندریتیک

در طول انتقال از حالت مایع به حالت جامد، کریستالیزاسیون انتخابی همیشه اتفاق می افتد - اول از همه، فلز خالص تر سخت می شود. بنابراین، مرزهای دانه بیشتر از نظر ناخالصی غنی می شود و ناهمگونی ترکیب شیمیایی درون دندریت ها را مایع دندریتی می گویند.

در شکل 1.4. ساختار یک شمش فولادی را نشان می دهد که در آن می توان 3 ناحیه مشخصه را تشخیص داد: ریزدانه 1، ناحیه ای از کریستال های ستونی 2 و ناحیه ای از بلورهای تعادلی 3. منطقه 1 شامل تعداد زیادی کریستال است که جهت گیری ندارند. فضایی که تحت تأثیر اختلاف دمای قابل توجهی بین فلز مایع و دیواره سرد تشکیل شده است.

برنج. 1.4. سازه شمش فولادی

پس از تشکیل ناحیه بیرونی، شرایط حذف گرما بدتر می شود، هیپوترمی کاهش می یابد و مراکز تبلور کمتری ظاهر می شود. بلورها از آنها در جهت حذف گرما (عمود بر دیواره های قالب) شروع به رشد می کنند و منطقه 2 را تشکیل می دهند. در منطقه 3 جهت روشنی برای حذف گرما وجود ندارد و هسته های تبلور در آن حاوی ذرات خارجی است که در طول آن جابجا شده اند. تبلور مناطق قبلی

کنترل سوالات

1. مواد در چه حالت هایی از تجمع می توانند وجود داشته باشند؟

2. تبدیل فاز از نوع اول به چه چیزی گفته می شود؟

3. به چه فرآیندی تبلور می گویند، به چه نوع تبدیل فازی تعلق دارد؟

4. مکانیسم تبلور فلز و شرایط لازم برای شروع آن را شرح دهید.

5. علت شکل دندریتی کریستال ها چیست؟

6. ساختار شمش فلزی را شرح دهید

سوالات آزمون سال دوم دانشکده IM
سوالات آزمون برای سال اول کارشناسی IM

کارهای آزمایشگاهی

مجلات آزمایشگاهی درس "علوم مواد"

(برای انجام کارهای آزمایشگاهی، دانشجویان باید نسخه چاپی مجلات آزمایشگاهی را به همراه داشته باشند)

کار آزمایشگاهی در درس "علوم مواد"

کار آزمایشگاهی در درس "علوم مواد"

متون اصلی آموزشی و آموزشی - روشی در مورد رشته ها در بخش خوانده می شود

چرخه علم مواد

1. Bogodukhov S.I.، Kozik E.S. علم مواد. کتاب درسی برای دانشگاه ها. - M .: Mashinostroenie, 2015 .-- 504 p.
2. Solntsev Yu.P.، Pryakhin E.I. علم مواد. کتاب درسی برای دانشگاه ها. - SPb .: KHIMIZDAT, 2007 .-- 784 p.
3. Arzamasov V.B., Cherepakhin A.A. علم مواد. کتاب درسی. - م .: امتحان، 1388 .-- 352 ص: بیمار.
4. Oskin V.A.، Baikalova V.N.، Karpenkov V.F. کارگاه علم مواد و فناوری مصالح سازه ای: کتاب درسی برای دانشگاه ها (ویرایشگر Oskin V.A., Baikalova V.N.). - M .: KolosS, 2007 .-- 318 p .: ill.
5. علم مواد و فناوری فلزات: کتاب درسی برای دانشگاه ها / G.P. Fetisov و دیگران - ویرایش 6، اضافه کنید. - م .: دبیرستان، 2008 .-- 878 ص.
6. علم مواد و فناوری فلزات: کتاب درسی برای دانشگاه ها در تخصص های ماشین سازی / G.P. فتیسوف، M.G. کارپمن و دیگران - M .: دبیرستان، 2009 .-- 637 ص.
7. Medvedeva M.L., Prygaev A.K. یک دفترچه در مورد علم مواد. راهنمای روش - M.: مرکز انتشارات دانشگاه دولتی نفت و گاز روسیه به نام آنها گوبکینا، 2010، 90 ص.
8. Efimenko L.A.، Elagina O.Yu.، Prygaev A.K.، Vyshemirsky E.M.، Kapustin O.E.، Muradov A.V. لوله فولادی های امیدوار کننده و سنتی برای احداث خطوط لوله گاز و نفت. مونوگراف. - م .: آرم ها، 2011، 336 ص.
9. پریگاف A.K.، Kurakin I.B.، Vasiliev A.A.، Krivosheev Yu.V. توجیه انتخاب مصالح ساختاری و توسعه حالت های عملیات حرارتی آنها برای ساخت قطعات و تجهیزات ماشین آلات صنعت نفت و گاز. راهنمای روشی برای کار درسی در رشته "علوم مواد" - M .: دانشگاه دولتی نفت و گاز روسیه به نام IM گوبکینا، 2015
10. Fektistov G.P.، ​​Karpman M.G.، Miatyukhin V.M. و سایر علم مواد و فناوری مواد. - م .: دبیرستان، 2000
11. گولیایف A.P. علم مواد. - M .: متالورژی، 1986
12. Efimenko L.A., Prygaev A.K., Elagina O.Yu. متالورژی و عملیات حرارتی اتصالات جوشی. آموزش. - م .: آرم ها، 2007 .-- 455 ص: بیمار.
13. دستورالعمل های روشی برای کار آزمایشگاهی در درس "علوم مواد" قسمت 1 و قسمت 2، - M.: دانشگاه دولتی نفت و گاز روسیه، 2000
14. Trofimova G.A. دستورالعمل های روشی برای کارهای آزمایشگاهی "ساخت و تجزیه و تحلیل منحنی های ترمومکانیکی برای پلیمرهای آمورف" و "تعیین خواص مکانیکی پلاستیک و لاستیک". - مسکو: دانشگاه دولتی نفت و گاز روسیه به نام I.M. گوبکین، 1999

چرخه خوردگی و حفاظت از تجهیزات نفت و گاز

1. Semenova I.V., Florianovich G.M., Khoroshilov A.V. حفاظت در برابر خوردگی و خوردگی. - م: فیزمتلیت، 2010 .-- 416 ص.
2. مدودوا ام.ال. حفاظت از خوردگی و تجهیزات در فرآوری نفت و گاز. آموزش. مسکو: انتشارات FSUE "نفت و گاز" دانشگاه دولتی نفت و گاز روسیه به نام I.M. Gubkina, 2005 .-- 312 p .: ill.
3. Medvedeva M.L.، Muradov A.V.، Prygaev A.K. خوردگی و حفاظت از خطوط لوله اصلی و مخازن: کتاب درسی برای دانشگاه های نفت و گاز. - M .: مرکز انتشارات دانشگاه دولتی نفت و گاز روسیه به نام I.M. گوبکینا، 2013 .-- 250 ص.
4. Sorokin G.M., Efremov A.P., Saakiyan L.S. سایش خوردگی مکانیکی فولادها و آلیاژها. -M.: نفت و گاز، 2002

تریبولوژی چرخه

1. Sorokin G.M., Malyshev V.N., Kurakin I.B. تریبولوژی فولادها و آلیاژها: کتاب درسی برای دانشگاه ها. - M.: دانشگاه دولتی نفت و گاز روسیه به نام I.M. گوبکینا، 2013 .-- 383 ص .: ill.
2. Sorokin G.M., Kurakin I.B. تجزیه و تحلیل سیستم و معیارهای پیچیده برای مقاومت فولادها - M .: Nedra Publishing House LLC، 2011. - 101 p.
3. سوروکین جی.ام. تریبولوژی فولادها و آلیاژها. M .: Nedra، 2000
4. وینوگرادوف V.N.، Sorokin G.M. سایش مکانیکی فولادها و آلیاژها: کتاب درسی برای دانشگاه ها. - M .: Nedra, 1996 .-- 364 p .: ill.
5. وینوگرادوف V.N.، Sorokin G.M. مقاومت در برابر سایش فولادها و آلیاژها: کتاب درسی برای دانشگاه ها. - م .: نفت و گاز، 1373 .-- 417 ص .: ill. 246.

رونوشت

1 وزارت آموزش و پرورش و علوم فدراسیون روسیه موسسه آموزشی دولتی آموزش عالی حرفه ای دانشگاه فنی دولتی نیژنی نووگورود به نام R.E. آلکسیوا V.K. سوروکین، G.N. گاوریلوف، S.V. آزمایشگاه و کارهای عملی کوسترومین در علم مواد

2 UDC (075.8) LBC Sorokin V.K.، Gavrilov G.N.، Kostromin S.V. کار آزمایشگاهی و عملی در علم مواد: کتاب درسی. کمک هزینه; ویرایش شده توسط V.K. سوروکین. NSTU به نام R.E. الکسیوا نیژنی نووگورود، اس. JSBN کارهای آزمایشگاهی بر روی مطالعه ساختار مواد، مسائل مربوط به عملیات حرارتی و خواص مواد ارائه شده است. کار عملی در مورد تجزیه و تحلیل تبدیل فاز در آلیاژهای دو جزئی، انتخاب فولادها و عملیات حرارتی قطعات ماشین آلات و مواد کامپوزیت ارائه شده است. دانشگاه فنی دولتی نیژنی نووگورود به نام R.E. الکسیوا سوروکین وی.کی.، گاوریلوف جی.ن.، کوسترومین اس.و.، 2011

3 کار آزمایشگاهی 3 تأثیر شرایط عملیات حرارتی بر خواص فولاد هدف کار: بررسی تأثیر شرایط دما و زمانی حالت‌های گرمایش و سرمایش در طول عملیات حرارتی بر خواص فولاد. 1. اطلاعات مختصر از تئوری محصولات فلزی از شرکت های متالورژی معمولاً به شکل محصولات مختلف نورد شده، آهنگری، در حالت ریخته گری به کارخانه های ماشین سازی می رسند. آنها برای تولید قطعات ماشین آلات، که تحت عملیات حرارتی اولیه قرار می گیرند، استفاده می شود. ماشینکاری بعدی با برش. بخش هایی از یک شکل هندسی و ابعاد مشخص به دست می آید. سپس این قطعات تحت عملیات حرارتی سخت شوندگی قرار می گیرند و در مورد ماشین های پیچیده به مونتاژ تک تک قطعات دستگاه فرستاده می شوند و خود دستگاه از واحدهای مونتاژ مونتاژ می شود. طرح پردازش و ساخت در کارخانه های ماشین سازی قطعات حجمی ماشین (اهرم ها، میل لنگ و میله های اتصال موتورهای احتراق داخلی، چرخ دنده و غیره) از مواد فلزی قابل تغییر شکل در شکل نشان داده شده است. 8. همانطور که مشاهده می کنید، در فرآیند ساخت قطعات ماشین آلات، عملیات حرارتی دو بار انجام می شود. عملیات حرارتی فرآیند پردازش محصولات ساخته شده از مواد فنی با استفاده از قرار گرفتن در معرض حرارت (گرمایش و سرمایش) به منظور تغییر ساختار و خواص آنها در جهت معین است. عملیات حرارتی به عنوان آخرین عملیات برای به دست آوردن خواص مکانیکی، فیزیکی و عملیاتی مشخص شده قطعات ماشین آلات، و همچنین میانی (مقدماتی) به منظور بهبود خواص تکنولوژیکی (قابلیت ماشینکاری با ابزارهای برش، قابلیت ماشینکاری با فشار و غیره) استفاده می شود. ). انواع اصلی عملیات حرارتی اولیه قطعات کار ساخته شده از فولادهای سازه ای در مهندسی مکانیک نرمالیزاسیون یا آنیل کامل است. برای انجام آنها، قطعات کار در صورت استفاده از فولادهای هایپریوتکتوئیدی ساختاری بالاتر از دمای تبدیل فاز t АСз به С گرم می شوند و ساختار آستنیتی به دست می آید. پس از مدتی قرار گرفتن در دمای گرمایش، خنک سازی در هوا (عادی کردن آنیل) یا همراه با یک کوره (پخت کامل) انجام می شود و ساختاری از فریت و پرلیت به دست می آید. پیش عملیات حرارتی سختی فولاد را کاهش می دهد و ماشین کاری را بهبود می بخشد. شاخص ماشین‌کاری در حین برش معمولاً به عنوان مقدار عددی سرعت برش در هنگام چرخش با برش‌های فولادی پرسرعت بر روی یک ماشین تراش در نظر گرفته می‌شود که با عمر ابزار 60 دقیقه (زمان بین دو چرخش مجدد لبه برش) مطابقت دارد. ابزار).

4 کارخانه متالورژیکی محصولات بلند کارخانه ماشین سازی تولید بلنک های قطعات ماشین با عملیات فشاری (تمام زنی گرم و غیره) بلنک یک قسمت عملیات پیش گرمایی بلنک ها برش مکانیکی در دستگاه های برش فلز قطعات ماشین آلات عملیات حرارتی تقویت کننده قطعات پردازش نهایی عملیات (در صورت لزوم) مونتاژ ماشین ماشین (محصول) برنج. 8. طرح بزرگ معمولی پردازش و ساخت قطعات ماشین های حجیم در یک کارخانه ماشین سازی زمانی که محتوای کربن در کربن ساختاری و فولادهای کم آلیاژ کمتر از 0.5٪ باشد، معمولاً بازپخت معمولی برای قطعات خالی و برای فولادهای با بیش از 0.5٪ کربن، بازپخت کامل. عملیات حرارتی نهایی معمولی قطعات ماشین آلات و ابزار شامل دو عملیات است: 1 - خاموش کردن با به دست آوردن در مرحله سرد شدن با سرعت بالا (برای فولادهای کربنی در آب و سایر رسانه ها) ساختار آستنیتی مارتنزیت (AM). 2- تلطیف فولاد سخت شده با حرارت دادن تا دمای نه بیشتر از دمای تبدیل فاز Ac 1. استفاده از عملیات حرارتی خواص مکانیکی فولاد را به طور قابل توجهی تغییر می دهد. طرح‌های انواع اصلی عملیات حرارتی برای فولادهای هایپریوتکتوئیدی ساختاری در شکل 1 نشان داده شده است. 9. داده های مربوط به خواص مکانیکی فولادهای ساختاری با کربن متوسط ​​(بهبود) با ترکیبات شیمیایی مختلف پس از خاموش شدن و تمپر بالا در جدول آورده شده است. 9.

5 درجه فولاد شکل. 9. طرح‌های عملیات حرارتی فولادهای سازه‌ای جدول 9. خواص مکانیکی برخی از فولادهای ساختاری معمولی با کربن متوسط ​​پس از خاموش شدن و تلطیف بالا قیمت عمده x) قطر بحرانی، mm xx) برای قطعات با ابعاد عرضی، mm xxx) خواص مکانیکی 0.2 , V, MPa MPa 45 1, X 1, XN 1, XN2MA 2, KhNZMFA 2, نکات: x) واحدهای نسبی: قیمت عمده فروشی فولاد کربنی با کیفیت 1.0 در نظر گرفته شده است. xx) قطر نمونه خاموش شده تا ریزساختاری در مرکز 95% مارتنزیت و 5% تروستیت بدست آید. xxx) از فولادها می توان برای ساخت قطعاتی با ابعاد عرضی حتی بزرگتر استفاده کرد. باید در نظر داشت که در این حالت، محصولات به دلیل سختی ناکافی بر بخش قطعات با قطر عرضی بزرگ، در مقایسه با مقادیر جدولی، خواص مکانیکی کاهش یافته را دریافت می کنند. 2. پشتیبانی مادی و فنی کار در این کار از اجاق های الکتریکی آزمایشگاهی، پتانسیومترهای اتوماتیک برای کنترل دمای گرمایش در کوره، مخازن با آب و روغن برای خنک کردن، ماشین سنگ زنی (تراش دهنده) برای تمیز کردن نمونه ها از سوراخ ها و رسوب ها، سختی سنج ها استفاده می شود. ، فورسپس برای بارگذاری نمونه ها در پخت

6 و تخلیه، نمونه فولادهای درجات مختلف، خط کش اندازه گیری سایز نمونه ها یا کولیس ورنیه. کار در آزمایشگاه عملیات حرارتی انجام می شود. برای گرم کردن نمونه ها از محفظه آزمایشگاهی الکتریکی یا کوره های صدا خفه کن استفاده می شود. نمونه ای از کوره محفظه ای SNOL I / II-M1 X) با ظرفیت 3 کیلو وات است. محفظه کار، که در آن گرمایش انجام می شود، از سرامیک مقاوم در برابر حرارت ساخته شده است. عناصر گرمایش به شکل مارپیچ در فرورفتگی هایی در امتداد دیوارهای جانبی، روی اجاق گاز و در سقف کوره قرار دارند. برای محافظت از مارپیچ ها از آسیب و محل قرارگیری نمونه های گرم شده، یک کاشی سرامیکی تخت در کف کوره وجود دارد. برای اندازه گیری دما، یک ترموکوپل در ناحیه کار کوره قرار می گیرد. محفظه کار فر از جلو با درب بسته می شود. حداکثر دما در منطقه کار 1100 درجه سانتیگراد است. کوره مجهز به میلی ولت متر از نوع MP است. برای اندازه گیری دقیق و نگهداری خودکار دمای تنظیم شده، از دستگاه خاصی استفاده می شود - یک پتانسیومتر الکترومکانیکی اتوماتیک از نوع KSP4 که به آن یک ترموکوپل با استفاده از سیم های برق متصل می شود. این ابزار می تواند به طور خودکار داده های دمای فر را روی نمودار نوار مستطیلی کاغذی ثبت کند. برنج. 10. طرح نصب برای عملیات حرارتی: 1 کوره. 2 کابینت با پتانسیومتر؛ 3 مخزن خنک کننده. در کنار اجاق ها، مخازن حاوی آب و روغن معدنی روی یک پایه قرار گرفته است. مخازن دارای "سبدهایی" با سوراخ هایی هستند که از طریق آنها نمونه ها پس از خنک شدن کامل از محیط خنک کننده خارج می شوند. یک نمودار شماتیک از تاسیسات عملیات حرارتی در شکل نشان داده شده است. 10. ارزیابی خواص مکانیکی نمونه ها در این کار با مقدار عددی سختی انجام می شود. سختی خاصیت ماده ای است که باید فراهم کند

7 مقاومت در برابر تغییر شکل پلاستیک هنگام فشار دادن تحت بار ثابت به سطح صاف مواد یک توپ فولادی سخت، مخروط الماس یا هرم. روش های مختلفی برای اندازه گیری سختی وجود دارد: برینل، راکول، ویکرز و غیره. 3. توالی عملکرد و پردازش داده های تجربی. بخش عملی کار به ترتیب زیر انجام می شود: 1. برای گروهی از دانش آموزان حداکثر 3-4 نفر، معلم تعداد کار را مشخص می کند. هر دانش آموز متن تکلیف را برای خود یادداشت می کند. 2. مطابق با تکلیف، معلم درجه فولاد را تعیین می کند، کلاس سازه آن مشخص می شود. 3. نوع عملیات حرارتی با توجه به انتساب تعیین می شود: سخت شدن، بازپخت، سخت شدن و تمپرینگ. 4. بعد، به تعیین حالت های عملیات حرارتی ادامه دهید: دمای گرمایش، گرمایش و زمان نگهداری، محیط خنک کننده. برخی از شاخص های حالت، بسته به وظیفه خاص، توسط معلم نشان داده می شود. دمای گرمایش طبق فرمول های ارائه شده در جدول محاسبه می شود. 10. مقادیر عددی دماهای تبدیل فازهای As 1 و As 3 مطابق جدول گرفته شده است. 11. در این حالت دو مقدار عددی دما محاسبه می شود: حداقل t min و حداکثر t max. این مقادیر دما محدوده دمایی گرمایش بهینه را مشخص می کند. مقدار واقعی دمای کوره باید در این محدوده باشد (کمتر از tmin نباشد). مثال. کوئنچ فولاد U12 (As 1 = 730 C): t min = 800 C; t max = = 830 C. ) عادی سازی t n.d. = t Ac3 + آنیل + (50 80 درجه سانتی گراد) سخت شدن t zak = t Ac3 + + (30 50 درجه سانتی گراد) تمپرینگ فولادهای سخت شده یوتکتوئید و هایپریوتکتوئید (از 0.7 0.8 تا 2.14٪) t آنیل = t Ac1 + + (30 70) ج) t nd = t Асm + + (30 50 С) t مرتبه = t Ас1 + + (С) زیر Аc 1 (بسته به خواص مشخص شده در С) محیط خنک کننده معمولی با کوره در هوای ساکن فولادهای کربنی در آب، آلیاژی در روغن برای اکثر فولادهای موجود در هوا

8 جدول 11. دمای نقاط بحرانی Ac 1, Ac 3, Acm برخی از فولادها Grade X 45G2 35KhGSA 60S2 steel Ac 1.0 C Ac 3.0 C Grade U7 U8 U10 U12 ShKh15 9KhS KhVG X10 C فولاد Acm 10. از نمونه ها تا دمای مشخص شده با توجه به وابستگی تجربی زیر محاسبه می شود: n = 1.5 D، min، که در آن D قطر یا ضخامت نمونه، میلی متر است. زمان نگهداری در دمای معین b = 0.2 n، min. کل زمان از بارگیری نمونه ها در محفظه کار کوره تا تخلیه آنها از کوره، مجموع زمان گرمایش و نگهداری است: = n + c مثال. قطر نمونه 12 میلی متر است: n = 1.5 12 = 18 دقیقه. b = 0.2 18 = 3.6 دقیقه; = 18.0 + 3.6 = 21.6 دقیقه. محیط خنک کننده برای عملیات حرارتی فولاد مطابق جدول 10 تعیین شده است. دانش‌آموزان نمونه‌هایی از فولاد با درجه معین را از دستیار آزمایشگاه دریافت می‌کنند و آن‌ها را روی دستگاه تیزکن (سنگ سنگ‌زنی) می‌کشند. در مرحله بعد، دستیار آزمایشگاه سختی نمونه ها را قبل از عملیات حرارتی با روش راکول در مقیاس HRB اندازه گیری می کند. عدد سختی حاصل از جدول به مقیاس HB تبدیل می شود. مقدار سختی در جدول ثبت شده است. سپس نمونه ها با انبرک زیر نظر تکنسین آزمایشگاه وارد کوره می شوند. فر قبلاً از شبکه برق جدا شده است. پس از بارگیری نمونه ها در کوره، درب آن بسته شده و فر به شبکه برق وصل می شود. پس از انقضای زمان گرمایش و نگهداری، کوره از شبکه برق جدا می شود، نمونه ها با کمک انبر به سرعت از کوره تخلیه شده و در محیط خنک کننده از پیش تعیین شده قرار می گیرند. پس از اتمام خنک‌سازی، نمونه‌ها روی دستگاه آسیاب (سنگ‌زنی) تمیز می‌شوند و دستیار آزمایشگاه سختی را بسته به نوع عملیات حرارتی در مقیاس HRC یا HRB اندازه‌گیری می‌کند. اعداد سختی بدست آمده از جدول به مقیاس HB تبدیل می شوند. مقادیر سختی در جدول ثبت شده است. شکل جدول ثبت نتایج عملیات حرارتی برای کل کار در زیر آمده است: تأثیر عملیات حرارتی بر سختی فولاد درجه حالت سختی فولاد فولاد. عملیات حرارتی نوع عملیات حرارتی حداقل سرمایش - НRB НВ НRB НRС НВ t, 0 С, چهارشنبه تا پس از آن (بنابراین) انکار

9 در این کار، چندین دانش آموز یکی از وظایف عملی را در مورد عملیات حرارتی فولادهای با محتوای کربن معین انجام می دهند. بر روی نمونه های کوچک فولادها در شرایط آزمایشگاهی، عملیات حرارتی واقعی قطعات کار، قطعات ماشین آلات و ابزار شبیه سازی شده است. وظایف عملی در زیر آورده شده است. وظیفه 1. مطالعه تأثیر محیط خنک کننده (سرعت خنک کننده) بر سختی فولاد. چهار نمونه فولاد کربنی با درجه معین را گرم کنید، نگه دارید و سرد کنید: نمونه اول در آب (سخت شدن کامل)، دومی در روغن معدنی (سخت شدن جزئی)، سومی در هوا (نرمال بازپخت) و چهارمی در کوره. (پخت کامل). سختی نمونه ها را قبل و بعد از عملیات حرارتی اندازه گیری کنید. جدول 12. نرخ خنک کننده در محیط های مختلف خنک کننده هوای روغن متوسط ​​آب با کوره نرخ تقریبی خنک کننده، درجه، 05 / s. بر اساس داده های به دست آمده، نموداری از وابستگی سختی فولاد به سرعت خنک کننده رسم شده است. نتیجه گیری: پس از چه نوع عملیات حرارتی، حداکثر و حداقل سختی فولاد حاصل می شود. - در مورد تأثیر سرعت خنک کننده بر سختی فولاد. وظیفه 2. مطالعه اثر سخت شدن بر سختی فولاد با محتوای کربن متفاوت. کوئنچ برای چندین نمونه از فولادهای کربنی با گریدهای مختلف انجام می شود. سختی نمونه ها قبل و بعد از کوئنچ اندازه گیری می شود. بر اساس داده های به دست آمده، دو نمودار از وابستگی سختی به محتوای کربن رسم شده است (قبل از سخت شدن برای فولادهای گریدهای U7، U8، U10 و بعد از سخت شدن برای همه فولادهای مورد مطالعه). برای نتیجه گیری: - در مورد تأثیر سخت شدن یک گرید فولادی بر سختی و تأثیر محتوای کربن بر سختی فولاد سخت شده. تکلیف 3. مطالعه تأثیر دمای اعتدال بر سختی فولاد سخت شده. سه نمونه فولاد هم درجه را خاموش کنید. سختی هر نمونه را قبل و بعد از سخت شدن اندازه گیری کنید. حرارت دادن نمونه های سخت شده را در دمای 200 درجه سانتیگراد اول، درجه دوم درجه سانتیگراد، درجه سوم درجه سانتیگراد انجام دهید. زمان گرم کردن و نگهداری 30 دقیقه است. بعد از تمپر کردن سختی را اندازه بگیرید. بر اساس داده‌های به‌دست‌آمده، نموداری از وابستگی سختی به دمای اعتدال بسازید. نتیجه گیری کنید: -در مورد تأثیر دمای تلطیف فولاد سخت شده بر سختی. -پس از تمپر كردن در چه دمايي بالاترين و كمترين سختي فولاد مورد بررسي به دست مي آيد. با توجه به داده های به دست آمده بر روی تخته، نمودارهای وابستگی سختی HB به عوامل متغیر رسم شده است: محتوای کربن در فولاد. نرخ خنک کننده در طول عملیات حرارتی؛ دمای معتدل

10 نمونه سخت شده برای این کار، هر دانش آموز نقاط آزمایشی را در مختصات مربوطه مشخص می کند. علاوه بر این، دانش آموزان در تکالیف نتیجه گیری را تدوین می کنند که در گزارش ثبت می شود. یافته های گزارش هر دانش آموز برای هر سه تکلیف ارائه شده است. 4. محتوای گزارش نتایج کار انجام شده در گزارشی تهیه می شود که باید شامل بخش های زیر باشد: 1. هدف کار. 2. تجهیزات، دستگاه ها و مواد مورد استفاده در انجام کار. 3. مفاد نظری: مفهوم عملیات حرارتی، انواع معمول عملیات حرارتی اولیه و نهایی فولادهای سازه، برنامه عملیات حرارتی. 4. روش کار و نتایج به دست آمده. وظیفه عملیات حرارتی، درجه فولاد، نوع عملیات حرارتی، انتخاب حالت عملیات حرارتی، جدول نتایج برای کل کار. سه نمودار از وابستگی سختی به عوامل مورد مطالعه برای همه وظایف. 5. نتیجه گیری در مورد کار. در پایان درس، معلم از طریق پرسش شفاهی، جذب دانش را در سؤالات برای خودآزمایی بررسی می کند. گزارش های تکمیل شده توسط معلم بررسی و امضا می شود. 5. سؤالاتی برای آمادگی برای کار و خودآزمایی 1. مفهوم عملیات حرارتی. 2. انواع اصلی عملیات حرارتی مورد استفاده در مهندسی مکانیک کدامند؟ 3. بازپخت کامل و کوئنچ و تمپرینگ کامل بر خواص مکانیکی فولاد سازه ای چه تاثیری دارد؟ 4. برای عملیات حرارتی در آزمایشگاه علم مواد از چه کوره هایی استفاده می شود؟ 5. پتانسیومترها برای چه اهدافی استفاده می شوند؟ 6. مفهوم سختی مواد. 7. دمای گرمایش در هنگام کوئنچ و آنیل چگونه تعیین می شود؟ 8. چه نوع محیط خنک کننده برای نرمال کردن آنیل استفاده می شود؟ ادبیات توصیه شده اصلی: Fetisov, G.P. علم مواد و فناوری فلزات: کتاب درسی. برای دانشجویان ماشین سازی متخصص. دانشگاه ها / G.P. فتیسوف، M.G. کارپمن، وی.ام. ماتیوشین؛ ویرایش G.P. فتیسوف. ویرایش سوم، Rev. و اضافه کنید. م.: بالاتر. shk.، ص. اضافی: Arzamasov، B.N. علم مواد: کتاب درسی. برای دانشگاه ها / B.N. آرزاماسوف و دیگران؛ زیر کل ویرایش B.N. آرزاماسووا، G.G. موخینا. ویرایش هفتم، کلیشه. M.: انتشارات MSTU im. N.E. باومن، ص.

آژانس فدرال آموزش دانشگاه ایالتی معماری و مهندسی عمران تومسک موسسه جنگلداری اثر دمای گرمایش در هنگام خاموش کردن و تمپر کردن بر خواص مکانیکی فولاد

آژانس فدرال آموزش دانشگاه فنی دولتی آرخانگلسک عملیات حرارتی فولادهای کربنی. دستورالعمل های روشی برای کارهای آزمایشگاهی در علم مواد

وزارت آموزش و پرورش و علوم فدراسیون روسیه موسسه آموزشی بودجه دولتی فدرال آموزش عالی حرفه ای "دانشگاه دولتی کورگان"

وظایف آزمون تنش های ناشی از فرآیند گرمایش سریع، در نتیجه انبساط ناهمگن سطح و لایه های داخلی را 1) باقیمانده داخلی 2) ساختاری 3) حرارتی می نامند.

سخنرانی 19 http://www.supermetalloved.narod.ru فولادهای ابزار 1. فولادهای ابزار برش 2. فولادهای ابزار کربنی (GOST 1435). 3. فولادهای آلیاژی ابزار 4. با سرعت بالا

آژانس فدرال آموزش دانشگاه فنی دولتی اورال UPI M.A. فیلیپوف، وی.آر. باراز CONSTRUCTION AND TOOOL STEELS نسخه آموزشی الکترونیکی متن تهیه شده توسط

وزارت آموزش و پرورش فدراسیون روسیه دانشگاه مهندسی رادیو دولتی تاگانروگ گروه مکانیک چکیده یکی از رایج ترین ویژگی هایی که کیفیت را تعیین می کند

Http://cryoteh.ru/process/ فرآوری فلزات برودتی فرآوری فلزات برودتی فرآیندی است که برای پردازش قطعات فلزی و محصولات فلزی نهایی در دماهای بسیار پایین (در زیر

وزارت آموزش و پرورش عمومی و حرفه ای فدراسیون روسیه دانشگاه فنی دولتی مسکو IM. N.E.BAUMANA G. G. MUKHIN، A. A. ZYABREV، M. S. PAVLOV، R. S. FAKHURTDINOV

کار آزمایشگاهی 2 انتخاب حالت دما برای گرم کردن بلوک های فولادی قبل از عملیات فشاری هدف کار: آشنایی با روش های اساسی انتخاب حالت های گرمایش قطعه کار برای کار گرم

وزارت آموزش و پرورش فدراسیون روسیه دانشگاه فنی دولتی Tver گروه فناوری فلزات و علوم مواد علم مواد وظایف کنترلی برای دانشجویان مکاتبه ای

وزارت آموزش عمومی و حرفه ای فدراسیون روسیه آکادمی دولتی نساجی ایوانوو گروه فناوری فلزات و مهندسی مکانیک علم مواد و عملیات حرارتی

پروژه خلاقانه وزارت آموزش و پرورش منطقه ریازان OGBPOU "کالج راه آهن ریازان" "من این را می دانم و اکنون می توانید دریابید" کار مستقل دانشجویان در علم مواد

علم مواد UDC 620.178.3 سایش تماسی از فولادهای ابزار Х12М، 9ХС و У8А I. N. STEPANKIN, E. P. POZDNYAKOV مؤسسه آموزشی "دانشگاه فنی دولتی گومل"

موسسات آموزشی بودجه ای فدرال ایالتی آموزش عالی حرفه ای "دانشگاه کشاورزی ایالتی اورنبورگ" بخش "تعمیر ماشین" برنامه کاری عملی

334 مجموعه مقالات دانشگاه فنی دولتی نیژنی نووگورود به نام R.E. Alekseeva 5 (107) UDC 621.9 V.V. Bespalov تضمین فنی از کیفیت ماشین، نیژنی نووگورود فنی دولتی

وزارت کشاورزی فدراسیون روسیه موسسه آموزشی بودجه دولتی فدرال آموزش عالی حرفه ای "دانشگاه کشاورزی دولتی ساراتوف"

وزارت آموزش و پرورش و علوم فدراسیون روسیه موسسه جنگلداری Syktyvkar (شعبه) موسسه آموزشی بودجه ایالتی فدرال آموزش عالی حرفه ای "سن پترزبورگ"

UDC 669.14.08 تحقیق در مورد مواد مجتمع های آسیاب تجهیزات مواد غذایی Dr. فن آوری Vologzhanina S.A. Cand. فن آوری علوم Igolkin A.F. D.V. Zhuchkov [ایمیل محافظت شده]سن پترزبورگ ملی

مواد سازه ای مدرن سخنرانی 2. مقدمه فولاد در حال حاضر فولاد به دلیل ویژگی هایی مانند سختی، استحکام و غیره مهم ترین ماده ای است که به طور گسترده در مهندسی مکانیک استفاده می شود.

UDC 669.187.56.002.2 دوپینگ تیتانیوم با اکسیژن در محفظه الکتروسرلاگ آزادسازی اسفنج تیتانیوم S. N. Ratiev, O. A. Ryabtseva, F. L. Leokha Donetsk University Technical National Technical

کنترل میان مدت 3 در قالب آزمایش در رشته TCM (RK3) 1. چه نوع عملیات فشاری منطقی ترین برای به دست آوردن قطعه کار نشان داده شده در شکل است؟ جنس: فولاد 10 برنامه: 10 عدد

وزارت آموزش و پرورش و علوم فدراسیون روسیه موسسه آموزشی بودجه دولتی فدرال آموزش عالی حرفه ای "کومسومولسک-آن-آمور فنی دولتی"

آژانس فدرال آموزش موسسه جنگلداری سیکتیوکار، شعبه ای از موسسه آموزشی دولتی آموزش عالی حرفه ای "جنگلداری ایالتی سنت پترزبورگ"

وزارت شعبه های روسیه بودجه دولتی فدرال موسسه آموزش عالی حرفه ای "دانشگاه فنی دولتی ولگوگراد" کامیشینسکی فنی

18/12/4/2 ساعت 18 / - / 4/2 ساعت 44 ساعت آژانس فدرال آموزش و پرورش مؤسسه آموزشی دولتی آموزش عالی حرفه ای "دانشگاه دولتی نفت و گاز تیومن"

آهنگری از کربن و فولاد آلیاژی، تولید شده با آهنگری بر روی پرس ورودی ها و تحمل ها GOST 7062-90 کمیته دولتی کنترل کیفیت محصول و استانداردها69 مسکو UDC.

3 وزارت آموزش و پرورش و علوم فدراسیون روسیه FSBEI HE "دانشگاه معدن دولتی اورال" V.S. بالین، ام.ال. راهنمای مطالعه علم مواد خزین برای کار مستقل

موسسه آموزشی بودجه ایالت فدرال آموزش عالی حرفه ای دانشگاه مهندسی دولتی مسکو (MAMI) نمودار وضعیت سیستم آهن-کربن

UDC 621.78; 621.179.2 A. L. Lisovsky, Cand. فن آوری Sci., Assoc., IV Pletenev لیزر سختی ابزار پانچ اطلاعات در مورد امکان استفاده از سخت شدن لیزر برای کاهش مکانیکی

گروه آموزش و علم موسسه آموزشی بودجه دولتی منطقه کمروو آموزش متوسطه حرفه ای "کالج پلی تکنیک Anzhero-Sudzhensky" V.V. بوبروفسکی

UDC 621.002.3-419; 620.22-419 خواص مکانیکی و ضد اصطکاک آلیاژهای Fe-Cu-Pb-Sn-Zn بدست آمده از طریق آلیاژ تماس * Yu. S. Avraamov, A. N. Kravchenkov, I. A. Kravchenkova, A.

سوالات تستی رشته "علوم مواد" سوال 1 علم مواد علم ... 1. ساختار، خواص، روش های آزمایش و بهسازی مواد 2. کلیه مصالح ساختمانی و سازه ای.

فولادهای با فرم سرد فولاد ابزار سرد فولادی فولادی مقاوم غیر قابل تعویض K353 یک فولاد ابزار جهانی برای مهر زنی سرد است.

UDC 669: 621.03.539. (031) Ph.D. ارشوف V.M. (DonSTU، Alchevsk، اوکراین) ترکیب فاز سطح فولاد پس از آلیاژ جرقه الکتریکی در یک محیط مایع

UDC 621.9 BBK 34.5 Ch-77 ماشین آلات فلزکاری، ابزارهای برش و اندازه گیری: برنامه کاری برای تمرین آموزشی / Chikhranov A.V. دیمیتروفگراد: موسسه فناوری، شعبه FGOU VPO "Ulyanovskaya

VIAM / 1980-198248 سینتیک تبدیل فاز در فولاد و چدن خاکستری همانطور که در لحیم کاری القایی S.V. لاشکو دکترای علوم فنی B.P. Peregudin دسامبر 1980 موسسه هوانوردی تمام روسیه

هنگامی که نصب روشن می شود، قطعه کار در گیره جلو و عقب در چرخش قرار می گیرد. در همان زمان، به قطعه نیروی کششی P p داده می شود و با یک کاتر ثابت ماشینکاری می شود.

پیش نویس هندسه مهندسی گرافیک ادبیات آموزشی اصلی GF Vinokurova, BL Stepanov گرافیک مهندسی: یک آموزش (قسمت 2). تومسک: اد. TPU، 2000.124 p .: ill. A.A. Chekmarev مهندسی

آژانس فدرال آموزش و پرورش موسسه آموزشی دولتی آموزش عالی حرفه ای دانشگاه شیمی-فناوری دولتی ایوانوو M A T E R I A L O V E

وزارت فرهنگ فدراسیون روسیه مؤسسه آموزشی دولتی فدرال آموزش عالی حرفه ای "دانشگاه ایالتی فیلم و تلویزیون سنت پترزبورگ"

سخنرانی 18 http://www.supermetalloved.narod.ru فولادهای سازه ای. طبقه بندی فولادهای سازه ای 1. طبقه بندی فولادهای ساختاری 2. فولادهای کربنی. 3. فولادهای سخت شده و سخت شده

فولادهای ابزار BÖHLER برای قالب های ریخته گری تحت فشار 2 برای بالاترین استانداردها، BÖHLER به عنوان مهم ترین تولید کننده فولاد ابزار در جهان، توجه ویژه ای به

وزارت آموزش و پرورش فدراسیون روسیه DI Mendeleeva مبانی علم مواد ساختار بلوری، نمودارهای فاز، علامت گذاری مواد.

موسسه آموزشی بودجه دولتی منطقه ای آموزش متوسطه حرفه ای "کالج هوانوردی ایرکوتسک" تایید شده مدیر OGBOU SPO "IAT" V.G. Semenov مجموعه روش شناختی

آژانس فدرال آموزش دانشگاه ایالتی معماری و مهندسی عمران تومسک تعیین اندازه دانه های پلی کریستال دستورالعمل های روش شناختی برای کارهای آزمایشگاهی تالیف شده توسط D.V.

علم مواد دستورالعمل های روش شناختی و وظایف آزمون برای دانش آموزان پاره وقت مقدمه بهبود تولید، تولید انواع سازه های مدرن ماشین سازی، ویژه

فناوری ساخت پیستون آهنگری محقق ارشد، دکتری. Basyuk T.S., Buzinov V.G., Assoc. Ph.D. Posedko V.N.، پروفسور، Ph.D. فدورنکو I.N.، دانشیار Shibaev O.V. دانشگاه فنی دولتی مسکو

مربع جوش بسته خمیده فولادی و مستطیل شکل برای سازه های ساختمانی 1 مشخصات محدوده مشخصات خم فولادی

کنترل شی بررسی اولتراسونیک یک مقطع خط لوله هدف مطالعه یک مقطع خط لوله با ضخامت دیواره 16 میلی متر و قطر 219 میلی متر است (شکل 1). مواد لوله فولادی 09G2S.

وزارت آموزش و پرورش و علوم فدراسیون روسیه شعبه کالوگا مؤسسه آموزش عالی بودجه دولتی فدرال "دانشگاه فنی دولتی مسکو"

وزارت آموزش و پرورش فدراسیون روسیه دانشگاه فنی دولتی نیژنگورود گروه "متالورژی، پردازش حرارتی و پلاستیکی فلزات" روش های مطالعه تبدیل فاز

وزارت کشاورزی و غذا جمهوری بلاروس دپارتمان اصلی آموزش، علوم و پرسنل تاسیس آموزش و پرورش بخش "آکادمی کشاورزی دولتی بلاروس"

وزارت آموزش و پرورش فدراسیون روسیه مؤسسه فنی صنایع غذایی KEMEROVSK "تأیید شد" رئیس کمیسیون روش شناسی دانشکده مکانیک K.I. Savinova 2002 برنامه و روش

UDC 521.74.94: 669.35: 539.24 مواد ریخته گری جدید V.V. Khristenko, L.G. Omelko, M.A.

UDC 536.75 مطالعه تجربی مبردهای جامد V.V. کریلوف، A.G. داده های تجربی Ryabukhin در مورد سرعت تجزیه برخی از معرف های جامد در دماهای مختلف به دست آمد.

سیستم اسناد هنجاری سرویس آتش نشانی دولتی وزارت امور داخلی روسیه استانداردهای ایمنی آتش نشانی اتصالات سیم کشی الزامات ایمنی آتش روش های آزمایش NPB 246-97 EDITION

نمودار وضعیت "سیمان آهن". سازه‌های فولادهای کربنی و چدن‌ها دستورالعمل‌های روشی برای کارهای آزمایشگاهی در رشته "علوم مواد" 1 وزارت آموزش و پرورش و علوم فدراسیون روسیه GOU VPO

علم مواد، دستورالعمل های روشی برای کارهای آزمایشگاهی. B.A. Potekhin، A.V. Shustov، N.S. Cheremnykh، V.G. Cheremnykh T

متالورژی و عملیات حرارتی فلزات. 1965 .-- 6.ص 22-25. خنک کننده آب-هوا در حین سخت شدن D. V. BUDRIN, V. M. KONDRATOV موسسه پلی تکنیک اورال ظرفیت خنک کننده آب-هوا

VIAM / 2002-203528 فولادهای مقاوم در برابر خوردگی با استحکام بالا از کلاس آستنیتی-مارتنزیتی Voznesenskaya E.N. A.F. Kablov پتراکوف A.B. Shalkevich فوریه 2002 موسسه همه روسی مواد هوانوردی

SHAFT DESIGN 8. SHAFT DESIGN 8.1. عناصر سازه ای ابعاد به دست آمده از شفت در مرحله طراحی پیش نویس باید با هماهنگی آنها با قطعات نصب شده روی شفت (دنده) روشن شود.

1. تراش پیچ 16K20. چرخش دوک یک بلوک دیاگرام دستگاه را با استفاده از پیچ سرب رسم کنید. 2. تجزیه و تحلیل سازه را با استفاده از نقشه پیوست انجام دهید. 3. روش های شکل دهی چیست

آژانس فدرال آموزش موسسه آموزشی دولتی آموزش عالی حرفه ای "دانشگاه فنی دولتی اومسک" V. S. Kushner، A. S. Vereshchak، A. G.

گروه B62 M E F G O S U D A R S T V E N S T A N D A R T PIPES بلبرینگ مشخصات GOST 800 78 لوله های بلبرینگ. الزامات فنی OKP 13 1400, 13 4200 تاریخ معرفی 01.01.81 حال حاضر

UDC 53.084.823 در مورد موضوع بهینه سازی ترکیب شیمیایی بیلت های آلومینیومی (روندل) برای تولید بسته بندی سفت و سخت Rumyantseva I.A. دانشجو، سال دوم، گروه فناوری و تجهیزات پردازش

وزارت آموزش و پرورش و علوم فدراسیون روسیه دانشگاه فدرال شمالی ( قطب شمال) به نام M.V. موسسه انرژی و حمل و نقل لومونوسوف ریزساختار فولاد و چدن در حالت تعادل

کار آزمایشگاهی 3 دستی جوشکاری قوس الکتریکی هدف کار: آشنایی با ماهیت فرآیند، تجهیزات، ویژگی های تشکیل یک اتصال جوش داده شده در حالت های مختلف جوشکاری. نظری مختصر

موسسه آموزش عالی بودجه ایالتی فدرال

"دانشگاه حمل و نقل آبی ایالتی ولگا"

شعبه پرم

E.A . سازونوا

علم مواد

مجموعه ای از کارهای عملی و آزمایشگاهی

26.02.06 " بهره برداری از تجهیزات الکتریکی کشتی و تجهیزات اتوماسیون "

23.02.01 "سازمان حمل و نقل و مدیریت حمل و نقل" (بر اساس نوع)

پرمین

2016

معرفی

توصیه های روشی برای اجرای کار آزمایشگاهی و عملی در رشته آموزشی "علوم مواد" برای دانش آموزان آموزش متوسطه حرفه ای در تخصص 26.02.06 "راه اندازی تجهیزات الکتریکی کشتی و تجهیزات اتوماسیون" در نظر گرفته شده است.

این کتابچه راهنمای روش شناسی دستورالعمل هایی را در مورد نحوه انجام کار عملی و آزمایشگاهی در مورد موضوعات رشته، نشان دادن موضوعات و محتوای کار آزمایشگاهی و عملی، فرم های کنترل برای هر موضوع و ادبیات توصیه شده ارائه می دهد.

در نتیجه تسلط بر این رشته دانشگاهی، دانشجو باید بتواند:

˗ انجام آزمایش های مکانیکی بر روی نمونه های مواد.

˗ استفاده از روشهای فیزیکوشیمیایی برای مطالعه فلزات.

˗ از جداول مرجع برای تعیین خواص مواد استفاده کنید.

˗ مواد را برای فعالیت های حرفه ای انتخاب کنید.

در نتیجه تسلط بر این رشته دانشگاهی، دانشجو باید بداند:

˗ خواص اساسی و طبقه بندی مواد مورد استفاده در فعالیت های حرفه ای.

˗ نام، علامت گذاری، خواص مواد فرآوری شده؛

˗ قوانین استفاده از روان کننده ها و مواد خنک کننده.

˗ اطلاعات اولیه در مورد فلزات و آلیاژها.

˗ اطلاعات اولیه در مورد غیر فلزی، بالشتک،

آب بندی و مواد الکتریکی، فولاد، طبقه بندی آنها.

کار آزمایشگاهی و عملی به شکل گیری مهارت های کار عملی، شایستگی های حرفه ای کمک می کند. آنها پس از مطالعه موضوع در ساختار مطالعه رشته "علوم مواد" گنجانده شده اند: 1.1. "اطلاعات اساسی در مورد فلزات و آلیاژها"، 1.2 "آلیاژهای آهن-کربن"، 1.3 "فلزات و آلیاژهای غیر آهنی".

کار آزمایشگاهی و عملی یک عنصر از رشته تحصیلی است و بر اساس معیارهای ارائه شده در زیر ارزیابی می شود:

نمره "5" به دانش آموز داده می شود اگر:

˗ موضوع کار با موضوع مورد نظر مطابقت دارد، دانش آموز دانش و مهارت سیستماتیک و کاملی را در این زمینه نشان می دهد.

˗ کار مطابق با توصیه های معلم قاب شده است.

˗ مقدار کار مطابق با داده شده است.

˗ کار دقیقا در زمان مشخص شده توسط معلم انجام شد.

نمره "4" به دانش آموز داده می شود اگر:

˗ موضوع کار با موضوع مورد نظر مطابقت دارد، دانش آموز در این مورد اشتباهات جزئی یا اشتباهاتی مرتکب می شود.

˗ کار با عدم دقت در طراحی قاب شده است.

˗ مقدار کار مطابق با مقدار داده شده یا کمی کمتر است.

˗ کار در مدت زمان مشخص شده توسط معلم یا بعد از آن تکمیل شد، اما حداکثر 1-2 روز.

نمره "3" به دانش آموز داده می شود اگر:

˗ موضوع اثر با موضوع مورد نظر مطابقت دارد، اما اثر از نظر محتوای اثر فاقد عناصر قابل توجهی است یا موضوع به صورت غیر منطقی ارائه شده است، محتوای اصلی موضوع به وضوح ارائه نشده است.

˗ کار با خطاهای طراحی قاب شده است.

˗ میزان کار بسیار کمتر از مقدار مشخص شده است.

˗ کار با 5-6 روز تاخیر تحویل داده شد.

نمره "2" به دانش آموز داده می شود اگر:

˗ موضوع اصلی کار فاش نشده است.

˗ کار مطابق با الزامات معلم تنظیم نشده است.

˗ حجم کار با مقدار مشخص شده مطابقت ندارد.

˗ کار با بیش از 7 روز تاخیر تحویل شد.

کار آزمایشگاهی و عملی در محتوای آنها ساختار خاصی دارد، پیشنهاد می کنیم آن را در نظر بگیریم: دوره کار در ابتدای هر کار عملی و آزمایشگاهی ارائه می شود. هنگام انجام کار عملی، دانش آموزان وظیفه ای را انجام می دهند که در پایان کار نشان داده شده است (مورد "تکالیف برای دانش آموزان")؛ هنگام انجام کار آزمایشگاهی، گزارشی از اجرای آن تهیه می شود، محتوای گزارش در پایان کار آزمایشگاهی نشان داده می شود (بند "محتوای گزارش").

هنگام انجام کار آزمایشگاهی و عملی، دانش آموزان از قوانین خاصی پیروی می کنند، آنها را در زیر در نظر بگیرید: کارهای آزمایشگاهی و عملی در طول جلسات آموزشی انجام می شود. طراحی نهایی کار آزمایشگاهی و عملی در خانه مجاز است. استفاده از ادبیات اضافی هنگام انجام کارهای آزمایشگاهی و عملی مجاز است. قبل از انجام کار آزمایشگاهی و عملی، لازم است مفاد نظری اساسی در مورد موضوع مورد بررسی مطالعه شود.

کار عملی شماره 1

"خواص فیزیکی فلزات و روشهای مطالعه آنها"

هدف، واقعگرایانه : بررسی خواص فیزیکی فلزات، روش های تعیین آنها.

پیش رفتن:

بخش تئوری

خواص فیزیکی عبارتند از: چگالی، ذوب (نقطه ذوب)، هدایت حرارتی، انبساط حرارتی.

چگالی مقدار ماده موجود در واحد حجم است. این یکی از مهمترین ویژگی های فلزات و آلیاژها است. از نظر چگالی، فلزات به گروه های زیر تقسیم می شوند:ریه ها (چگالی بیش از 5 گرم در سانتی متر نیست 3 ) - منیزیم، آلومینیوم، تیتانیوم و غیرهسنگین - (تراکم از 5 تا 10 گرم در سانتی متر 3 ) - آهن، نیکل، مس، روی، قلع و غیره (این گسترده ترین گروه است).بسیار سنگین (تراکم بیش از 10 گرم در سانتی متر 3 ) - مولیبدن، تنگستن، طلا، سرب و غیره. جدول 1 مقادیر چگالی فلزات را نشان می دهد.

میز 1

چگالی فلزات

نقطه ذوب دمایی است که در آن یک فلز با جذب گرما از حالت کریستالی (جامد) به حالت مایع می رسد.

نقطه ذوب فلزات از -39 درجه سانتیگراد (جیوه) تا 3410 درجه سانتیگراد (تنگستن) متغیر است. اکثر فلزات (به استثنای مواد قلیایی) دارای نقطه ذوب بالایی هستند، اما برخی از فلزات "عادی" مانند قلع و سرب را می توان در یک اجاق گاز معمولی یا برقی ذوب کرد.

بسته به نقطه ذوب، فلز به گروه های زیر تقسیم می شود:ذوب پذیر (نقطه ذوب از 600 تجاوز نمی کند o ج) - روی، قلع، سرب، بیسموت و غیره؛ذوب متوسط (از 600 o از سال 1600 o ج) تقریباً نیمی از فلزات از جمله منیزیم، آلومینیوم، آهن، نیکل، مس، طلا را شامل می شود.نسوز (بیش از 1600 o ج) - تنگستن، مولیبدن، تیتانیوم، کروم و غیره. هنگامی که مواد افزودنی وارد فلز می شوند، نقطه ذوب، به عنوان یک قاعده، کاهش می یابد.

جدول 2

نقطه ذوب و جوش فلزات

رسانایی حرارتی - توانایی یک فلز برای هدایت گرما با یک سرعت یا دیگری هنگام گرم شدن.

رسانایی الکتریکی توانایی یک فلز برای هدایت جریان الکتریکی است.

انبساط حرارتی - توانایی یک فلز برای گسترش حجم خود هنگام گرم شدن.

سطح صاف فلزات درصد زیادی از نور را منعکس می کند - پدیده ای به نام درخشش فلزی. با این حال، هنگامی که پودر می شود، بیشتر فلزات درخشش خود را از دست می دهند. با این حال، آلومینیوم و منیزیم درخشندگی خود را در پودر حفظ می کنند. آلومینیوم، نقره و پالادیوم نور را به بهترین نحو منعکس می کنند - آینه ها از این فلزات ساخته شده اند. رودیوم با وجود قیمت بسیار بالا، گاهی اوقات برای ساخت آینه نیز استفاده می شود: به دلیل سختی و مقاومت شیمیایی بسیار بالاتر از نقره یا حتی پالادیوم، لایه رودیوم می تواند بسیار نازکتر از نقره باشد.

روش های تحقیق در علم مواد

روش های اصلی تحقیق در علم فلزات و علم مواد عبارتند از: روش های تحقیق شکستگی، ماکروساختار، ریزساختار، میکروسکوپ الکترونی، روش تحقیق اشعه ایکس. ویژگی های آنها را با جزئیات بیشتر در نظر بگیرید.

1. پیچ خوردگی - ساده ترین و مقرون به صرفه ترین راه برای ارزیابی ساختار داخلی فلزات. روش ارزیابی شکستگی ها، علیرغم زبری ظاهری آن در ارزیابی کیفیت مواد، به طور گسترده در صنایع مختلف و تحقیقات علمی مورد استفاده قرار می گیرد. ارزیابی شکستگی در بسیاری از موارد می تواند کیفیت مواد را مشخص کند.

شکستگی می تواند کریستالی یا آمورف باشد. شکست آمورف مشخصه موادی است که ساختار کریستالی ندارند مانند شیشه، رزین و سرباره های شیشه ای.

آلیاژهای فلزی از جمله فولاد، چدن، آلومینیوم، آلیاژهای منیزیم، روی و آلیاژهای آن باعث شکستگی دانه ای و کریستالی می شوند.

هر وجه از شکستگی کریستالی صفحه برشی یک دانه است. بنابراین، پیچ خوردگی اندازه دانه فلز را به ما نشان می دهد. با مطالعه شکست فولاد، می‌توان دریافت که اندازه دانه‌ها می‌تواند در طیف وسیعی متفاوت باشد: از چند سانتی‌متر در فولاد ریخته‌گری شده، به آرامی خنک‌شده تا هزارم میلی‌متر در فولادی که به درستی آهنگر شده و سخت شده است. بسته به اندازه دانه، شکستگی می تواند کریستالی درشت و کریستالی ریز باشد. معمولاً یک شکست کریستالی ریز با کیفیت بالاتر آلیاژ فلز مطابقت دارد.

اگر تخریب نمونه آزمایشی با تغییر شکل پلاستیک قبلی ادامه یابد، دانه‌ها در صفحه شکست تغییر شکل می‌دهند و شکستگی دیگر ساختار کریستالی داخلی فلز را منعکس نمی‌کند. در این حالت شکستگی فیبری نامیده می شود. اغلب در یک نمونه، بسته به سطح پلاستیسیته آن، ممکن است نواحی فیبری و کریستالی در شکستگی وجود داشته باشد. اغلب، کیفیت فلز با نسبت سطح شکست اشغال شده توسط نواحی کریستالی تحت شرایط آزمون داده شده ارزیابی می شود.

شکستگی کریستالی شکننده می تواند از شکستگی در امتداد مرزهای دانه یا در امتداد سطوح لغزشی که از دانه ها عبور می کنند ایجاد شود. در حالت اول، شکست بین بلوری و در حالت دوم ترانس کریستالی نامیده می شود. گاهی اوقات، به خصوص با دانه های بسیار ریز، تعیین ماهیت شکستگی دشوار است. در این حالت شکستگی با ذره بین یا میکروسکوپ دوچشمی بررسی می شود.

اخیراً شاخه متالورژی در مطالعه فراکتوگرافی شکستگی ها در میکروسکوپ های متالوگرافی و الکترونی توسعه یافته است. در عین حال، آنها مزایای جدیدی از روش تحقیق قدیمی در مطالعات متالورژی - شکستگی پیدا می کنند و مفاهیم ابعاد فراکتالی را در چنین مطالعاتی به کار می برند.

2. کلان ساختار - روش بعدی برای مطالعه فلزات است. تحقیقات کلان ساختاری عبارت است از مطالعه صفحه برش یک محصول یا نمونه در جهات طولی، عرضی یا هر جهت دیگر پس از اچ، بدون استفاده از وسایل ذره بین یا استفاده از ذره بین. مزیت تحقیقات کلان ساختاری این است که با استفاده از این روش می توان ساختار یک کل ریخته گری یا شمش، آهنگری، مهر زنی و غیره را مطالعه کرد. با استفاده از این روش تحقیق می توان عیوب داخلی فلزی: حباب ها، حفره ها، ترک ها، آخال های سرباره، بررسی ساختار کریستالی ریخته گری، بررسی ناهمگنی تبلور شمش و ناهمگنی شیمیایی آن (لیکواسیون) را تشخیص داد.

با استفاده از نقش گوگردی برش های ماکروسافت بر روی کاغذ عکاسی طبق نظر باومن، توزیع ناهموار گوگرد بر روی مقطع شمش تعیین می شود. این روش تحقیقاتی در بررسی بلنک های آهنگری یا مهر شده برای تعیین جهت صحیح الیاف در فلز از اهمیت بالایی برخوردار است.

3. ریزساختار - یکی از روش های اصلی در متالورژی - مطالعه ریزساختار یک فلز بر روی میکروسکوپ های متالوگرافی و الکترونی است.

این روش امکان مطالعه ریزساختار اجسام فلزی را در بزرگنمایی های بالا فراهم می کند: از 50 تا 2000 بار در یک میکروسکوپ متالوگرافی نوری و از 2 تا 200 هزار بار در یک میکروسکوپ الکترونی. مطالعه ریزساختار بر روی مقاطع صیقلی انجام شده است. وجود آخالهای غیرفلزی مانند اکسیدها، سولفیدها، آخالهای سرباره کوچک و سایر آخالها که به شدت با ماهیت فلز پایه متفاوت است، بر روی مقاطع نازک غیر اچ بررسی شده است.

ریزساختار فلزات و آلیاژها بر روی مقاطع اچ شده بررسی می شود. اچ کردن معمولاً با اسیدهای ضعیف، قلیایی ها یا محلول های دیگر بسته به ماهیت فلز در بخش انجام می شود. اثر اچینگ این است که اجزای ساختاری مختلف را به روش‌های مختلف حل می‌کند و آن‌ها را در تن یا رنگ‌های مختلف رنگ می‌کند. مرزهای دانه‌ای که با محلول پایه متفاوت است، معمولاً با پایه متفاوت است و در قسمت نازک به صورت خطوط تیره یا روشن برجسته می‌شود.

چندوجهی دانه های قابل مشاهده در زیر میکروسکوپ برش هایی از دانه ها در سطح یک بخش نازک هستند. از آنجایی که این بخش تصادفی است و می تواند در فواصل مختلف از مرکز هر دانه اجرا شود، تفاوت در اندازه های چند وجهی با تفاوت های واقعی در اندازه دانه ها مطابقت ندارد. بزرگترین دانه ها نزدیک ترین به اندازه دانه واقعی هستند.

هنگام اچ کردن نمونه ای متشکل از دانه های کریستالی همگن، به عنوان مثال، یک فلز خالص، یک محلول جامد همگن و غیره، اغلب سطوح مختلف حکاکی شده از دانه های مختلف مشاهده می شود.

این پدیده با این واقعیت توضیح داده می شود که دانه هایی با جهت گیری های کریستالوگرافی متفاوت بر روی سطح ریزمقطع ظاهر می شوند که در نتیجه درجه اثر اسید بر روی این دانه ها متفاوت است. برخی از دانه ها براق به نظر می رسند، برخی دیگر به شدت حکاکی شده و تیره می شوند. این تیرگی به دلیل تشکیل الگوهای مختلف حکاکی است که پرتوهای نور را به روش های مختلف منعکس می کند. در مورد آلیاژها، اجزای ساختاری منفرد بر روی سطح یک بخش نازک، که دارای نواحی با شیب های مختلف سطوح جداگانه است، یک ریزنقشه تشکیل می دهند.

نواحی معمولی بیشترین نور را منعکس می کنند و درخشان ترین هستند. مناطق دیگر تاریک تر هستند. اغلب کنتراست در تصویر ساختار دانه نه با ساختار سطح دانه، بلکه با تسکین در مرزهای دانه مرتبط است. علاوه بر این، سایه‌های متفاوتی از اجزای ساختاری می‌تواند از تشکیل فیلم‌هایی که در اثر برهمکنش اچانت با اجزای ساختاری تشکیل می‌شوند، ایجاد شود.

با کمک تحقیقات متالوگرافی، می توان شناسایی کیفی اجزای ساختاری آلیاژها و مطالعه کمی ریزساختار فلزات و آلیاژها را انجام داد، اولاً با مقایسه با ریز اجزای مورد مطالعه شناخته شده سازه ها و ثانیاً توسط روشهای خاص متالوگرافی کمی

اندازه دانه تعیین می شود. با روش ارزیابی بصری، که شامل این واقعیت است که ریزساختار در نظر گرفته شده تقریباً توسط نقاط مقیاس استاندارد مطابق با GOST 5639-68، GOST 5640-68 برآورد می شود. طبق جداول مربوطه، برای هر نقطه، مساحت یک دانه و تعداد دانه در هر میلی متر تعیین می شود. 2 و در 1 میلی متر 3 .

با محاسبه تعداد دانه ها در واحد سطح یک مقطع نازک طبق فرمول های مناسب. اگر S مساحتی است که تعداد دانه ها n روی آن شمارش می شود و M بزرگنمایی میکروسکوپ است، آنگاه اندازه دانه متوسط ​​در مقطع سطح مقطع نازک است.

تعیین ترکیب فاز ترکیب فازی آلیاژ اغلب با چشم یا با مقایسه ساختار با مقیاس های استاندارد ارزیابی می شود.

یک روش تقریبی برای تعیین کمی ترکیب فاز را می توان با روش سکنت با محاسبه طول قطعات اشغال شده توسط اجزای ساختاری مختلف انجام داد. نسبت این بخش ها با محتوای حجمی اجزای جداگانه مطابقت دارد.

روش نقطه ای A.A. گلاگولووا این روش با تخمین تعداد نقاط (نقاط تلاقی شبکه چشمی میکروسکوپ) که بر روی سطح هر جزء سازه می افتد، انجام می شود. علاوه بر این، روش متالوگرافی کمی تولید می کند: تعیین اندازه سطح مشترک بین فازها و دانه ها. تعیین تعداد ذرات در حجم؛ تعیین جهت گیری دانه در نمونه های پلی کریستالی

4. میکروسکوپ الکترونی. میکروسکوپ الکترونی اخیراً اهمیت زیادی در تحقیقات متالوگرافی پیدا کرده است. بدون شک آینده بزرگی متعلق به اوست. اگر وضوح یک میکروسکوپ نوری به 0.00015 میلی متر = 1500 A برسد، وضوح میکروسکوپ های الکترونی به 5-10 A می رسد، یعنی. چند صد برابر بیشتر از نوری.

یک میکروسکوپ الکترونی برای مطالعه لایه‌های نازک (مثنی) که از سطح یک مقطع نازک گرفته می‌شود یا مستقیماً فیلم‌های فلزی نازک به‌دست‌آمده از نازک کردن یک نمونه عظیم استفاده می‌شود.

بیشترین نیاز به استفاده از میکروسکوپ الکترونی، مطالعه فرآیندهای مرتبط با آزادسازی فازهای اضافی است، به عنوان مثال، تجزیه محلول های جامد فوق اشباع در طول پیری حرارتی یا تغییر شکل.

5. روش تحقیق اشعه ایکس. یکی از مهم ترین روش ها در ایجاد ساختار کریستالوگرافی فلزات و آلیاژهای مختلف، آنالیز پراش اشعه ایکس است. این روش تحقیق امکان تعیین ماهیت آرایش متقابل اتم ها در اجسام کریستالی را فراهم می کند. حل مشکلی که برای میکروسکوپ معمولی یا الکترونی قابل دسترسی نیست.

تجزیه و تحلیل ساختاری اشعه ایکس مبتنی بر برهمکنش بین پرتوهای ایکس و اتم های بدن مورد بررسی است که در مسیر آنها قرار دارد، که به لطف آن، دومی به عنوان منبع جدیدی از اشعه ایکس تبدیل می شود و مراکز پراکندگی آنها است. .

پراکندگی پرتوها توسط اتم‌ها را می‌توان به بازتاب این پرتوها از صفحات اتمی یک بلور با توجه به قوانین اپتیک هندسی تشبیه کرد.

اشعه ایکس نه تنها از هواپیماهای روی سطح، بلکه از هواپیماهای عمیق نیز منعکس می شود. با انعکاس از چندین صفحه با جهت مساوی، پرتو منعکس شده تقویت می شود. هر صفحه از شبکه کریستالی پرتو امواج منعکس شده خود را می دهد. با دریافت تناوب معینی از پرتوهای منعکس شده اشعه ایکس در زوایای معین، فاصله بین صفحه ای، شاخص های کریستالوگرافی صفحات بازتابی و در نهایت شکل و اندازه شبکه کریستالی محاسبه می شود.

بخش عملی

محتوای گزارش.

1. ذکر عنوان و هدف کار در گزارش ضروری است.

2. خواص فیزیکی اساسی فلزات را (با تعاریف) فهرست کنید.

3. جداول 1-2 را در دفتر یادداشت یادداشت کنید. از جداول نتیجه گیری کنید.

4. جدول: «روشهای تحقیق پایه در علم مواد» را پر کنید.

اشعه ایکس

روش های پژوهش

کار عملی شماره 2

موضوع: "کاوش در نمودارهای حالت"

هدف، واقعگرایانه: آشنایی دانش آموزان با انواع اصلی نمودارهای حالت، خطوط اصلی، نقاط، معنای آنها.

پیش رفتن:

1. بخش تئوری را یاد بگیرید.

بخش تئوری

نمودار حالت یک نمایش گرافیکی از وضعیت هر آلیاژ سیستم مورد مطالعه بسته به غلظت و دما است (شکل 1 را ببینید).

شکل 1 نمودار وضعیت

نمودارهای حالت حالت های ثابت را نشان می دهند، یعنی. بیان می کند که در شرایط معین دارای حداقل انرژی آزاد است، بنابراین به آن نمودار تعادل نیز می گویند، زیرا نشان می دهد که کدام فازهای تعادل در شرایط معین وجود دارند.

نمودارهای حالت اغلب با استفاده از تحلیل حرارتی ساخته می شوند. در نتیجه یک سری منحنی خنک کننده به دست می آید که در آن نقاط عطف و توقف های دما در دمای تبدیل فاز مشاهده می شود.

دماهای مربوط به تبدیل فاز را نقاط بحرانی می نامند. برخی از نقاط بحرانی دارای نام هایی هستند، به عنوان مثال، نقاط مربوط به ابتدای تبلور را نقاط مایع و انتهای تبلور را نقاط جامد می نامند.

منحنی های خنک کننده برای ساختن نموداری از ترکیب در مختصات استفاده می شود: آبسیسا غلظت اجزاء است، اردینات دما است. مقیاس غلظت محتوای جزء B را نشان می دهد. خطوط اصلی عبارتند از خطوط مایع (1) و solidus (2) و همچنین خطوط مربوط به تبدیل فاز در حالت جامد (3، 4).

نمودار فاز را می توان برای تعیین دمای تبدیل فاز، تغییر در ترکیب فاز، تقریباً، خواص آلیاژ، انواع پردازشی که می توان روی آلیاژ اعمال کرد، استفاده کرد.

در زیر انواع مختلف نمودارهای حالت وجود دارد:

شکل 2. نمودار حالت آلیاژهای با حلالیت نامحدود

اجزاء در حالت جامد (a)؛ منحنی های خنک کننده معمولی

آلیاژهای (ب)

تجزیه و تحلیل نمودار حاصل (شکل 2).

1. تعداد اجزاء: K = 2 (جزء الف و ب).

2. تعداد فازها: f = 2 (فاز مایع L، بلورهای محلول جامد)

3. خطوط اصلی نمودار:

acb - خط مایع، بالای این خط آلیاژها در حالت مایع هستند.

adb - خط جامد، زیر این خط آلیاژها در حالت جامد هستند.

شکل 3. نمودار حالت آلیاژهای بدون انحلال اجزا در حالت جامد (a) و منحنی خنک کننده آلیاژها (b)

تجزیه و تحلیل نمودار حالت (شکل 3).

1. تعداد اجزا: K = 2(جزء الف و ب)؛

2. تعداد فازها: f = 3(بلورهای جزء A، بلورهای جزء B، فاز مایع).

3. خطوط اصلی نمودار:

خط جامد ecf، موازی با محور غلظت، به محورهای اجزاء میل می کند، اما به آنها نمی رسد.

برنج. 4. نمودار حالت آلیاژهای با حلالیت محدود اجزاء در حالت جامد (a) و منحنی های خنک کننده آلیاژهای معمولی (b)

تجزیه و تحلیل نمودار حالت (شکل 4).

1. تعداد اجزاء: K = 2 (جزء الف و ب).

2. تعداد فازها: f = 3 (فاز مایع و بلورهای محلول جامد (محلول جزء B در جزء A) و (محلول جزء A در جزء B)).

3. خطوط اصلی نمودار:

خط مایع acb، از دو شاخه تشکیل شده است که در یک نقطه همگرا هستند.

خط solidus adcfb، از سه بخش تشکیل شده است.

dm خط غلظت محدود کننده جزء B در جزء A است.

fn خط غلظت محدود کننده جزء A در جزء B است.

بخش عملی

تکلیف برای دانش آموزان:

1. عنوان شغل و هدف آن را یادداشت کنید.

2. بنویسید که نمودار وضعیت چیست.

به سوالات پاسخ دهید:

1. نمودار حالت چگونه ساخته می شود؟

2. چه چیزی را می توان از نمودار حالت مشخص کرد؟

3. نام نقاط اصلی نمودار چیست؟

4. در نمودار در امتداد آبسیسا چه چیزی نشان داده شده است؟ محور Y؟

5- خطوط اصلی نمودار چه نامیده می شوند؟

انتساب بر اساس گزینه ها:

دانش آموزان به سؤالات مشابهی پاسخ می دهند، تصاویری که باید به آنها پاسخ داده شود متفاوت است. گزینه 1 به شکل 2 پاسخ می دهد، گزینه 2 به شکل 3 پاسخ می دهد، گزینه 3 به شکل 4 پاسخ می دهد. نقاشی باید در یک دفترچه ثبت شود.

1. نام نمودار چیست؟

2. چه اجزایی در تشکیل آلیاژ نقش دارند؟

3. چه حروفی خطوط اصلی نمودار را نشان می دهند؟

کار عملی شماره 3

موضوع: مطالعه چدن ها

هدف، واقعگرایانه: آشنایی دانش آموزان با علامت گذاری و دامنه چدن. شکل گیری توانایی رمزگشایی درجه های چدن.

پیش رفتن:

بخش تئوری

چدن با فولاد متفاوت است: در ترکیب - محتوای کربن و ناخالصی بالاتر. از نظر خواص فن آوری - خواص ریخته گری بالاتر، توانایی کم در تغییر شکل پلاستیک، تقریبا هرگز در سازه های جوش داده شده استفاده نمی شود.

بسته به وضعیت کربن در چدن، آنها را متمایز می کنند: چدن سفید - کربن در حالت متصل به شکل سمنتیت، در شکستگی دارای رنگ سفید و درخشندگی فلزی است. چدن خاکستری - تمام یا بیشتر کربن در حالت آزاد به شکل گرافیت است و بیش از 0.8 درصد کربن در حالت محدود قرار ندارد. به دلیل مقدار زیاد گرافیت، شکستگی آن خاکستری است. نیمی از کربن در حالت آزاد به صورت گرافیت است، اما حداقل 2 درصد کربن به صورت سمنتیت است. در تکنولوژی کم استفاده می شود.

بسته به شکل گرافیت و شرایط تشکیل آن، گروه های زیر از چدن ها متمایز می شوند: خاکستری - با گرافیت لایه ای. استحکام بالا - با گرافیت کروی؛ چکش خوار - با گرافیت پوسته پوسته.

آخال های گرافیت را می توان به عنوان حفره های مربوطه در ساختار چدن در نظر گرفت. تنش ها در حین بارگذاری در نزدیکی چنین نقص هایی متمرکز می شوند که هر چه مقدار آنها بیشتر باشد، نقص تیزتر است. از این رو نتیجه می شود که اجزاء گرافیت لایه ای فلز را به حداکثر میزان نرم می کند. شکل پوسته پوسته شدن مطلوب تر است و شکل کروی گرافیت بهینه است. پلاستیک به همان شکل به شکل بستگی دارد. وجود گرافیت به شدت مقاومت را در مورد روش های بارگذاری صلب کاهش می دهد: ضربه. زنگ تفريح. مقاومت فشاری اندکی کاهش می یابد.

چدن های خاکستری

چدن خاکستری به طور گسترده ای در مهندسی مکانیک استفاده می شود، زیرا پردازش آن آسان است و خواص خوبی دارد. بسته به استحکام، چدن خاکستری به 10 درجه تقسیم می شود (GOST 1412).

چدن های خاکستری با استحکام کششی کم مقاومت فشاری به اندازه کافی بالا دارند. ساختار پایه فلزی به مقدار کربن و سیلیکون بستگی دارد.

با توجه به مقاومت کم ریخته گری های آهن خاکستری در برابر بارهای کششی و ضربه ای، این ماده باید برای قطعاتی که تحت بارهای فشاری یا خمشی قرار دارند استفاده شود. در ساخت ماشین ابزار، اینها پایه، قطعات بدنه، براکت ها، چرخ دنده، راهنماها هستند. در صنعت خودرو - بلوک های سیلندر، رینگ های پیستون، میل بادامک، دیسک های کلاچ. ریخته گری آهن خاکستری نیز در مهندسی برق، برای تولید کالاهای مصرفی استفاده می شود.

علامت گذاری چدن های خاکستری: نشان داده شده با شاخص СЧ (چدن خاکستری) و عددی که نشان دهنده مقدار مقاومت کششی ضرب در 10 است. -1 .

به عنوان مثال: SCH 10 - چدن خاکستری، استحکام کششی 100 مگاپاسکال.

چدن چکش خوار

اگر در طول تبلور و سرد شدن قطعات ریخته گری، فرآیند گرافیتی شدن در قالب اتفاق نیفتد، خواص خوب در ریخته گری تضمین می شود. برای جلوگیری از گرافیت شدن، چدن ها باید دارای کربن و سیلیکون کاهش یافته باشند.

7 گرید چدن چکش خوار وجود دارد: سه با فریت (KCH 30 - 6) و چهار با پایه پرلیت (KCH 65 - 3) (GOST 1215).

از نظر خواص مکانیکی و تکنولوژیکی، چدن داکتیل جایگاهی میانی بین آهن خاکستری و فولاد دارد. نقطه ضعف چدن داکتیل در مقایسه با استحکام بالا محدودیت ضخامت دیواره برای ریخته گری و نیاز به آنیل است.

ریخته گری چدن داکتیل برای قطعاتی که تحت بارهای ضربه ای و ارتعاشی کار می کنند استفاده می شود.

از چدن های فریتی برای ساخت بدنه جعبه دنده، توپی، قلاب، براکت، گیره، کوپلینگ و فلنج استفاده می شود.

از چدن پرلیتی که با استحکام بالا، شکل پذیری کافی، شاخک های محور پروانه، پیوندها و غلتک های زنجیر نقاله، لنت های ترمز مشخص می شود.

علامت گذاری آهن چکش خوار: با شاخص KCH (آهن چکش خوار) و اعداد مشخص شده است. عدد اول استحکام کششی ضربدر 10 است -1 ، عدد دوم ازدیاد طول است.

به عنوان مثال: KCH 30-6 - چدن چکش خوار، استحکام کششی 300 مگاپاسکال، ازدیاد طول 6%.

آهن انعطاف پذیر

این چدن ها از چدن های خاکستری در نتیجه اصلاح با منیزیم یا سریم به دست می آیند. در مقایسه با چدن های خاکستری، خواص مکانیکی بهبود یافته است، این به دلیل عدم توزیع تنش ناهموار به دلیل شکل کروی گرافیت است.

این چدن ها سیالیت بالایی دارند، انقباض خطی حدود 1٪ است. تنش های ریخته گری در ریخته گری کمی بیشتر از چدن خاکستری است. به دلیل مدول الاستیسیته بالا، قابلیت ماشینکاری بسیار بالاست. جوش پذیری رضایت بخشی دارند.

چدن با استحکام بالا برای ساخت قطعات ریخته گری جدار نازک (رینگ پیستون)، چکش آهنگری، تخت و قاب پرس ها و کارخانه های نورد، قالب ها، نگهدارنده ابزار، ورق های صفحه استفاده می شود.

ریخته گری میل لنگ تا وزن 2..3 تن، به جای میل های آهنگری ساخته شده از فولاد، ویسکوزیته چرخه ای بالاتری دارد، نسبت به متمرکز کننده های استرس خارجی حساس نیست، خواص ضد اصطکاک بهتری دارد و بسیار ارزان تر است.

نام گذاری چدن داکتیل: با شاخص VCH (آهن شکل پذیر) و عددی که مقدار مقاومت کششی ضرب در 10 را نشان می دهد نشان داده می شود. -1 .

به عنوان مثال: VCh 50 - چدن با مقاومت بالا با مقاومت کششی 500 مگاپاسکال.

بخش عملی

تکلیف برای دانش آموزان:

1. عنوان اثر، هدف آن را یادداشت کنید.

2. تولید چدن را شرح دهید.

3- جدول را پر کنید:

3-استحکام بالا

چدن ها

کار عملی شماره 4

موضوع: "بررسی فولادهای ساختاری کربنی و آلیاژی"

هدف، واقعگرایانه:

پیش رفتن:

1. با قسمت تئوری آشنا شوید.

2. وظایف قسمت عملی را کامل کنید.

بخش تئوری

فولاد آلیاژی از آهن با کربن است که در آن کربن به مقدار 0-2.14 درصد وجود دارد. فولادها رایج ترین مواد هستند. آنها خواص پردازش خوبی دارند. محصولات در نتیجه پردازش با فشار و برش به دست می آیند.

کیفیت بسته به محتوای ناخالصی های مضر: فولاد گوگرد و فسفر به فولاد تقسیم می شود:

˗ کیفیت معمولی، محتوای تا 0.06٪ گوگرد و تا 0.07٪ فسفر.

˗ با کیفیت بالا - تا 0.035٪ گوگرد و فسفر هر کدام به طور جداگانه.

˗ کیفیت بالا - تا 0.025٪ گوگرد و فسفر.

˗ به خصوص با کیفیت بالا، تا 0.025٪ فسفر و تا 0.015٪ گوگرد.

اکسید زدایی فرآیند حذف اکسیژن از فولاد است، یعنی با توجه به میزان اکسید زدایی آن، عبارتند از: فولادهای آرام، یعنی کاملاً اکسید شده؛ چنین فولادهایی با حروف "cn" در انتهای نام تجاری مشخص می شوند (گاهی اوقات حروف حذف می شوند). فولادهای در حال جوش - کمی اکسید شده؛ با حروف "kp" مشخص شده است. فولادهای نیمه آرام که یک موقعیت متوسط ​​بین دو فولاد قبلی را اشغال می کنند. با حروف "ps" مشخص می شود.

فولاد با کیفیت معمولی نیز بر اساس منابع به 3 گروه تقسیم می شود: فولاد گروه A با توجه به خواص مکانیکی آن به مصرف کنندگان عرضه می شود (چنین فولادی ممکن است دارای محتوای گوگرد یا فسفر افزایش یافته باشد). فولاد گروه B - با ترکیب شیمیایی؛ فولاد گروه B - با خواص مکانیکی و ترکیب شیمیایی تضمین شده.

فولادهای سازه ای برای ساخت سازه ها، قطعات ماشین آلات و دستگاه ها در نظر گرفته شده اند.

بنابراین در روسیه و کشورهای مستقل مشترک المنافع (اوکراین، قزاقستان، بلاروس و غیره)، یک سیستم الفبایی برای تعیین گریدها و آلیاژهای فولاد، که قبلاً در اتحاد جماهیر شوروی توسعه یافته بود، به تصویب رسید، که در آن، طبق GOST، حروف به طور متعارف نشان دهنده نام های فولادی است. عناصر و روش های ذوب فولاد، و اعداد - عناصر محتوا. تا کنون، سازمان های استاندارد بین المللی یک سیستم یکپارچه علامت گذاری فولادی ایجاد نکرده اند.

علامت گذاری فولادهای کربنی ساختاری

کیفیت معمولی

˗ مطابق با GOST 380-94 با حروف "St" و شماره مارک مشروط (از 0 تا 6) بسته به ترکیب شیمیایی و خواص مکانیکی تعیین شده است.

˗ هر چه میزان کربن و خواص مقاومتی فولاد بیشتر باشد، تعداد آن بیشتر است.

˗ حرف "G" بعد از عدد عیار نشان دهنده افزایش محتوای منگنز در فولاد است.

˗ گروه فولاد در جلوی عیار مشخص شده است و گروه "A" در تعیین عیار فولاد قرار نمی گیرد.

˗ برای نشان دادن رده فولاد، یک عدد در انتها مربوط به دسته به نام تجاری اضافه می شود، دسته اول معمولاً نشان داده نمی شود.

برای مثال:

˗ St1kp2 - فولاد کربنی با کیفیت معمولی، جوشان، درجه شماره 1، دسته دوم، که توسط خواص مکانیکی به مصرف کنندگان عرضه می شود (گروه A).

˗ ВСт5Г - فولاد کربن با کیفیت معمولی با محتوای منگنز بالا، آرام، درجه شماره 5، دسته اول با خواص مکانیکی و ترکیب شیمیایی تضمین شده (گروه B).

˗ ВСт0 - فولاد کربنی با کیفیت معمولی، تعداد درجه 0، گروه B، دسته اول (گریدهای فولادی St0 و Bst0 بر اساس درجه اکسیداسیون تقسیم نمی شوند).

علامت گذاری فولادهای کربنی ساختاری با کیفیت

˗ مطابق با GOST 1050-88، این فولادها با اعداد دو رقمی مشخص شده اند که میانگین محتوای کربن را در صدم درصد نشان می دهد: 05; 08; 10 ; 25; 40، 45 و غیره

˗ برای فولادهای ساکن هیچ حرفی در انتهای نام آنها اضافه نمی شود.

به عنوان مثال، 08kp، 10ps، 15، 18kp، 20، و غیره.

˗ حرف G در عیار فولاد نشان دهنده محتوای بالای منگنز است.

به عنوان مثال: 14G، 18G و غیره.

˗ رایج ترین گروه برای ساخت قطعات ماشین آلات (شفت، محور، بوشینگ، چرخ دنده و غیره)

برای مثال:

˗ 10 - فولاد با کیفیت کربن ساختاری، با محتوای کربن حدود 0.1٪، آرام

˗ 45 - فولاد با کیفیت کربن ساختاری، با محتوای کربن حدود 0.45٪، آرام

˗ 18 kp - فولاد کربن ساختاری با کیفیت بالا با محتوای کربن حدود 0.18٪، در حال جوش

˗ 14G - فولاد با کیفیت کربن ساختاری با محتوای کربن حدود 0.14٪، آرام، با محتوای بالای منگنز.

علامت گذاری فولادهای ساختاری آلیاژی

˗ مطابق با GOST 4543-71، نام این نوع فولادها شامل اعداد و حروف است.

˗ ارقام اول نام تجاری نشان دهنده میانگین کربن در فولاد در صدم درصد است.

˗ حروف عناصر آلیاژی اصلی موجود در فولاد را نشان می دهد.

˗ اعداد بعد از هر حرف نشان دهنده درصد تقریبی عنصر مربوطه است که به نزدیکترین عدد کامل گرد شده است، با محتوای عنصر آلیاژی تا 1.5٪، رقم بعد از حرف مربوطه نشان داده نشده است.

˗ حرف A در انتهای گرید نشان می دهد که فولاد باکیفیت (با کاهش گوگرد و فسفر) است.

˗ H - نیکل، X - کروم، K - کبالت، M - مولیبدن، B - تنگستن، T - تیتانیوم، D - مس، G - منگنز، C - سیلیکون.

برای مثال:

˗ 12X2N4A - فولاد آلیاژی ساختاری، با کیفیت بالا، با محتوای کربن حدود 0.12٪، کروم حدود 2٪، نیکل حدود 4٪.

˗ 40ХН - فولاد آلیاژی ساختاری، با محتوای کربن حدود 0.4٪، کروم و نیکل تا 1.5٪

علامت گذاری گروه های دیگر فولادهای سازه ای

فولاد فنری.

وجه تمایز اصلی این فولادها این است که میزان کربن در آنها باید حدود 0.8 درصد باشد (در این حالت خاصیت کشسانی در فولادها ظاهر می شود).

فنرها و فنرها از فولادهای ساختاری کربن (65،70،75،80) و آلیاژی (65S2، 50HGS، 60S2HFA، 55HGR) ساخته شده اند.

˗ این فولادها با عناصری که حد الاستیک را افزایش می دهند - سیلیکون، منگنز، کروم، تنگستن، وانادیم، بور آلیاژ می شوند.

به عنوان مثال: 60S2 - فنر-فشار فولادی کربن ساختاری با محتوای کربن حدود 0.65٪، سیلیکون حدود 2٪.

فولادهای بلبرینگ

˗ GOST 801-78 با حروف "ШХ" مشخص شده است، پس از آن محتوای کروم در دهم درصد نشان داده شده است.

˗ برای فولادهایی که در معرض ذوب مجدد الکتروسرباره قرار می گیرند، حرف Ш نیز در انتهای نام آنها اضافه می شود که با یک خط تیره از هم جدا می شوند.

به عنوان مثال: ШХ15، ШХ20СГ، ШХ4-Ш.

˗ برای ساخت قطعات بلبرینگ و همچنین برای ساخت قطعاتی که تحت بارهای زیاد کار می کنند استفاده می شود.

به عنوان مثال: ШХ15 - فولاد بلبرینگ ساختاری با محتوای کربن 1٪، محتوای کروم 1.5٪

فولادهای اتوماتیک

˗ GOST 1414-75 با حرف A (خودکار) شروع می شود.

˗ اگر فولاد با سرب آلیاژ شده باشد، نام آن با حروف AC شروع می شود.

˗ برای انعکاس محتوای سایر عناصر در فولادها، از همان قوانینی که برای فولادهای ساختاری آلیاژی استفاده می شود، استفاده می شود. به عنوان مثال: A20، A40G، AS14، AS38HGM

به عنوان مثال: АС40 - فولاد ساختاری اتوماتیک، با محتوای کربن 0.4٪، سرب 0.15-0.3٪ (در نام تجاری مشخص نشده است)

بخش عملی

تکلیف برای دانش آموزان:

2. علائم اصلی علامت گذاری تمامی گروه های فولادهای سازه ای (فولادهای با کیفیت معمولی، فولادهای مرغوب، فولادهای سازه ای آلیاژی، فولادهای فنری، فولادهای بلبرینگ، فولادهای اتوماتیک) را با مثال بنویسید.

انتساب بر اساس گزینه ها:

نمرات فولاد را رمزگشایی کنید و حوزه کاربرد یک برند خاص را بنویسید (یعنی چه چیزی برای ساخت در نظر گرفته شده است)

کار عملی شماره 5

موضوع: "بررسی فولادهای ابزار کربنی و آلیاژی"

هدف، واقعگرایانه: آشنایی دانشجویان با علامت گذاری و زمینه کاربرد فولادهای سازه ای. شکل گیری توانایی رمزگشایی علامت گذاری فولادهای ساختاری.

پیش رفتن:

1. با قسمت تئوری آشنا شوید.

2. تکلیف قسمت عملی را کامل کنید.

بخش تئوری

فولاد آلیاژی از آهن با کربن است که در آن کربن به مقدار 0-2.14 درصد وجود دارد.

فولادها رایج ترین مواد هستند. آنها خواص پردازش خوبی دارند. محصولات در نتیجه پردازش با فشار و برش به دست می آیند.

مزیت، توانایی به دست آوردن مجموعه ای از خواص مورد نظر با تغییر ترکیب و نوع پردازش است.

فولادها بسته به هدف به 3 گروه سازه ای، ابزاری و فولادهای خاص تقسیم می شوند.

کیفیت، بسته به محتوای ناخالصی های مضر: گوگرد و فسفر، فولاد به زیر تقسیم می شود: فولاد با کیفیت معمولی، محتوای تا 0.06٪ گوگرد و تا 0.07٪ فسفر. با کیفیت بالا - تا 0.035٪ گوگرد و فسفر هر کدام به طور جداگانه. کیفیت بالا - تا 0.025٪ گوگرد و فسفر؛ به خصوص با کیفیت بالا، تا 0.025٪ فسفر و تا 0.015٪ گوگرد.

فولادهای ابزار برای ساخت ابزارهای مختلف، چه برای پردازش دستی و چه مکانیکی، طراحی شده اند.

وجود طیف وسیعی از فولادها و آلیاژهای تولید شده در کشورهای مختلف، شناسایی آنها را ضروری کرده است، اما تاکنون سیستم واحدی برای علامت گذاری فولادها و آلیاژها وجود ندارد که این امر مشکلات خاصی را برای تجارت فلزات ایجاد می کند.

علامت گذاری فولادهای ابزار کربنی

˗ این فولادها مطابق با GOST 1435-90 به دو دسته مرغوب و مرغوب تقسیم می شوند.

˗ فولادهای با کیفیت با حرف U (کربن) و عددی که میانگین کربن موجود در فولاد را نشان می دهد، بر حسب دهم درصد مشخص می شود.

به عنوان مثال: U7، U8، U9، U10. U7 - فولاد ابزار کربنی با محتوای کربن حدود 0.7٪

˗ حرف A به نام فولادهای با کیفیت بالا (U8A، U12A و غیره) اضافه می شود. علاوه بر این، حرف G ممکن است در نامگذاری فولادهای ابزار کربنی با کیفیت بالا و با کیفیت بالا وجود داشته باشد که نشان دهنده افزایش محتوای منگنز در فولاد است.

به عنوان مثال: U8G، U8GA. U8A - فولاد ابزار کربن با کیفیت بالا با محتوای کربن حدود 0.8٪.

˗ تولید ابزاری برای کارهای دستی (اسکنه، پانچ مرکزی، خراطی و غیره)، کارهای مکانیکی در سرعت های پایین (دریل).

علامت گذاری فولادهای ابزار آلیاژی

˗ قوانین تعیین برای فولادهای آلیاژی ابزار مطابق با GOST 5950-73 اساساً مانند فولادهای آلیاژی ساختاری است.

تفاوت فقط در اعدادی است که کسر جرمی کربن در فولاد را نشان می دهد.

˗ درصد کربن نیز در ابتدای نام فولاد به صورت دهم درصد و نه صدم در مورد فولادهای آلیاژی ساختاری درج شده است.

˗ اگر در فولاد آلیاژی ابزار، محتوای کربن حدود 1.0٪ باشد، معمولاً رقم مربوطه در ابتدای نام آن نشان داده نمی شود.

بیایید مثال هایی بزنیم: فولاد 4X2V5MF، KhVG، KhVCh.

˗ 9Х5ВФ - فولاد ابزار آلیاژی، با محتوای کربن حدود 0.9٪، کروم حدود 5٪، وانادیم و تنگستن تا 1٪.

علامت گذاری با آلیاژ بالا (سرعت بالا).

فولادهای ابزار

˗ شکل زیر که با حرف P مشخص می شود، درصد تنگستن موجود در آن را نشان می دهد: برخلاف فولادهای آلیاژی، درصد کروم در نام فولادهای پرسرعت مشخص نمی شود، زیرا در همه فولادها حدود 4 درصد و کربن (نسبت با محتوای وانادیوم است).

˗ حرف F که نشان دهنده وجود وانادیم است، تنها در صورتی نشان داده می شود که محتوای وانادیم بیش از 2.5٪ باشد.

به عنوان مثال: R6M5، R18، R6 M5F3.

˗ معمولا ابزارهای با کارایی بالا از این فولادها ساخته می شوند: مته، فرز و غیره. (برای کاهش هزینه فقط قسمت کار)

به عنوان مثال: R6M5K2 - فولاد پرسرعت، با محتوای کربن حدود 1٪، تنگستن حدود 6٪، کروم حدود 4٪، وانادیم تا 2.5٪، مولیبدن حدود 5٪، کبالت حدود 2٪.

بخش عملی

تکلیف برای دانش آموزان:

1. عنوان اثر، هدف آن را یادداشت کنید.

2. اصول اولیه علامت گذاری تمام گروه های فولادهای ابزار (کربن، آلیاژی، پر آلیاژ) را بنویسید.

انتساب بر اساس گزینه ها:

1. نمرات فولاد را رمزگشایی کنید و منطقه کاربرد یک درجه خاص (یعنی برای ساخت چیزی که برای آن در نظر گرفته شده است) را یادداشت کنید.

کار عملی شماره 6

موضوع: "بررسی آلیاژهای بر پایه مس: برنج، برنز"

هدف، واقعگرایانه: آشنایی دانش آموزان با علامت گذاری و زمینه کاربرد فلزات غیر آهنی - مس و آلیاژهای مبتنی بر آن: برنج و برنز. شکل گیری توانایی رمزگشایی علامت گذاری برنج و برنز.

توصیه هایی برای دانش آموزان:

پیش رفتن:

1. با قسمت تئوری آشنا شوید.

2. تکلیف قسمت عملی را کامل کنید.

بخش تئوری

برنج

برنج می تواند تا 45 درصد روی داشته باشد. افزایش محتوای روی تا 45 درصد منجر به افزایش استحکام نهایی تا 450 مگاپاسکال می شود. حداکثر شکل پذیری در محتوای روی در حدود 37٪ رخ می دهد.

با توجه به روش ساخت محصولات، برنج تغییر شکل پذیر و ریخته گری متمایز می شود.

برنج تغییر شکل پذیر با حرف L مشخص می شود و به دنبال آن عددی نشان دهنده درصد مس است، برای مثال برنج L62 حاوی 62 درصد مس و 38 درصد روی است. اگر علاوه بر مس و روی، عناصر دیگری نیز وجود داشته باشد، حروف اولیه آنها قرار می گیرد (O - قلع، C - سرب، F - آهن، F - فسفر، Mts - منگنز، A - آلومینیوم، C - روی).

مقدار این عناصر با اعداد مربوطه بعد از عدد نشان دهنده محتوای مس نشان داده می شود، به عنوان مثال، آلیاژ LAZh60-1-1 حاوی 60٪ مس، 1٪ آلومینیوم، 1٪ آهن و 38٪ روی است.

برنج ها مقاومت خوبی در برابر خوردگی دارند که با افزودن قلع می توان آن را بیشتر بهبود بخشید. برنج LO70 -1 در برابر خوردگی در آب دریا مقاوم است و به آن "برنج دریایی" می گویند. افزودن نیکل و آهن استحکام مکانیکی را تا 550 مگاپاسکال افزایش می دهد.

برنج ریخته‌گری نیز با حرف L مشخص می‌شود، پس از علامت عنصر آلیاژی اصلی (روی) و هر یک از آن‌ها، یک عدد نشان می‌دهد که میانگین محتوای آن در آلیاژ را نشان می‌دهد. به عنوان مثال، برنج LTS23A6ZH3Mts2 حاوی 23٪ روی، 6٪ آلومینیوم، 3٪ آهن، 2٪ منگنز است. برنج با نام تجاری LTs16K4 دارای بهترین سیالیت است. برنج های ریخته گری شامل برنج هایی مانند LS، LK، LA، LAZH، LAZHMts می باشد. برنج های ریخته گری مستعد مایع شدن نیستند، دارای انقباض متمرکز هستند، ریخته گری ها با چگالی بالا به دست می آیند.

برنج ماده خوبی برای سازه هایی است که در دماهای پایین کار می کنند.

برنز

آلیاژهای مس با عناصری غیر از روی را برنز می نامند. برنزها به دو دسته فرفورژه و ریخته گری تقسیم می شوند.

هنگام علامت گذاری برنزهای تغییر شکل پذیر، حروف Br در وهله اول قرار می گیرند، سپس حروف نشان می دهد که کدام عناصر، به جز مس، در آلیاژ گنجانده شده است. بعد از حروف اعدادی هستند که محتوای اجزای موجود در شناور را نشان می دهند. به عنوان مثال، نام تجاری BrOF10-1 به این معنی است که برنز حاوی 10٪ قلع، 1٪ فسفر و بقیه مس است.

علامت گذاری برنزهای ریخته گری نیز با حروف Br شروع می شود، سپس حروف عناصر آلیاژی مشخص می شود و عددی نشان می دهد که میانگین محتوای آن در آلیاژ را نشان می دهد. به عنوان مثال، برنز BrO3Ts12S5 حاوی 3٪ قلع، 12٪ روی، 5٪ سرب، بقیه مس است.

برنزهای قلع هنگامی که مس و قلع ذوب می شوند، محلول های جامد تشکیل می شوند. این آلیاژها به دلیل گستره دمایی کریستالیزاسیون زیاد، مستعد جداسازی هستند. به دلیل تفکیک، آلیاژهایی با محتوای قلع بیش از 5 درصد برای قطعاتی مانند یاتاقان‌های ساده مناسب هستند: فاز نرم عملکرد خوب را تضمین می‌کند، ذرات سخت مقاومت در برابر سایش ایجاد می‌کنند. بنابراین، برنزهای قلع مواد ضد اصطکاک خوبی هستند.

برنزهای قلع دارای انقباض حجمی کم (حدود 0.8٪) هستند، بنابراین از آنها در ریخته گری هنری استفاده می شود. وجود فسفر سیالیت خوبی را تضمین می کند. برنزهای قلع به دو دسته فرفورژه و ریخته گری تقسیم می شوند.

در برنزهای قابل تغییر شکل، محتوای قلع نباید از 6٪ تجاوز کند تا از انعطاف پذیری لازم اطمینان حاصل شود، BrOF6.5-0.15. برنزهای فرفورژه بسته به ترکیب، خواص مکانیکی، ضد خوردگی، ضد اصطکاک و کشسانی بالایی دارند و در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرند. میله ها، لوله ها، نوار، سیم از این آلیاژها ساخته شده اند.

بخش عملی

تکلیف برای دانش آموزان:

1. عنوان و هدف کار را یادداشت کنید.

2- جدول را پر کنید:

نام

آلیاژ، آن

تعریف

اصلی

خواص

آلیاژ

مثال

علامت گذاری

رمزگشایی

تمبرها

منطقه

کاربرد

کار عملی شماره 7

موضوع: "بررسی آلیاژهای آلومینیوم"

هدف، واقعگرایانه: آشنایی دانش آموزان با علامت گذاری و زمینه استفاده از فلزات غیر آهنی - آلومینیوم و آلیاژهای مبتنی بر آن. بررسی ویژگی های استفاده از آلیاژهای آلومینیوم، بسته به ترکیب آنها.

توصیه هایی برای دانش آموزان: قبل از ادامه بخش عملی تکلیف، مفاد نظری و همچنین سخنرانی های کتاب کار خود را در مورد این موضوع به دقت مطالعه کنید.

پیش رفتن:

1. با قسمت تئوری آشنا شوید.

2. تکلیف قسمت عملی را کامل کنید.

بخش تئوری

اصل علامت گذاری آلیاژهای آلومینیوم. در ابتدا نوع آلیاژ مشخص شده است: D - آلیاژهای نوع دورالومین. الف - آلومینیوم فنی؛ AK - آلیاژهای آلومینیوم جعلی؛ ب - آلیاژهای با مقاومت بالا؛ AL - آلیاژهای ریخته گری.

علاوه بر این، شماره شرطی آلیاژ نشان داده شده است. عدد متعارف با یک نام مشخص کننده وضعیت آلیاژ دنبال می شود: M - نرم (آنیل شده). T - تحت درمان حرارتی (سخت شدن به علاوه پیری)؛ H - سخت شده؛ ص - نیمه استاندارد.

آلیاژها با توجه به ویژگی های تکنولوژیکی خود به سه گروه تقسیم می شوند: آلیاژهای فرفورژه که با عملیات حرارتی سخت نمی شوند. آلیاژهای فرفورژه سخت شده با عملیات حرارتی؛ آلیاژهای ریخته گری آلیاژهای آلومینیوم تف جوشی شده (SAS) و آلیاژهای پودر آلومینیوم متخلخل (SAS) به روش متالورژی پودر تولید می شوند.

آلیاژهای ریخته گری فرفورژه با عملیات حرارتی سخت نمی شوند.

استحکام آلومینیوم را می توان با آلیاژسازی افزایش داد. منگنز یا منیزیم به آلیاژهایی که با عملیات حرارتی سخت نمی شوند اضافه می شود. اتم های این عناصر به طور قابل توجهی استحکام آن را افزایش می دهند و شکل پذیری آن را کاهش می دهند. آلیاژها مشخص می شوند: با منگنز - AMts، با منیزیم - AMg. پس از تعیین عنصر، محتوای آن نشان داده شده است (AMg3).

منیزیم فقط به عنوان سخت کننده عمل می کند، منگنز سخت می شود و مقاومت به خوردگی را افزایش می دهد. استحکام آلیاژها فقط در نتیجه تغییر شکل سرد افزایش می یابد. هر چه درجه تغییر شکل بیشتر باشد، استحکام بیشتر می شود و انعطاف پذیری کاهش می یابد. بسته به درجه سخت شدن، آلیاژهای سرد و نیمه کار شده (AMg3P) متمایز می شوند.

این آلیاژها برای ساخت انواع ظروف جوش داده شده برای سوخت، نیتریک و سایر اسیدها، سازه های کم بار و متوسط ​​استفاده می شود. آلیاژهای فرفورژه که با عملیات حرارتی سخت می شوند.

این آلیاژها شامل دورالومین (آلیاژهای پیچیده سیستم های آلومینیوم - مس - منیزیم یا آلومینیوم - مس - منیزیم - روی) می باشد. آنها مقاومت خوردگی کاهش یافته ای دارند که برای افزایش آن منگنز وارد می شود. دورالومین معمولاً در دمای 500 درجه سخت می شود O C و پیری طبیعی که قبل از آن یک دوره نهفتگی دو تا سه ساعته وجود دارد. حداکثر قدرت پس از 4.5 روز به دست می آید. Duralumin به طور گسترده ای در ساخت هواپیما، ساخت و ساز خودرو، و ساخت و ساز استفاده می شود.

آلیاژهای با استحکام بالا آلیاژهایی هستند که علاوه بر مس و منیزیم حاوی روی هستند. آلیاژهای B95، B96 دارای مقاومت کششی حدود 650 مگاپاسکال هستند. مصرف کننده اصلی صنعت هواپیماسازی (پوست، استرینگر، اسپار) است.

آلیاژهای آلومینیوم آهنگری AK، AK8 برای ساخت آهنگری استفاده می شود. آهنگری در دمای 380-450 ساخته می شود O C، از دمای 500-560 سخت می شوند O C و پیری در 150-165 O از ظرف 6 ساعت

نیکل، آهن، تیتانیوم علاوه بر این به ترکیب آلیاژهای آلومینیوم وارد می شوند که دمای تبلور مجدد و مقاومت حرارتی را تا 300 افزایش می دهد. O با.

پیستون ها، تیغه ها و دیسک های کمپرسورهای محوری و موتورهای توربوجت ساخته می شوند.

آلیاژهای ریخته گری

آلیاژهای ریخته گری شامل آلیاژهای سیستم آلومینیوم-سیلیکون (سیلومین ها) حاوی 10-13 درصد سیلیکون است. مس که به سیلومین منیزیم افزوده می شود، به اثر سخت شدن آلیاژهای ریخته گری در طول پیری کمک می کند. تیتانیوم و زیرکونیوم دانه را آسیاب می کنند. منگنز خواص ضد خوردگی را بهبود می بخشد. نیکل و آهن مقاومت حرارتی را افزایش می دهند.

آلیاژهای ریخته گری از AL2 تا AL20 مشخص شده اند. سیلومین ها به طور گسترده برای ساخت قطعات ریخته گری برای دستگاه ها و سایر قطعات متوسط ​​و کم بار، از جمله ریخته گری های دیواره نازک با اشکال پیچیده استفاده می شود.

بخش عملی

تکلیف برای دانش آموزان:

1. عنوان و هدف کار را یادداشت کنید.

2- جدول را پر کنید:

نام

آلیاژ، آن

تعریف

اصلی

خواص

آلیاژ

مثال

علامت گذاری

رمزگشایی

تمبرها

منطقه

کاربرد

کار آزمایشگاهی شماره 1

موضوع: "خواص مکانیکی فلزات و روشهای مطالعه آنها (سختی)"

هدف، واقعگرایانه:

پیش رفتن:

1. با مفاد نظری آشنا شوید.

2. تکلیف مربی را کامل کنید.

3. با توجه به تکلیف گزارشی تهیه کنید.

بخش تئوری

سختی توانایی یک ماده برای مقاومت در برابر نفوذ جسم دیگری به داخل آن است. در تست های سختی، جسمی که در ماده ای تعبیه شده و به آن فرورفتگی می گویند باید سخت تر باشد، اندازه و شکل خاصی داشته باشد و تغییر شکل دائمی دریافت نکند. تست های سختی می توانند ایستا و پویا باشند. نوع اول شامل آزمایش هایی با روش دندانه سازی است، دوم - با روش فرورفتگی ضربه. علاوه بر این، روشی برای تعیین سختی با خراش وجود دارد - اسکلرومتری.

با مقدار سختی فلز، می توانید از سطح خواص آن ایده بگیرید. به عنوان مثال، هر چه سختی بیشتر باشد که توسط فشار نوک تعیین می شود، شکل پذیری فلز کمتر می شود و بالعکس.

تست های سختی به روش دندانه ای شامل این واقعیت است که یک فرورفتگی (الماس، فولاد سخت شده، آلیاژ سخت) به شکل یک توپ، مخروط یا هرم تحت تأثیر بار در نمونه فشرده می شود. پس از برداشتن بار، اثری بر روی نمونه باقی می‌ماند که با اندازه‌گیری مقدار آن (قطر، عمق یا مورب) و مقایسه آن با ابعاد فرورفتگی و بزرگی بار، می‌توان در مورد سختی فلز قضاوت کرد.

سختی بر روی دستگاه های خاص - سختی سنج ها تعیین می شود. اغلب، سختی با روش های برینل (GOST 9012-59) و راکول (GOST 9013-59) تعیین می شود.

الزامات کلی برای آماده سازی و آزمایش نمونه با این روش ها وجود دارد:

1. سطح نمونه باید تمیز و عاری از ایراد باشد.

2. نمونه ها باید ضخامت معینی داشته باشند. پس از دریافت قالب، هیچ گونه اثری از تغییر شکل در پشت نمونه وجود نداشته باشد.

3. نمونه باید محکم و ثابت روی میز باشد.

4. بار باید عمود بر سطح نمونه عمل کند.

تعیین سختی برینل

سختی برینل فلز با فرورفتگی یک توپ فولادی سخت شده (شکل 1) با قطر 10 تعیین می شود. 5 یا 2.5 میلی متر است و با تعداد سختی HB نشان داده می شود که با تقسیم بار اعمال شده P بر حسب N یا kgf (1H = 0.1 kgf) بر سطح اثر تشکیل شده بر روی نمونه F در میلی متر به دست می آید.

عدد سختی برینل HB با نسبت بار اعمال شده بیان می شودافبه میداناسسطح کروی فرورفتگی (سوراخ) روی سطح اندازه گیری شده.

HB = ، (Mpa)،

جایی که

اس- مساحت سطح کروی اثر، میلی متر 2 (از طریق بیان شده استدیود);

دی- قطر توپ، میلی متر؛

د- قطر فرورفتگی، میلی متر؛

مقدار باراف، قطر توپدیو مدت نگهداری تحت بار τ مطابق جدول 1 انتخاب می شوند.

شکل 1. طرح اندازه گیری سختی به روش برینل.

الف) طرح فشار دادن توپ به فلز آزمایش

افدی- قطر توپ،د otp - قطر چاپ؛

ب) اندازه گیری قطر فرورفتگی با لوپ (در شکلد= 4.2 میلی متر).

میز 1.

انتخاب قطر توپ، بار و نگهداری بار بسته به

بر روی سختی و ضخامت نمونه

بیش از 6

6…3

کمتر از 3

29430 (3000)

7355 (750)

1840 (187,5)

کمتر از 1400

بیش از 6

6…3

کمتر از 3

9800 (1000)

2450 (750)

613 (62,5)

فلزات و آلیاژهای غیرآهنی (مس، برنج، برنز، آلیاژهای منیزیم و غیره)

350-1300

بیش از 6

6…3

کمتر از 3

9800 (1000)

2450 (750)

613 (62,5)

30

فلزات غیر آهنی (آلومینیوم، آلیاژهای بلبرینگ و غیره)

80-350

بیش از 6

6…3

کمتر از 3

10

5

2,5

2450 (250)

613 (62,5)

153,2 (15,6)

60

شکل 2 نمودار یک دستگاه اهرمی را نشان می دهد. نمونه روی مرحله 4 نصب می شود. با چرخاندن چرخ دستی 3، از پیچ 2 برای بالا بردن نمونه استفاده می شود تا زمانی که توپ را لمس کند 5 و سپس تا زمانی که فنر 7 کاملاً فشرده شود، روی دوک 6 قرار دهید. بار بر روی توپ برابر با 1 کیلو نیوتن (100 کیلوگرم فات) است که موقعیت پایدار نمونه را در حین بارگذاری فراهم می کند. پس از آن، موتور الکتریکی 13 روشن می شود و از طریق چرخ دنده حلزونی گیربکس 12، شاتون 11 و سیستم اهرم های 8،9 واقع در محفظه 1 سختی سنج با وزنه های 10، بار کاملی را بر روی آن ایجاد می کند. توپ. یک قالب کروی بر روی قطعه آزمایش به دست می آید. پس از تخلیه دستگاه، نمونه برداشته شده و قطر چاپ با ذره بین مخصوص تعیین می شود. میانگین حسابی اندازه گیری ها در دو جهت عمود بر هم به عنوان قطر محاسبه شده فرورفتگی در نظر گرفته می شود.

شکل 2. نمودار دستگاه برینل

با استفاده از فرمول فوق، با استفاده از قطر فرورفتگی اندازه گیری شده، عدد سختی HB محاسبه می شود. عدد سختی بسته به قطر قالب بدست آمده را می توان از جداول نیز یافت (جدول اعداد سختی را ببینید).

هنگام اندازه گیری سختی با یک توپ با قطر D = 10.0 میلی متر تحت بار F = 29430 N (3000 kgf)، با زمان نگهداری τ = 10 ثانیه، عدد سختی به صورت زیر نوشته می شود:HB2335 مگاپاسکال یا مطابق با نام قدیمی HB 238 (در کیلوگرم بر میلی متر 2 )

هنگام اندازه گیری سختی برینل، موارد زیر را در نظر داشته باشید:

آزمایش مواد با سختی بیش از HB 4500 مگاپاسکال امکان پذیر است، زیرا در سختی بالاتر نمونه، تغییر شکل غیرقابل قبولی در خود توپ رخ می دهد.

برای جلوگیری از پانچ، حداقل ضخامت نمونه باید حداقل ده برابر عمق فرورفتگی باشد.

فاصله بین مرکز دو چاپ مجاور باید حداقل چهار قطر تورفتگی باشد.

فاصله از مرکز فرورفتگی تا سطح جانبی نمونه باید حداقل 2.5 باشدد.

تعیین سختی راکول

بر اساس روش راکول، سختی فلزات با فشار دادن یک توپ فولادی سخت شده به قطر 1.588 میلی متر یا یک مخروط الماس با زاویه راس 120 در نمونه آزمایش تعیین می شود. O تحت عمل دو بار اعمال شده متوالی: P0 مقدماتی = 10 kgf و P کل، برابر با مجموع بارهای اولیه P0 و P1 اصلی (شکل 3).

عدد سختی راکولمنابع انسانیدر واحدهای بدون بعد معمولی اندازه گیری می شود و با فرمول های زیر تعیین می شود:

منابع انسانی ج = - هنگام فشار دادن مخروط الماس

منابع انسانی v = - هنگامی که یک توپ فولادی به داخل فشار داده می شود،

جایی که 100– تعداد تقسیمات مقیاس سیاه C، 130 - تعداد تقسیمات مقیاس قرمز B صفحه کلید نشانگر که عمق فرورفتگی را اندازه می گیرد.

ساعت 0 - عمق فرورفتگی مخروط یا توپ الماس تحت عمل پیش بارگذاری. مم

ساعت- عمق فرورفتگی مخروط یا توپ الماس تحت تأثیر بار کل، میلی متر

0.002 - مقدار تقسیم مقیاس صفحه نشانگر (حرکت مخروط الماس هنگام اندازه گیری سختی 0.002 میلی متر مطابق با حرکت عقربه نشانگر با یک تقسیم است)، میلی متر.

نوع نوک و اندازه بار طبق جدول 2 بسته به سختی و ضخامت نمونه آزمایش انتخاب می شود. ...

عدد سختی راکول (منابع انسانی) اندازه گیری عمق فرورفتگی دندانه دار است و در واحدهای دلخواه بیان می شود. واحد سختی به عنوان یک مقدار بدون بعد مربوط به جابجایی محوری 0.002 میلی متر در نظر گرفته می شود. عدد سختی راکول مستقیماً با فلش در مقیاس C یا B نشانگر پس از برداشتن خودکار بار اصلی نشان داده می شود. سختی یک فلز که با روش های مختلف تعیین می شود، با واحدهای سختی متفاوتی بیان می شود.

برای مثال،HB 2070, منابع انسانی ج 18 یامنابع انسانی v 95.

شکل 3. طرح اندازه گیری سختی راکول

جدول 2

V

منابع انسانی V

توپ فولادی

981 (100)

0,7

25…100

در مقیاس B

2000 تا 7000 (فولادهای سخت شده)

با

منابع انسانی با

مخروط الماس

1471 (150)

0,7

20…67

در مقیاس C

از 4000 تا 9000 (قطعاتی که در معرض کربورسازی یا نیتریدینگ، آلیاژهای سخت و غیره قرار دارند)

آ

منابع انسانی آ

مخروط الماس

588 (60)

0,4

70…85

در مقیاس B

روش راکول به دلیل سادگی و بهره وری بالا متمایز است، حفظ سطح با کیفیت بالا را پس از آزمایش تضمین می کند و امکان تست فلزات و آلیاژها، چه سختی کم و چه با سختی بالا را فراهم می کند. این روش برای استفاده با آلیاژهایی با ساختار ناهمگن (چدن های خاکستری، چکش خوار و با استحکام بالا، آلیاژهای ضد اصطکاک و غیره) توصیه نمی شود.

بخش عملی

محتوای گزارش.

عنوان کار، هدف آن را ذکر کنید.

به سوالات پاسخ دهید:

1. سختی به چه چیزی گفته می شود؟

2. ماهیت تعیین سختی چیست؟

3. چه 2 روشی را برای تعیین سختی می شناسید؟ چه تفاوتی بین آنها وجود دارد؟

4. چگونه باید یک نمونه برای آزمایش آماده کرد؟

5. چگونه می توانید عدم وجود یک روش جهانی برای تعیین سختی را توضیح دهید؟

6. چرا از میان بسیاری از ویژگی های مکانیکی مواد، سختی اغلب تعیین می شود؟

7. طرح تعیین سختی را طبق برینل و راکول در دفترچه یادداشت کنید.

کار آزمایشگاهی شماره 2

موضوع: "خواص مکانیکی فلزات و روشهای مطالعه آنها (استحکام، کشسانی)"

هدف، واقعگرایانه: برای مطالعه خواص مکانیکی فلزات، روش های مطالعه آنها.

پیش رفتن:

1. با مفاد نظری آشنا شوید.

2. تکلیف مربی را کامل کنید.

3. با توجه به تکلیف گزارشی تهیه کنید.

بخش تئوری

خواص مکانیکی اصلی استحکام، الاستیسیته، چقرمگی، سختی است. طراح با دانستن خواص مکانیکی، مصالح مناسبی را انتخاب می کند که قابلیت اطمینان و دوام سازه ها را با حداقل وزن آنها تضمین می کند.

خواص مکانیکی رفتار یک ماده را در هنگام تغییر شکل و تخریب در اثر بارهای خارجی تعیین می کند. بسته به شرایط بارگذاری، خواص مکانیکی را می توان در موارد زیر تعیین کرد:

1. بارگذاری استاتیک - بار روی نمونه به آرامی و هموار افزایش می یابد.

2. بارگذاری دینامیکی - بار با سرعت زیاد افزایش می یابد، دارای شخصیت شوک است.

3. بارگذاری متناوب یا چرخه ای مکرر - بار در طول آزمایش به طور مکرر در بزرگی یا مقدار و جهت تغییر می کند.

برای به دست آوردن نتایج قابل مقایسه، نمونه ها و روش انجام آزمایش های مکانیکی توسط GOST ها تنظیم می شوند. در آزمایش کشش استاتیک: GOST 1497، ویژگی های استحکام و شکل پذیری به دست می آید.

استحکام توانایی یک ماده برای مقاومت در برابر تغییر شکل و تخریب است.

پلاستیسیته توانایی یک ماده برای تغییر اندازه و شکل خود تحت تأثیر نیروهای خارجی است. معیار پلاستیسیته مقدار تغییر شکل دائمی است.

دستگاه برای تعیین استحکام و شکل پذیری یک دستگاه تست کشش است که نمودار کششی را ثبت می کند (شکل 4 را ببینید)، که رابطه بین ازدیاد طول نمونه و بار اعمال شده را بیان می کند.

برنج. 4. نمودار کشش: الف - مطلق، ب - نسبی.

بخش oa در نمودار مربوط به تغییر شکل الاستیک ماده در هنگام رعایت قانون هوک است. تنش مربوط به تغییر شکل حد الاستیک در نقطه a را حد تناسب می گویند.

حد تناسب بزرگترین ولتاژ است که قبل از رسیدن به آن قانون هوک معتبر است.

در تنش های بالاتر از حد تناسب، تغییر شکل پلاستیک یکنواخت رخ می دهد (طول یا باریک شدن مقطع).

نقطه b - حد الاستیک - بالاترین تنش که قبل از رسیدن به آن تغییر شکل دائمی در نمونه وجود ندارد.

ناحیه cd نقطه تسلیم است، با نقطه تسلیم مطابقت دارد - این تنشی است که در آن افزایش تغییر شکل در نمونه بدون افزایش بار رخ می دهد (مواد "جریان می یابد").

بسیاری از گریدهای فولاد و فلزات غیرآهنی سطح تسلیم مشخصی ندارند، بنابراین یک نقطه تسلیم مشروط برای آنها تعیین می شود. نقطه تسلیم معمولی تنشی است که با تغییر شکل باقیمانده برابر با 0.2% طول اولیه نمونه (فولاد آلیاژی، برنز، دورالومین و غیره مواد) مطابقت دارد.

نقطه B مربوط به قدرت نهایی است (یک نازک شدن موضعی روی نمونه ظاهر می شود - یک گردن، تشکیل نازک شدن مشخصه مواد پلاستیکی است).

استحکام کششی حداکثر تنشی است که یک نمونه می تواند تا زمان تفکیک (استحکام کششی نهایی) تحمل کند.

در پشت نقطه B، بار سقوط می کند (به دلیل طویل شدن گردن) و تخریب در نقطه K رخ می دهد.

بخش عملی.

محتوای گزارش.

1. عنوان اثر، هدف آن را ذکر کنید.

2. چه خواص مکانیکی را می دانید؟ برای تعیین خواص مکانیکی مواد از چه روش هایی استفاده می شود؟

3. تعریف استحکام و شکل پذیری را بنویسید. با چه روش هایی تعیین می شوند؟ اسم دستگاهی که این خواص را مشخص می کند چیست؟ خواص چگونه تعریف می شوند؟

4. نمودار کشش مطلق مواد پلاستیکی را ثبت کنید.

5. بعد از نمودار، نام تمام نقاط و بخش های نمودار را مشخص کنید.

6. محدودیت مشخصه اصلی در هنگام انتخاب یک ماده برای ساخت هر محصول چیست؟ پاسخ را توجیه کنید.

7. چه موادی در کار قابل اعتمادتر هستند، شکننده یا شکل پذیر؟ پاسخ را توجیه کنید.

کتابشناسی - فهرست کتب

اصلی:

آداسکین A.M.، Zuev V.M. علم مواد (فلزکاری). - M .: OIC "Academy"، 2009 - 240 p.

آداسکین A.M.، Zuev V.M. علم مواد و فناوری مواد. - M .: FORUM، 2010 - 336 p.

چوماچنکو یو.ت. علم مواد و لوله کشی (NGO و SPO). - Rostov n / a .: Phoenix، 2013 - 395 p.

اضافی:

ژوکوفتس I.I. آزمایش مکانیکی فلزات - م .: دبیرستان، 1986 .-- 199 ص.

لاختین یو.م. مبانی علم مواد. - M .: متالورژی، 1988.

Lakhtin Yu.M., Leontyeva V.P. علم مواد. - م .: مهندسی مکانیک، 1990.

منابع الکترونیکی:

1. مجله "علوم مواد". (منبع الکترونیکی) - فرم دسترسی http://www.nait.ru/journals/index.php?p_journal_id=2.

2. علم مواد: منبع آموزشی، فرم دسترسی http: // www.supermetalloved / narod.ru.

3. عیار فولادها. (منبع الکترونیکی) - فرم دسترسی www.splav.kharkov.com.

4. مرکز فدرال اطلاعات و منابع آموزشی. (منبع الکترونیکی) - فرم دسترسی www.fcior.ru.