Макроструктурный анализ металлов.

ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ОТЧЕТ

По учебной практике

студента группы ________________________

_________________________________________ ___________

(Ф.И.О.) (подпись)

проходившего практику на кафедре «ФиПМ»

с «____» ________________201г. По «____»______________201г.

 

Дата сдачи ______________________201 г.

 

Оценка по практике ______________

Члены комиссии (подписи)

 

 

Ростов-на-Дону

2012г.

Введение:

«Материаловедение» – это наука, изучающая материалы, применяемые в технике; объективные закономерности зависимости их свойств от химического состава, структуры, способов обработки и условий эксплуатации и является основой для изучения технологических дисциплин при подготовке инженера.

Цель изучения дисциплины «Материаловедение» – познание природы и свойств материалов, а также методов их обработки для наиболее эффективного применения в технике.

Задачи изучения дисциплины – раскрыть физическую сущность явлений, происходящих в материалах при воздействии на них различных факторов в условиях производства и эксплуатации и их влияние на свойства материалов. Установить взаимосвязь между составом, строением и свойствами материалов. Изучить теорию и практику термического, химико-термического и других способов упрочнения материалов. Изучить основные группы современных материалов, их свойства и области применении.

Цели и задачи практики:

1. Изучение методических основ и приемов макроскопического анализа металлов;

2. Изучение методических основ и приемов микроскопического анализа металлов;

3. познакомиться с операциями термической обработки и измерить твердость металлов;

4. знакомство с обработкой металлов резаньем и основными видами слесарных работ;

5. изучение технологических основ обработки металлов давлением (ОМД); знакомство с ее основными видами оборудования для ОМД; освоение практических навыков; изготовление делали методом листовой шлифовки;

6. ознакомление с основами литейного производства и получение практических навыков изготовления фасонных отливок в различные литейные формы;

7. ознакомление с основными положениями технологии выполнения сварочных работ и овладение основами техники получения сварных соединений

 

Практическая работа №1

Макроструктурный анализ металлов.

Макроструктурный анализ – изучение строения металлов и сплавов невооруженным глазом или при небольшом увеличении, с помощью лупы. Макроанализ позволяет выявить наличие в материале макродефектов, а также причины и характер разрушения деталей.

Ликвация - неоднородность сплава по химич. составу, структуре и неметаллич. включениям, образ, при кристаллизации слитка, непрерывно-литой заготовки и отливки

Виды ликваций:

 

1)Внутрикристаллическая ликвация.

 

При кристаллизации реализуется механизм дендритного роста (дендрит по гр. «дерево»).

 

Перпендикулярно к осям I рода вырастают ветви II порядка с меньшей плотностью. Перпендикулярно к осям I рода вырастают ветви III порядка с ещё меньшей плотностью.

 

2)Зональная ликвация.

Чистый от примеси компонент закристаллизуется в первую очередь на периферии слитка, а компонент с примесью - в сердцевине слитка. Это можно подтвердить методом Баумана.

Шлифованный слиток прижимается к поверхности фотобумаги, предварительно смоченный в 5% растворе серной кислоты H₂SO₄ в воде.

 

FeS + H₂SO₄ = FeSO₄ + H₂S

H₂S + 2AgBr = Ag₂S + 2HBr

 

Соль Ag₂S выпадает в осадок в том месте, где был сульфид железа FeS.

 

3)Ликвация по удельному весу.

Если в состав сплавов входят компоненты с различным удельным весом, то более тяжёлый компонент опустится на дно, а более лёгкий всплывёт на поверхность.

 

 

Строение сварных соединений.

Сварочная ванна после кристаллизации имеет строение аналогичное обыкновенному слитку.

 

 

Практическая работа №2.

Термическая обработка и измерение физических свойств.

Цель работы: Знакомство с термической обработкой стали и измерение твёрдости образцов.

Целью термической обработки стали является изменение свойств путём изменения её фазового состава и структуры. Термическая обработка стали заключается в нагреве выше или ниже критических точек стали, выдержки её в нагретом состоянии и последующем охлаждении с заданной скоростью. В зависимости от условий охлаждения из аустенитного состояния возможно образование различных фазовых и структурных составляющих.

 

Твёрдость как характеристика механических свойств представляет собой способность материалов сопротивляться местной упругой или пластической деформации при воздействии (вдавливании, царапании, падении и отскоке) более твёрдых тел. Твёрдость, определяемая по отскоку (твёрдость по Шору), характеризует упругие свойства; твёрдость, определяемая царапанием (твёрдость по Моосу), сопротивление разрушению (для большинства металлов путём среза); твёрдость, определяемая вдавливанием (твёрдость по Бринеллю, по Виккерсу, по Роквеллу), сопротивление пластической деформации.

Методом вдавливания также определяется микротвёрдость.

Микротвёрдость, твёрдость отдельных участков микроструктуры материала. Измеряется вдавливанием алмазной пирамиды под нагрузкой менее 2 н

№	Материал	Охл. среда	HRC	HB
	У10	воздух
	У10	масло
	У10	вода

 

Практическая работа №3

Сила и работа резания

 

Сопротивление металлов снятию стружки преодолевается силой резания, приложенной к передней поверхности инструмента(резца, фрезы, сверла, зенкера). Работа силы резания затрачивается на упругопластическую деформацию металла и отрыв элементов стружки от основной массы металла, а также на преодоление трения на контактных поверхностях режущего инструмента.

Силы, возникающие при резании, воспринимаются инструментом, обрабатываемой заготовкой, станком и приспособлениями. (рис.4).

Сила резания раскладывается на три взаимно перпендикулярные составляющие P_x, P_y, P_z, действующие на направлениях, наиболее важных с точки зрения условий работы инструмента и механизмов станка.

 

 

Рис.4 Силы резания при точении

 

Режущие инструменты

Режущий инструмент- инструмент для обработки резанием. Различают следующие виды: инструменты токарной группы-резцы; инструменты фрезерной группы- фрезы; инструменты для обработки отверстий- свёрла, зенкера, развёртки, зенковки; резьбонарезный инструмент- метчики, плашки; зубообрабатывающий инструмент- долбяки, червячные фрезы и прочее; протяжной инструмент- протяжки, прошивки и т.д.; абразивный инструмент- шлифовальные круги, порошки, пасты, бруски и т.д. Некоторые виды режущих инструментов представлены на рисунке 5.

 

 

Рисунок 5. Металлорежущий инструмент: 1- резцы,; 2- свёрла;3- зенкеры; 4- зенковки; 5- развёртки; 6- плашки; 7- борфрезы; 8- фрезы; 9- метчики; 10- твёрдосплавные пластины; 11- долбяки; 12- гребёнки; 13- пилы сегментные.

 

Токарные резцы

Большое разнообразие работ, выполняемых на токарных станках, обуславливает необходимость применения разнообразных токарных резцов. Основными и наиболее употребляемыми из них являются проходные, чистовые, подрезные, отрезные и расточные (рис.6).

Кроме перечисленных, при токарной обработке используются прорезные, фасонные, резьбовые и некоторые другие резцы более или менее специального назначения.

 

Рисунок 6. Токарные резцы: а- проходной прямой; б- проходной отогнутый; в- проходной упорный; г- подрезной; д- отрезной; е- фасонный; ж- резьбовый; з- проходной расточный

 

Фрезы

Существуют разнообразные конструкции фрез. Некоторые виды фрез представлены на рисунке 7.

 

 

Рисунок 7. Основные типы фрез: а- цилиндрическая цельная; б- цилиндрическая сборная со вставными ножами; в- торцовая фрезерная головка; г- торцовая насадка цельная; д- торцовая насадка сборная со вставными ножами; е- концевая с коническим хвостиком; ж- концевая Т- образная; з- шпоночная с цилиндрическим хвостиком; и- дисковая трёхсторонняя; к- прорезная; л- пила круглая сегментная; м- угловая; н- фасонная; А-отверстие; Т- тело; П- шпоночный паз; К – конусный хвостик; Ц- цилиндрический хвостик.

 

Практическая работа №4

Практическая работа №5

Практическая работа №6

Цель работы: ознакомление с основными положениями технологии выполнения сварочных работ и овладение основами техники получения сварных соединений.

Основные положения теории и техники сварки

Сваркой называется технологический процесс получения неразъёмного соединения. Для получения сварного соединения соединяемые поверхности сближают на расстояния, в пределах которых действуют силы межатомного сцепления. По методу объединения заготовок различают сварку плавлением и сварку давлением.

Расплавленный металл получают путём плавления кромок заготовок и электродного (или присадочного) металла электрической дугой (рис.1). После заполнения зазора между заготовками металл затвердевает, образуя прочный сварочный шов.

 

 

Ручную электродуговую сварку применяют для соединения металлов толщиной от 1 до 60 мм при выполнении коротких швов в различных пространственных положениях (рис.2) и в труднодоступных местах.

 

 

1.1. Сварочная дуга и источники сварочного тока

Сварочная дуга - мощный стабильный разряд электричества в ионизированной атмосфере газов и паров металла. Ионизация дугового промежутка происходит во время зажигания дуги и непрерывно поддерживается в процессе её горения. Процесс зажигания дуги включает три этапа: короткое замыкание электрода на заготовку, отвод на расстояние 3-6 мм и возникновение устойчивого дугового разряда. Короткое замыкание (рис.3,а) выполняется для разогрева торца электрода 1 и заготовки 2 в зоне контакта с электродом. После отвода электрода (рис.3,б) с его разогретого торца (катода) под действием электрического поля начинается эмиссия электронов 3. Столкновение быстродвижущихся по направлению к аноду электронов с молекулами газов и паров металла приводит к их ионизации 4. В результате дуговой промежуток становится электропроводным и через него начинается разряд электричества. Процесс зажигания дуги заканчивается возникновением устойчивого дугового разряда 6 (рис.3,в).

Рис.3. Схема процесса зажигания дуги

 

Для питания сварочной дуги применяют источники переменного (сварочные трансформаторы) и постоянного тока (сварочные генераторы и выпрямители). Сварочные трансформаторы применяют чаще, так как они проще в эксплуатации и долговечнее.

При использовании постоянного тока различают сварку на прямой и обратной полярностях. В первом случае электрод подключается к отрицательному полюсу и служит катодом, во втором – к положительному и служит анодом.

Рассмотрим устройство сварочного трансформатора с повышенным магнитным рассеянием (тип ТДМ). В трансформаторах данного типа (рис.4) на стальном сердечнике 3 установлены две пары обмоток: неподвижная первичная 1 и подвижная вторичная 2. Оба первичные обмотки, также как и вторичные электрически связаны между собой параллельно. Первичная обмотка подключается к сети с напряжением 220/380 B, а вторичная к электрододержателю 5 и сварочному столу 6. Вращением винта 4 вторичная обмотка может быть приближена к неподвижной первичной обмотке или удалена от неё. Величину сварочного тока I_CB плавно регулируют, изменяя расстояние между первичной и вторичной обмотками.

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Я задался таким вопросом. Чему нас научат на данной специальности?

ü Собирать данные о существующих типах и марках материалов

ü Проводить исследования по химическому и фазовому составу, структуре и свойствам материалов

ü Совершенствовать технологические процессы получения и обработки материалов

ü Создавать совершенно новые прогрессивные технологии получения и обработки материалов, внедрять их в производство

ü Создавать новые материалы (металлические и неметаллические, полимерные и углеродные материалы, композиты и гибридные материалы, плёнки и покрытия, наноматериалы, сверхтвёрдые материалы) с заранее заданными технологическими и функциональными свойствами. Например, новые источники энергии, превращающие крышу дома в электростанцию, или оптические волокна, заставляющие свет передавать информацию

ü Читать и выполнять чертежи деталей и элементов конструкций

ü Разрабатывать технические задания для конструирования отдельных узлов приспособлений и оснастки

ü Выбирать соответствующие материалы для элементов конструкций и оборудования с учётом требований экономичности, надежности и долговечности изделий

ü Изготавливать, обрабатывать и изменять заготовки, полуфабрикаты, детали и изделия для различных отраслей техники и технологии (машиностроения и приборостроения, авиационной и ракетно-космической техники, атомной энергетики, твердотельной электроники, наноиндустрии, медицинской техники и т.д.)

ü Использовать стандарты и другие нормативные документы при оценке, контроле качества и сертификации новой продукции

ü Подготавливать документы к патентованию и оформлению ноу-хау

ü Рассчитывать производственные затраты на изготовление той или иной продукции, выявлять их стоимость

ü Подбирать под определенную работу конкретное электрооборудование и электронные устройства, рассчитывать режимы их работы

ü Обслуживать и диагностировать технологическое оборудование, которое используется при изготовлении и обработке материалов

ü Оценивать технические возможности производственных установок и приборов

ü Обеспечивать техническую и экологическую безопасность производства на своём рабочем участке

ü Разрабатывать план работы первичных производственных подразделений

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

1)“Материаловедение”. Часть I.Металловедение Автор:

В.Н. Пустовойт, Г.И.Бровер, А.В. Бровер

2)“Материаловедение” Авторы: Арзамасов (ред.) Б.Н., Сидорин И.И., Косолопов Г.Ф.

3)“Материаловедение” Авторы: Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П.

4)Справочное пособие по материаловедению (металлообработка) Авторы: Заплатин В.Н., Сапожников Ю.И., Дубов А.В.

5)Материаловедение Авторы: Моряков О.С.

6)Технология термической обработки стали Автор: Бернст Р. и др.

7) Обработка металлов резанием: Справочник технолога. Авторы: А.А. Панов, В.В. Аникин и др.

8) Теория обработки металлов давлением Автор: Сторожев М.В,Попов Е.А

9). "Эксплуатация сварочного оборудования" Автор: Александров А.Г

ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ОТЧЕТ

По учебной практике

студента группы ________________________

_________________________________________ ___________

(Ф.И.О.) (подпись)

проходившего практику на кафедре «ФиПМ»

с «____» ________________201г. По «____»______________201г.

 

Дата сдачи ______________________201 г.

 

Оценка по практике ______________

Члены комиссии (подписи)

 

 

Ростов-на-Дону

2012г.

Введение:

«Материаловедение» – это наука, изучающая материалы, применяемые в технике; объективные закономерности зависимости их свойств от химического состава, структуры, способов обработки и условий эксплуатации и является основой для изучения технологических дисциплин при подготовке инженера.

Цель изучения дисциплины «Материаловедение» – познание природы и свойств материалов, а также методов их обработки для наиболее эффективного применения в технике.

Задачи изучения дисциплины – раскрыть физическую сущность явлений, происходящих в материалах при воздействии на них различных факторов в условиях производства и эксплуатации и их влияние на свойства материалов. Установить взаимосвязь между составом, строением и свойствами материалов. Изучить теорию и практику термического, химико-термического и других способов упрочнения материалов. Изучить основные группы современных материалов, их свойства и области применении.

Цели и задачи практики:

1. Изучение методических основ и приемов макроскопического анализа металлов;

2. Изучение методических основ и приемов микроскопического анализа металлов;

3. познакомиться с операциями термической обработки и измерить твердость металлов;

4. знакомство с обработкой металлов резаньем и основными видами слесарных работ;

5. изучение технологических основ обработки металлов давлением (ОМД); знакомство с ее основными видами оборудования для ОМД; освоение практических навыков; изготовление делали методом листовой шлифовки;

6. ознакомление с основами литейного производства и получение практических навыков изготовления фасонных отливок в различные литейные формы;

7. ознакомление с основными положениями технологии выполнения сварочных работ и овладение основами техники получения сварных соединений

 

Практическая работа №1

Макроструктурный анализ металлов.

Макроструктурный анализ – изучение строения металлов и сплавов невооруженным глазом или при небольшом увеличении, с помощью лупы. Макроанализ позволяет выявить наличие в материале макродефектов, а также причины и характер разрушения деталей.

Ликвация - неоднородность сплава по химич. составу, структуре и неметаллич. включениям, образ, при кристаллизации слитка, непрерывно-литой заготовки и отливки

Виды ликваций:

 

1)Внутрикристаллическая ликвация.

 

При кристаллизации реализуется механизм дендритного роста (дендрит по гр. «дерево»).

 

Перпендикулярно к осям I рода вырастают ветви II порядка с меньшей плотностью. Перпендикулярно к осям I рода вырастают ветви III порядка с ещё меньшей плотностью.

 

2)Зональная ликвация.

Чистый от примеси компонент закристаллизуется в первую очередь на периферии слитка, а компонент с примесью - в сердцевине слитка. Это можно подтвердить методом Баумана.

Шлифованный слиток прижимается к поверхности фотобумаги, предварительно смоченный в 5% растворе серной кислоты H₂SO₄ в воде.

 

FeS + H₂SO₄ = FeSO₄ + H₂S

H₂S + 2AgBr = Ag₂S + 2HBr

 

Соль Ag₂S выпадает в осадок в том месте, где был сульфид железа FeS.

 

3)Ликвация по удельному весу.

Если в состав сплавов входят компоненты с различным удельным весом, то более тяжёлый компонент опустится на дно, а более лёгкий всплывёт на поверхность.