Пластическая деформация и рекристаллизация металлов

Цель работы

1. Изучить методику испытаний металлов и сплавов на растяжение.

2. Ознакомиться с конструкцией и работой разрывной машины.

3. Провести испытания на растяжение двух образцов из разных материалов, получить диаграммы растяжения.

4. Определить положение характерных точек, рассчитать параметры в характерных и промежуточных точках.

5. На основании выполненных расчетов построить диаграмму зависимости условных напряжений от степени деформации.

6. Определить основные механические характеристики материалов и дать заключение о свойствах испытанных материалов.

Содержание работы

Практическая часть

Таблица 1.2

Параметры испытуемых образцов

Геометрические параметры	Материал
Длина образца, мм :
- начальная l0
- конечная lк
Диаметр образца, мм :
- начальный d0
- конечный dk
Площадь поперечного сечения образца, мм2:
- начальная F0
- конечная Fк

Таблица 1.3

Параметры машины

Параметры	Значения
Выбранный диапазон нагрузок, кгс
Цена деления бумажной ленты по ординате, кгс/дел или кгс/мм
Масштаб записи деформации, мм деф/дел или мм деф/мм

Таблица 1.4

Результаты обработки диаграммы

Параметр	Материал образца	Значения параметров в характерных и произвольных точках
Р	S				в		к
Нагрузка Р, кгс
Абсолютное удлинение Dl, мм
Напряжение s, кгс/мм2
Относительное удлинение e, %

Таблица 1.5

Протокол испытания на растяжение

Параметры	Материал
Значение максимальной силы Рmax по отсчетному устройству, кгс
Предел прочности sв, вычисленный по этому значению силы, кгс/мм2
Результаты испытаний :
- предел пропорциональности sпц, кгс/мм2
- физический предел текучести sт, кгс/мм2
- условный предел текучести s0,2, кгс/мм2
- предел прочности sв, кгс/мм2
Относительное удлинение после разрыва d, % :
- по образцу
- по диаграмме
Относительное сужение y, %
Заключение о свойствах испытанного материала:
- прочностные
- пластические

Лабораторная работа № 2

Определение твердости металлов и сплавов

Цель работы

1. Ознакомиться с устройством приборов.

2. Изучить методику определения твердости металлов по Бринеллю, Роквеллу и Виккерсу (подготовка образцов, выбор наконечников и нагрузки, порядок определения твердости, области применения).

3. Определить твердость образцов из различных материалов по Бринеллю и Роквеллу.

4. Вычислить приближенное значение предела прочности по полученному значению НВ.

5. Перевести числа твердости по Роквеллу в числа твердости по Бринеллю.

Содержание работы

Лабораторная работа № 3

Методы исследования качества, структуры и свойств

металлов и сплавов

Цель работы

1. Изучить сущность, возможности и методику выполнения основных видов макроструктурного и микроструктурного анализа металлов и сплавов.

2. Приобрести знания и навыки в приготовлении макрошлифов и проведении макроструктурного анализа.

3. Изучить схему, устройство и возможности оптического металлографического микроскопа, а также применяемых вспомогательных устройств.

4. Приобрести знания и навыки в приготовлении микрошлифов и выполнении микроструктурного анализа.

Макроструктурный анализ металлов и сплавов

1. Сущность макроструктурного анализа металлов и сплавов.

____________________

2. Порядок приготовления макрошлифов.

____________________

3. Поверхностное и глубокое травление, применяемые реактивы

и особенности осуществления.

____________________

4. Что можно выявить методами макроструктурного анализа.

________________

Практическая часть

1. Изучить, зарисовать и дать характеристику различных видов изломов.

Характеристика изломов

Хрупкий излом __________________________________________________

____________

Вязкий излом __________________________________________________

____________

Усталостный излом ______________________________________________

____________

2. Выявить химическую неоднородность (например, цементация), зарисовать результат эксперимента, определить глубину слоя, описать методику выявления и применяемый реактив.

________________________

3. Выявить структурную неоднородность (закалка ТВЧ). Зарисовать

результат.

________________

4. Выявить структурную и химическую неоднородность в сварном шве. Определить вид сварки (Т-образная, Х-образная и др.) и ее качество.

________________

5. Сделать отпечаток на серу и фосфор по методу Баумана. Описать методику проведения эксперимента, привести химические реакции. Зарисовать внешний вид отпечатка, сделать выводы: 1) серы: много-мало, 2) включения: мелкие-крупные, 3) распределение включений: равномерное-неравномерное. Общий вывод о качестве стали: отличное, хорошее, удовлетворительное, неудовлетворительное.

____________________

Микроструктурный анализ

1. Сущность микроструктурного анализа.

________________

2. Порядок приготовления микрошлифа.

3. Что можно исследовать на макрошлифе непосредственно после

полировки, для чего применяется травление микрошлифа.

________________

Практическая часть

1. Изучить устройство металлографического микроскопа. Указать название его основных элементов. Какие увеличения можно получить с помощью оптического микроскопа, как изменить увеличение?

____________________

2. Определить балл неметаллических включений в стали. (Методика определения, рисунок, балл)

_______________________________________

_______________________________________

_______________________________________

_______________________________________

_______________________________________

_______________________________________

3. Изучить и зарисовать зерно, определить его номер. Описать методику определения. Сколько всего номеров зерна в сталях по ГОСТу. Как выявляются очень крупные (-3-0) и очень мелкие (11-14) зерна?

_______________________________________

_______________________________________

_______________________________________

_______________________________________

_______________________________________

_______________________________________

4. С помощью микроскопа провести измерения микрообъекта. Зарисовать схему настройки на измерение и схему отсчета. Как определяется масштаб измерения. Какой окуляр нужен для измерений?

______________________________________________________________________
Лабораторная работа № 4

Пластическая деформация и рекристаллизация металлов

Цель работы

1. Изучить механизм пластической деформации монокристаллов и поликристаллических металлов и сплавов. Эксперимен­тально определить зависимость механических свойств металлов и сплавов от степени пластической деформации.

2. Исследовать влияние температуры нагрева на свойства деформированного металла.

3. Экспериментально определить температуру начала рекристаллизации и критическую степень деформа­ции заданного сплава.

Содержание работы

1. Что представляет собой линейная (краевая) дислокация?

____________

2. Сущность дислокационного механизма пластической деформации.

____________

3. Как изменяются свойства деформируемого металла в процессе пластической деформации? Как называется это явление?

____________

4. Физические основы наклепа (почему в начале деформации дислокации перемещаются легко, а потом все труднее и труднее?). Какие факторы препятствуют перемещению дислокаций и упрочняют сплавы?

________________________

5. Рекристаллизация, ее виды, как изменяются свойства деформированного металла при рекристаллизации.

____________

6. Что представляет собой критическая степень деформации?

____________

7. Холодная и горячая обработка металлов давлением, их определение и возможности.

____________

Практическая часть

1. Определение влияния степени пластической деформации на твердость и прочность стали 20.

Методика проведение эксперимента:

________________

Результаты эксперимента:

№ образ.	h0, мм	р, кгс/см2 (Р, кгс)	hk, мм	e, %	HRB
1.
2.
3.
4.

Для определения деформирующего усилия давление по манометру р надо умножить на площадь поршня равную примерно 30 см².

Построить график зависимости HRB = f(e, %).

Выводы:________________________________________________________

2. Определение температуры начала рекристаллизации стали 20.

а) По формуле Бочвара А.А.

____

б) Экспериментальное определение температуры начала рекристаллизации. Методика определения: ___________________________________________

________

Результаты эксперимента:

Температуры нагрева, °С
Твердость HRB после нагрева

Построить график зависимости HRB = f(Т_{нагрева}, °С).

По графику определить температуру начала рекристаллизации экспериментальную _________________________________________________________

____

Выводы: _______________________________________________________

Сравнить расчетную (по формуле Бочвара А.А.) и экспериментальную температуру начала рекристаллизации.

Т_{нач.рекр.расч.} = °С, Т_{нач.рекр.эксп.} = °С

Сходимость результатов: хорошая, удовлетворительная, плохая.

3. Экспериментальное определение критической степени деформации сплава АД0.

Методика определения критической степени деформации.

____

____

____

____

____

____

Результаты эксперимента занести в таблицу.

№ п/п	l0, мм	lк, мм	e, %	Средний размер (dср) зерна, мм	Зарисовка структуры
1.
2.
3.
4.
5.
6.

Построить график зависимости среднего размера зерна (d_ср) после рекристаллизации от степени пластической деформации (e).

По графику определить критическую степень пластической деформации

e_кр = %.

Лабораторная работа № 5

Диаграммы состояния двойных систем,