ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2

Министерство общего и профессионального образования

Свердловской области

ГАОУ СПО СО «Екатеринбургский» энергетический техникум

СБОРНИК МЕТОДИЧЕСКИХ УКАЗАНИЙ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ ПО ДИСЦИПЛИНЕ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ

По специальности (код и наименование) 140101

«Тепловые электрические станции»

Сборник методических указаний по выполнению лабораторных работ по дисциплине Материаловедение составлен на основе:

1.Федерального государственного образовательного стандарта (далее ФГОС) по специальности среднего профессионального образования (далее – СПО) 140101 Тепловые электрические станции по программе базовой подготовки.

2.Программы дисциплины Материаловедение, составленной преподавателем Государственного автономного образовательного учреждения среднего профессионального образования «Екатеринбургский энергетический техникум» С.Н.Бондаренко Протокол № от 7 « 20 » июня 2012г.;

3.Учебного плана Федерального государственного образовательного учреждения среднего профессионального образования Екатеринбургского энергетического техникума по специальности СПО 140101 Тепловые электрические станции (базовой подготовки), утвержденного августа 2011 г., с учетом распределения вариативной части ФГОС.

Составитель:

Преподаватель Светлана Никоноровна Бондаренко

ОДОБРЕН

Цикловой комиссией теплотехнических дисциплин

Председатель комиссии _____________Н.В. Панова

УТВЕРЖДЕН

Методическим советом ГАОУ СПО СО «Екатеринбургский энергетический техникум»

Протокол № ____ от «____» ______________ 2013 г.

Председатель Зам. директора по УР, к.п.н. __________________И.А.Созыкина

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 4

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

Определение ударной вязкости 5
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2

Испытание образца на разрыв 8 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

Исследованиеструктуры углеродистых сталей 10

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4

Сварка металлов 17

ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ОБУЧЕНИЯ 22

ВВЕДЕНИЕ

Одной из важнейших задач современной теплоэнергетики является повышение надежности и долговечности металла оборудования. Безаварийная работа энергооборудования тесно связана с физическими, механическими, технологическими свойствами металлов. Знание динамики изменений внутренних напряжений, которые неизбежно происходят с материалами с начала эксплуатации конструкций, позволяет своевременно производить замену изношенных деталей. Большое значение для повышения профессионального уровня специалистов - теплоэнергетиков имеют практические навыки, поэтому по программе предусмотрены часы на лабораторные работы.

В соответствии с рабочей программой, при изучении дисциплины «Материаловедение» выполняются шесть лабораторных работ. Данные методические указания призваны оказать помощь студентам в освоении методов исследования различных свойств материалов, изучении технологических методов изготовления деталей теплоэнергетического оборудования, работы со справочной и учебной литературой, анализа полученной информации. Для каждой лабораторной работы указаны компетенции, получаемые при выполнении лабораторной работы, задания, приведены краткие теоретические сведения, указан порядок проведения работы. В конце методических указаний имеется список информационного обеспечения по дисциплине.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

Тема: Определение ударной вязкости материалов

Цели работы: в результате выполнения данной лабораторной работыстудент должен знать:

-методы измерения параметров и определения свойств материалов;

студент должен уметь:

-определять свойства и классифицировать конструкционные и сырьевые материалы, применяемые в производстве.

Формируемые компетенции ПК- 3 ОК- 1, 2, 3, 4

Оборудование: маятниковый копер

Литература: Черепахин, А.А. Материаловедение [Текст]: учебник для СПО / А.А. Черепахин – 3-е изд-е, стереотипное – М.: Изд-кий центр Академия, 2008.– 256 с.: ил.

Ход работы

1.Организационный момент - подготовиться к проведению лабораторной работы, прочитать теоретическое обоснование данной работы. Детали, которые по роду своей службы подвергаются ударным нагрузкам, должны быть изготовлены из вязкого металла, выдерживающего динамические (ударные) нагрузки. Некоторые металлы (например, чугун, сталь с крупнозернистой структурой) имеют достаточно высокие показатели при статических испытаниях (при сжатии), однако разрушаются при небольших ударных нагрузках. Механические свойства материалов определяются предельно допускаемыми (допустимыми) напряжениями, различают напряжения растяжения, сжатия, сдвига, ударную вязкость и т.д. Характеристикой вязкости является удельная работа разрушения: aн =A/F₀, где: F₀- площадь поперечного сечения в месте надреза. Ударную вязкость обозначают KCV, KCU, KCT. KC – символ ударной вязкости, третий символ показывает вид надреза: острый (V), с радиусом закругления (U), трещина (Т) (рисунок 1, позиция в). Испытывают несколько образцов при различных температурах и строят кривые ударной вязкости – температура ( а_н– Т) (рисунок 1, позиция г), определяя пороги хладоломкости. Для испытания образец устанавливают на опорах маятникового копра. Маятник поднимают на высоту Н и закрепляют в этом положении. Затем маятник освобождают, и он, свободно падая, ударяет по образцу и разрушает его; на это расходуется часть энергии. Оставшаяся энергия поднимает маятник на некоторую высоту «h». Работу удара на излом образца в КДж, можно определить из выражения: А=Р(H-h), где: Р – вес маятника, Н – высота подъема маятника до удара м,, h – высота подъема маятника после удара, H=L(1-cos140⁰), высота вылета маятника после испытания h=L(1- cosά₂); L- длинна плеча маятника, м; А =РхL(cosά₂-cos140⁰);

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2 - student2.ru

Рисунок 1 Схема испытания на ударную вязкость

а – схема маятникового копра; б – стандартный образец с надрезом; в – виды

1.1. Подготовить образец для испытания. Сечение образца должно быть не менее 5мм, длина 60мм. В для металлического образца в середине образца сделать надрез (см. рисунок 1 позиция в). Замерить сечение образца в месте удара.

2.Контроль и актуализация теоретических знаний студентов. Ответить на вопросы:

2.1.При работе, каких деталей турбин возникают переменные ударные нагрузки?

2.2.Какими символами обозначают ударную вязкость?

3.Инструктаж преподавателя о порядке выполнения работы, соблюдении правил техники безопасности, охране труда. Соблюдать безопасность - беречь руки от удара копра. Запрещается устанавливать образец, когда маятник поднят на полную высоту и установлен на защелку. В этом положении маятник представляет большую опасность, так как при случайном освобождении защелки, падение копра может причинить тяжелые увечья.

4.Самостоятельная работа студентов – выполнение лабораторной работы с использованием методических указаний согласно заданиям.

5.Подведение итогов работы, обсуждение итогов и оценка работы студента.

Порядок выполнения работы:

Задание № 1Изучить данные методические указания, которые составлены на основании ГОСТ 19109-84 Метод определения ударной вязкости по Изоду, обратив особое внимание на технику безопасности при проведении испытаний.

Задание № 2 Зарисовать схему установки (рмсунок 1) для определения ударной вязкости материалов, записать тему работы и задания, начертить таблицу 1.

Задание № 3 Определить работу удара и ударную вязкость различных материалов, заполнить протокол испытаний. Установить образец под копер и закрепить ударный груз копра в верхнее положение, затем осторожно (без рывка) отпустить его. Заметить угол ά₂, на который отскочил маятник после удара.

Задание № 4 Произвести расчет: KC= A/F₀; А =РхL(cosά₂-cos140⁰); Вес маятника P=1кг, L=0,2м cos140⁰=(-0,766) Площадь поперечного сечения образца

F₀=b² или b x c (образец с вырезом); КС=А/F₀. Повторить опыт с другим образцом, результаты сравнить.

Таблица 1 Протокол

№ п/п	Материал образца	Размеры поперечного сечения образца, см	Площадь поперечного сечения образца, кв.см	Угол подъме маятника после излома, ά₁	Работа удара, кГм	Ударная вязкость кГм/см²	Характеристика излома