Приборы, материалы, справочные пособия. 1. Лабораторные муфельные печи
1. Лабораторные муфельные печи.
2. Твердомеры.
3. Металлографический микроскоп.
4. Набор образцов с различной степенью деформации.
5. Микрошлифы образцов в исходном, деформированном и рекристаллизованном состояниях.
Содержание и методика выполнения работы
5.1. Измерить твердость образцов одного из металлов Fe, Ni, Cu или Al), продеформированных до различной степени, а также твердость исходного недеформированного образца. Измерение твердости проводить не менее 5 раз, вычислить среднее значение и ошибку измерения. Результаты занести в таблицу.
Метод измерения твердости выбирается по указанию преподавателя. Порядок операций при работе с твердомерами приведен в приложении.
5.2. Для двух комплектов образцов с различной степенью деформации определить температуру рекристаллизации. Для этого следует измерить твердость образцов, отожженных при различных температурах. Начальные температуры нагрева для Fe – 4200C, Ni – 4500C, Cu – 1800C, Al – 1500C. В нагретую до требуемой температуры печь одновременно закладываются два образца одного материала с различной степенью деформации и выдерживаются в течение 15 мин.
Затем образцы охлаждают и измеряют твердость образцов, при этом температуру в печи повышают на 300 и, когда температура установится, закладывают новую пару образцов и т.д.
5.3. С помощью микроскопа изучить микроструктуру материалов в исходном, деформированном и рекристаллизованном состояниях.
Оформление результатов
Отчет, предъявляемый при сдаче лабораторной работы, должен содержать:
цель работы;
краткую теорию деформационного упрочнения металлов;
представленные в виде графиков и таблиц результаты измерения твердости после механической и термической обработок;
результаты измерения твердости при отжиге образцов с различными степенями деформации нанести на один график;
схематические рисунки металлографических шлифов.
7. Контрольные вопросы
1. Структура и свойства деформированного металла.
2. Пластическая деформация и скольжение дислокаций.
3. Стадии деформационного упрочнения.
4. Изменение свойств металла при дорекристаллизационном и послерекристаллизационном отжиге.
5. Стадии рекристаллизации.
6. От чего зависит температура рекристаллизации?
Литература
1. Соловьев С.П., Хмелевская В.С. Механические, коррозионные и радиационные свойства материалов для ядерных энергетических установок. Учебное пособие. ИАТЭ. Обнинск. 1991. 174 с.
2. Гуляев А.П. Металловедение. – М.: Металлургия. 1986. 542 с.
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПОРЯДОК РАБОТЫ НА ПРИБОРЕ ИЗМЕРЕНИЯ ТВЕРДОСТИ ПО МЕТОДУ ВИККЕРСА ТВП (ТПП)
1. Включить вилку блока питания в розетку с напряжением 220 В и переключателем включить осветитель.
2. Применительно к конфигурации образца установить на винт 4 (рис.П.1) соответствующий стол 11.
3. Убедиться в том, что рамка 4 (рис.П.2) с алмазным наконечником 1 находится в нерабочем положении, т.е. рукоятка 15 (рис.П.1) находится в крайнем верхнем положении.
4. Установить на стол испытываемый образец.
5. Поднять образец до соприкосновения с конусом 5 (рис.П.1) путем вращения ручки 1 подъемного винта 4, поддерживая при этом стол с образцом от поворота. При правильной настройке прибора в этом положении должна быть четко видна плоскость образца.
6. Ввести рукояткой 15 рамку 4 в рабочее положение, поворачивая рукоятку 15 вниз до упора.
7. Приложить испытательную нагрузку, поворачивая рукоятку 14 на себя до упора.
8. По истечении времени выдержать (15 сек - для черных металлов и 30 сек - для цветных), снять испытательную нагрузку, вернув рукоятку 14 в исходное положение.
9. Повернуть ручкой 5 рамку с алмазным наконечником в нерабочее положение.
10. Произвести измерение диагоналей отпечатка в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Макрометрическим винтом 9 (рис.П.2) подвести нулевое деление шкалы к левому краю отпечатка, отсчетным барабаном 13 подвести сплошную риску к правому краю отпечатка. Число целых делений шкалы, включенных между нулевым делением шкалы и сплошной риской, даст число десятых долей миллиметра. Например, число целых делений на шкале равно 2, а число делений на барабане равно 14, следовательно, длина диагонали равна 0,214 мм. Аналогично измерить длину второй диагонали отпечатка, повернув измерительную головку 12 на угол 900.
11. Подсчитать среднее значение длин обеих диагоналей и по формуле определить твердость испытываемого образца.
Рис.П.1 и Рис.П.2
Р а б о т а №5