Исследование свойств изделий из порошковых материалов

Лабораторная работа № 1

Машиностроительные материалы

1. Цель работы.

Знание классификации, правил маркировки машиностроительных материалов и области применения сталей и сплавов.

2. Классификация и принципы маркировки сталей и сплавов в зависимости от их химического состава.

3. Расшифровка марок машиностроительных материалов с указанием качества сталей (см. пример в табл. 1)

Таблица 1

Заданная марка сплава	Наименование материала	Химический состав сплава	Область применения сплава
40ХН	Сталь конструкционная легированная, качественная	0,4 % С, ≈ 1 % Cr, ≈ 1 % Ni	Крупные ответственные детали: шатуны, коленчатые валы, оси, зубчатые колеса, цилиндры низкого давления и другие.
ХВГ	Сталь инструментальная легированная, высококачественная	≈ 1 % С, ≈ 1 % Cr, ≈ 1 % W, ≈ 1 % Mn	Металлорежущий и измерительный инструмент; пуансоны и матрицы вырубных штампов
ЛС59–1	Латунь двухфазная деформируемая	59 % Cu, 1 % Pb, 40 % Zn	Листы, трубы, прутки

Министерство образования и науки Российской Федерации

_________

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего образования

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ

ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ПЕТРА ВЕЛИКОГО

¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯

Институт металлургии, машиностроения и транспорта

Кафедра "Технология конструкционных материалов и материаловедение"

ОТЧЕТ

по лабораторных работе № 2

"Литейное производство"

Институт _______________________

Курс__________ Группа___________

Фамилия, И., О.__________________

Преподаватель В.П. Третьяков

Санкт-Петербург

Лабораторная работа № 2

Литейное производство

1. Цель работы

Знание основ литейного производства и особенностей изготовления отливок; формирование представления о модельном комплекте и технологии изготовления литейной формы и отливки.

2. Сущность литейного производства, преимущества и недостатки литья в песчано-глинистые формы.

3. Эскиз отливки с указанием всех вариантов разъема литейной формы и модели.

4. Эскиз модели для рационального способа изготовления отливки

5. Эскиз литейной формы (две проекции) с указанием основных элементов.

6. Последовательность изготовления литейной формы по разъемной модели в парных опоках.

Министерство образования и науки Российской Федерации

_________

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего образования

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ

ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ПЕТРА ВЕЛИКОГО

¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯

Институт металлургии, машиностроения и транспорта

Кафедра "Технология конструкционных материалов и материаловедение"

ОТЧЕТ

по лабораторных работе № 3

"Исследование свойств изделий из порошковых материалов"

Институт _______________________

Курс__________ Группа___________

Фамилия, И., О.__________________

Преподаватель В.П. Третьяков

Санкт-Петербург

Лабораторная работа № 3

Исследование свойств изделий из порошковых материалов

1. Цель работы:

Знание области применения порошковой металлургии и последовательности технологического процесса; умение выбирать режимы формования деталей и прогнозировать механические свойства спеченных изделий.

2. Сущность порошковой металлургии, последовательность технологического процесса и область применения изделий из порошковых материалов

3. Эскиз пресс-формы для двухстороннего формования.

4. Определите усилия пресса Р, измерьте параметры образца (диаметр d и высоту h) и диаметры отпечатка d_отп. Выполните расчеты абсолютной r и относительной плотности ρ/ρ_к порошковых брикетов, пористости П и твердости HB спеченного материала, сравните предел прочности спеченного образца s_в с пределом прочности компактного материала соответствующего химического состава s_вк. Заполните таблицу результатами измерений и расчетными данными.

Номер образца

Давление р, МПа

Усилие Р, кН

Параметры образца

Относительная плотность ρ/ρк

Пористость П, %

Диаметр dотп, мм

Твердость HB, МПа

σв/ σвк

Диаметр d, мм

Высота h, мм

Объем V, см3

Масса m, г

Плотность r, г/см3

Пример расчета:

Р = р•F = ppd ²/4 =

V = F•h = hpd ²/4 =

r = m/ V =

ρ/ρ_к =

П= (1 – r /r_к)•100 % =

=

s_в /s_вк = HB /HB_к =

5. Постройте график зависимости относительной плотности r /r_к от удельного давления формования p. Выполните экстраполяцию кривой r /r_к до значений давления p = 600−700 МПа.

6. Постройте и проанализируйте график зависимости относительной прочности s_в /s_вкот пористости спеченного материала.

7. Сделайте выводы о минимальном давлении формования, когда брикет сохраняет свою форму; о влиянии пористости на прочность спеченных образцов. Укажите предельно возможную относительную плотность и прочность спеченных брикетов по сравнению с компактными сплавами.

Министерство образования и науки Российской Федерации

_________

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего образования

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ

ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ПЕТРА ВЕЛИКОГО

¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯

Институт металлургии, машиностроения и транспорта

Кафедра "Технология конструкционных материалов и материаловедение"

ОТЧЕТ

по лабораторных работе № 4

"Технология ковки"

Институт _______________________

Курс__________ Группа___________

Фамилия, И., О.__________________

Преподаватель В.П. Третьяков

Санкт-Петербург

Лабораторная работа № 4.

"Технология ковки"

1. Цель работы: знание назначения основных операций ковки; умение выбирать последовательность кузнечных операций и выполнять технологические расчеты; приобретение навыков выполнения операций и приемов ковки.

2. Сущность и назначение ковки

3. Расчет размеров заготовки и изделия по операциям и переходам

Объем поковки

см³

Объем выдры

см³

Объем исходной заготовки

V_исх. = V_пок. + V_выд. = см³

Длина исходной заготовки

мм

Наружный диаметр поковки после осадки на высоту 20 мм

Наружный диаметр поковки после прошивки отверстия диаметром 22 мм

Внутренний диаметр поковки при наружном диаметре 60 мм

3. Технологические карты ковки с эскизами и размерами

№ п/п	Наименование операции	Операционный эскиз	Оборудование	Инструмент	Схема деформирования
	Отрубка		Пресс гидравлический	Топор
	Осадка		Бойки плоские
	Прошивка отверстия, правка	Прошивень. Бойки плоские
	Раскатка на оправке Æ 20 мм	Стойка. Оправки.
	Раскатка на оправке Æ 30 мм

4. Расчет предельных отклонений фактических размеров поковки от расчетных:

a) отклонение наружного диаметра

=

b) отклонение внутреннего диаметра

=

c) отклонение высоты

=

5. Анализ причин отклонения размеров и формы поковки от заданных.

№ п/п	Отклонение формы поковки	Причины отклонения
	Овальность
	Разновысотность
	Неконцентричность окружностей
	Конусность

6. Выводы о влиянии предельных отклонений фактических размеров поковки от расчетных и величины деформации на качество поковки.

Министерство образования и науки Российской Федерации

_________

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего образования

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ

ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ПЕТРА ВЕЛИКОГО

¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯

Институт металлургии, машиностроения и транспорта

Кафедра "Технология конструкционных материалов и материаловедение"

ОТЧЕТ

по лабораторных работе № 5

"Горячая объемная штамповка"

Институт _______________________

Курс__________ Группа___________

Фамилия, И., О.__________________

Преподаватель В.П. Третьяков

Санкт-Петербург

Лабораторная работа № 5.

"Горячая объемная штамповка"

1. Цель работы: знание устройства штампов для горячей объемной штамповки и основных требований к форме штампуемых изделий; умение выбора исходной заготовки и переходов штамповки для основных типов поковок; получение практических навыков штамповки.

2. Сущность, основные виды и назначение горячей объемной штамповки. Характерные типы поковок и последовательность их производства.

3.Характеристика поковки по типу и сложности.

Тип поковки -

Степень сложности поковки определяется по формуле

К_С = V_п /V_фиг = G_п / G_фиг =

Степень сложности данной поковки – С

4. Чертеж поковки, переходы штамповки и конструкция штампа

5. Размеры исходной заготовки.

Размеры исходной заготовки рассчитываются через объем исходной заготовки:

V_исх= V_п+ V_пер+ V_об+ V_уг

V_п= см³; V_пер = см³; V_об=(0,6-0,8)·F_ок·L_п= = см³

V_уг=0 (в данной работе)

V_исх= = см³

см³

Значения эпюры сечений F_эi и диаметров d_эi определяем по формуле:

F_эi = F_пi + 2(0,6–0,8)F_ок ;

d_эi =1,13 ,

где F_эi, d_эi – площадь и диаметр теоретического профиля заготовки, т.е. значения эпюры сечений и эпюры диаметров; F_ок – площадь поперечного сечения облойной канавки (F_ок = 0,8 см²).

Диаметр заготовки d_исх выбираем по сортаменту проката равным наибольшему диаметру фасонной заготовки, т.е. наибольшему значению эпюры диаметров после ее выравнивания и упрощения.

d_исх = мм, l _исх. = мм

6. Виды дефектов поковок при штамповке

7. Выводы о соответствии расчетных и фактических размеров поковки. Оценка качества поковки.

Министерство образования и науки Российской Федерации

_________

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего образования

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ

ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ПЕТРА ВЕЛИКОГО

¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯

Институт металлургии, машиностроения и транспорта

Кафедра "Технология конструкционных материалов и материаловедение"

ОТЧЕТ

по лабораторных работе № 6

"Исследование технологических возможностей вытяжки"

Институт _______________________

Курс__________ Группа___________

Фамилия, И., О.__________________

Преподаватель В.П. Третьяков

Санкт-Петербург

Лабораторная работа № 6.

"Исследование технологических возможностей вытяжки"

1. Цель работы: знание устройства штампов, технологических возможностей вытяжки, области применения операций листовой штамповки, умение оценивать пределы формоизменения заготовки, проектировать технологический процесс штампуемой из листового проката детали, приобретение практических навыков.

2. Сущность формоизменяющих операций листовой штамповки. Область применения вытяжки.

3. Схема вытяжки и форма изделий по переходам.

4. Напряженно-деформированное состояние материала на стенке, фланцевой и донной частях заготовки

5. Таблица опытных данных

Номер опыта	Материал	Размеры, мм	Коэффициент вытяжки ki	Усилие прессаP, кН	Наличие и вид дефекта
Заготовка	Деталь
h0	Di-1	di	H
	Л63
	Л63
	Л63

6. Пример расчета коэффициента вытяжки

Коэффициент вытяжки рассчитывается по формуле ,

где диаметр исходной заготовки или диаметр, полученного предыдущей вытяжкой; d_i - диаметр вытягиваемого изделия.

Пример одного из расчетов:

k_i =

7. Выводы о допустимом для данного материала коэффициенте вытяжки, об основных приемах расширения технологических возможностей вытяжки.

Министерство образования и науки Российской Федерации

_________

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего образования

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ

ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ПЕТРА ВЕЛИКОГО

¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯

Институт металлургии, машиностроения и транспорта

Кафедра "Технология конструкционных материалов и материаловедение"

ОТЧЕТ

по лабораторных работе № 7

"Исследование влияния химического состава

сплавов на свариваемость"

Институт _______________________

Курс__________ Группа___________

Фамилия, И., О.__________________

Преподаватель В.П. Третьяков

Санкт-Петербург

Лабораторная работа № 7.

"Исследование влияния химического состава

сплавов на свариваемость"

1. Цель работы: знание методики технологических испытаний материалов на свариваемость, основных дефектов сварного шва и причин их возникновения; умение оценить свариваемость сплавов при известном химическом составе и правильно выбрать условия сварки.

2. Сущность сварки плавлением. Свариваемость сталей и сплавов.

3. Схема ручной дуговой сварки.

1. Заготовка, 2. 3. Сварной шов 4. 5. 7. Сварочная дуга 8. 9. 10. 11. Электрододержатель 12. Источник питания

4. Эскизы полученных образцов с изображением сварного шва и его дефектов.

5. Химический состав заданных сплавов. Эквивалентное содержание углерода. Группа стали по свариваемости. Наличие и виды дефектов сварных швов.

№ п/п	Сплав	C, Сэ, %	Группа	Условия сварки пробы
Предварительный подогрев	Естественное охлаждение на воздухе	Охлаждение водой (сварка на морозе)

6. Рекомендации по бездефектной сварке

Сплав	Условия бездефектной сварки	Вид и режимы термической обработки после сварки
1-ой группы
2-ой группы
3-ей группы
4-ой группы
Чугун

7. Выводы о причинах дефектов на пробах.

Министерство образования и науки Российской Федерации

_________

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего образования

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ

ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ПЕТРА ВЕЛИКОГО

¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯

Институт металлургии, машиностроения и транспорта

Кафедра "Технология конструкционных материалов и материаловедение"

ОТЧЕТ

по лабораторных работе № 8

"Исследование литейных свойств сплавов"

Институт _______________________

Курс__________ Группа___________

Фамилия, И., О.__________________

Преподаватель В.П. Третьяков

Санкт-Петербург

Лабораторная работа № 8