Наименование практических работ и профессиональных компетенций

УТВЕРЖДАЮ

Зам. директора по УР СПб ГБОУ СПО «ЛМСТ им. Ж.Я. Котина»

___________________ /Семенова С.А../

« » 20 г.

Методические указания

По выполнению практических работ

По ПМ.О4 КОНТРОЛЬ ЗА СОБЛЮДЕНИЕМ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА И КАЧЕСТВОМ ВЫПУСКАЕМОЙ ПРОДУКЦИИ

МДК.04.03 Метрологическое обеспечение

по специальности 150412 Обработка металлов давлением

Преподаватель: Харченко Людмила Владимировна

Санкт-Петербург

Методические указания по выполнению практических работ составлены в соответствии с Федеральным государственным стандартом (далее – ФГОС) по специальности среднего профессионального образования (далее – СПО) 150412 «Обработка металлов давлением», утверждённым приказом Министерства образования и науки РФ от 24.11.2009 г. № 656.

Составитель:

Харченко Людмила Владимировна, преподаватель дисциплин специального профиля;

Рассмотрены и одобрены на заседании цикловой комиссии «Металлургических дисциплин»

« ___» ________________20__ г. Протокол № ____ от_______________________

Председатель предметно-цикловой комиссии: _________________/ Харченко Л.В./

Рассмотрена на заседании методического совета

« ___» ________________20__ г. Протокол № ____ от_______________________

Согласована с заместителем директора по УР: _________________/Семенова С.А./

Согласовано с работодателем: ЗАО Металлургический завод «Петросталь» дочернее общество ОАО «Кировский завод».

Заключение о согласовании от 12.03.2012

Наименование практических работ и профессиональных компетенций

№	Наименование работы	Кол-во часов	Компетенции
	Фрактография изломов сталей		ПК 4.1., ПК 4.3., ПК 4.4.
	Аттестация измерительных средств		ПК 4.1
	Распределение твёрдости по сечению образца		ПК 4.1, ПК 4.3.,
	Контроль качества поковок в соответствии с группой		ПК 4.4
	Значение адьюстажа и контроль качества при прокатке		ПК 4.4
	Отбор проб и проверка качества труб		ПК 4.4

Код	Наименование результатов освоения
ПК 4-1	Выбирать методы контроля, аппаратуру и приборы для контроля качества продукции
ПК 4-2	Регистрировать и анализировать показатели автоматической системы управления технологическим процессом
ПК 4.3	Оценивать качество выпускаемой продукции
ПК 4.4	Предупреждать появление, обнаруживать и устранять возможные дефекты выпускаемой продукции
ПК 4.5	Оформлять техническую документацию при отделке и контроле выпускаемой продукции

АННОТАЦИЯ

Целью практических работ является закрепление теоретического материала курса, ознакомление с методикой и практикой контрольных мероприятий, формулировка выводов, составление отчёта по работе.

После выполнения практических работ студентом должен быть представлен индивидуальный письменный отчёт, в котором записи должны вестись аккуратно и без сокращений. Отчёт оформляется с необходимыми фотографиями, схемами, таблицами, эскизами и графиками. Студент должен ответить на вопросы преподавателя, связанные с защищаемой работой.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №1

«ФРАКТОГРАФИЯ ИЗЛОМОВ СТАЛЕЙ»

Цель работы: научиться выбирать методы контроля, ознакомиться с методами фрактографической оценки качества стали и способами устранения возможных дефектов.

ПК 4.1. Выбирать методы контроля, аппаратуру и приборы для контроля качества продукции.

ПК 4.3.Оценивать качество выпускаемой продукции.

ПК 4.4.Предупреждать появление, обнаруживать и устранять возможные дефекты выпускаемой продукции

иметь практический опыт:

контроля и управления качеством выпускаемой продукции

уметь:

применять методы предупреждения, обнаружения и устранения дефектов выпускаемой продукции;

знать:

методику обнаружения различных дефектов продукции, возникающих при отклонении от технологии производства, и меры по их предупреждению и устранению.

Содержание отчёта:

1. назначение фрактографии;

2. способы получения изломов;

3. характер видов изломов в конструкционных сталях;

4. методика исследования изломов;

5. основные способы устранения возможных дефектов.

1. НАЗНАЧЕНИЕ ФРАКТОГРАФИИ

Одним из объективных и информативных способов оценки качества металла является фрактография. С её помощью изучают поверхности разрушения. Исследование изломов позволяет выявлять локальные внутренние дефекты в металле, оценивать дефектность изделий, отбраковывать некондиционные на различных этапах технологического процесса.

Методом фрактографии можно определить доли вязкого и хрупкого разрушений при смешанном механизме разрушения.

Вязкое разрушение характеризуется волокнистым (чашечным) изломом и определённой величиной работы распространения трещины, а хрупкий – кристаллическим (ручьистым) изломом при практически нулевом значении работы распространения трещины.

Надёжным конструкционным материалом является такой, в котором работа распространения трещины не равна нулю.

2. СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗЛОМОВ

Изломы технологических проб и ударных образцов представляют поверхность разрушения, образующуюся при поперечном изгибе надрезанных образцов или проб.

Надрез наносят на поверхность образца со стороны, противоположной стороне приложения силы, при этом поверхность разрушения перпендикулярна максимальным растягивающим напряжениям и располагается вдоль направления приложенной нагрузки. Это связано с тем, что независимо от того, под действием каких сил происходит разрушение – нормальных (отрыв) или касательных (срез) – максимальные напряжения локализуются в поперечном сечении образца, проходящем через надрез. На практике принято оценивать качество сталей по виду излома проката толщиной больше20 мм..

Наиболее широко применяемая схема вырезки технологических проб на излом из проката представлена на рис. 1.1. Рекомендуемые размеры проб приведены на рис. 1.1 и табл.1.1.

Рисунок 1.1 схема вырезки, испытаний, форма и размеры образцов:

а - схема вырезки технологических проб из проката (1,2,3 соответственно продольная, поперечная и вертикальная пробы);

б - схема вырезки технологических проб на излом;

в - схема испытаний вертикальной пробы;

г - образцы для ударных испытаний

Таблица 1.1 Размеры проб на излом из проката

Толщина проката h, мм	Длина пробы 1, мм	Ширина пробы Ь, мм	Глубина надреза d,MM
4-9	300-250
10-19	200-250
20-40	300-350
41-70	300-400	100-120	30-60
71-100	300-400	100-120	30-70

3. ХАРАКТЕР ВИДОВ ИЗЛОМОВ В КОНСТРУКЦИОННЫХ СТАЛЯХ

В зависимости от условий и причин образования изломы по морфологии поверх­ности разрушения делятся на следующие три группы:

- изломы волокнистые и кристаллические;

- изломы, особенности строения которых обусловлены неоднородностью металла;

- изломы, в которых проявляются несплошности в металле.

Типичными изломами конструкционных сталей являются волокнистый и крис­таллический, причем вид излома зависит от температуры испытания, а температурный интервал, при котором происходит изменение характера разрушения, называют темпе­ратурным интервалом хрупкости, выше которого строение излома полностью волокни­стое, ниже - кристаллическое.

На температурный интервал хрупкости может оказывать влияние скорость дефор­мации, масштабный фактор (размеры технологической пробы) и геометрия надреза.

Чем меньше влияние перечисленных выше факторов на образование волокнисто­го излома при данной температуре испытания, тем можно считать волокнистый излом «более устойчивым». «Устойчивость» волокнистого излома повышается при увеличении интервала между температурой испытания и критической температурой хрупкости (КТХ).

Волокнистое строение изломов является признаком вязкого разрушения металла, которое сопровождается большей затратой энергии, чем разрушение того же образца с кристаллическим строением излома.

К первой группе отнесены все разновидности волокнистых и кристаллических (вязких и хрупких) изломов, которые образуются при различных структурных составля­ющих стали.

Волокнистые изломы в конструкционных сталях подразделяются на собственно волокнистые, наблюдаемые после закалки с высоким отпуском, сухие волокнистые - по­сле закалки с низким отпуском, неоднородные волокнистые - в деформированных ста­лях, обусловленные химической неоднородностью металла. Характер неоднородного волокнистого излома зависит от направления вырезки проб или образцов. Различают волокнисто - полосчатые изломы (поперечные пробы), вырывы в волокнистом изломе (продольные пробы), волокнисто - чешуйчатые изломы (вертикальные пробы).

Вид кристаллических изломов связан с размером фасеток разрушения, обуслов­ленных величиной зерен. Различают кристаллические и мелкокристаллические изломы, подразделяющиеся в свою очередь на бархатистые и фарфоровидные.

Ко второй группе изломов относятся изломы, отклонения строения которых от волокнистых и кристаллических обусловлено неоднородностью строения металла. Эти отклонения вызываются:

- химической микронеоднородностью (дендритный излом, сколы в дендритном изломе, шиферный излом, светлые полосы в изломе);

- химической макронеоднородностью (белые пятна в изломе и черный излом);

- воздействие на металл высоких температур (нафталинистый, камневидный, шестоватый, гречневидный и зерногранично-окисленный изломы).

К третьей группе относятся изломы, особенности строения которых обусловле­ны несплошностями, существующими в металле; эти несплошности вызываются при­чинами:

- уменьшением объема жидкого металла в процессе кристаллизации (усадочные раковины, рыхлоты);

- образованием пористости в отливках за счет газовыделения и ликватов при кристаллизации жидкого металла (землистый излом);

- образованием расслоений при деформации литого металла с несплошностями (расслоения, древовидный излом);

- образованием трещин в локальных участках, обусловленных повышенным со­держанием газов, главным образом водорода (флокены, светлые пятна), и по­вышенным содержанием ликватов, включений;

- образованием трещин, обусловленных внутренними напряжениями в металле (термические трещины, деформационные трещины);

- несплошностями в металле, заварившимися в процессе горячей деформации (серебристые линии).

4. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ ИЗЛОМОВ

Для оценки качества сталей используют следующие методы исследования изломов:

- фотографирование;

-оптические;

-физические;

-количественные

4.1 КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА СТРОЕНИЯ ИЗЛОМОВ

Метод позволяет оценивать непосредственно излом или фотографии изломов. Для этого исследуемый излом или его изображение сравнивают с эталонными шкалами, атласами – классификаторами, картами или схемами дефектов.

4.2 ИДЕНТИФИКАЦИЯ ВИДА ИЗЛОМА

Проводится визуально в соответствии с описанием изломов и путём сравнения с характерными фрактограммами на основе следующей совокупности признаков:

- по морфологии строения изломов;

- по макрогеометрии;

- по связи с элементами структуры;

- по цвету и блеску;

- по степени пластической деформации;

-по наличию и характеру расположения участков излома со строением, отличающимся от строения основного вида излома.

Примерная шкала оценки качества конструкционных средне - углеродистых сталей по изломам технологических проб приведена в таблице , схема вырезки образцов, размеры проб, фотографии изломов приведены ниже.

5. ОСНОВНЫЕ СПОСОБЫ УСТРАНЕНИЯ ВОЗМОЖНЫХ ДЕФЕКТОВ

Из-за повышающихся требований к металлу контроль качества приобретает всё большее значение. Контроль качества начинается с этапа выплавки при предъявлении жёстких требований к качеству шихты, способу выплавки, ограничению количества вредных примесей и неметаллических включений. Дальнейшее качество обеспечивается правильно разработанной технологией изготовления изделий, способом их изготовления, оптимальной термической обработкой, необходимыми отделочными операциями.

На всех этапах получения изделий необходимо строго соблюдать режимы технологических процессов

Методические указания к выполнению работы:

1.Ознакомиться с заданием на практическую работу.

2.Изучить способы получения изломов.

3. Ознакомиться с видами изломов в конструкционных сталях.

4. Определить вид дефекта на макрошлифах.

5.Оформить отчет и составить выводы по работе.

6.Подготовиться к защите и защитить практическую работу.

Материальное обеспечение работы:

· методическое пособие к выполнению работы;

· макрошлифы;

· таблица шкалы оценки качества

литература: Ильянков А.И. и др. «Метрология, стандартизация и сертификация в машиностроении», М. «Академия», 2012

А.А. Ежов, Л.П. Герасимова «Дефекты в металлах», справочник - атлас, «Русский университет», 2002

Контрольные вопросы:

1. Назначение фрактографии.

2. Какие факторы влияют на возникновение брака исходного металла?

3. Опишите виды дефектов в металле.

4. Перечислите основные меры борьбы с дефектами.

5. В чём заключается цель фрактографии?

6. Какие виды изломов характерны для конструкционных сталей?

7. Какие виды дефектов можно выявить фрактографически?

ТАБЛИЦА ШКАЛЫ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА МЕТАЛЛА

Оценка в баллах	Характеристика вида излома
А. Прокат Волокнистый излом
	Полностью волокнистый или волокнистый по всей площади с кристаллической сыпью
	Волокнистый с резко очерченными участками кристаллического строения (общей площадью до 30 %.)
	Волокнистый с резко очерченными участками кристаллического строения (общей площадью более 30 %)
Шиферность в изломе
	Плотный излом без признаков шиферности
	Нераскрывшаяся шиферность на площади менее 50 % площади излома
	Нераскрывшаяся шиферность на всей площади излома или раскрывшаяся шиферность на площади до 50 % площади излома
	Раскрывшаяся шиферность на площади более 50 % площади излома
Б. Отливки технологических проб Волокнистый излом
	Излом волокнистый
	Излом волокнистый с кристаллической сыпью в центральной части излома на площади не более 15 % поверхности излома
	Излом волокнистый с кристаллической сыпью на площади до 1/3 поверхности излома, в том числе одного или нескольких кристаллических участков общей площадью не более 20 % поверхности излома
	Излом волокнистый с наличием кристаллической сыпи на площади до ½ поверхности излома или резко очерченных кристаллических участков на площади до 1/3 поверхности излома
	Кристаллическая сыпь на площади свыше всей поверхности волокнистого излома или участки сплошного кристаллического строения на площади свыше 1/3 поверхности излома
Шестоватость в изломе
	Шестоватость отсутствует
	Наличие в изломе шестоватых кристаллов на площади не более 1/4 поверхности излома
	Наличие в изломе шестоватых кристаллов на площади не более 1/2 поверхности излома
	Наличие шестоватых кристаллов по всему сечению поверхности излома
	Шестоватые кристаллы по всему сечению поверхности излома, но поверхность шестоватых кристаллов с кристаллическими блестками
Примечания: 1. Оценка качества металла по шкале для проката проводится на технологических пробах, вырезанных поперек направления проката, прошедшего полную термическую обработку. 2. Оценка качества металла по шкале для отливок ' проводится на технологических пробах, имеющих сечение, соответствующее наиболее характерной толщине реальной отливки, и прошедших полную термическую обработку. 3. Пригодность металла по результатам контроля по балльной системе определяется в зависимости от его назначения.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №2

«ИЗУЧЕНИЕ ШТАНГЕНИНСТРУМЕНТОВ. АТТЕСТАЦИЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СРЕДСТВ»

Цель работы: изучить устройство основных штангенинструментов, приобрести навыки по измерению геометрических параметров, ознакомиться с применением плоскопараллельных мер длины, анализировать показатели аттестации.

ПК 4.1. Выбирать методы контроля, аппаратуру и приборы для контроля качества продукции.

иметь практический опыт:

контроля и управления качеством выпускаемой продукции

уметь:

применять методы предупреждения, обнаружения и устранения дефектов выпускаемой продукции;

знать:

методику обнаружения различных дефектов продукции, возникающих при отклонении от технологии производства, и меры по их предупреждению и устранению.

Содержание отчета:

1.методические пояснения к работе;

2.устройство штангенциркуля;

3.устройство штангенглубиномера