Короткі теоретичні відомості. Матеріалознавство називається наука, що вивчає внутрішню структуру і властивості металів та сплавів

ВСТУП

Матеріалознавство називається наука, що вивчає внутрішню структуру і властивості металів та сплавів. До властивостей металів і сплавів відносяться механічні, наприклад, міцність, в'язкість і твердість; хімічні, наприклад, опір дії агресивного середовища; фізичні, наприклад, магнітні, електричні, об'ємні та теплові; технологічні, наприклад, в’язкотекучість, ковкість, оброблюваність ріжучим інструментом і прогартованість.

Матеріалознавство узагальнює і використовує величезний практичний досвід потужної мережі численних наукових і промислових лабораторій на основі сучасних досягнень фізики і фізичної хімії. Все це в поєднанні з широким застосуванням фізичних досліджень, наприклад, рентгеноструктурного і магнітного аналізу та електронної мікроскопії дозволило створити в металознавстві ряд передових теорій. Такі теорії послужили не тільки науковим обґрунтуванням існуючих технологічних процесів, але і повели до створення нових, посунувши вперед металургійне виробництво і машинобудування.

В сучасній техніці найбільше застосовуються сплави заліза, які найбільш доступні і дешеві - сталь і чавун; тому в курсі металознавства їм відводиться значне місце. Вивчення сплавів на основі заліза дозволяє легше вивчити структурні перетворення та трансформаційних зміни властивостей, що протікають набагато характерніше та яскравіше по відношенню до кольорових сплавів.

Сучасний технолог (інженер-металург, інженер-механік) повинен знати і вміти визначати основні механічні властивості, вміти вірно вибрати марку сплаву в залежності від подальшого використання. У методичних рекомендаціях даним питанням приділено увагу які передбачені програмою курсу «Конструкційні та електротехнічні матеріали».

ПРАКТИЧНА РОБОТА № 1
«ВИЗНАЧЕННЯ ТВЕРДОСТІ МЕТАЛІВ»

Мета роботи: Ознайомитися з будовою та роботою автоматичного преса
ТШ-2 - прилад Брінеля, приладом Роквелла і Віккерса. Засвоїти методику випробування металів і сплавів на твердість за методами Брінеля, Роквелла і Віккерса. Вивчити будову лупи та методику вимірювання отриманого відбитка, а також порядок визначення твердості за таблицею.

Прилади та матеріали: автоматичний важільний прес ТШ-2, прилад Роквелла; лупа для виміру діаметра відбитка; наждачне точило, терпуг; набір зразків з відпаленої (або нормалізованої) та загартованої сталі з різним вмістом вуглецю, зразки з чавуну.

Твердість є мірою опору впровадженого в поверхню іншого тіла (індентора). Виміром твердості можна не руйнуючи метал встановити його властивості міцності, визначити ефективність того чи іншого методу технологічної або термічної обробки. Серед існуючих методів випробування на твердість на виробництві найбільш широко застосовують випробування на твердість статичним втисненням у матеріал у стандартних умовах жорсткого індентора визначеної форми. Цей вид випробування охоплює широкий діапазон умов, з яких головними є форма індентора і навантаження, що прикладається.

Індентор повинен бути виготовлений з дуже твердого матеріалу і не деформуватися при випробуванні, тому в ролі індентора застосовується сталева загартована кулька, алмазна чотиригранна піраміда або алмазний конус.

Серед існуючих методів вимірювання твердості, що засновані на втискуванні індентора, дістали визнання: Брінеля, Роквелла, Віккерса.

Існування трьох принципово однакових методів пояснюється, головним чином, застосуванням кожного з них для різних діапазонів твердості.

Найбільш універсальним і точним є метод втискування алмазної чотиригранної піраміди. Він дозволяє проводити визначення твердості практично на всіх металах. Однак прилади, що працюють за цим методом, застосовуються в тому разі, коли виникає необхідність контролю твердості відповідальних деталей, а також за випробувань експериментального та дослідницького характеру. Тому у виробничій практиці частіше використовують методи втискування стальної кульки та конуса.

Також існують і інші методи визначення твердості: за динамічним втискуванням поширені – метод пружного відскакування бойка (твердомір Шора), метод орієнтовного визначення твердості втискуванням кульки ударом (твердомір Польді); вимірюванням електроопору; коливанням маятника; дряпанням.

Твердість за Шором виражається в умовних одиницях, що відпо­відають висоті підйому бойка після удару в досліджувану поверхню з фіксованої висоти його падіння. Твердомір Шора використовують для вимірювання твердості великогабаритних виробів, які не можна встановити на стаціонарні твердоміри.

Твердість на твердомірі Польді визначається орієнтовно за відбит­ками кульки, одержаними одночасно на еталонному зразку і поверх­ні випробуваної деталі за удару молотком по бойку твердоміра.

Метод дряпання – це нанесення подряпин на поверхні зразків індентором, що не деформується. Цей метод не стандарти­зований.

Твер­дість матеріалу безпосередньо пов'язана з границею міцності, тому, знаючи твер­дість сталі, можна визначити границю міцності: σ_в=0,36·НВ.

Дата добавления: 2014-10-15