Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Библиографический список




Отчет по лабораторной работе №6

Контрольные вопросы

Порядок выполнения работы

1. Подготовить к работе металлографический микроскоп. Изучение микроструктуры термически обработанных сталей выполняется при определённых увеличениях.

2. На каждом микрошлифе просмотреть несколько полей, выявить участок с наиболее характерной структурой и зарисовать в отчете.

 


1. В наборе фотографий и схем структур найдите перлит пластинчатый, сорбит закалки, троостит закалки, мартенсит закалки, мартенсит отпуска, троостит и сорбит отпуска.

2. Дайте определение каждой структуре и поясните её особенности, укажите, какой термической обработкой её получают, какую твёрдость и вязкость она обеспечивает стали У8.

3. Найдите фотографии и схемы структур стали 45 после отжига с перегревом и стали У8 после закалки с перегревом, укажите названия и особенности этих двух структур, твёрдость и вязкость сталей с такими структурами. Укажите способ исправления структуры статей.

 

Микроструктура термически обработанных сталей

1. Цель работы.

Микроструктура термически обработанных сталей изучается на микроскопе _____________ при увеличении _____________________________

2. Основные определения:

Критическая скорость закалки −
Структура видманштетта −
Перлит пластинчатый −
Перлит зернистый −
Сорбит закалки −
Троостит закалки −
Мартенсит закалки −
Мартенсит отпуска −
Троостит отпуска −
Сорбит отпуска −
 

2. Результаты просмотра структур:

№ образца Марка стали Средний химический состав Вид и режим термообработки Зарисовка микроструктуры и обозначение структурных составляющих Механические свойства
           
           
           

 

3. Влияние температуры отжига на структуру и свойства стали

 
 
 

4. Влияние температуры закалки на структуру и свойства стали

 
 
 

5. Влияние температуры отпуска на структуру и свойства стали

 
 
 

 

1. Кушнер, В. С. Материаловедение: учеб. для студентов вузов/
В. С. Кушнер, А. Г. Верещака, Д. А. Негров, О. Ю. Бургонова. – Омск : Изд-во ОмГТУ, 2008. – 224 с.

2. Арзамасов, Б. Н. Материаловедение: учеб. для студентов вузов/
Б. Н. Арзамасов и др.– 3-е изд. перераб. и доп. – М. : Изд–во МВТУ им. Н. Э. Баумана, 2001. – 734 с.



3. Лахтин, Ю. М. Материаловедение: учеб. для студентов вузов/
Ю. М. Лахтин, В. П. Леонтьева. – 3-е изд. перераб. и доп. – М. : Машиностроение, 1990. – 528 с.

4. Лахтин, Ю. М. Материаловедение и термическая обработка металлов: учебник для студентов вузов / Ю. М. Лахтин, В. П. Леонтьева. – М. : Металлургия, 1984. – 360 с.

5. Гуляев, А. П. Металловедение: учеб. для вузов / А. П. Гуляев. – 6-е изд. перераб. и доп. – М. : Металлургия, 1986. – 544 с.

6. Строение и свойства авиационных материалов: учебник для вузов / А. Ф. Белов, Г. П. Бенедиктова, А. С. Висков и др.; под ред. А. Ф. Белова, В. В. Николаенко. – М. : Металлургия, 1989. – 368 с.

7. Солнцев, Ю. П. Материаловедение и технология конструкционных материалов: учеб. для студентов вузов / Ю. П. Солнцев, В. А. Веселов, В. П. Демянцевич, А. В. Кузин, Д. И. Чашников. – М. : Металлургия, 1988. – 511 с.

8. Мозберг, Р. К. Материаловедение: учеб. для студентов вузов/
Р. К. Мозберг. – 2-е изд. перераб. и доп. – М. : Высшая школа, 1991. – 448 с.

9. Захаров, А. М. Диаграммы состояния двойных и тройных систем / А. М. Захаров. – М. : Металлургия, 1978. – 295 с.


ПриложениЯ

п.1. Оформление титульного листа домашнего

зАдания

 


П.2. Пример выполнения домашнего задания

«Анализ двойных диаграмм»

Задание №10–Д

1. Общий анализ диаграммы состояния системы «Ti – W».

2. Для сплава, содержащего 40 % W:

· описать процесс кристаллизации при очень медленном охлаж­дении и, пользуясь правилом фаз, построить кривую охлаж­дения с указанием фазовых превращений на всех участках кривой;

· указать, из каких фаз будет состоять сплав при температу­ре 1200 °С, состав фаз и их количество (вес) на 1 килограмм сплава.

 

1. Общий анализ диаграммы.

Титан и вольфрам неограниченно растворяются в жидком состоянии, образуя неограниченный жидкий раствор Ж. В твёрдом состоянии они растворяются друг в друге ограниченно, образуя три ограниченных твёрдых раствора: α-твёрдый растворв α-модификации титана, β-твёрдый растворвольфрама в β-модификации титана и γ-твёрдый раствор титана в вольфраме. Химических соединений титан и вольфрам не образуют.

В системе «Титан – вольфрам» протекают два нонвариантных превращения: перитектическое и эвтектоидное.

При температуре 1880 °С протекает перитектическая реакция, заключающаяся в том, что жидкий раствор Ж, содержащий 25 % вольфрама, взаимодействует с ранее выпавшими из него кристаллами γ-твёрдого раствора, содержащего 92 % вольфрама, в результате чего образуется новая фаза – кристаллы β-твёрдого раствора, содержащие 50 % вольфрама:

При температуре 715 °С протекает эвтектоидное превращение, при котором β-твёрдый раствор, содержащий 28 % вольфрама, распадается в смесь α-твёрдого раствора, содержащего 0,8 % вольфрама, и γ-твёрдого раствора, содержащего 96 % вольфрама:

2. Описание процесса кристаллизации сплава с 40 % вольфрама.

При температурах выше 2350° сплав находится в жидком состоянии и состоит из одной фазы – жидкого раствора Ж. На этом участке охлаждения в сплаве не происходит никаких фазовых превращений, наблюдается простое физическое охлаждение жидкого раствора. Система бивариантна: ,где .

При достижении температуры 2350 °С в сплаве начинается процесс первичной кристаллизации, который состоит в том, что из жидкого раствора будут выпадать первичные кристаллы γ-твёрдого раствора (Ж → γ).
Этот процесс является моновариантным: ,

где , сопровождается выделением тепла и идёт в интервале температур. На кри­вой охлаждения при температуре 2350 °С будет наблюдаться перегиб. Выпадение γ-твёрдого раствора из жидкого раствора будет продолжаться до температуры 1880 °С, при этом состав жидкого раствора будет изме­няться по отрезку линии ликвидус от точки 1 к точке 2', а состав кристаллов γ-твёрдого раствора – по отрезку линии солидус от точки 1'' к точке 2". К моменту достижения сплавом температуры 1880 °С он состоит из первичных кристаллов γ-твёрдого раствора и жидкого раствора.

При температуре 1880° в сплаве будет протекать перитектическое превращение: жидкий раствор будет взаимодействовать с кристаллами
γ-твёрдого раствора, в результате чего будут образовываться крис­таллы
β-твёрдого раствора:

Это превращение нонвариантно: , где , поэтому идёт при постоянной температуре и указанных концентрациях фаз. На кривой охлаждения температуре 1880 °С будет соответствовать горизонтальная площадка. Поскольку в сплаве жидкого раствора больше, чем необходимо для перитектического превращения, сплав в момент окончания превращения (точка 2' на кривой охлаждения – рисунок) будет состоять из кристаллов β-твёрдого раствора и остатка жидкого раствора.

При охлаждении от 1880 °С до 1820 °С остаток жидкого раствора будет кристаллизоваться в β-твёрдый раствор. Превращение моновариантно: , где , сопровождается выделением тепла и идёт в интервале температур, при этом состав жидкого раст­вора будет изменяться по линии ликвидус от точки 2' до точки 3' (см. рисунок), а состав кристаллов β-твёрдого раствора – по линии солидус от точки 2'" до точки 3. К моменту достижения температуры 1820° сплав состоит только из кристаллов β-твёрдого раствора.

В интервале температур 1820 °С до 1500 °С ни каких фазовых превращений в сплаве не происходит, идёт простое физическое охлаждение нена­сыщенного β-твёрдого раствора. Система бивариантна: ,где ) и при температуре 1820 °С на кривой охлаждения будет перегиб.

При температуре 1500 °С β-твёрдый раствор достигнет предела насыщения и в связи с тем, что при дальнейшем понижении температуры растворимость вольфрама в титане понижается, β-твёрдый раствор становится пересыщенным и избыток вольфрама выделяется из него со вто­ричными кристаллами γ-твёрдого раствора ().


 

Рис. Диаграмма состояния системы «Ti – W» и кривая охлаждения сплава с 40 % W.


 

Состав β-твёрдого раствора будет изменяться по линии сольвус от точки 4 к точке 5'''. В связи с понижением растворимости титана в вольфраме γ-твёрдого раствора будут выпадать вторичные кристаллы β-твёрдого раствора (). Состав γ-твёрдого раствора будет меняться по другой линии сольвус от точки 4'' к точке 5". Сплав моновариантен: где , процессы идут в интер­вале температур, а на кривой охлаждения при 1500 °С будет перегиб.

К моменту достижения сплавом температуры 715 °С его структура состоит из кристаллов β-твёрдого раствора, образовавшегося в результате перитектического превращения при 1860 °С, и тех кристаллов β-твёрдого раствора, в которые закристаллизовался остаток жидкого раствора в интервале 1880 °С – 1820 °С. Кроме того, в структуре сплава будут вторич­ные кристаллы γ- и β-твёрдых растворов, выпавшие в интервале 1500 °C –715 °C. При температуре 715 °С в сплаве будет протекать эвтектоидное превращение: β-твёрдый раствор будет распадаться в смесь кристаллов

α- и γ-твёрдых растворов:

Эвтектоидное превращение нонвариантно: , где , идёт при постоянной температуре 715 °С и указанных концентрациях фаз и поэтому температуре 715 °С на кривой охлаждения будет соответствовать горизонтальная площадка. В момент окончания эв-тектоидного превращения (точка 5' на кривой охлаждения – рисунок) структура сплава будет состоять из вторичных кристаллов γ-твёрдого раствора и эвтектоида

При дальнейшем охлаждении ниже 715 °С вследствие понижения растворимости вольфрама в титане из α-твёрдого раствора будут выпадать третичные кристаллы γ-твёрдого раствора и состав его будет изме­няться по линии сольвус от точки 5' до точки 6' (см. рисунок), а вследствие понижения растворимости титана в вольфраме из γ-твёрдого рас­твора будут выпадать вторичные кристаллы α-твёрдого раствора.

Ниже 715 °С сплав моновариантен: и состоит из двух фаз (α- и γ-твердые растворы). Описанные процессы (сопровождаются выделением тепла и идут в интервале темпе­ратур.

Так как после эвтектоидного превращения в сплаве нет структурно самостоятельных кристаллов α-твёрдого раствора, а есть лишь мелкие кристаллы α-твёрдого раствора, входящие в состав эвтектоида и при средних увеличениях невидимые в микроскоп, то выпадающие из них еще более мелкие третичные кристаллы γ-твёрдого раствора тем более не будут видны; они останутся внутри эвтектоида и сольются с эвтектоидными кристаллами γ-твёрдого раствора.

Таким образом, окончательная структура сплава будет состоять из вторичных кристаллов γ-твёрдого раствора, эвтектоида и вторичных кристаллов α-твёрдого раствора:

 

3. Определение состава и количества фаз на 1 килограмм сплава.

При температуре 1200° сплав с 40 % вольфрама:

· состоит из двух фаз: (β-твёрдого раствора и γ-твёрдого раствора;

· β-твёрдый раствор содержит 34 % W и 66 % Ti;

· γ-твёрдый раствор содержит 95 % W и 5 % Ti;

· вес β-твёрдого раствора: ;

· вес γ-твёрдого раствора: .

Для выработки навыка разбора процессов, происходящих при охлаждении конкретного сплава, необходимо обязательно выполнение следующих действий: строить кривую охлаждения разбираемого сплава; против участков кривой охлаждения схематично изображать состояние фаз (структуру) сплава; письменно объяснять процесс, происходящий в сплаве при рассматриваемых температурных условиях.


П.3. Диаграмма «Железо – азот»

 


П.4. Диаграмма «Медь – бериллий»

 

 


П.5. Диаграмма «Медь – алюминий»

 

 


СОДЕРЖАНИЕ

 

  Введение
1. Методические указания к самостоятельному изучению основных разделов дисциплины  
  1.1. Строение металлов
  1.2 Кристаллизация и структура металлов и сплавов
  1.3. Механические свойства материалов
  1.4. Диаграммы состояния сплавов
  1.5. Диаграмма «Железо-углерод (цементит)»
  1.6. Железоуглеродистые сплавы
  1.7. Теория и практика термической обработки углеродистых сталей
  1.8.Закалка и отпуск углеродистых сталей
  1.9. Легированные стали
  1.10. Упрочнение сплавов
  1.11. Конструкционные стали
  1.12. Коррозионностойкие, жаростойкие и жаропрочные стали и сплавы  
  1.13. Инструментальные стали
  1.14. Твердые сплавы, режущая керамика, сверхтвердые и абразивные материалы
  1.15 Титановые и медные сплавы
  1.16. Алюминиевые и магниевые сплавы
  1.17. Неметаллические материалы
2. Домашнее задание «Анализ двойных диаграмм»
  2.1. Методические указания по выполнению домашнего задания «Анализ двойных диаграмм»  
  2.2. Цели и задачи изучения диаграмм состояния
  2.3. Правило фаз
  2.4. Правило отрезков
  2.5. Общий обзор диаграмм состояния сплавов
  2.6. Описание диаграммы состояния сплава
  2.7. Построение кривой охлаждения заданного сплава и описание процесса кристаллизации
  2.8. Анализ состояния сплава при заданной температуре
  2.9. Варианты заданий для домашнего задания «Анализ двойных диаграмм»  
3. Домашнее задание «Теория и практика материаловедения»
  2.1. Методические указания по выполнению домашнего задания
  2.2. Варианты заданий для домашнего задания «Теоретические вопросы материаловедения»  
  2.3. Варианты заданий для домашнего задания «Выбор материала и способа его упрочнения с учетом производственного назначения детали»    
4. Методические указания к лабораторным работам
  4.1. Лабораторная работа №1 «Микроскопический анализ сталей»  
  4.2. Лабораторная работа №2 «Изучение процесса кристаллизации»  
  4.3. Лабораторная работа №3 «Построение диаграммы состояния «Свинец – олово» термическим методом»  
  4.4. Лабораторная работа №4 «Микроструктура железоуглеродистых сплавов»  
  4.5. Лабораторная работа №5 «Термическая обработка стали»
  4.6. Лабораторная работа №6 «Микроструктуры термически обработанных сталей»  
5. Библиографический список
6. Приложения
  П.1. Пример оформления титульного листа
  П.2. Пример выполнения домашнего задания ««Анализ двойных диаграмм»
  П.3. Диаграмма «Железо – азот»
  П.4. Диаграмма «Медь – бериллий»
  П.5. Диаграмма «Медь – алюминий»
  Содержание  

 

 





Дата добавления: 2014-10-15; Просмотров: 235; Нарушение авторских прав?;


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:





studopedia.su - Студопедия (2013 - 2017) год. Не является автором материалов, а предоставляет студентам возможность бесплатного обучения и использования! Последнее добавление ip: 54.156.47.142
Генерация страницы за: 0.012 сек.