 |
Макроскопический анализ металлов и сплавов
|
|
|
|
МИНИCTEPCTBO ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
«СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Институт сервиса, туризма и дизайна (филиал) СКФУ в г. Пятигорске
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
К выполнению лабораторных работ
Материаловедение
для студентов 1 курса очной формы обучения направления
43.03.01 «Сервис»
Пятигорск 2015
СОДЕРЖАНИЕ
| Стр. | |
| Лабораторная работа №1 Макроскопический анализ металлов и сплавов | |
| Лабораторная работа №2 Микроскопический анализ металлов и сплавов | |
| Лабораторная работа №3 Испытание механических свойств металлов и сплавов на растяжение | |
| Лабораторная работа №4 Испытание металлов и сплавов на ударную вязкость | |
| Лабораторная работа №5 Испытание металлов и сплавов на твердость по Роквеллу и Бринеллю | |
| Лабораторная работа №6 Структуры стали и чугуна в равновесном и неравновесном состояниях | |
| Лабораторная работа №7 Термообработка различных марок стали | |
| Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля) |
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1
МАКРОСКОПИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ
Задание:
1. Приготовить макрошлифы;
2. Выявить неоднородность (ликвацию) серы и фосфора; дефекты
нарушающие сплошность металла; строение литой стали, волокнистую
структуру;
3. Зарисовать и дать характеристику выявленных макроструктур;
4. Составить отчет о работе.
Цель работы:
Изучить методику приготовления макрошлифов, методы выявления макростроения и дефектов стали.
|
|
|
Приборы, материалы, инструмент:
1. Образцы с неравномерным распределением серы и фосфора; с дефектами нарушающими сплошность металлов; литой стали, с волокнистостью;
2. Шлифовальная шкурка различных размеров зернистости;
3. Вытяжной шкаф;
4. Водяная баня;
5. Лупа;
6. Щипцы;
7. Фильтровальная бумага;
8. Глянцевая бромсеребряннaя фотобумага;
9. Спирт, реактивы для выявления макроструктуры,
Назначение макроанализа
Макроанализ применяют для выявления в металле дендритного строения, усадочной рыхлости, газовых пузырей, трещин, пустот, шлаковых включений, расположения волокон в поковках и штамповках, ликвации серы и фосфора, структурной неоднородности, качества сварного соединения.
При макроанализе производится исследование макроструктуры (строение металла, видимое без увеличения или при небольшом увеличении в 10-30 раз) с помощью лупы.
Макроструктура может быть исследована непосредственно на поверхности детали, на изломе или на вырезанном образце после его шлифования и травления специальным реактивом.
Подготовленная для исследования макроструктуры поверхность образца называется макрошлифом.
Приготовление макрошлифов.
Место и способ вырезки образца:
Образец вырезают в определенном месте в зависимости от того, что подвергают анализу и что требуется выявить и изучить.
Получение плоской поверхности образца:
Поверхность образца для макроанализа обрабатывают на фрезерном или строгальном станке (если материал с невысокой твердостью) или на плоскошлифовальном станке (если материал твердый). Для получения более гладкой поверхности образец шлифуют вручную.
Шлифование начинают шкуркой с наиболее грубым абразивным зерном, затем постепенно переходят на шлифование шкуркой с более мелким зерном. При переходе с одного номера шкурки на другой направление шлифования меняют на 900. После шлифования образцы протирают ватой и подвергают травлению.
|
|
|
Выявление неоднородности распределения (ликвации серы и фосфора)
Выявление ликвации серы (метод Баумана).
1. Макрошлиф протереть ватой смоченной спиртом и положить нa стол шлифованной поверхностью вверх.
2. Лист глянцевой бромсеребрянной фотографической бумаги вымочить нa свету в течение 5-10 минут в 5% - ном водном растворе серной кислоты, слегка просушить между двумя листами фильтровальной бумаги для удаления избытка pacтвopa, наложить эмульсионной стороной на макрошлиф и, приглаживая сверху рукой или резиновым валиком, удалить образующиеся пузырьки газов, выдержать на макрошлифе в течение 2-3 минут и осторожно снять с макрошлифа.
3. Полученный отпечаток промыть в воде, зафиксировать в 25% - ном водном растворе гипосульфита, снова промыть в воде и просушить. Полученные на бумаге участки коричневого цвета указывают на места обогащенные серой (скопления сульфитов). Если бумага имеет равномерную окраску, следовательно, сера распределена равномерно. Появление темных участков обусловлено следующими реакциями:
- имеет темно-коричневый цвет.
4. Зарисовать полученный отпечаток и дать характеристику ликвации серы.
Выявление дефектов, нарушающих сплошность металла
Для выявления в стали дефектов нарушающих сплошность металла (трещин, пор, раковин), производится глубокое травление отшлифованного образца водным раствором соляной кислоты (50 см3 HCI; 50 см3 Н2О).
Работу выполняют следующим образом:
1. Отшлифованную поверхность образца протереть ватой, смоченной спиртом.
2. В водяную баню, установленную в вытяжном шкафу (т.к. при травлении выделяются ядовитые газы), поместить фарфоровую ванну, налить в нее реактив и нагреть до температуры 60-700С.
3. Образец при помощи щипцов погрузить в горячий реактив и выдержать в нем 10-45 минут.
4. После выдержки образец вынуть из реактива.
5. Образец промыть водой, затем 10-15%-ным водным раствором азотной кислоты и просушить.
6. Зарисовать полученную макроструктуру и дать характеристику выявленных дефектов. При глубоком травлении раствором кислоты высокой концентрации происходит растравливание дефектов, нарушающих сплошность металла - они становятся видимыми невооруженным глазом.
|
|
|
Выявление структуры литой стали
Строение литой стали выявляется травлением отшлифованного образца в 15%-ном водном растворе персульфата аммония; на водяной бане при температуре 80-900С, в течение 5-10 минут.
Выявление волокнистой стали
Волокнистость стали, выявляют травлением отшлифованного образца.
а) в реактивы состава: 85г. хлорной меди, 53г. хлористого аммония, 1000см3 воды.
б) в реактивы для глубокого травления (50%-ная НСI) по методике выявления дефектов, нарушающих сплошность металлов.
Составление отчета
Отчет должен содержать:
1. Задание.
2. Цель работы.
3. Описать приготовление макрошлифа.
4. Рисунки макроструктуры с кратким описанием методики выявления и характеристикой неоднородности (ликвации) серы; дефектов, нарушающих сплошность металла, строение литой стали и волокнистости.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2
|
|
|
