Советы студентам

1. Регулярно посещайте лабораторные занятия. Это поможет вам лучше усвоить теоретический материал. Отработка пропущенных занятий потребует гораздо больших затрат времени и сил.

2. На лабораторные занятия приходите подготовленными. Для этого изучите раздел «Теоретические сведения» к предстоящей лабораторной работе и дополните его изучением соответствующего материала по учебнику. Это позволит вам принять активное участие в обсуждении изучаемых процессов и явлений, а также быстро находить правильные ответы на контрольные вопросы.

3. Для оформления отчетов по лабораторным работам заведите отдельную тетрадь в клетку объемом 18 листов.

4. Любой преподаватель высоко ценит аккуратность студента при выполнении и оформлении работы. Эскизы, графики, рисунки выполняйте черной пастой или мягким карандашом, микроструктуры сплавов зарисовывайте в окружности диаметром с 5-рублевую монету или квадрате со стороной 3-3, 5 см. Не забывайте указывать номер рисунка и подпись к нему.

На рисунке микроструктуры обязательно указывайте фазы и структурные составляющие сплава.

5. Не откладывайте защиту лабораторной работы на потом. Используйте оставшееся от занятий время, консультации преподавателя и контрольные занятия.

6. Помните, что знания о машиностроительных материалах будут необходимы вам не только при изучении спецкурсов, но

и во время профессиональной деятельности, в повседневной жизни.

Правила техники безопасности при работе в термической и металлографической лабораториях

1. Включая микроскоп в сеть, убедитесь в исправности розетки и электрической вилки, отсутствии оголенных проводов.

2. При работе с нагревательными печами опасайтесь случайного прикосновения незащищенными частями тела или одеждой крышки или корпуса печи, разогретых образцов, термопар и др. Пользуйтесь рабочим халатом, рукавицами, щипцами.

3. При погружении разогретого образца в воду или масло опасайтесь попадания брызг в лицо или на одежду. Пользуйтесь спецодеждой и защитными очками.

4. Будьте особенно внимательны и аккуратны при работе с расплавленным металлом. Тигель с металлом всегда должен иметь устойчивую опору, а при переносе его следует держать щипцами выше центра тяжести.

5. При обработке образца на шлифовально-полировальном станке не пользуйтесь порванной шлифовальной бумагой или сукном. Образец держите в той части диска, где вращение направлено от работающего.

6. При измерении твердости на приборах Бринеля или Роквелла следите, чтобы образец устанавливался устойчиво и без перекосов. Не делайте отпечатков близко к краю образца, т.к. возможно его опрокидывание во время испытания. При нагружении образца не подходите слишком близко к прибору.

7. При травлении образцов в растворах кислот или щелочами пользуйтесь пинцетом или резиновыми перчатками, не забывайте надеть халат. По окончании работы вымойте руки с мылом.

8. Точно выполняйте указания преподавателя и сообщайте ему о замеченных недостатках. Введение

Целью изучения данной дисциплины является усвоение студентами знаний о явлениях, определяющих свойства сварных соединений в процессе их формирования, методах влияния на структуру и свойства сварных соединений посредством термической обработки.

Основными процессами, определяющими формирование и свойства сварных соединений, являются металлургические и металловедческие процессы. Кристаллическое строение сварного соединения, размер и свойства кристаллических конгломератов, свойства образующихся сплавов, возможность образования надежных металлических связей и другие характерные факторы, определяющие свойства соединений, полученных различными способами сварки, обусловлены закономерностями физического и прикладного металловедения.

Получение качественного соединения как сваркой давлением, так и сваркой плавлением зависит от атомно-кристаллического строения свариваемых металлов.

При сварке давлением качественное неразъемное соединение образуется при сближении свариваемых поверхностей на расстояние, позволяющее реализоваться силам межатомного взаимодействия и установить электронный обмен у возбужденных (активированных) атомов на свариваемых поверхностях. Поэтому для данного вида сварки имеют значение природа атомов, вступающих в контакт, условия активации атомов и факторы, препятствующие активации, характер межатомных связей свариваемых поверхностей .

При сварке плавлением для совместной кристаллизации металла шва и металла оплавленной свариваемой поверхности имеет значение характер взаимодействия атомно-кристаллических решеток в твердожидком и твердом состояниях, природа связей и другие факторы, связанные с атомно-кристаллическим строением этих металлов.

В связи с отмеченным явления, лежащие в основе получения качественных сварных соединений, надо рассматривать, начиная с закономерностей атомно-кристаллического строения металлов.

Другая группа явлений, имеющих место при сварке, связана с диффузионными закономерностями. Диффузия в металлах и сплавах — это элементарные процессы перемещения атомов кристаллического вещества на расстояние больше параметра кристаллической решетки. Фазовые и структурные превращения при нагреве и охлаждении, получение того или иного структурного состояния металла и, соответственно, его свойства связана с протеканием диффузионных процессов. Даже образование мартенсита при закалке, считающееся бездиффузионным превращением, зависит от однородности твердого раствора перед закалкой, которая определяется диффузией растворенных элементов.

Очень большое значение процессы диффузии имеют при сварке. Например, при сварке давлением диффузия является основным процессом, определяющим рекристаллизацию и улучшение свойств сварного соединения после установления связи между свариваемыми активированными поверхностями. Сама рекристаллизация в момент ее протекания ускоряет диффузионную подвижность атомов.

Влияние диффузионной подвижности атомов примесей на изменение химической неоднородности в сварном соединении сводится к диффузионному выравниванию при нагреве неравномерно распределившихся при кристаллизации сварочной ванны примесей.

Основным фактором, определяющим протекание всех перечисленных процессов и явлений при формировании сварных соединений, является тепловое воздействие источника сварочного нагрева. Сварочные процессы в металле, определяющие производительность сварки и качество сварных соединений, протекают под действием тепла в условиях быстро меняющейся температуры. Пределы изменения температуры весьма широки: от минус 30 - 40°С при сварке на морозе до температуры испарения металла (около 3000°С для стали). В этом промежутке температур происходят: плавление основного и присадочного металлов, металлургические реакции в жидкой ванне, кристаллизация расплавленного металла, структурные и объемные изменения в наплавленном и в основном металлах.

Большая часть применяемых на практике видов сварки основана на локальном концентрированном нагреве участков свариваемых изделий до температур плавления или пластического течения. К сварке плавлением относятся дуговая, электрошлаковая, электронно-лучевая и другие виды сварки. Сварочные процессы с местным нагревом металла до пластического состояния реализуются при контактной сварке сопротивлением, газопрессовой сварке и некоторых других способах. От степени нагрева металла и характера распределения теплоты и деформаций в изделии зависят структурно-фазовые превращения, механические, технологические и служебные свойства сварных соединений. Возникновение сварочных напряжений также зависит от цикла нагрева и охлаждения свариваемого изделия. Кроме того, интенсивность протекания тепловых процессов предопределяет такие важные параметры сварочного процесса, как производительность и технико-экономическая эффективность.

Таким образом, практически все процессы, протекающие в металлах при сварке, зависят от термических циклов сварки и в значительной степени могут определяться их параметрами. Чтобы управлять этими процессами, необходимо знать, как влияют на них все определяющие параметры, в том числе и воздействие источников тепла, непосредственно выражающееся в изменении температуры металла.

Рассмотрение комплексного влияния всего изложенного выше может явиться основой для рационального построения технологии сварки и получения высоких свойств сварных соединений.