- •Сборник методических указаний к лабораторным работам
- •Методические указания
- •К лабораторной работе №1
- •«Методика приготовления
- •Металлографических шлифов»
- •1. Цель работы
- •2. Краткие теоретические сведения
- •2.1. Подготовка плоской и гладкой поверхности образцов
- •Шлифование
- •Вырезка и получение плоской поверхности образцов
- •Полирование
- •2.2 Особенности подготовки микрошлифов различных металлов и сплавов
- •2.3. Выявление микроструктуры. Травление
- •2.4. Хранение микрошлифов
- •3. Материалы, приборы, оборудование
- •4. Порядок выполнения работы
- •5. Содержание отчёта
- •6. Контрольные вопросы
- •7. Рекомендуемый список литературы
- •Методические указания к лабораторной работе №2 «изучение устройства металлографического микроскопа. Методика исследования микроструктуры»
- •1. Цель работы
- •2. Теоретические сведения
- •2.1. Формирование увеличенного изображения в микроскопе
- •2.2. Разрешающая способность и увеличение микроскопа
- •2.3. Аберрации оптической системы микроскопа
- •2.4. Объективы и окуляры
- •2.5. Основные системы и узлы микроскопа
- •2.6. Глубина резкости, яркость и контрастность изображения
- •Методы повышения оптического контраста
- •2.7. Практика работы с микроскопом вертикального типа (Выбор оптики, настройка микроскопа и методика исследования микроструктуры)
- •2.7.10. Очки при работе с микроскопом можно и нужно снимать –микроскоп по определению компенсирует индивидуальные недостатки глаз.
- •3. Материалы, приборы, оборудование
- •4. Порядок выполнения работы
- •5. Содержание отчета
- •6. Контрольные вопросы по теме
- •7. Рекомендуемый библиографический список
- •Методические указания
- •К лабораторной работе №3
- •«Первичные и вторичные фазы
- •В двухкомпонентных сплавах»
- •1. Цель работы
- •2. Краткие теоретические сведения
- •2.1. Морфология кристаллов в чистых металлах и однофазных сплавах
- •2.2. Морфология первичных кристаллов в двухфазных сплавах
- •2.3. Морфология вторичных кристаллов в двухфазных сплавах
- •3. Материалы, приборы, оборудование
- •4. Порядок выполнения работы
- •5. Содержание отчета
- •6. Контрольные вопросы
- •7. Рекомендуемый библиографический список
- •Методические указания
- •К лабораторной работе №4
- •«Виды эвтектики
- •В двухкомпонентных сплавах»
- •1. Цель работы
- •2. Краткие теоретические сведения
- •2.1. Понятие об эвтектике и эвтектическом превращении в двухкомпонентных сплавах
- •2.2. Микроструктура двухкомпонентных сплавов с эвтектическим превращением
- •2.3. Механизмы эвтектического превращения и морфология различных видов эвтектики в двухкомпонентных сплавах
- •2.3.1. Эвтектика грубого конгломерата
- •2.3.2. Нормальная эвтектика
- •2.3.3. Анормальная (аномальная) эвтектика
- •2.3.4. Дисперсная эвтектика
- •2.3.5. Абнормальная эвтектика
- •2.3.6. Вырожденная эвтектика
- •2.3.7. Квазиэвтектика
- •3. Материалы, приборы, оборудование
- •4. Порядок выполнения работы
- •5. Содержание отчета
- •6. Контрольные вопросы
- •7. Рекомендуемый библиографический список
- •Методические указания к лабораторной работе №5
- •Рекомендуемый библиографический список
- •Методические указания к лабораторной работе №6
- •Методические указания
- •2. Краткие теоретические сведения
- •2.1. Деформационное упрочнение металлов при холодной пластической деформации
- •2.2. Изменение микроструктуры металлов при холодной пластической деформации
- •2.3. Изменение свойств металлов при холодной пластической деформации
- •3. Материалы, приборы, оборудование
- •4. Порядок выполнения работы
- •5. Содержание отчета
- •6. Контрольные вопросы
- •7. Рекомендуемый список литературы
- •1. Бернштейн м.Л. Структура деформированных материалов. М.: Металлургия, 1977. - 432 с.
- •Методические указания
- •1. Цель работы:
- •2. Краткие теоретические сведения
- •2.1. Изменение структуры холоднодеформированного металла при нагреве
- •2.1.1. Возврат
- •2.1.2. Рекристаллизация
- •2.2. Изменение свойств холоднодеформированного металла при нагреве
- •3. Материалы, приборы, оборудование
- •4. Порядок выполнения работы
- •5. Содержание отчета
- •6. Контрольные вопросы
- •2.1. Виды неметаллических включений
- •2.1.1. Сульфиды
- •Методические указания к лабораторной работе №9 «Неметаллические включения в стали»
- •1. Цель работы
- •2. Краткие теоретические сведения
- •2.1.2. Оксиды.
- •2.1.3. Силикаты
- •2.1.4. Шпинели
- •2.1.5. Нитриды
- •2.1.6. Фосфор и фосфиды
- •2.2.Методы оценки неметаллических включений в стали
- •Их характеристики и свойства
- •Продолжение таблицы 2
- •2.3. Методика определения загрязненности стали неметаллическими включениями
- •3. Материалы, приборы, оборудование
- •4. Порядок выполнения работы
- •5. Указания по оформлению отчета
- •6. Контрольные вопросы
- •13. Как фосфор влияет на свойства стали?
- •7. Рекомендуемый библиографический список
- •4. Лившиц б. Г. Металлография. -м.: Металлургия, 1990. -240 с.
- •Методические указания к лабораторной работе №10 «Дефекты микроструктуры металлов и сплавов»
- •2.1.1. Пограничные выделения цементита
- •2.1.2. Дендритная структура
- •2.2. Дефектные структуры, сформированные при термическом воздействии
- •2.2.1. Структура литой и перегретой стали (видманштеттова структура1)
- •2.2.2. Структура пережога
- •2.2.3. Обезуглероженный слой на поверхности изделия
- •2.3. Дефектные структуры, сформированные при механическом воздействии
- •2.3.1. Полосчатая структура
- •2.3.2. Строчечная структура (карбидная ликвация)
- •3. Материалы, приборы, оборудование
- •4. Порядок выполнения работы
- •5. Содержание отчета
- •6. Контрольные вопросы
- •7. Рекомендуемый список литературы
- •2. Материаловедение /б.Н. Арзамасов и др.-м.:Машиностроение, 1986.-384 с.
13. Как фосфор влияет на свойства стали?
14. Какие примеси растворимы в стали и какие образуют самостоятельные фазы?
15. Какие элементы ликвируют в стальном слитке сильнее других?
16. Как располагаются сульфиды марганца в горячедеформированной стали?
7. Рекомендуемый библиографический список
1. ГОСТ 1778-70 «Сталь. Металлографический метод определения неметаллических включений».
2. Геллер Ю. А., Рахштадт А. Г. Материаловедение (Лабораторные работы и задачи). -М.: Металлургия, 1983. - 237 с.
3 Гуляев А. П. Чистая сталь. -М.: Металлургия, 1975. - 286 с.
4. Лившиц б. Г. Металлография. -м.: Металлургия, 1990. -240 с.
5. Практическая металлография/ Р.И. Малинина и др. - М.: Интермет Инжиниринг, 2002.-240 с.: ил.
6. Баранова Л. В., Демина Э. Л. Металлографическое травление металлов и сплавов: Справочник. - М.: Металлургия, 1986. - 256 с.
Министерство образования и науки РФ
Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего профессионального образования
Тульский государственный университет
Естественнонаучный факультет
Кафедра «Физика металлов и материаловедение»
|
|
Методические указания к лабораторной работе №10 «Дефекты микроструктуры металлов и сплавов»
по дисциплине
Фазовые равновесия и структурообразование
Направление подготовки: 150100 Материаловедение и технологии материалов
Профили подготовки: Материаловедение и технология новых материалов.
Физическое материаловедение.
Квалификация выпускника: бакалавр
Форма обучения: очная
Тула 2012 г.
Методические указания к лабораторным работам составлены _______________________________________ и обсуждены на заседании кафедры ФММ факультета ЕН
протокол № 7 от «2» февраля 2012г.
Зав. кафедрой Г.В. Маркова
Методические указания к лабораторным работам пересмотрены и обсуждены на заседании кафедры ФММ факультета ЕН
протокол № ___ от «___» __________ 20___г.
Зав. кафедрой Г.В. Маркова
1. Цель работы
Изучение наиболее часто встречающихся в практике дефектов микроструктур, причин их образования, возможностей предотвращения и исправления.
2. Краткие теоретические сведения о дефектах
микроструктуры сплавов
К дефектным относят структуры, формирование которых приводит к снижению комплекса свойств. Дефектными считаются как некоторые равновесные структуры, так и структуры, сформированные при термическом или механическом воздействии.
2.1. Равновесные дефектные структуры
2.1.1. Пограничные выделения цементита
Пограничные выделения цементита наблюдается в низко- и высокоуглеродистых сплавах системы Fe-Fe3C.
При медленном охлаждении сплавов цементит выделяется из твердых растворов – феррита или аустенита по причине уменьшения растворимости углерода в них в соответствии с метастабильной диаграммой состояния Fe-Fe3C. Цементит третичный выделяется из феррита, и обычно располагается в виде фрагментов тонких пленок по границам и включений на стыках ферритных зерен в техническом железе и малоуглеродистых сталях. Вторичный цементит выделяется из аустенита, и располагается вдоль всей поверхности границ его зерен, образуя “цементитную сетку”, (а в объеме сплава – оболочки) в высокоуглеродистых заэвтектоидных сталях.
Количество избыточного цементита увеличивается в структуре сплавов при увеличении содержания в них углерода.
Несмотря на незначительное количество третичного цементита в структуре (около 0,3-0,5%), он придает сплавам большую хрупкость, сущест-
венно ухудшая их деформируемость. Выделение вторичного цементита в виде сетки придает инструментальным сталям повышенную твердость, хрупкость и низкую ударную вязкость, ухудшая их эксплуатационные свойства.
Выделение твердого и хрупкого цементита по границам зерен – значительный дефект структуры.
Во избежание выделения цементита третичного по границам ферритных зерен низкоуглеродистые сплавы необходимо охлаждать ускоренно (на воздухе).
Для устранения пограничного выделения цементита вторичного в заэвтектоидных сталях, улучшения обрабатываемости и повышения вязких свойств сплавов необходимо цементит перевести в зерна глобулярной формы, разрозненно и равномерно расположенные в структуре стали. Для этого прово-
дят специальную термическую обработку – нормализационный отжиг с нагревом выше температур: А3 (линия GS) - техническое железо и доэвтектоидные стали или Асm (линия SE) - заэвтектоидные стали и охлаждением на воздухе.