- •Материаловедение: практикум
- •Введение
- •1. Рекомедации к Самостоятельному изучению основных разделов дисциплины
- •2. Домашняя работа «анализ двойных диаграмм»
- •5. Диаграмма состояния для сплавов, образующих химические соединения.
- •7. Диаграмма состояния сплавов с полиморфными превращениями компонентов и эвтектоидным превращением.
- •ДомашнЯя работа «Контрольная работа по материаловедению»
- •4. Методические указания к лабораторным работам
- •4.1. Лабораторная работа №1 Микроскопический анализ металлов
- •1. Содержание работы
- •1.2. Микроанализ
- •1.3. Приготовление микрошлифа
- •1.4. Микроскопы металлографические
- •1.5. Проведение испытаний
- •1.6. Влияние размера зерна поликристаллических материалов на их механические свойства
- •1 − Мелкое зерно (0,04 мм); 2 − крупное зерно (0,09 мм)
- •2. Порядок выполнения работы
- •2.1. Подготовка микроскопа к визуальному наблюдению
- •2.2. Определение цены деления
- •2.3. Определение величины зерна стали
- •3. Контрольные вопросы
- •4. Отчет по лабораторной работе Микроскопический анализ металлов
- •5. Задание для самостоятельной работы студентов
- •4.2. Лабораторная работа №2 «Изучение процесса кристаллизации»
- •1. Содержание работы
- •1.1. Теоретические основы процесса кристаллизации металлов
- •1.2. Кристаллизация солей
- •2. Порядок выполнения работы
- •3. Контрольные вопросы
- •4. Отчет по лабораторной работе Изучение процесса кристаллизации
- •4.3. Лабораторная работа №3
- •1. Содержание работы
- •1.1. Теоретические основы
- •1.2. Построение диаграммы состояния
- •2. Порядок выполнения работы
- •3. Контрольные вопросы
- •4. Отчет по лабораторной работе Построение диаграммы состояния «Свинец – олово» термическим методом
- •5. Задание для самостоятельной работы студентов
- •1. Содержание работы
- •1.1. Фазы и структуры диаграммы «Железо – цементит»
- •1.2. Классификация железоуглеродистых сплавов
- •1.3. Влияние концентрации углерода на свойства железоуглеродистых сплавов
- •1.4. Структура и свойства железоуглеродистых сплавов
- •2. Порядок выполнения работы
- •3. Контрольные вопросы
- •4. Отчет по лабораторной работе Микроструктура железоуглеродистых сплавов в равновесном состоянии
- •5. Задание для самостоятельной работы студентов
- •4.5. Лабораторная работа № 5 Термическая обработка стали
- •1. Содержание работы
- •1.1. Основные виды термической обработки стали и их назначение
- •1.2. Процессы нагрева стали
- •1.3. Процессы охлаждения стали
- •1.4. Превращение аустенита при отжиге
- •1.5. Превращение аустенита при нормализации
- •1.6. Превращение аустенита при закалке
- •1.7. Влияние температуры отпуска на структуру стали
- •2. Порядок выполнения работы
- •3. Контрольные вопросы
- •4. Отчет по лабораторной работе Термическая обработка стали
- •5. Задание для самостоятельной работы студентов
- •4.6. Лабораторная работа № 6
- •1. Содержание работы
- •1.2. Влияние температуры отпуска на превращение мартенсита закалки
- •1.3. Влияние температуры отжига на структуру и свойства стали
- •1.4. Влияние температуры закалки на структуру и свойства стали
- •1.5. Влияние температуры отпуска на структуру и свойства стали
- •2. Порядок выполнения работы
- •3. Контрольные вопросы
- •4. Отчет по лабораторной работе №6
- •Библиографический список
- •ПриложениЯ
- •Задание №10–д
1.2. Построение диаграммы состояния
В основе построения диаграмм состояний лежит определение критических точек при охлаждении жидкого сплава (чистого металла) до нормальной температуры. При этом пользуются методом термического анализа, который заключается в систематическом измерении температуры сплавов различной концентрации по мере охлаждения их через равные промежутки времени. По результатам измерений строят кривые охлаждения в системе «Температура – время».
Для построения кривых охлаждения в лабораторной работе пользуются установкой (рис. 4.3.3), состоящей из электропечи 3, в которой находится тигель 2 с расплавом 1. В металл помещена термопара 4. Термопара подсоединена к милливольтметру 5. При нагревании спая термопары в цепи будет возникать термоэлектродвижущая сила (ТЭДС), величина которой зависит от температуры.
Рис. 4.3.3. Схема установки для построения кривых охлаждения: 1 – расплавленный металл (сплав), 2 – тигель, 3 – печь, 4 – термопара, 5 – милливольтметр
Диаграмму состояния строят в координатах «Температура – концентрация» (рис. 4.3.4). Для сплавов, состоящих из двух компонентов А и В, состав характеризуется отрезком прямой, принятым за 100 %. Крайние точки А и В соответствуют 100 % чистых компонентов. Любая точка на отрезке характеризует состав двойного сплава. Так, например, точка С соответствует сплаву, состоящему из 20 % В и 80 % А; точка D соответствует сплаву, состоящему из 60 % В и 40 % А.
Рис. 4.3.4. Координаты для изображения диаграммы состояния двухкомпонентной системы
Найденные по кривым охлаждения значения критических точек переносятся на поле диаграммы состояния на ординаты точек (линии, проходящие через точки С и D), соответствующих составам исследуемых сплавов. Соединив плавными линиями критические точки, получим основные контуры диаграммы состояния сплавов А и В.
2. Порядок выполнения работы
1. Перед началом измерений сплав находится в жидком состоянии. Когда печь выключают, сплав начинает охлаждаться. С момента начала охлаждения включить секундомер и фиксировать показания милливольтметра через каждые 60 секунд. Показания занести в таблицу показаний отсчета ТЭДС (см. отчет по лабораторной работе).
Все измерения проводят в заданном интервале температур (указаны на подставке милливольтметра), в который попадают значения критических точек.
2. По полученным данным построить кривую охлаждения. Для более четкого выявления перегибов на кривой охлаждения в работе будет предложен масштаб для каждого сплава.
3. По перегибам на кривой охлаждения определить критические точки и соответствующую им ТЭДС перевести в градусы по градуировочной кривой. Результаты занести в таблицу сводных значений критических точек (см. отчет по лабораторной работе).
4. Найденные значения критических точек из таблицы значений критических точек перенести на поле диаграммы состояния «Свинец – олово», приняв левую вертикаль – 100 % свинца, а правую – 100 % олова.
Для этого необходимо восстановить ординаты от точек, соответствующих составам исследуемых сплавов. На этих ординатах (не менее трех для сплавов и две оси ординат для чистых компонентов) нанести значения критических точек. Затем плавными кривыми соединить все точки начала и все точки конца кристаллизации. Все линии диаграммы необходимо обозначить буквами.
5. На поле диаграммы обозначить фазовый состав областей. Ниже поля диаграммы обозначить структуры сплавов.