Материаловедение / 06-Л.р.- Технологические свойства сплавов / Л. р. - Технологические свойства-151001

Рыбинская государственная авиационная технологическая академия

имени П. А. Соловьева

Кафедра «Материаловедение, литье и сварка»

Методические указания к лабораторной работе

«Технологические свойства сплавов»

Для дисциплины

«Материаловедение»

специальности 151001 «Технология машиностроения»

направления 150900 «Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств»

Рассмотрены и утверждены на заседании кафедры МЛС

Протокол № 8 от 25.05.2010 г.

Разработал:

к. т. н., доцент Воздвиженская М. В.

Рыбинск, 2010

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПЛАВОВ

Цель работы. Целью работы является изучение технологических свойств сплавов и получение навыков обоснованного выбора технологического процесса получения заготовки или детали.

1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Технологические свойства – это группа свойств, определяющая технологию изготовления изделий. Эти свойства определяются на специальных пробах, которые имитируют условия поведения материала при данной технологической операции.

Литейные свойства определяют возможность получения из сплавов качественных отливок. К ним относятся жидкотекучесть, заполняемость, усадка, склонность к образованию пористости, горячих и холодных трещин, склонность к различным видам ликвации и другие. Для каждого из перечисленных свойств имеются свои виды проб. Большинство из них не регламентируются стандартами и поэтому полное количественное сопоставление технологических свойств двух-трех различных сплавов бывает очень затруднительно. Но некоторые более важные свойства регламентируются стандартами. Так, например, жидкотекучесть определяется по спиральной пробе – отливке в виде спирали Архимеда (ГОСТ 16438-70), мерой жидкотекучести является длина залитой части спирали в сантиметрах. Линейная усадка определяется на специальном устройстве (ГОСТ 16817-71), в котором затвердевает образец, а изменение его размеров фиксируется часовым индикатором.

Деформационные свойства определяют возможность получения из сплавов качественных полуфабрикатов, заготовок или деталей методами обработки давлением – штамповкой, прессованием, прокаткой и т. д. Различные методы обработки давлением определяют различные схемы течения металла при деформации. Поэтому пробы и оценки деформируемости очень разнообразны. Так, например, для определения штампуемости листа используют пробу по Эриксену. Мерой пластичности в этом случае является глубина лунки, которую можно получать без трещин и разрушения, при вдавливании в лист индентора определенного диаметра. Для определения объемной деформируемости сплавов используют пробу на осадку. Мерой деформируемости является величина осадки цилиндрического образца, не приводящая к образованию трещин.

Для того, чтобы различать понятие «пластичность» в механических свойствах и характеристики пластичности, полученные на пробах, для последних введен термин «технологическая пластичность». Для повышения технологической пластичности используется нагрев заготовок – горячая штамповка, горячая прокатка, изотермическая штамповка и т. п.

Свариваемость определяет возможность получения из сплавов качественных сварных соединений, равнопрочных с основным материалом. Наиболее популярной для определения свариваемости является проба на изгиб вдоль или поперек сварного шва, полученного путем сварки двух пластинок из одного и того же или разных сплавов. Количественной мерой оценки в этом случае является угол загиба до появления первых трещин. Не менее распространенным является определение _В и _0,2 на сварном образце или определение KCU при сварке образцов большой толщины.

Способность к упрочнению термической обработкой можно рассматривать также как технологическое свойство. Рассматриваемое свойство оценивается не на особых технологических пробах, а на обычных образцах для механических испытаний. Мерой способности сплава к термической обработке является различие твердости (HB, HV) или прочностных свойств (_В, _0,2) до и после термической обработки.

Обрабатываемость резанием определяет возможность качественной механической обработки, причем специалисты относят термин «обрабатываемость резанием» не только к материалу заготовки, а к паре «заготовка-инструмент». Имеется в виду, что материал, который невозможно обработать инструментом из углеродистой стали, может считаться удовлетворительно обрабатываемым инструментом из быстрорежущей стали. Существуют некоторые общие характеристики, которые способствуют обрабатываемости резанием или затрудняют ее. Например, обрабатываемость ухудшается при повышении твердости сплава, при появлении в структуре сплава крупных твердых включений, при недостаточной ломкости стружки. Материалы с малой теплопроводностью обрабатываются с затруднениями из-за плохого отвода тепла из зоны резания и перегрева режущей кромки инструмента. Термообработка или введение специальных добавок в сплав облегчают процесс резания и удаления стружки.

2 СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ И ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ

1. Изучите строение представленных образцов.

2. Для каждого их них сделайте описание внешнего вида.

3. Используя теоретические сведения (п. 1) и материал лекций, оцените уровень технологических свойств материала по внешнему виду образца.

4. Дайте заключение о возможности применения технологии литья, пластической деформации или сварки для получения заготовки или детали из материала образца.

3 СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

1. Зарисовки образцов, представленных для исследования.

2. Оценка технологических свойств материала.

3. Заключение о возможности применения технологии литья, пластической деформации или сварки для получения заготовки или детали из материала образца.

4 ПРАВИЛА ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ

См. "Инструкция по ТБ №181".

5 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Назовите основные технологические свойства.

2. Какие технологические пробы стандартизованы. Какими свойствами должны обладать сплавы, для получения качественной фасонной отливки?

3. Какими свойствами должны обладать сплавы, для получения качественной заготовки, получаемой методами пластической деформации?

4. Каким методом можно повысить технологическую пластичность сплава?

5. Какой уровень прочности сварного шва по отношению к основному материалу считается удовлетворительным для ответственных деталей.

6. Как оценивается способность к упрочнению термической обработкой?

7. Какие факторы влияют на обрабатываемость резанием материалов?

6 РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Материаловедение и технология металлов / Г. П. Фетисов, М.Г. Карпман, В.М. Матюнин и др. – М.: Высшая школа, 2001. – 640 с.

2. Материаловедение: Учебник для вузов/ Б.Н. Арзамасов, В.И. Макарова, Г.Г. Мухин и др. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. – 648 с.