Приборы, материалы, справочные пособия. 1. Лабораторные муфельные печи

1. Лабораторные муфельные печи.

2. Твердомеры.

3. Металлографический микроскоп.

4. Набор образцов с различной степенью деформации.

5. Микрошлифы образцов в исходном, деформированном и рекристаллизованном состояниях.

Содержание и методика выполнения работы

5.1. Измерить твердость образцов одного из металлов Fe, Ni, Cu или Al), продеформированных до различной степени, а также твердость исходного недеформированного образца. Измерение твердости проводить не менее 5 раз, вычислить среднее значение и ошибку измерения. Результаты занести в таблицу.

Метод измерения твердости выбирается по указанию преподавателя. Порядок операций при работе с твердомерами приведен в приложении.

5.2. Для двух комплектов образцов с различной степенью деформации определить температуру рекристаллизации. Для этого следует измерить твердость образцов, отожженных при различных температурах. Начальные температуры нагрева для Fe – 420⁰C, Ni – 450⁰C, Cu – 180⁰C, Al – 150⁰C. В нагретую до требуемой температуры печь одновременно закладываются два образца одного материала с различной степенью деформации и выдерживаются в течение 15 мин.

Затем образцы охлаждают и измеряют твердость образцов, при этом температуру в печи повышают на 30⁰ и, когда температура установится, закладывают новую пару образцов и т.д.

5.3. С помощью микроскопа изучить микроструктуру материалов в исходном, деформированном и рекристаллизованном состояниях.

Оформление результатов

Отчет, предъявляемый при сдаче лабораторной работы, должен содержать:

цель работы;

краткую теорию деформационного упрочнения металлов;

представленные в виде графиков и таблиц результаты измерения твердости после механической и термической обработок;

результаты измерения твердости при отжиге образцов с различными степенями деформации нанести на один график;

схематические рисунки металлографических шлифов.

7. Контрольные вопросы

1. Структура и свойства деформированного металла.

2. Пластическая деформация и скольжение дислокаций.

3. Стадии деформационного упрочнения.

4. Изменение свойств металла при дорекристаллизационном и послерекристаллизационном отжиге.

5. Стадии рекристаллизации.

6. От чего зависит температура рекристаллизации?

Литература

1. Соловьев С.П., Хмелевская В.С. Механические, коррозионные и радиационные свойства материалов для ядерных энергетических установок. Учебное пособие. ИАТЭ. Обнинск. 1991. 174 с.

2. Гуляев А.П. Металловедение. – М.: Металлургия. 1986. 542 с.

ПРИЛОЖЕНИЕ

ПОРЯДОК РАБОТЫ НА ПРИБОРЕ ИЗМЕРЕНИЯ ТВЕРДОСТИ ПО МЕТОДУ ВИККЕРСА ТВП (ТПП)

1. Включить вилку блока питания в розетку с напряжением 220 В и переключателем включить осветитель.

2. Применительно к конфигурации образца установить на винт 4 (рис.П.1) соответствующий стол 11.

3. Убедиться в том, что рамка 4 (рис.П.2) с алмазным наконечником 1 находится в нерабочем положении, т.е. рукоятка 15 (рис.П.1) находится в крайнем верхнем положении.

4. Установить на стол испытываемый образец.

5. Поднять образец до соприкосновения с конусом 5 (рис.П.1) путем вращения ручки 1 подъемного винта 4, поддерживая при этом стол с образцом от поворота. При правильной настройке прибора в этом положении должна быть четко видна плоскость образца.

6. Ввести рукояткой 15 рамку 4 в рабочее положение, поворачивая рукоятку 15 вниз до упора.

7. Приложить испытательную нагрузку, поворачивая рукоятку 14 на себя до упора.

8. По истечении времени выдержать (15 сек - для черных металлов и 30 сек - для цветных), снять испытательную нагрузку, вернув рукоятку 14 в исходное положение.

9. Повернуть ручкой 5 рамку с алмазным наконечником в нерабочее положение.

10. Произвести измерение диагоналей отпечатка в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Макрометрическим винтом 9 (рис.П.2) подвести нулевое деление шкалы к левому краю отпечатка, отсчетным барабаном 13 подвести сплошную риску к правому краю отпечатка. Число целых делений шкалы, включенных между нулевым делением шкалы и сплошной риской, даст число десятых долей миллиметра. Например, число целых делений на шкале равно 2, а число делений на барабане равно 14, следовательно, длина диагонали равна 0,214 мм. Аналогично измерить длину второй диагонали отпечатка, повернув измерительную головку 12 на угол 90⁰.

11. Подсчитать среднее значение длин обеих диагоналей и по формуле определить твердость испытываемого образца.

Рис.П.1 и Рис.П.2

Р а б о т а №5