ГБПОУ НСО «Бердский политехнический колледж

Министерство труда, занятости и трудовых ресурсов Новосибирской области
Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение
Новосибирской области «Бердский политехнический колледж»
(ГБПОУ НСО «Бердский политехнический колледж»)
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
К ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКИМ РАБОТАМ
ДЛЯ СТУДЕНТОВ
профессии 23.01.07 Машинист крана (крановщик)
по укрупненной группе 23.00.00
Техники и технологии наземного транспорта
по УД 02 Материаловедение
Подготовила
преподаватель специальных дисциплин
Л.А.Ларина
Рассмотрено на ПЦК
протокол № _____
«__» ___________ 201__ г
протокол № __
Председатель ПЦК ТО
________Л.А. Ларина
Бердск, 2014г
Перечень
лабораторно-практических работ
по Материаловедению
№ п/п
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
Наименование ЛПЗ
Ознакомление с методикой измерения твердости по Роквеллу
Ознакомление с методикой измерения твердости по Бринеллю
Анализ диаграммы состояния сплавов системы железо цементит
Исследование влияния термической обработки на структуру и
свойства материалов и сплавов
Исследование влияния углерода и легирующих элементов на
свойства легированной стали.
Расшифровка марок сталей
Расшифровка марок сталей по заданным условиям
Анализ микроструктуры чугуна
Определение характеристик абразивного инструмента
маркировке
Анализ микроструктуры цветных металлов и сплавов
Исследование свариваемости металлов и сплавов
по
Количество
часов
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
Лабораторно-практическая работа № 1 Ознакомление с методикой измерения твердости
по Роквелла
Цель работы: определение твердости металлов и сплавов по методу Роквелла, приобретение
навыков определения твердости методом вдавливания в образец алмазного конуса.
Оборудование, материалы, образцы:
1. Твердометр Роквелла
2. Образцы для испытаний (пластиты из закаленной стали марки 45 толщиной 20 мм;
закаленный инструмент из инструментальной стали марки У7 толщиной более 5 мм;
пластиты из твердого сплава ВКЗ толщиной более 5 мм
3. Напильники и шлифовальная шкурка для зачтски образцов
Порядок выполнения работы:
1. Изучить инструкцию по охране труда при испытании материалов, устройство и принцип
действия твердомера.
2. Подготовьте образцы к испытанию. Поверхность образцов не должна иметь вмятин.
3. Возьмите алмазный конус с углом в вершине 1200.
4. Установите образец на столик прибора. Подъемом столика в алмазному кону создайте
предварительную нагрузку 100 Н на образец; для закаленных образцов приложите
основную нагрузку 140 Н.
5. Снимите действующую нагрузку после замедления или остановки движения стрелки не
менее чем через 2 с.
6. Выполните по три испытания каждого образца.
7. По табл. 1.2. сделайте перевод полученных чисел твердости HRC в числа твердости НВ.
Оформление результатов работы:
Напишите отчет, в котором укажите название и цель работы; применяемое оборудование,
материалы и образцы.
Данные измерения и результаты испытаний оформите в виде табл. 1.3.
табл. 1.1 Значение твердости, определенной методами Роквелла, Виккерса и Бренелля
Твердость
Твердость
Твердость
Твердость
Твердость
Твердость
HRC
HV
HB
HRC
HV
HB
70
1 056
44
435
415
69
1 004
43
424
404
68
942
42
413
393
67
894
41
403
383
66
854
40
393
372
65
820
39
383
362
64
789
38
373
352
63
763
37
363
332
62
739
36
353
332
61
715
35
343
323
60
695
34
334
313
59
675
33
325
305
58
655
32
317
297
57
636
31
309
290
56
617
30
301
283
55
598
29
293
276
54
580
28
285
270
53
562
27
278
265
52
545
26
271
260
51
528
25
264
255
50
513
24
257
250
49
498
23
251
245
48
485
22
246
240
47
471
448
21
241
235
46
458
437
20
236
230
45
446
426
табл. 1.2 Выбор нагрузки в зависимости от формы индентора
Шкала
Индентор
Нагрузка, Н (кгс)
Предварительная
Основная Ро
Общая Ро
Ро
А
Алмазный конус 100 (10)
500 (50)
600 (60)
В
Стальной шарик 100 (10)
900 (90)
1 000 (100)
С
Алмазный конус 100 (10)
1 400 (140)
1 500 (150)
табл. 1.3 Результаты испытаний по определению твердости металлов и сплавов по методу
Роквелла
Номер
Мате- Толщина
Форма
Нагрузка
Твердость HRC
Твердость,
испытариал
образца, индектора Р=Р0+Р1
НВ
ния
мм
Результаты Среднее
измерений значение
1
Сталь
20
Алмазный
марки
конус
2
45
закален3
ная
1
15
Алмазный
конус
2
3
1
5
2
3
1
Алмазный
конус
10
Стальной
шарик
2
3
Сравните твердость образцов и дайте характеристику материалам с самым большим числом
твердости HRC.
Контрольные вопросы для самопроверки
1. Сущность измерения твердости по Роквеллу?
2. При замере какой твердости снимается отсчет показании по шкалам A, С,
3. Пример формы записи твердости по Роквеллу?
Лабораторно-практическая работа № 2 Ознакомление с методикой измерения твердости
по Бринеллю
Цель работы: определение твердости металлов и сплавов по методу Бринелля, приобретение
навыков определения твердости методом вдавливания в образец алмазного конуса.
Измерение твердости по Бринеллю
Сущность метода заключается в том, что шарик (стальной или из твердого сплава)
определенного диаметра под действием усилия, приложенного перпендикулярно поверхности
образца, в течение определенного времени вдавливается в испытуемый металл (рис. 1а).
Величину твердости по Бринеллю определяют исходя из измерений диаметра отпечатка после
снятия усилия.
При измерении твердости по Бринеллю применяются шарики (стальные или из твердого
сплава) диаметром 1,0; 2,0; 2,5; 5,0; 10,0 мм.
При твердости металлов менее 450 единиц для измерения твердости применяют стальные
шарики или шарики из твердого сплава. При твердости металлов более 450 единиц - шарики из
твердого сплава.
Величину твердости по Бринеллю рассчитывают как отношение усилия F, действующего на
шарик, к площади поверхности сферического отпечатка А:
(1)
где НВ – твердость по Бринеллю при применении стального шарика;
(HBW твердость но Бринеллю при применении шарика из твердого сплава), МПа (кгс);
F – усилие, действующее на шарик, Н (кгс);
А – площадь поверхности сферического отпечатка, мм2;
D – диаметр шарика, мм;
d – диаметр отпечатка, мм.
Одинаковые результаты измерения твердости при различных размерах шариков получаются
только в том случае, если отношения усилия к квадратам диаметров шариков остаются
постоянными. Исходя из этого, усилие на шарик необходимо подбирать по следующей
формуле:
(2)
Диаметр шарика D и соответствующее усилие F выбирают таким образом, чтобы диаметр
отпечатка находился в пределах:
(3)
Если отпечаток на образце получается меньше или больше допустимого значения d, то нужно
увеличить
или
уменьшить
усилие
F
и
произвести
испытание
снова.
Коэффициент К имеет различное значение для металлов разных групп по твердости. Численное,
же значение его должно быть таким, чтобы обеспечивалось выполнение требования,
предъявляемого к размеру отпечатка (3).Толщина образца должна не менее, чем в 8 раз
превышать глубину отпечатка.
Оборудование, материалы, образцы:
1. Твердометр
2. Образцы для испытаний из углеродистой стали, чугуна, меди
3. Напильники и шлифовальная шкурка для зачистки образцов
4. Специальная лупа для измерения диаметра отпечатка шарика
Порядок выполнения работы:
1. Изучить инструкцию по охране труда при испытании материалов, устройство и
принцип действия твердомера.
2. Подготовьте образцы к испытанию ( не менее 4-5 шт.). Поверхность образцов не
должна иметь вмятин.
3. Выберите нагрузку, диаметр шарика и время выдержки образца под нагрузкой (таб.
2.1, 2.2.)
4. Установите образец на столик прибора. Подъемом столика к наконечнику индентора
создайте предварительную нагрузку 1000 Н на образец; а затем приложите основную
нагрузку.
5. После окончания испытания снимите образец и замерьте диаметр отпечатка при
помощи лупы в двух взаимно-перпендикулярных направлениях.
6. По величине диаметров отпечатков шариков определите значение твердости по
методу Бринелля, используя формулу 2.1.
Оформление результатов работы:
Напишите отчет, в котором укажите название и цель работы; применяемое оборудование,
материалы и образцы.
Данные измерения и результаты испытаний оформите в виде табл. 2.3.
табл. 2.1 Выбор нагрузки и диаметра шарика
Толщина
Диаметр шарика
испытуемого
D, мм
Чугун, сталь
образца, мм
Нагрузка Р, Н (кгс)
Медь, латунь,
Алюминиевые
бронза,
сплавы
магнические
сплавы
Более 6
10
30 000 (3 000)
10 000 (1 000)
2 500 (250)
3…6
5
7 500 (750)
2 500 (250)
625 (62,5)
Менее 3
2,5
1 875 (187,5)
625 (62,5)
156 (15,6)
Примечание: Нагрузка выбирается пропорционально диаметру шарика.
табл. 2.2 Выбор времени выдержки образцов под нагрузкой в зависимости от диаметра шарика
и нагрузки
Металлы
Твердость
Минимальная Рекомендуемый Нагрузка Р, Н
Время
НВ
толщина
диаметр
(кгс)
выдержки
образца, мм
шарика, мм
под
нагрузкой, с
Черные
Более 140
3…6
10
30 000 (3 000)
10
2…4
5
7 500 (750)
Менее 140
Более 6
10
10 000 (1 000)
10
Цветные
Менее 130
3…6
10
30 000 (3 000)
30
2…4
5
7 500 (750)
35…130
3…9
10
10 000 (1 000)
30
3…9
5
2 000 (200)
Менее 3
2,5
625 (62,5)
8…35
Более 6
10
2 500 (250)
60
3…4
5
625 (62,5)
Менее 3
2,5
165 (16,5)
табл. 2.3 Результаты испытаний по определению твердости металлов и сплавов по методу
Бринелля
Номер
Материал
Толщина
Диаметр
Нагрузка,
Диаметр
Твердость
испытания
образца,
шарика, D, Р, Н (кгс) отпечатка,
НВ
мм
мм
d, мм
Сравните твердость образцов и дайте характеристику материалам с самым большим числом
твердости HВ.
Контрольные вопросы для самопроверки
1. Что такое твердость?
2. Классификация методов измерения твердости.
3. Сущность измерения твердости по Бринеллю.
4. До какого значения твердости при испытании по Бринеллю используются
стальные шарики?
5. Какого диаметра шарики используются при испытании на твердость по Бринеллю?
6. Из каких условии выбирается диаметр шарика при испытании на твердость по
Бринеллю?
7. Пример записи твердости по Бринеллю?
Лабораторно-практическая работа № 3 Анализ диаграммы состояния сплавов системы
железо - цементит
Цель работы: ознакомление с методами практического использования диаграммы состояния
сплавов системы железо-цементит при выборе температуры нагрева для горячей обработки
деталей и инструмента из стали и чугуна
Основные положения
Диаграмма железоуглеродистых сплавов может быть представлена в двух вариантах:
метастабильном, отражающем превращения в системе “железо-карбид железа”, и
стабильном, отражающем превращения в системе “железо-графит”. Наибольшее
практическое значение имеет диаграмма состояния “железо-карбид железа”, т.к. для
большинства технических сплавов превращения реализуются по этой диаграмме.
Карбид железа (Fe3C) называют цементитом, поэтому метастабильную диаграмму
железоуглеродистых сплавов называют диаграммой состояния “железо-цементит”
(Fe-Fe3C).
Компоненты и фазы в железоуглеродистых сплавах
Основными компонентами железоуглеродистых сплавов являются железо и углерод,
которые относятся к полиморфным элементам. В железоуглеродистых сплавах эти
элементы взаимодействуют, образуя различные фазы. Под фазой в общем смысле
понимается однородная часть системы, имеющая одинаковый химический состав,
физические свойства и отделенная от других частей системы поверхностью раздела.
Взаимодействие железа и углерода состоит в том, что углерод может растворяться
как в жидком (расплавленном) железе, так и в различных его модификациях в
твердом состоянии. Помимо этого он может образовывать с железом химическое
соединение. Таким образом в железоуглеродистых сплавах могут образовываться
следующие фазы: жидкий раствор, аустенит, феррит, цементит.
Аустенит (обозначают A или ) – твердый раствор внедрения углерода в Fe. Имеет
ГЦК – решетку, растворяет углерода до 2,14 %, немагнитен, твердость (HB 160-200).
Феррит (обозначают Ф или ) – твердый раствор внедрения углерода в Fe. Имеет
ОЦК – решетку, растворяет углерода до 0,02 % (727 °C), при 20 °C менее 0,006 %,
ферромагнитен до температуры 769 °C, твердость (HB 80-100).
Цементит (Ц) – химическое соединение железа с углеродом (Fe3C). Содержит 6,67
% C. При нормальных условиях цементит тверд (HB 800) и хрупок. Слабо
ферромагнитен до 210 °C.
Превращения в железоуглеродистых сплавах
Диаграмма состояния Fe-Fe3C (рис. 1) показывает фазовый состав и превращения в
сплавах с концентрацией от чистого железа до цементита.
Превращения в железоуглеродистых сплавах происходит как при кристаллизации
(затвердевании) жидкой фазы (Ж), так и в твердом состоянии.
Рис. 1. Диаграмма состояния Fe – Fe3C (в упрощенном виде).
Первичная кристаллизация идет в интервале температур, ограниченных линиями ликвидус
(ACD) и солидус (AECF).
Вторичная кристаллизация происходит за счет превращения железа одной аллотропической
модификации в другую и за счет изменения растворимости углерода в аустените и феррите,
которая уменьшается с понижением температуры. Избыток углерода выделяется из твердых
растворов в виде цементита.
изотермические превращения:
В
сплавах
системы Fe-Fe3C происходят
следующие
Эвтектическое превращение на линии ECF (1147 °C)
ЖС> (АЕ+ЦF);
Эвтектоидное превращение на линии PSK (727 °C)
AS > (ФР + ЦК) .
Эвтектическая смесь аустенита и цементита называется ледебуритом (Л), а эвтектоидная смесь
феррита и цементита – перлитом (П). Ледебурит содержит 4,3 % углерода. При охлаждении
ледебурита ниже линий PSK входящий в него аустенит превращается в перлит и при
нормальной температуре ледебурит представляет собой смесь перлита и цементита и
называется ледебуритом превращенным (Л пр). Цементит в этой структурной составляющей
образует сплошную матрицу, в которой размещены колонии перлита. Такое строение
ледебурита объясняет его большую твердость (HB 700) и хрупкость.
Перлит содержит 0,8 % углерода. В зависимости от формы частичек цементит бывает
пластинчатый и зернистый. Является прочной структурной составляющей с твердостью
(HB210).
Линии диаграммы состояния Fе – Fе3C
Линии диаграммы представляют собой совокупность критических точек сплавов с различным
составом, характеризующих превращения в этих сплавах при соответствующих температурах.
Рассмотрим значение линий диаграммы при медленном охлаждении.
ACD – линия ликвидус. Выше этой линии все сплавы находятся в жидком состоянии.
AECF – линия солидус. Ниже этой линии все сплавы находятся в твердом состоянии.
АС – из жидкого раствора выпадают кристаллы аустенита.
CD – линия выделения первичного цементита.
AE – заканчивается кристаллизация аустенита.
ECF – линия эвтектического превращения.
GS – определяет температуру начала выделения феррита из аустенита (910-727 °C).
GP – определяет температуру окончания выделения феррита из аустенита.
PSK – линия эвтектоидного превращения.
ES – линия выделения вторичного цементита.
PQ – линия выделения третичного цементита.
Области диаграммы состояния Fe – Fe3C
Линии диаграммы: делят все поле диаграммы на области равновесного существования фаз.
Каждой области диаграммы соответствует определенное структурное состояние,
сформированное в результате происходящих в сплавах превращений.
I – Жидкий раствор (Ж).
II –Жидкий раствор (Ж) и кристаллы аустенита (А).
III – Жидкий раствор (Ж) и кристаллы цементита первичного (ЦI).
IV – Кристаллы аустенита (А).
V – Кристаллы аустенита (А) и феррита (Ф).
VI – Кристаллы феррита (Ф).
VII – Кристаллы аустенита (А) и цементита вторичного (ЦII).
VIII – Кристаллы феррита (Ф) и цементита третичного (ЦIII).
IX – Кристаллы феррита (Ф) и перлита (П).
X – Кристаллы перлита (П) и цементита вторичного (ЦII).
XI – Кристаллы аустенита (А), ледебурита (Л) и цементита вторичного (ЦII).
XII – Кристаллы перлита (П), цементита вторичного (ЦII) и ледебурита превращенного (Л пр).
XIII –Кристаллы ледебурита и цементита первичного (ЦI).
XIV – Кристаллы цементита первичного (ЦI) перлита (П) и ледебурита превращенного (Л пр).
Оборудование, материалы, образцы:
1. Миллиметрвая бумага
2. Простые карандаши
3. Образцы диаграммы состояния сплавов системы железо-цементит
4. Образцы диаграммы состояния сплавов системы железо-цементит, относящейся к
стали с границами температурных режимов горячей обработки
Порядок выполнения работы:
1. Постройте на миллиметровой бумаге в произвольном масштабе диаграмму состояния
сплавов железо-цементит и часть диаграммы состояния сплавов системы железоцементит, относящуюся к стали
2. Определите следующие интервалы температур:
 Начала и конца заливки в литейную форму следующих конструкционных
материалов:
- стали марок 50,75, У10;
- серолитейного чугуна с массовой долей углерода 2,5; 3; 3,5; 4 и 5 %
 Нагрева для различных видов термической обработки стали
 Горячей обработки стали давлением
Оформление результатов работы:
Напишите отчет, в котором укажите название и цель работы; применяемое оборудование,
материалы и образцы. Укажите интервалы температур:
 Начала и конца заливки в литейную форму – в табл. 3.1
 Нагрева для термической обработки стали – в табл. 3.2
 Горячей обработки стали давлением – в табл. 3.3
Объясните, как по диаграмме состояния сплавов системы железо-цементит определяют
параметры технологических операций, температурные режимы термической обработки и
горячей обработки давлением.
табл. 3.1 Результаты определения интервалов температур начала и конца заливки стали и
чугуна в литейные формы
Железоуглеродистый сплав
Температура, 0С
Начала заливки
Окончание заливки
Сталь:
Марки 50
Марки 75
Марки У10
Чугуны:
С массовой долей углерода 2,5 %
С массовой долей углерода 3,0 %
С массовой долей углерода 3,5 %
С массовой долей углерода 4,0 %
С массовой долей углерода 4,5 %
Неполный
отжигг
Полный отжиг
Отжиг на зернистый перлит
Рекристаллизационный отжиг
Диффузионный
отжиг
Нормализация
Высокий
отпуск
Средний отпуск
Низкий отпуск
Закалка
табл. 3.2 Результаты определения температуры нагрева для термической обработки стали
Марка
Температура, 0С
стали
20
30
40
45
55
65
75
У7
У10
У11
У12
У13
табл. 3.3 Результаты определения температурных режимов горячей обработки давлением
стали
Марки стали
Температура, 0С
Начала обработки
конец обработки
50
75
У10
У13
Контрольные вопросы для самопроверки:
1. Что такое фаза?
2. Что такое аустенит?
3. Что такое феррит?
4. Что такое цементит?
5. Какими линиями диаграммы ограничивается температурный интервал первичной
кристаллизации?
6. В чем состоит сущность эвтектического превращения?
7. В чем состоит сущность эвтектоидного превращения?
8. Что такое ледебурит?
9. Что такое перлит?
10. На какой линии происходят эвтектические превращения?
11. На какой линии происходят эвтектоидные превращения?
12. Линия выделения первичного цементита?
13. Линия выделения вторичного цементита?
14. Линия выделения третичного цементита?
15. Назовите фазы железоуглеродистых сплавов.
16. Максимальное растворение углерода в Fe?
17. Максимальное растворение углерода в Fe?
18. Содержание углерода в цементите?
19. При какой температуре происходит эвтектическое превращение?
20. При какой температуре происходит эвтектоидное превращение?
Лабораторно-практическая работа № 4 Исследование влияния термической обработки на
структуру и свойства материалов и сплавов
Цель работы: ознакомление с методами практического использования диаграммы состояния
сплавов системы железо-цементит при выборе температуры нагрева для горячей обработки
деталей и инструмента из стали и чугуна
Оборудование, материалы, образцы:
5. Миллиметрвая бумага
6. Простые карандаши
7. Образцы диаграммы состояния сплавов системы железо-цементит
8. Образцы диаграммы состояния сплавов системы железо-цементит, относящейся к
стали с границами температурных режимов горячей обработки
Порядок выполнения работы:
3. Постройте на миллиметровой бумаге в произвольном масштабе диаграмму состояния
сплавов железо-цементит и часть диаграммы состояния сплавов системы железоцементит, относящуюся к стали
4. Определите следующие интервалы температур:
 Начала и конца заливки в литейную форму следующих конструкционных
материалов:
- стали марок 50,75, У10;
- серолитейного чугуна с массовой долей углерода 2,5; 3; 3,5; 4 и 5 %
 Нагрева для различных видов термической обработки стали
 Горячей обработки стали давлением
Оформление результатов работы:
Напишите отчет, в котором укажите название и цель работы; применяемое оборудование,
материалы и образцы. Укажите интервалы температур:
Лабораторно-практическая работа № 7 Анализ микроструктуры чугуна
Цель работы: ознакомление с методом микроанализа чугуна с помощью металлографического
микроскопа.
Сущность метода исследования микроструктуры чугуна заключается в изучении строения
образцов чугуна с помощью металлографического микроскопа с увеличением до 200 раз. По
площади включений из феррита, перлита, цементита и ледебурита определяют примерную
массовую долю углерода.
ИНСТРУКЦИЯ ПО ОХРАНЕ ТРУДА ПРИ РАБОТЕ С ТОКСИЧНЫМИ
ВЕЩЕСТВАМИ
1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ
Действие настоящей инструкции распространяется на всех работников образовательного
учреждения, которые проводят занятия со студентами
(преподавателей, мастеров
производственного обучения и т.д.).
Перед проведением каждой лабораторной и практической работы необходимо провести со
студентами инструктаж по технике безопасности с записью в соответствующем журнале.
В случае травмирования студентов работающий в кабинете обязан немедленно
проинформировать о случившемся дежурного администратора и медицинского работника. При
необходимости - оказать доврачебную помощь.
В случае нарушения кем-либо из студентов техники безопасности со всеми студентами
необходимо провести внеплановый инструктаж по технике безопасности, с его регистрацией в
соответствующем журнале.
Все окна кабинета либо должны быть не зарешечены, либо иметь распашные решетки, ключи
от которых хранятся в легкодоступном месте.
За виновное нарушение данной инструкции работающий в кабинете несет персональную
ответственность в соответствии с действующим законодательством.
2. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ПЕРЕД НАЧАЛОМ РАБОТЫ
При работе с токсичными веществами необходимо надеть соответствующую спецодежду и
приготовить к использованию средства индивидуальной защиты.
Проверить (визуально) исправность электропроводки, лабораторного и сантехнического
оборудования, системы вентиляции, мебели, ТСО; целостность оконных стекол и сохранность
реактивов.
Путем кратковременного включения проверить работоспособность вытяжного шкафа.
Проверить правильность оборудования рабочих мест студентов и своего собственного рабочего
места (установку стола, стула) и, при необходимости, произвести необходимые изменения в
целях исключения неудобных поз и длительных напряжений тела.
В случае обнаружения неисправности приборов и оборудования работающий в кабинете обязан
немедленно поставить в известность инженера по охране труда, заместителя директора по АХР,
а при его отсутствии - главного инженера и дежурного администратора и сделать
соответствующую запись в тетради заявок.
Запретить студентам приступать к работе в случае обнаружения несоответствия их рабочих
мест установленным в данном разделе требованиям, а также при невозможности выполнить
указанные в данном разделе подготовительные к работе действия.
3. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ВО ВРЕМЯ РАБОТЫ
Во время работы необходимо соблюдать настоящую инструкцию, правила эксплуатации
оборудования, оргтехники, ТСО и приспособлений, правила работы с химическими реактивами.
Работающий в кабинете обязан обеспечить:
 проведение демонстрационных опытов с опасными, едкими и ядовитыми веществами, а
также с веществами, способствующими загрязнению помещения только в вытяжном
шкафу при включенной вентиляции;
 поддержание порядка и чистоты на своем рабочем месте и рабочих местах студентов;
 проведение инструктажа студентов по технике безопасности с записью в
соответствующем журнале перед началом лабораторных и практических работ с
использованием студентами лабораторного оборудования;
 соблюдение студентами требований соответствующих инструкций по технике
безопасности при занятиях в кабинете, при проведении лабораторных и практических
работ;
 соблюдение требований (СанПиН 2.4.2.1178-02) на рабочих местах студентов.
Во время работы запрещается:
 работать с химическими реактивами при отключенном вытяжном шкафе;
 привлекать к приготовлению растворов из твердых щелочей и кислот лаборанта и
учащихся;
 допускать попадание влаги на поверхности устройств и оборудования;
 производить самостоятельно вскрытие и ремонт оборудования;
 оставлять
без присмотра химические реактивы, включенное оборудование,
приспособления, вычислительную и оргтехнику, ТСО;
 оставлять открытыми краны, емкости с вредными и опасными веществами;
 оставлять студентов без присмотра.
4. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ПО ОКОНЧАНИИ РАБОТЫ
После окончания работы работающий в кабинете обязан:
 отключить электропитание в последовательности, установленной инструкциями по
эксплуатации на оборудование и ТСО с учетом характера выполняемых работ;
 проконтролировать приведение в порядок рабочих мест студентов;
 обеспечить организованный выход студентов из кабинета;
 произвести демонтаж установок и лабораторных стендов, использованных на уроке;
 убрать используемые реактивы в специальные места, предназначенные для их хранения
и запереть их;
 отработанные растворы реактивов слить в стеклянную тару с крышкой емкостью не
менее 3 л для последующего уничтожения;
 тщательно вымыть руки.
Отключить освещение, перекрыть краны, закрыть окна.
Отключить вытяжной шкаф.
Оборудование, материалы, образцы:
1. Образцы из белого, половинчатого и серого чугуна
2. Набор напильников и шлифовальная шкурка
3. Реактивы
4. Тампоны
5. Кислотостойкие перчатки
6. Полировочная паста ГОИ
7. Металлографический микроскоп.
Порядок выполнения работы:
1.
Лабораторно-практическая
инструмента по маркировке
работа
№
8
Определение характеристик
абразивного
ИНСТРУКЦИЯ
ПО ОХРАНЕ ТРУДА ПРИ РАБОТЕ С АБРАЗИВНЫМ ИНСТРУМЕНТОМ
1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ ОХРАНЫ ТРУДА
1.1. Следует содержать рабочее место в порядке и чистоте, складывать заготовки и изделия в
отведенных местах.
1.2. В случае возникновения в процессе работы каких-либо вопросов, связанных с ее
безопасным выполнением, следует обратиться к работнику, ответственному за безопасное
производство работ на данном производственном участке.
1.3. При испытании абразивных кругов следует помнить, что абразивный круг имеет зернистое
кристаллическое строение, является режущим инструментом, работающим с огромными
скоростями, и не обладает высокой механической прочностью, круг разрушается даже при
незначительных толчках и ударах. Круги недостаточно прочны при действии на них боковых
нагрузок, резко снижают прочность при низких температурах, а круги с магнезиальной связкой,
чувствительной к влажной среде, не могут быть использованы для работы с охлаждением.
2. ТРЕБОВАНИЯ ОХРАНЫ ТРУДА ПЕРЕД НАЧАЛОМ РАБОТ
2.1. До начала работ работнику, занятому на испытании абразивного инструмента, необходимо:
надеть полагающуюся по нормам спецодежду, средства индивидуальной защиты;
внимательно осмотреть рабочее место, привести его в порядок, убрать все мешающие работе
предметы. Рабочий инструмент, приспособления и вспомогательные материалы расположить в
удобном для пользования порядке и проверить их исправность;
проверить достаточность освещения рабочего места.
2.2. После получения задания и разрешения на работу от руководителя работ произвести
осмотр абразивного инструмента и приступить к работе.
3. ТРЕБОВАНИЯ ОХРАНЫ ТРУДА ВО ВРЕМЯ РАБОТЫ
3.1. Во время работы работнику, производящему испытание абразивного инструмента, следует
руководствоваться требованиями и указаниями, изложенными в руководстве по испытанию
абразивного инструмента, производственной инструкции и технологических картах на
испытание абразивного инструмента.
3.2. Работнику, производящему испытание абразивного инструмента, не разрешается
отвлекаться от своих прямых обязанностей.
3.3. Данные об испытании кругов следует записывать в таблицу с указанием допускаемой
рабочей окружной скорости, указанной в маркировке, характеристики круга.
4. ТРЕБОВАНИЯ ОХРАНЫ ТРУДА ПО ОКОНЧАНИИ РАБОТ
4.1. По окончании работы работнику, проводящему испытание абразивного инструмента,
необходимо:
положить все абразивные инструменты в установленные хранения;
сообщить руководителю работ, ответственному за безопасное производство работ, сведения об
испытаннии абразивного инструмента.
4.2. Снять спецодежду и другие средства индивидуальной защиты.
4.3.. Вымыть лицо и руки теплой водой с мылом или принять душ.
Цель работы: приобретение навыков определения характеристик абразивного инструмента по
маркировке, выбора шлифовального круга (диска) для выполнения конкретной
технологической операции шлифования (заточки) конструкционного материала.
Оборудование, материалы, образцы:
1. Наборы абразивного инструмента:
 Шлифовальный круг (ПП) 1 К 100х63х22 63С 50 М1 3 33 А 4 ГОСТ Р 52781 2007;
 Шлифовальный круг (ПДВ) К 7 150х133х32 54С 125 СМ 40 2 А 3 ГОСТ Р
52781-2007;
 Шлифовальный круг (ПП) Б 1 115х2,5х22 54С80 50 СТ 2 б 2 ГОСТ 219632002;
 Шлифовальный круг (ЧК) Б 11 125х63х32 38А 100 СМ 10 40 Б 2 ГОСТ Р
52781-2007;
 Шлифовальный круг (ЧЦ) К 6 300х40х127 25А 25-Ст 1 12 35 Б 3 ГОСТ Р
52781-2007;
 Отрезные круги, армированные стеклосеткой (ГОСТ 21963-2002);
 Отрезные круги, армированные стеклосеткой (ГОСТ Р 52781-2007);
 Шлифовальные сегменты 1С, 3С, 4С, С, СП;
 Шлифовальные бруски БП, БКВ
Порядок выполнения работы:
1. Изучите инструкцию по охране труда при работе с абразивным инструментом.
2. Ознакомьтесь с абразивным инструментом и его маркировкой. Охарактеризуйте
абразивный инструмент.
табл. 8.2 Характеристика абразивного инструмента
Показатель
Обозначение
Тип инструмента
Круги:
1 (ПП) – прямого профиля
2 (К) – кольцевой
3 (ЗП) – конического профиля
5 (ПВ) – с выточкой
6 (ЧЦ) – чашечный цилиндрический
7 (ПДВ) – с двусторонней выточкой
10 (ПДВС) – с двусторонней выточкой и ступицей
11 (ЧК) – чашечный конический
12 (Т) – тарельчатый
4ТП, 5ТП, 6ТП, 27 (5П) – с утопленными центрами
1 (Д) – отрезные диски
Сегменты:
1С – выпукло-вогнутые
3С – выпукло-плоские
4С – плосковыпуклые
5С – трапецеидальные
6С – для шлифования полов
7С – для плоского шлифования
9С – для шлифования рельсов
СП – для плоского шлифования
Вид связки
Б – бакелитовая
К – керамическая
М - металлическая
Размеры
Д – наружный диаметр
Т – высота
М – диаметр посадочного отверстия
Шлифовальный материал 14А – нормальный электрокорунд
(наполнитель)
25А - белый электрокорунд
38А - циркониевый электрокорунд
93А, 94А, 95А, 96А – хромотитанистый электрокорунд
53С, 54С – черный карбит кремния
63С,64С – зеленый карбит кремния
Зернистость
320, 250, 160, 125, 100, 80, 63 – крупная
50, 40, 32, 25, 20, 16 – средняя
12, 10, 8, 6 – мелкая
5, 4, 3, М63, М50, М40, М28 - тонкая
ВМ – весьма мягкая
М1, М2, М3 – мягкая
СМ1, СМ2 – средне мягкая
С1, С2 –средняя
СТ1, СТ2, СТ№ - средне твердая
ЧТ – чрезвычайно твердая
1, 2, 3, 4 – плотная
5, 6, 7 – средняя
8, 9, 10 – открытая
11, 12 - высокопористая
рабочая 20, 25, 30, 40, 50, 60, 80
Твердость
Структура
Допускаемая
скорость, м/с
Класс точности
Класс
неуравновешенности
Нормативно-техническая
документация
АА, А, Б
1, 2, 3, 4
ГОСТ 3647-80; ГОСТ 21963-2002;
ГОСТ 2464-82; ГОСТ 52781-2007;
ГОСТ 2456-82; ОСТ 2-И70-8-87;
ТУ 2-036-718-88; ТУ 2-036-820-79;
ТУ 2-036-1027-88: ОСТ 2-И70-3-92;
ТУ Р 2-036-717-77
Класс неуравновешенности
Нормативно-техническая документация
Назначение
М
Структура
Т
Твердость
Д
Шлифовальный
материал
Зернистость
Связка
Тип инструмента
Номер инструмента
табл. 8.2 Характеристика абразивного инструмента
Размеры,
мм
Допустимая рабочая
скорость, м/с
Класс точности
Оформление результатов работы:
Напишите отчет, в котором укажите название и цель работы; применяемое оборудование,
материалы и образцы. Характеристики абразивного инструмента оформите в виде табл. 8.2.
Лабораторно-практическая работа № 9 Анализ микроструктуры цветных металлов
сплавов
ИНСТРУКЦИЯ ПО ОХРАНЕ ТРУДА ПРИ РАБОТЕ С ТОКСИЧНЫМИ
ВЕЩЕСТВАМИ
2. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ
и
Действие настоящей инструкции распространяется на всех работников образовательного
учреждения, которые проводят занятия со студентами
(преподавателей, мастеров
производственного обучения и т.д.).
Перед проведением каждой лабораторной и практической работы необходимо провести со
студентами инструктаж по технике безопасности с записью в соответствующем журнале.
В случае травмирования студентов работающий в кабинете обязан немедленно
проинформировать о случившемся дежурного администратора и медицинского работника. При
необходимости - оказать доврачебную помощь.
В случае нарушения кем-либо из студентов техники безопасности со всеми студентами
необходимо провести внеплановый инструктаж по технике безопасности, с его регистрацией в
соответствующем журнале.
Все окна кабинета либо должны быть не зарешечены, либо иметь распашные решетки, ключи
от которых хранятся в легкодоступном месте.
За виновное нарушение данной инструкции работающий в кабинете несет персональную
ответственность в соответствии с действующим законодательством.
2. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ПЕРЕД НАЧАЛОМ РАБОТЫ
При работе с токсичными веществами необходимо надеть соответствующую спецодежду и
приготовить к использованию средства индивидуальной защиты.
Проверить (визуально) исправность электропроводки, лабораторного и сантехнического
оборудования, системы вентиляции, мебели, ТСО; целостность оконных стекол и сохранность
реактивов.
Путем кратковременного включения проверить работоспособность вытяжного шкафа.
Проверить правильность оборудования рабочих мест студентов и своего собственного рабочего
места (установку стола, стула) и, при необходимости, произвести необходимые изменения в
целях исключения неудобных поз и длительных напряжений тела.
В случае обнаружения неисправности приборов и оборудования работающий в кабинете обязан
немедленно поставить в известность инженера по охране труда, заместителя директора по АХР,
а при его отсутствии - главного инженера и дежурного администратора и сделать
соответствующую запись в тетради заявок.
Запретить студентам приступать к работе в случае обнаружения несоответствия их рабочих
мест установленным в данном разделе требованиям, а также при невозможности выполнить
указанные в данном разделе подготовительные к работе действия.
3. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ВО ВРЕМЯ РАБОТЫ
Во время работы необходимо соблюдать настоящую инструкцию, правила эксплуатации
оборудования, оргтехники, ТСО и приспособлений, правила работы с химическими реактивами.
Работающий в кабинете обязан обеспечить:
 проведение демонстрационных опытов с опасными, едкими и ядовитыми веществами, а
также с веществами, способствующими загрязнению помещения только в вытяжном
шкафу при включенной вентиляции;
 поддержание порядка и чистоты на своем рабочем месте и рабочих местах студентов;
 проведение инструктажа студентов по технике безопасности с записью в
соответствующем журнале перед началом лабораторных и практических работ с
использованием студентами лабораторного оборудования;
 соблюдение студентами требований соответствующих инструкций по технике
безопасности при занятиях в кабинете, при проведении лабораторных и практических
работ;
 соблюдение требований (СанПиН 2.4.2.1178-02) на рабочих местах студентов.
Во время работы запрещается:
 работать с химическими реактивами при отключенном вытяжном шкафе;
 привлекать к приготовлению растворов из твердых щелочей и кислот лаборанта и
учащихся;
 допускать попадание влаги на поверхности устройств и оборудования;
 производить самостоятельно вскрытие и ремонт оборудования;
оставлять без присмотра химические реактивы, включенное оборудование,
приспособления, вычислительную и оргтехнику, ТСО;
 оставлять открытыми краны, емкости с вредными и опасными веществами;
 оставлять студентов без присмотра.
4. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ПО ОКОНЧАНИИ РАБОТЫ
После окончания работы работающий в кабинете обязан:
 отключить электропитание в последовательности, установленной инструкциями по
эксплуатации на оборудование и ТСО с учетом характера выполняемых работ;
 проконтролировать приведение в порядок рабочих мест студентов;
 обеспечить организованный выход студентов из кабинета;
 произвести демонтаж установок и лабораторных стендов, использованных на уроке;
 убрать используемые реактивы в специальные места, предназначенные для их хранения
и запереть их;
 отработанные растворы реактивов слить в стеклянную тару с крышкой емкостью не
менее 3 л для последующего уничтожения;
 тщательно вымыть руки.
Отключить освещение, перекрыть краны, закрыть окна.
Отключить вытяжной шкаф.

Цель работы: ознакомление с методом микроанализа цветных металлов и сплавов с помощью
металлографического микроскопа
Оборудование, материалы, образцы:
1. Образцы из различных марок латуни, бронзы и баббита;
2. Набор напильников и шлифовальной шкурки;
3. Реактивы;
4. Тампоны;
5. Кислотостойкие перчатки;
6. Полировочная паста ГОИ;
7. Металлографический микроскоп.
Порядок выполнения работы:
1. Изучите инструкцию по охране труда при шлифовании, полировании и работе с
токсичными материалами.
2. Зачистите шлифовальной шкуркой, промойте и просушите образцы.
3. Ознакомьтесь с образцами, исследуйте их под микроскопом.
4. Выполните эскизы микроструктуры образцов сплавов.
Оформление результатов работы:
Напишите отчет, в котором укажите название и цель работы; применяемое оборудование,
материалы и образцы. Результаты исследования оформите в виде таблицы 9.1.
табл. 9.1 Результаты исследования микроструктуры цветных металлов и сплавов
Сплав
Примерный химический
Эскизы и название
состав
микроструктуры
Латунь
Бронза
Баббит
Укажите, по какому признаку можно различить структуру латуни, бронзы и баббита под
микроскопом.
Контрольные вопросы для самопроверки
1. Чем объясняется хорошая коррозионная стойкость меди в естественных средах?
2. Каким образом упрочняют медь?
3. Сопоставьте свойства меди в наклепанном и отожженном состоянии.
4. Какие примеси практически не растворяются в меди?
5. Есть ли отличие в микроструктуре литой и деформированной, подвергнутой последующему
рекристаллизационному отжигу меди?
6. Медь какой марки (МО или М4) имеет больше примесей?
7. Что такое латунь?
8. Как влияет цинк на свойства однофазных латуней?
9. Какие латуни называются однофазными?
10. Чем отличаются технологические свойства однофазных и двухфазных латуней?
11. В каком состоянии латунь или бронза имеет дендритное строение?
12. Как маркируют деформируемые латуни?
13. Как маркируют литейные латуни?
14. Какие латуни относят к многокомпонентным, специальным?
15. Какие латуни называют "морскими"?
16. Что такое бронза?
17. Дайте характеристику свойств оловянных бронз.
18. Есть ли отличие в маркировке литейных и деформируемых бронз?
19. Как классифицируют бронзы по фазовому составу?
20. Как классифицируют бронзы по химическому составу?
21. Как классифицируют бронзы по технологическому признаку?
22. Где применяется бронза?
23. Где применяются латуни?
24. Какой сплав используется для изготовления гребных винтов?
25. Какой сплав прочнее (Л90 и Л80)?
Табл. 9. 2 Медь, применяемая в судостроении:
марки, назначение
Марка
Содержание Примеры применения
металла
меди, % ,
не менее
М0
99,95
Для изготовления сплавов на медной основе,
М1
99,90
применяемых для фасонного литья слитков,
обрабатываемых давлением.
М3
99,5
Для производства труб, трубопроводов морской
воды, в том числе паропроводов отработавшего
М4
99,0
пара при температуре до 250 °С, патрубков
циркуляционных насосов.
Для изготовления сплавов на медной основе,
применяемых для фасонного литья.
Табл. 9.3 Двойные деформируемые латуни, применяемые в судостроении:
марки, назначение ГОСТ 15527–70
Марка
Наименование Медь, % Примеры применения
сплава
сплава
Л96
Томпак
96
Ножи рубильников.
Л90
Томпак
90
Фланцы трубопроводов
Л68
Латунь
68
морской воды.
Л62
Латунь
62
Трубы теплообменных
аппаратов в средах.
Пар – конденсат, детали, не
соприкасающиеся с
морской водой.
Фазовый
состав
a
a
a
a
Табл. 9.4 Деформируемые латуни ГОСТ 15527 –70
Марка сплава Наименование
Содержание
сплава
добавок Zn, %
ЛО70-1
Латунь оловянная Sn – 1 %
ЛО62-1
Латунь
Sn – 1 %
ЛЖМц59-1-1 железомарганцевая 39 Mn – 1 %
Латунь свинцовая 39 Fe – 1 %
ЛС59-1
40 0,6 – 1 %
Табл. 9.5 Литейные латуни ГОСТ 17711–93
Марка сплава
Содержание добавок Zn, %
ЛЦ40Мц3Ж
ЛЦ16К4
Mn – 3 %, Fe – 1 %
Si – 4 %
ЛЦ38Мц2С2
38 Mn – 2 %, Pb – 2 %
Примеры применения
Трубы теплообменных
аппаратов, работающих на
морской воде.
Детали арматуры,
работающие при
температуре 250 °С.
Детали иллюминаторов,
детали, работающие на
трение.
Область применения
Гребные винты.
Арматура, работающая в
морской воде, при
протекторной защите до
250 °С.
Антифрикционные
детали.
Табл. 9.6
Табл. 9.7 Примеры применения бронз, обрабатываемых давлением
Марка сплава
Примеры применения
Бронзы оловянные (ГОСТ 5017-74)
БрОЦ4-3
БрОФ6,5-0,15
БрОФ7-0,2
Пружины, омываемые морской водой.
Особо ответственные пружинные контакты.
Детали, работающие на трение.
Бронзы безоловянные (ГОСТ 18175-78)
БрАЖ9-4
БрАМц9-2
БрАЖЬц10-3-1,5
БрКМц3-1
БрБ2
Детали арматуры (до 250 °C),маслоработающие
в пресной воде; детали, работающие на трение.
Детали арматуры (до 250 °C), работающие в
морской воде.
Игольчатые клапаны, втулки сальников (до
250°C), пресная вода, масло, жидкое топливо.
Пружины цилиндрические (до 200 °C), пресная
и морская вода.
Судовое машиностроение: мембраны, детали
часовых механизмов.
Табл. 9.8 Химический состав литейных бронз ГОСТ613-79
Марка сплава
Содержание добавок, %
Бр010Ц2
Бр08Ц4
Бр05Ц5С5
Бр010Ф1
БрА9Мц2
БрА10Мц2
БрА9Ж3
БрА9Ж4Н4Мц1
Sn
Pb
Zn
Прочее
10
8
5
10
–
–
–
–
–
–
5
–
–
–
–
–
2
4
5
–
–
–
–
–
–
–
–
1P
Al9 Mn2
Al10 Mn2
Al9 Fe3
Al9 Fe4 Ni4
Mn1
Температура начала
кристаллизации °С
1000
1000
975
934
1110
1010
1040
1080
Лабораторно-практическая работа № 10 Исследование свариваемости металлов и сплавов
Цель работы: изучение свариваемости металлов и сплавов, приобретение навыков проведения
технологической пробы на свариваемость
Оборудование, материалы, образцы:
1. Образцы сварных соединений:
 с качественным швом;
 непроваром;
 ослабленным швом;
 ноздреватостью;
 трещинами в наплавленном металле;
2. Набор луп;
3. Шлифовальная шкурка;
4. Ветошь;
5. Красная краска и цинковые белила;
6. Растворитель
Порядок выполнения работы:
При исследовании внешним осмотром работу выполняйте в такой последовательности.
1. Рассортируйте образцы по маркам стали.
2. Установите типы сварных соединений и способы сварки.
3. Проведите внешний осмотр образцов. Изучите сварные швы с помощью лупы.
Выявите дефекты сварных соединений.
4. Определите свариваемость металла образцов.
При исследовании методом красок работу выполняйте в такой последовательности.
1. Изучите инструкцию по охране труда при работе с токсичными материалами.
2. Зачистите шлифовальной шкуркой, промойте и просушите образцы.
3. Покрасьте образцы двумя слоями красной краски с интервалом 1…2 мин. После
нанесения второго слоя краску удалите ветошью, смоченной в растворителе.
Протрите поверхность образцов насухо.
4. Нанесите на образцы слой цинковых белил, растворенных в эфирно-спиртовом
растворе, выдержите в течение 5..6 мин. Осмотрите образцы. При дефектах сварки на
поверхности образцов обнаруживается красная краска (трещины, пузыри и
др.дефекты).
Оформление результатов работы:
Напишите отчет, в котором укажите название и цель работы; применяемое оборудование,
материалы и образцы.
При исследовании путем внешнего осмотра установите допустимые и недопустимые дефекты,
опишите признаки дефектов. Результаты исследования оформите в виде табл.10.1. сделайте
вывод о свариваемости металлов, укажите образцы с высокой свариваемостью.
При исследовании свариваемости образцов методом красок установите по техническим
условиям допустимые и недопустимые дефекты, сделайте вывод о свариваемости металлов,
укажите образцы с высокой свариваемостью. Результаты исследования оформите в виде
табл.10.2.
На отдельном листе выполните эскизы дефектов сварных швов.
табл. 10.1 Результаты исследования образцов сварки внешним осмотром
Номер
Марка стали
Способ
Признаки
Свариваемость
образца
сварки
дефектов
Допустимый Недопустимый
дефект
дефект
1.
Ст2кп
2.
Ст3кп
3.
45
4.
У10
5.
ХВГ
табл. 10.2 Результаты исследования образцов сварки методом красок
Номер
Марка стали
Способ
Признаки
Свариваемость
образца
сварки
дефектов
Допустимый Недопустимый
дефект
дефект
1.
Ст2кп
2.
Ст3кп
3.
45
4.
У10
5.
ХВГ