Материально – техническое обеспечение работы
В работе используются лабораторные муфельные электрические печи, бачок с водой для охлаждения при закалке, твердомер, щипцы для загрузки образцов в печь и выгрузки, образцы алюминиевого сплава.
Твердость алюминиевых сплавов измеряется методом Роквелла путем вдавливания закаленного стального шарика диаметром 1,588 мм под нагрузкой 589 Н (60 кгс) в поверхность образца. Получаемое число твердости обозначается HRF.
Последовательность выполнения
и обработка экспериментальных данных
В работе несколько студентов выполняют одно из практических заданий по термической обработке алюминиевого сплава. На небольших образцах сплава в лабораторных условиях имитируется реальная термическая обработка изделий. Практические задания даны ниже.
Задание 1. Изучение влияния температуры старения на твердость дуралюмина. Четыре образца дуралюмина одной марки подвергнуть закалке от температуры нагрева 500...510 °С (время нагрева и выдержки 30...40 мин) в воде. Измерить твердость до закалки и после закалки у каждого образца.
Провести старение закаленных образцов при температуре: первого - 100 °С, второго -180 °С, третьего - 250 °С, четвертого - 350 °С. Время нагрева и выдержки 30 мин. Измерить твердость после старения.
По полученным данным построить график зависимости твердости от температуры старения. Сделать вывод о влиянии закалки и температуры старения закаленного дуралюмина на его твердость. Указать, при какой температуре старения достигается максимальная твердость дуралюмина.
|
|
|
Задание 2. Изучение влияния времени старения при температуре 180 0С на твердость дуралюмина. Три образца дуралюмина одной марки подвергнуть закалке от температуры нагрева 500-510 °С (время нагрева и выдержки 30...40 мин) в воде. Измерить твердость до и после закалки у каждого образца.
Провести старение закаленных образцов при температуре 180 °С и времени нагрева и выдержки: первого - 10 мин, второго - 20 мин, третьего - 40 мин. Измерить твердость после старения.
По полученным данным построить график зависимости твердости от времени старения. Сделать вывод о влиянии времени старения при температуре 180 °С закаленного дуралюмина на его твердость.
Задание 3. Изучение влияния времени старения при температуре 250 °С на твердость дуралюмина. Проводится закалка пяти образцов, как указано в задании 2. Провести старение закаленных образцов при температуре 250 °С и времени нагрева и выдержки: первого - 2 мин, второго - 5 мин, третьего - 10 мин, четвертого - 20 мин, пятого - 40 мин.
По полученным данным построить график зависимости твердости от времени старения при температуре 250 °С закаленного дуралюмина. Сделать вывод о влиянии времени старения при 250 °С на твердость дуралюмина.
|
|
|
Далее студенты переходят в лабораторию термической обработки для проведения закалки и старения.
Как правило, образцы для проведения закалки заранее лаборантом загружаются в печь и проводится нагрев и выдержка в течение 30...40 мин. После прихода студентов в лабораторию выполняется последний этап проведения закалки: охлаждение образцов в воде.
После охлаждения измеряется твердость закаленного дуралюмина одного из образцов на приборе Роквелла по шкале HRF. Твердость образцов до закалки измеряется заранее и сообщается студентам лаборантом.
Закаленные образцы далее подвергаются старению в соответствии с заданными температурно-временными режимами. С помощью щипцов образец загружается в печь, имеющую требуемую по режиму температуру. После завершения указанного в задании времени нагрева, и выдержки образцы щипцами выгружаются из печи, помещаются на керамическую подставку или кирпич и охлаждаются на воздухе до комнатной температуры.
У охлажденных образцов лаборант измеряет твердость на приборе Роквелла по шкале HRF. Все данные о твердости по заданию записывают в таблицу. Форма таблицы для записи результатов термической обработки дана ниже.
|
|
|
После завершения экспериментальной части работы студенты по полученным данным под руководством преподавателя приступают к построению графиков следующих зависимостей:
- зависимость твердости HRF сплава от температуры старения (время
нагрева и выдержки 30 мин);
- зависимость твердости HRF сплава от времени старения (две кривые при температурах 180 °С и 250 °С).
Таблица. Влияние термической обработки на твердость алюминиевого сплава
| Марка алюминиевого сплава. Вид термообработки (ТО) | Режим термообработки | Твердость HRF | |||
| t, 0С | t, мин | среда охлаждения | до ТО | после ТО | |
| Дуралюмин 1160: Закалка Старение | |||||
Для построения графиков каждый студент отмечает на доске и у себя в отчете в соответствующих координатах экспериментальные точки в виде крестиков, небольших кружочков и т.д., строят графики. Далее студенты по своим заданиям формулируют выводы, которые записываются в отчет. Выводы в отчете приводятся каждым студентом по всем заданиям.
Содержание отчета
1. Цель работы.
2. Оборудование, приборы и материалы, использованные при выполнении работы.
3. Теоретические положения: понятия о закалке и старении сплавов.
Зарисовки диаграммы состояния алюминий-медь. Описание структурных изменений при старении закаленных сплавов алюминий-медь,
|
|
|
4. Методика проведения работы и полученные результаты. Задание по термической обработке, марка алюминиевого сплава, таблица результатов термической обработки по всему заданию. Два графика зависимости твердости от изучаемых факторов по всем заданиям.
5. Выводы по работе.
Контрольные вопросы.
1. Какая упрочняющая термическая обработка применяется для алюминиевых сплавов?
2. Какие структурные изменения происходят в процессе закалки алюминиевых сплавов?
3. Какие стадии распада пересыщенного твердого происходят при разных температурах старения в сплавах алюминий-медь?
4. Что представляют собой зоны Гинье - Престона (зоны ГП)?
5. Как изменяется твердость дуралюмина в зависимости от температуры старения?
6. Какое влияние оказывает время старения на твердость дуралюмина?
Дата добавления: 2019-07-17; просмотров: 173; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!