Ознакомление с образцами и маркировкой металлов и сплавов, определение их свойств. Методическое указание к лабораторной работе

Министерство образования Российской Федерации Восточно-Сибирский государственный технологический университет

ОЗНАКОМЛЕНИЕ С ОБРАЗЦАМИ И МАРКИРОВКОЙ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ, ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИХ СВОЙСТВ. Методическое указание к лабораторной работе по курсу “Материаловедение. Технология конструкционных материалов” (Для студентов специальности 26.02.00)

Издательство ВСГТУ Улан-Удэ 2003 г.

Ознакомление с образцами и маркировкой металлов и сплавов, определение их свойств: Методическое указание к лабораторной работе по курсу “Материаловедение. Технология конструкционных материалов” для студентов специальности 26.02.00.

Составители: Ц.Д.Дамдинов., В.М. Манжуев., С.В.Эрдынеев Рецензент: канд,техн.наук, А.Ж.Чимитов

Работа №1 Наименование работы: ознакомление с образцами и маркировкой металлов и сплавов и определение их свойств. Цель работы: научиться по внешнему виду определять металлы, знать маркировку основных металлов и сплавов и определение плотности коэффициента конструктивного качества – ККК. Приборы и материалы: набор металлов, технические весы, штангенциркуль. Содержание работы: 1. Определение плотности. Получить 3 образца металлов, измерить их штангенциркулем с точностью 0,1 мм, определить объем и взвесить с точностью 0,1. На основании полученных данных рассчитать плотность; M Р= V 2. Определение коэффициента конструктивного качества ККК. Пользуясь данными временного сопротивления разрыву металлов и сплавов (табл.2) и полученными значениями плотности, рассчитать ККК по формуле: σв ККК = Р Результаты оформить в виде таблицы 1 и сделать выводы от эффективности испытанных материалов.

Таблица 1. Плотнос σB, ть, Р, кг/см2 ККК 3 г/см

№ Метал Марк Размер Объем Масс п/п л илииров ы,см , см3 а,гр сплав ка 1 2 3

№ п/п

Металл или сплав

σв кг/см2

Таблица 2. № Металл или σв п/п сплав кг/см2

1. Сталь (Ст.3)

37004900

7.

Медь (М-1) 21002400

2. Сталь (Ст7)

70007500

8.

3. Дюроалюминий (Д-16)

22004700

9. Бронза (Бр.) 18003000

4. Алюминий

8001000

10.

Серый чугун (сч)

10001200

5. Магниевый сплав на основе алюминия (МА 8м) 6. Титановый сплав (ОТИ-1)

32003900

11.

Никель

40005000

30003200

12. Оцинкован ная сталь

Латунь (Л-63)

30004000

37004900

3.Ознакомление с маркировкой сталей, цветных металлов и сплавов. Сталями называются железоуглеродные сплавы с содержанием углерода до 2%. По химическому составу стали делятся на углеродистые и легированные. Стали углеродистые обыкновенного качества имеют марки СТО-Ст.6. В зависимости от технологии приготовления стали различают на спокойные (СП), полуспокойные (пс) и кипящие (кп). Спокойные стали полностью раскислены после плавки Mn, Si, Al. Затвердевает сталь без выделения газообразных продуктов, обладает высокими механическими свойствами. Такие стали используют для конструкций в условиях динамического нагружения. Полуспокойные стали не полностью раскислены, используются для изготовления металлических конструкций обычного назначения. Кипящие стали частично раскислены, во время отвердевания металл кипит. Стали более дешевые за счет небольшого расхода раскислителей. Отличаются высокой пластичностью, свариваемости, используются для изготовления арматуры, металлических конструкций. По виду контролируемых показателей потребителю стали делятся на 3 группы: А- поставляются по механическим свойствам, Б - по химическому составу, В – по механическим и химическим свойствам. Легированные стали. Легированные стали обозначают буквенными и цифровыми символами. Число, стоящее в начале маркировки, обозначает среднее содержание углерода. Если сталь конструкционная, то число это будит двузначным и укажет содержание углерода в сотых долях процента. Буквы указывают, какие легирующие элементы присутствуют в стали данной марки(табл.3), а цифры,

стоящие после букв- их количество в процентах. Если цифра отсутствует, то легирующий элемент содержится в количестве до 1%. Так, например, сталь 12ХН2 содержит 0,09-0,16%С; 0,6-0,9%Сr; и 1,5-1,9%Ni. Буква “А” ставится в конце маркировки для обозначения высококачественных сталей, содержащих пониженное количество вредных примесей. Содержание углерода у инструментальных сталей с особыми физическими и химическими свойствами указываются в десятых долях процента и обозначается одной цифрой. Например, инструментальная сталь 9ХС содержит от 0,8 до 0,9% С. Название элемента никель

Маркеровачное обозначение H

Название элемента кремний

Таблица 3 Маркеровачное обозначение C

титан

T

молибден

M

вольфрам

B

кобальт

K

цирконий

Ц

марганец

Г

алюминий

Ю

медь

Д

хром

X

ванадий

Ф

азот

A

бор

P

ниобий

Б

Чугунными называются железоуглеродистые сплавы с содержанием углерода больше 2%. Различают белые, серые и ковкие чугуны. В белых чугунах углерод химически связан с железом, в серых – находится в виде графита. Ковкий чугун получают из белых чугунов. Серый литейный чугун является весьма распространенным видом чугуна в машиностроении благодаря дешевизне, хорошим литейным свойствами хорошей обрабатываемости резанием. Маркируют серый литейный чугун буквами СЧ и цифрами, из которых первые две показывают предел прочности при растяжении, а вторые две – при изгибе в кг/мм2. Например, чугун СЧ 12-28 имеет предел прочности при растяжении 12 кгс/мм2 , а при изгибе 28кгс/ мм2. Из серого чугуна готовятся элементы строительных конструкций, работающих на сжатие: арки, тюбинги, метрополитены, опорные подушки, колонны, радиаторы и др. Высокопрочные чугуны маркируются буквами ВЧ, первые две цифры обозначают предел прочности при растяжении, вторые – удлинение в %. Ковкий чугун получают из белого чугуна при помощи графитизирующего отжига, для чего отливку из белого чугуна помещают в отжигательную печь, нагретую до 950-1000˚С, и выдерживают в течении 3-4 суток. Маркируется ковкий чугун буквами “КЧ” и цифрами, первая из которых означает предел прочности при растяжении, а вторая относительное удлинение. Например, маркировка КЧ37-12 означает - ковкий чугун с пределом прочности при растяжении 37 кгс/мм2 и относительным удлинением 12%. Ковкие чугуны используются для изготовления некоторых строительных деталей: кронштейнов, фитингов. Следует иметь в виду, что, хотя ковкий чугун и обладает пластичностью, она, все же

недостаточна, чтобы его можно было обрабатывать давлением Содержание работы: По заданию преподавателя произвести расшифровку маркировки ряда металлов (табл.4) и при защите работы ответить на следующие вопросы: 1. Дать определение понятиям: сталь, чугун. 2. Классификация сталей. 3. Классификация чугунов. 4. Дать определение понятиям: бронза, латунь, дюралюминий. 5. Маркировка конструктивных сталей. 6. Маркировка чугунов. 7. Что такое коэффициент конструктивного качества.

Варианты для расшифровки маркировки сталей, чугунов Таблица 4. № ва рианта 1.

Металлы

№ ва риант а

Металлы

Ст0; 17 ГС Х20Н80; СЧ 12-28

9.

Ст6пс; 40 ХНМ; 30ХГСНА4; ВЧ80-3

10.

Ст3кп; 30 ВЧ38-17

11.

Ст0; 8Х15НБД2Т; ВЧ 42-12

Ст2кп; 14Г2; 2. Х20Н80Т; СЧ 4060 Ст4пс; Х9С2; 15ХСНД; ВЧ 60-2 3.

2. 3.

ХГСА;

4.

Ст3кп; Х5М; 10Г2С1Д; СЧ 3252

12.

Ст20; 27ХГСКМЛ; ВЧ 50-2

5.

Ст6пс; 16Д4 Х13; СЧ24-44

13.

Ст45; 40ХН2СВА; ВЧ 100-4

6.

Ст4кп; 14ГС; 10ХСНД; СЧ 1532

14.

Ст5пс;38НХЗМФ; СЧ18-36

7.

Ст5сп; 38ХНЗМФ; СЧ20-34

15.

Ст2кп; 27Х2НМВФ; СЧ28-48

8.

Ст2кп; 18Х2Н4МА; СЧ40-60

16.

Ст6пс; 6ХЗФС; СЧ 32-52

40Х;

1.

1. 2. 3.

ЛИТЕРАТУРА Казаков Н.Ф. Технология металлов и других конструкционных материалов. М.: Металлургия, 76г. Гуляев А.П. Металловедение.-М.: Металлургия, 1977.647 с. Сборник металлиста: М.: Машиностроение, 1976.-Т.2.720 с.

СОДЕРЖАНИЕ Определение плотности металлов. Определение коэффициента конструктивного качества. Ознакомление с маркировкой сталей, цветных металлов и сплавов.