Необходимое оборудование и материалы. 1. Печь шахтная муфельная для тигля с селитрой.

1. Печь шахтная муфельная для тигля с селитрой.

2. Печь шахтная муфельная для старения.

3. Шкаф сушильный.

4. Электроплитка.

5. Потенциометр.

6. Пресс Роквелла (ТК2) для измерения твердости образцов.

7. Тигель с селитрой (55 % KNO₃ + 45 % NaNo₃).

8. Бак с холодной водой для закалки образцов.

9. Образцы из дуралюмина

10. Крючки для установки образцов в селитровой ванне.

11. Колба термостойкая с водой.

12. Щипцы металлические.

13. Шкурка шлифовальная.

 

Порядок проведения лабораторной работы и записи результатов эксперимента

Ознакомиться путем самоподготовки по данным методическим

указаниям с упрочняющей термической обработкой алюминиевых сплавов типа дуралюмин.

Освоить терминологию термической обработки стареющих алюминиевых сплавов.

Определить твердость образцов дуралюмина в исходном (отожженном) состоянии на приборе Роквелла по шкале В.

Нагреть шесть образцов под закалку в селитровой ванне, установив их на специальных крючках равномерно по периметру тигля с селитрой. Температура нагрева 500 5 °С. Продолжитель-ность выдержки при указанной температуре выбирают в зависимости от толщины образца по таблице 3.

Таблица 3

Зависимость времени выдержки образцов в селитровой ванне от толщины образца.

Толщина образца, мм	2 - 4	5 – 10
Время выдержки, мин

По окончании выдержки охладить образцы в воде 20 – 25 °С. Переносить образцы в воду надо быстро, а при погружении в воду необходимо интенсивно помешивать, чтобы удалить с их поверхнос-ти паровую рубашку, резко замедляющую охлаждение. Зачистить на шкурке поверхность образцов и измерить твердость образцов по HRB.

Провести старение образцов по режимам таблицы 4, с последу-ющим измерением твердости по НRB.

Занести результаты измерений в таблицу 4. Оформить отчет по работе в соответствии с указанными ниже требованиями.

Таблица 4

Режимы термической обработки и результаты испытаний.

 

Номер образ-ца	Исходное состояние	Закалка	Старение
HRB	HB, МПа	°С	Выдержка, мин.	Свежезака-ленное состояние	°С	Выдержка, мин.	Твердость после старения
HRB	HB, МПа	HRB	HB, МПа

 

Требования к отчету

Отчет по лабораторной работе должен содержать:

1) тему и цель работы;

2) основные теоретические положения;

3) рисунки;

4) схема последовательности стадий распада пересыщенного твердого раствора сплавов типа дуралюмин;

5) результаты исследования в виде таблицы 4 и графиков – кривых старения HB = f (t °старения) при выдержки 30 мин. и HB = f (t старения) при температуре 175 °С;

6) выводы с объяснением экспериментальных результатов в соответствии с целью работы;

7) ответы на контрольные вопросы (устно).

 

Контрольные вопросы

 

1. Что такое дуралюмин?

2. Какова цель закалки и способы достижения этой цели?

3. Какова цель старения и способы достижения этой цели?

4. Как изменяется структурное состояние алюминиевого сплава при разных температурно-временных условиях старения?

5. Какова природа упрочнения сплавов при старении?

6. Что такое естественное и искусственное старение, зонное и фазовое старение?

7. Чем отличаются друг от друга когерентные, полу-когерентные и некогерентные выделения?

8. Что влияет на распад твердого раствора при старении?

 

Список литературы

1. Б. Н. Арзамасов, В. И. Макарова, Г. Г. Мухин и др. Материаловедение. – М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2002. – 648 с.

2. Ю. П. Солнцев, Е. И. Пряхин, Ф. Войткун. Материалове-дение М.: МИСиС, 1999. – 600 с.

3. Ю. М. Лахтин, В. П. Леонтьева. Материаловедение. – М.: Машиностроение, 1993. – 447 с.

4. Г. Л. Фетисов, М. Г. Карпман, В М. Мапонин, и др. Материаловедение и технология конструкционных материалов. – М.: Высш. шк. 2001. – 638 с.

5. Б. А. Колачев, В. А. Ливанов, В. И. Елагин. Металловеде-ние и термическая обработка цветных металлов и сплавов. – М.: МИСиС, 1999. – 352 с.

 

* Карбюризатор – среда, способная обеспечить науглероживание (цементацию) металла (изделия) в данных условиях.

* Если для цементации взять низкоуглеродистые легированные стали типа 12ХН3А, 18ХГТ, 25ХРМ, 18Х2Н4ВА и др., то в зависимости от количества легирующих элементов, повышающих прокаливаемость стали, сердцевина может приобрести после закалки сорбитную, трооститную или даже мартенситную структуру, а в структуре цементованного слоя увеличится содержание А_ост.

* Для быстрорежущих сталей принято применять термин «красностойкость» вместо «теплостойкость».