Файл: Практикум для выполнения контрольной работы для курсантов специальности.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 08.11.2023
Просмотров: 107
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«КЕРЧЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МОРСКОЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
СУДОМЕХАНИЧЕСКИЙ ТЕХНИКУМ
Цикловая комиссия судового электрооборудования и энергетических установок
Составитель: Королёва Оксана Алексеевна
МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
практикум для выполнения контрольной работы
для курсантов специальности
26.02.05 Эксплуатация судовых энергетических установок
заочной форм обучения
Керчь, 2023 г.
Составитель: Королёва О.А., преподаватель высшей категории Судомеханического техникума ФГБОУ ВО «КГМТУ» ________________
Рецензент: Дубинец Е.А., к.т.н., преподаватель высшей категории Судомеханического техникума ФГБОУ ВО «КГМТУ» _______________
Практикум рассмотрен и одобрен на заседании цикловой комиссии судового электрооборудования и энергетических установок СМТ ФГБОУ ВО «КГМТУ»,
протокол № ____ от «____» _______________ 2023 г.
Председатель ЦК __________________ А.В. Крайнов
Практикум утвержден на заседании учебно-методического совета СМТ ФГБОУ ВО «КГМТУ»,
протокол № ____ от «____» _______________ 2023 г.
Судомеханический техникум ФГБОУ ВО «КГМТУ», 2023 г.
СОДЕРЖАНИЕ
-
ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………….
4
1 ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ……..……………………….
5
2 ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ………………..............
7
3 ЗАДАНИЕ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ………
46
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ………………………...……………………..
51
ВВЕДЕНИЕ
Курс "Материаловедение" для курсантов специальности 26.02.05 Эксплуатация судовых энергетических установок дает необходимые сведения о свойствах, строении, классификации, маркировке, обработке и применении материалов и сплавов.
Изучение данного курса является предпосылкой к успешному освоению ряда специальных дисциплин, формирующих технический кругозор специалиста со средним профессиональным образованием. Ознакомление с современными способами получения черных и цветных металлов, знание их основных свойств и методов обработки, придающих им нужные эксплуатационные свойства, необходимы для правильного выбора и использования этих материалов.
Программой учебной дисциплины «Материаловедение» предусматривается изучение широко применяемых в технике металлов, сплавов и неметаллических конструкционных материалов, их свойств, способов горячей и холодной обработки.
При изучении методов обработки металлов следует раскрывать значение передовых технологических процессов, позволяющих ускорить изготовление деталей, значительно уменьшить расход металла, повышать качество деталей и снижать себестоимость.
В результате изучения данной дисциплины курсант должен приобрести навыки технико-экономического обоснования выбора и применения конструкционных материалов и инструментальных материалов и оптимального способа их обработки для технического обслуживания судового оборудования.
1 ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
При изучении материала темы следует ознакомиться с программой и методическими указаниями к данной теме, изучить текст по учебнику и кратко законспектировать.
Ответы на вопросы задания должны показать умение учащегося анализировать и обобщать изучаемый материал. Для этого в ответе необходимо раскрывать сущность рассматриваемого вопроса. Нужно стараться излагать мысль своими словами, ясно и четко, не прибегая к выдержкам из учебных пособий.
Ответы надлежит иллюстрировать схемами, зарисовками, диаграммами, выполняемыми в масштабе. В текстовой и графической части контрольной работы необходимо соблюдать единую терминологию и обозначения в соответствии с действующими ГОСТами. Контрольною работу учащийся должен выполнить и выслать для проверки в учебное заведение в установленный учебным графиком срок. По получении прорецензированной работы студент должен выполнить указания рецензента, исправить все отмеченные ошибки и повторить недостаточно усвоенный материал. Замечания и пометки рецензентов стирать запрещается.
Всего курсант выполняет одну контрольную работу. Контрольная работа содержит 5 вопросов, вариант определяется по последней цифре номера зачетной книжки.
Общие указания к выполнению контрольных работ
-
Перед выполнением контрольной работы необходимо изучить материал предмета в соответствии с программой и методическими указаниями. -
Контрольную работу следует выполнять в электронном виде. Шрифт Times New Roman 14, межстрочный интервал 1,5, выравнивание текста по ширине. -
При выполнении работы необходимо указать текст вопроса, а затем дать ответ на него. -
Ответы на вопросы, поставленные в контрольной работе, должны быть исчерпывающими, но в то же время краткими и по существу вопроса. Ответы следует иллюстрировать схемами, диаграммами, выполненными в соответствии с действующими требованиями ЕСКД. -
Контрольную работу курсант должен выполнить и выслать на рецензирование в срок, не позднее установленного учебным графиком. Если работа выполнена неудовлетворительно, то учащийся выполняет ее вторично и высылает на повторное рецензирование.
2 ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ
Строение, свойства и способы испытания материалов
При изучении свойств металлов необходимо уяснить, что они зависят, главным образом, от кристаллической структуры. Поэтому прежде всего следует обратить внимание на особенности атомно-кристаллического строения металлов, виды кристаллических решеток, процессы кристаллизации металлов.
В зависимости от внешних условий (температуры, давления) металлы могут кристаллизоваться, образуя различные кристаллические формы. Это явление получило название аллотропии (полиморфизма). Изучая этот материал, следует выяснить основные аллотропические модификации наиболее распространенного металла — железа, кристаллическое строение их и основные свойства.
Исследования строения металлов показали, что строение реальных кристаллов металлов в отличие от идеальных характеризуется большим количеством несовершенств (дефектов), влияющих на свойства металлов.
Дефекты кристаллической решетки разделяют на точечные, линейные, поверхностные и объемные.
Точечные дефекты появляются в результате образования вакансий (атомных дырок), внедрения инертных атомов и перемещения атомов в междоузлие.
Линейные дефекты, распространяющиеся на значительную длину, называют дислокациями. Они в ряде случаев вызывают искажение кристаллической решетки — нарушение правильного кристаллического строения вследствие отклонения отдельных атомов или их групп от положения устойчивого равновесия.
Поверхностные дефекты имеют значительные размеры в двух направлениях при малой толщине. Поверхностные дефекты вызываются наличием субзерен, а также различной ориентацией кристаллических решеток зерен.
При изучении основных свойств металлов необходимо обратить особое внимание на механические свойства, определяющие поведение металла (или другого материала) под действием приложенных внешних механических нагрузок. Эти свойства определяют по результатам механических испытаний. Подробная методика проведения испытаний приведена в указанной литературе.
Методы измерения параметров и свойств материалов
Макроскопический метод – визуальное исследование изделия.
При макроскопическом анализе используется лупа или визуальное обнаружение дефекта.
Микроскопический анализ металлов заключается в исследовании их структуры с помощью оптического микроскопа (увеличение в 10-3000 раз) и электронного микроскопа.
Микроанализ позволяет определить размеры и расположение различных фаз, присутствующих в сплавах, если размеры частиц этих фаз не менее 0,2 мкм.
При микроанализе однофазных сплавов и чистых металлов можно определить величину зёрен, и наличие дендритного строения, число и форму структурных составляющих, загрязненность примесями.
Особенностями атомно-кристаллического строения материала изучают с помощью рентгеноструктурного анализа. Данный анализ позволяет установить тип кристаллических решёток металлов и сплавов, а также их параметры.
Магнитная дефектоскопия – метод неразрушающего контроля, основанный на исследовании искажений магнитного поля, возникающих в местах дефектов в образцах из ферромагнитных материалов.
Ультразвуковая дефектоскопия позволяет обнаружить глубинные дефекты металла по специально подготовленной поверхности.
Радиографический метод основан на γ - излучении и позволяет обнаружить пустоты, различные включения и другие дефекты в отливках, поковках, сварных заготовках турбин, котлов, труб и других деталях, испытывающих высокое напряжение.
Дилатометрический метод для обнаружения структурно-фазовых превращений в сплавах позволяет определить температурную зависимость исследуемых объектов - тепловые расширение тел и их аномалии. Материал этой темы достаточно подробно описан в рекомендованной литературе.
Диаграммы состояния металлов и сплавов
Чистые металлы не всегда удовлетворяют требуемым свойствам. Поэтому широкое применение в технике получили сплавы. Преимущество сплавов состоит в том, что они могут быть получены с почти любыми заданными свойствами.
Составляющие части сплавов называются компонентами. В зависимости от характера соединения компонентов при затвердевании получаются различные структуры сплавов: а) механическая смесь; б) твердый раствор; в) химическое соединение.
От строения сплавов зависят их свойства. Так, твердые растворы хорошо закаливаются, куются, сопротивляются ударным нагрузкам; химические соединения обладают высокой твердостью; механические смеси имеют высокие литейные свойства.
Поскольку сплавы имеют более сложное строение, чем чистые металлы, то процессы их кристаллизации существенно отличаются от процессов кристаллизации чистых металлов. Основное отличие состоит в том, что сплавы кристаллизуются не при одной, строго определенной температуре, а в интервале температур, т. е. имеются температуры начала и конца кристаллизации. Температуры, при которых изменяется строение металлов и сплавов, называются критическими точками.
Процессы кристаллизации сплавов играют очень важную роль: они определяют режимы термической обработки, выбор сплавов для литья, ковки и т. д. Проследить механизм образования структуры сплава при сравнительно медленном охлаждении из жидкого состояния в твердое и процесс изменения этой структуры при последующем охлаждении после полного затвердевания дают возможность диаграммы состояния. Основные сведения о диаграммах состояния сплавов достаточно подробно изложены в рекомендуемой литературе.
Наличие небольшого количества обычных примесей в стали не влияет существенно на положение критических точек и характер линий диаграммы, поэтому сталь можно с известным приближением рассматривать как двойной сплав железо—углерод (Fe—С).
Железо — металл, широко распространенный в природе. Плотность железа —7,83; температура плавления —1539°С.
Кривая охлаждения чистого железа указывает на наличие у него двух аллотропических форм. Железо легко сплавляется со многими элементами.
Углерод с железом образует химическое соединение (цементит) или может находиться в сплаве в свободном состоянии в виде графита.
Металлографический анализ показывает, что при сплавлении железа и углерода могут образоваться шесть структурных составляющих. Их строение и свойства достаточно подробно описаны в рекомендуемой литературе.
Диаграмма железо—цементит охватывает не все сплавы, а только часть их с содержанием углерода до 6,67%.
Структуру сплавов различного химического состава можно установить путём анализа соответствующих диаграмм фазового равновесия или диаграмм состояния.
Под состоянием понимают наличие тех или иных фаз в сплаве данного химического состава при данной температуре. То есть диаграммы состояния строятся в координатах «температура – химический состав сплавов системы А–В». Линии диаграмм состояния – это линии фазовых превращений («критические линии»), при пересечении которых фазовый состав (структура) сплавов обязательно изменяется. Умение анализировать диаграммы состояния является важной частью освоения курса материаловедения. Построение диаграмм состояния наиболее часто осуществляется при помощи термического анализа. В результате получают серию кривых охлаждения, на которых при температурах фазовых превращений наблюдаются точки перегиба и температурные остановки.
