Методология применения физических и механических способов контроля на примере низкоуглеродистой стали марки 20
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
ее интенсивным и коротковолновым является излучение k-серии. Структура спектра сложная и состоит из нескольких характерных линий. Две из них k?1 и k?2 с оболочки l на оболочку k. Соотношение между длинами волн ? и ? излучения всегда постоянны и не зависят от материала анода. Для описания любой элементарной ячейки кристаллической решетки используют 6 величин:
- параметры a, b, c
- углы между ними ?, ?, ?
Плоскости в пространственной решетке, проведенные через её углы, называются кристаллографическими плоскостями. Их ориентировка по отношению к осям координат определяется индексами Миллера. Чтобы их найти необходимо:
определить координаты точек пересечения искомой плоскости с осями координат в единицах трансляции решетки
взять обратные значения этих величин
привести их к наименьшим целым числам, деля их на общий множитель
заключить полученные малые числа в круглые скобки.
Условие дифракционного максимума выглядит следующим образом:
п Х = 2 d sin0
Это выражение называется уравнением Вульфа - Брэгга.
Угол 0, определяющий направление дифракционного максимума, называется углом дифракции, или отблеска.
Целые числа п = 1,2,3..... показывающие, сколько длин волн укладывается в разности хода лучей, отраженных соседними плоскостями, называются порядком отражения.
На рисунках представлены рентгенограммы трёх образцов стали 20 под номерами 2-3, 2-4 и 2-6 . Данные образцы выбраны с учётом различной температуры отпуска каждого из них (200, 400 и 600 С соответственно).
Практическая часть
Изготовление металлографических шлифов.
Были выданы образцы стали. С точки зрения удобства проведения дальнейших работ приготовлению микрошлифов оптимальными являются образец в виде цилиндра с размерами 20 х 10мм (диаметр х высота).
Шлифовка.
Сначала мы осуществляли шлифовку на крупнозернистом абразивном круге, смачиваемом водой. Следующим шагом была шлифовка на более мелкозернистом абразивном круге, который также смачивался водой. Эту операцию проводили для получения ровной поверхности без царапин.
Полировка.
Нами была проведена полировка на станке, подобном используемым для шлифовки. В итоге была получена зеркальная поверхность, свободная от царапин, что является необходимым условием для проведения правильного металлографического анализа. Наш предварительно отшлифованный образец подвергся полировке на тканевом круге, покрытом пастой ГОИ. Направление полировки периодически изменялось на 90 градусов, в тоже время необходимо было следить за тем, чтобы не допустить перегрева образца, иначе придётся повторять весь процесс шлифовки сначала.
Мы осуществляли травление путем протирания образца реактивом с помощью тампона. В нашем случае реактивом служил четырехпроцентный раствор азотной кислоты. Во время травления поверхность шлифа потеряла свой блеск, что и посвидетельствовало о протекании процесса травления. После окончания травления производится промывка и сушка образцов.
д) Металлографический микроскоп.
В нашем случае оптическое увеличение микроскопа с объективом и окуляром определяется как произведение даваемых ими увеличений и равняется 210.
е) Расчет содержания углерода:
Где П- примерное процентное содержание перлита в %;
В нашем случае примерное процентное содержание перлита, определяем по фотографии шлифа (около 25%). Следовательно:
Сталь с содержанием углерода 0,2%.
Рисунок 11 Структура стали 20 в отожженном состоянии,
Измерение твердости.
Проводили в исходном состоянии (отожженная сталь) на твердомере по шкале Роквелла (HRB) при нагрузке 100 кг.
HRB- 68 кгс/мм - по шкале Роквелла HB-126 кгс/мм- по кале Бринеля
Выявив структуру образца (перлит и феррит), замерев твердость (126 кгс/ по Бринеллю), мы можем сделать вывод о том, что образец является образцом стали марки 20. Очень важно знать содержание углерода и твердость стали, чтобы подобрать оптимальный режим термической обработки.
Задачи: 1) определение коэффициентов, характеризующих тепловое расширение материалов при различных температурах; 2) исследование превращений в материалах при их нагреве и охлаждении, а также при изотермических выдержках. Для выполнения этих задач мы воспользовались диаграммой, полученной с помощью дилатометра ДТ-20 с платиновой и платиново-радиевой термопарой.
Исходные данные: Размеры образца: 10х20 мм. Марка 20. Нагрев: 950С. Скорость: 5 градусов в минуту. Выдержка: 10 минут. Охлаждение: 10 градусов в минуту.
По диаграмме (приложение 1) определяем критические точки Ас1 и Асм: рядом с точками изгиба проводим касательные к графику, ищем их точки пересечения, на которых и будут находиться Ас1 и Ас3 .
Ас1=741 С
Ас3=845 С
По диаграмме определяем масштаб:
Шкала ординат: 22мм-2*10-3
Начальная температура: 20оС
Шкала абсцисс: 22 мм=100оС/20оС см-1.
Вычисление коэффициентов для А1:
(?l/l)app=114*2*10-3/22=10,4*10-3
Так как опора из кварца, необходимо учитывать коэффициент расширения кварца:
(?l/l)supp=5,37*10-7oc-1
(?l/l)sam=(?l/l)app +(?l/l)supp =10,4*10-3+5,37*10-7*(741-20)=10,74*10-3
Тогда ?m(20,741)= (?l/l)sam / (741-20)=10,74*10-3/721=14,8*10-6oc-1
Вычисление действительного коэффициента расширения образца в точке А1:
Теперь мы были должны построить касательную к кривой в точке А1 и измерить уклон
Q1R1/P1R1.
Q1R1=2*10-3*15/22=1,4*10-3
P1R1=100oC
?v(20,741)= Q1R1/P1R1=1,4*10-3/100=14*10-6 oc-1
Аналогично вычисляем коэффициенты для А3: