Введение. Из основных тепловых характеристик экспериментально находим влажность, температуру и точку росы воздуха
Из основных тепловых характеристик экспериментально находим влажность, температуру и точку росы воздуха, теплопроводность материалов и тепловые потоки ограждающих конструкций здания. 3.1. Методика исследования Двухканальный гигрометр ТЕМП-3.2.1 предназначен для измерения температуры и относительной влажности воздуха, а также для определения точки росы. Техническая характеристика прибора ТЕМП-3.2.1: 1. Диапазон измерений температуры - -40.., +85°С. 2. Диапазон измерений влажности - 0... 100%. 3. Пределы относительной ошибки - ±2%. Порядок измерений влажности, температуры и точки росы: 1. Выбрать режим измерений. 2. Выдержкой по времени стабилизировать показания прибора. 3. Провести отсчет измеряемых показателей. Прибор МИТ-1 предназначен для определения теплопроводности строительных и теплоизоляционных материалов зондовым методом. Принцип действия прибора основан на изменении температуры зонда за определенное время при его нагреве постоянной мощностью. Зонд имеет диаметр 6, 0±0, 05 мм, перед измерением он вводится в заранее просверленное отверстие в образце материала. После достижения стабилизации температуры программой прибора выполняется расчет коэффициента теплопроводности. Техническая характеристика прибора МИТ-1: 1. Диапазон измерения теплопроводности - 0, 03...2, 0 Вт/(м-К). 2. Относительная погрешность - ±7%. 3. Время измерения -7мин. Порядок измерения теплопроводности материала: 1. Просверлить в исследуемом материале отверстие диаметром 6, 0 ±0, 05 мм и глубиной 100 мм. 2. В микропроцессор ввести вид материала. 3. Нанести на зонд смазку (вазелин...) или использовать без смазки (воздух). 4. Провести измерение. Прибор ИТС-1 предназначен для измерения теплопроводности и теплового сопротивления строительных и теплоизоляционных материалов. Принцип действия измерителя теплопроводности ИТС-1 основан на создании проходящего через исследуемый плоский квадратный образец размером 150> < 150и толщиной 10...25 мм стационарного теплового потока. Для уменьшения погрешности измерения теплоизоляционных материалов желательно выбирать образцы минимальной толщины (10... 15 мм), а для материалов с высокой теплопроводностью - образцы максимальной толщины (20...25 мм). Техническая характеристика измерителя теплопроводности ИТС-1: 1. Диапазон измерения теплопроводности - 0, 02...1, 5 Вт/(мК). 2. Пределы допускаемой относительной погрешности - 5%. 3. Время измерения - 0, 5... 2, 5 ч. 4. Потребляемая мощность - не более 120 Вт. Нажатием клавиши «О» включается режим измерения, при этом прибор запросит с пользователя толщину образца в мм и ориентировочное значение теплопроводности испытываемого материала (табл. 3.1). Введением этих данных уменьшается продолжительность процесса измерения. Таблица 3.1 Значения теплопроводности материалов
По величине теплового потока через образец материала, температуре противоположных граней образца и его толщине вычисляется теплопроводность материала по формуле X = hqIAT, где h — толщина образца; q - плотность теплового потока, проходящего через образец; А Т - разность температур между противоположными гранями образца. Измерительно-регистрирующий комплекс «Теплограф» предназначен для определения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций (стен, окон, дверей и др.), а также для комплексного обследования различных объектов с целью определения их теплозащитных свойств и выявления дефектов теплоизоляции. Прибор может выполнять продолжительный мониторинг тепловых потоков. Техническая характеристики комплекса «Теплограф»: 1. Температура поверхности -30...+100 °С. 2. Плотность тепловых потоков 10...500 Вт/м2 3. Термическое сопротивление 0, 05...5 (м2-К)/Вт. 4. Относительная погрешность измерения температуры не более 0, 5%. 5. Относительная погрешность измерения теплового потока не более 5%. 6. Период отсчетов 1 мин...24 ч 7. Максимальное количество отсчетов 100000 8. Время непрерывной работы 30 сут. Принцип действия прибора заключается в измерениях термоэлектродвижущей силы контактных термоэлектрических датчиков теплового потока и сопротивления датчиков температуры. Датчики теплового потока представляют собой гальваническую медьконстатановую термобатарею из нескольких сот последовательно соединенных термопар, сложенных бифилярно в спираль, и залитую эпоксидным компаундом. Датчик имеет два вывода (по одному от каждого чувствительного элемента). Он закрепляется на теплообменной поверхности (стекло, кирпич, штукатурка) и за счет градиента температуры вырабатывает соответствующий q = К Е, где q - плотность теплового потока, Вт/м2; К - коэффициент преобразования, Вт/(м2 мВ); Е - величина термоэлектрического сигнала, мВ. В качестве выносных датчиков температуры в измерителе применяются платиновые термодатчики сопротивления, обеспечивающие измерения поверхностных температур объемных твердых тел путем их наклеивания на исследуемые поверхности, а температур воздуха и сыпучих тел -погружением их в измеряемую среду. Измерение плотности тепловых потоков проводят, как правило, с внутренней (теплой) стороны ограждающей конструкции. В случае невозможности проведения измерения с внутренней стороны разрешается проведение измерений и с наружной стороны. Для снижения погрешности измерение производят при разности температур наружной (холодной) и внутренней (теплой) конструкции не менее 25...30 °С. Датчики плотно прижимают к испытываемой конструкции. Не допускается наличие воздушных зазоров между датчиком и поверхностью. Для этого на поверхность наносят тонкий слой теплопроводной пасты или технического вазелина.
3.1. Расчет теплоты фазовых превращений материалов Материал может быть твердым, жидким или газообразным. Фазовыми превращениями их могут быть при нагреве плавление и испарение; а при охлаждении - конденсация и затвердевание.
Суммарный расход тепла Q £ на нагрев QHTM и расплавление Qnjl твердого материала, на последующий нагрев жидкого материала до температуры кипения £)нжм и его испарение Qi[cn равен сумме (рис. 3.1) этих составляющих: Q'LQktmQtui £? нжм Qucn- Так, для плавления льда надо подводить тепло. Сначала температура его будет повышаться от минусовой до О °С, но в процессе плавления льда температура не будет увеличиваться, т.е. будет какой-то промежуток времени с нулевой температурой. Для перевода полученной воды в пар, т.е. в газообразное состояние, вновь потребуются затраты тепловой энергии сначала на нагрев воды от О °С до 100 °С, а затем на ее кипение. Слагаемые этой формулы в соответствии с рис. 3.1 находятся по элементарным зависимостям: Для расчета по этим формулам коэффициенты и значения температур принимаются из табл.3.2: С- теплоемкость, кДж/(кг*К); -удельная теплота плавления, кДж/кг; - температура плавления º С; - температура кипения, º С.
Таблица 3.2 Температуры плавления и кипения, удельная теплота плавления некоторых материалов
* Относится к воде. При переходе воды в пар, т.е. до газообразного состояния, удельная теплота парообразования гжа составляет 2, 26 МДж/кг. При расчетах следует учитывать размерность коэффициентов (табл. 3.2) и парообразования (1 МДж = 103 кДж = 106 Дж). Пример расчета Задача: расплавить 1500 г свинца, находящегося при температуре-25 °С. Сначала определяем (табл. 3.2) затраты тепла на нагрев свинца от -25 °С до температуры плавления +327 °С: бнагр.св = 0, 13 кДж/(кг-К) • 1, 5 кг • (327 + 25) К = 68, 6 кДж. Далее находим (табл. 3.3) затраты тепла на процесс плавления свинца: £? плавл. св. = 23, 0 кДж/(кг-К) • 1, 5 кг = 34, 5 кДж. Суммарные затраты тепла составят: Qz = 68, 6 + 34, 5 - 103, 1 кДж. В табл. 3.3 даны варианты материалов, их начальных температур и конечных фазовых состояний. Таблица 3.3 Варианты* фазовых превращений материалов
*3десь и далее номер варианта совпадает с порядковым номером бакалавра в списке группы. Содержание отчета 1. Определить гигрометром ТЕМП-3.2.1: температуру...°С и влажность Wh..., % воздуха, точку росы... °С для помещений. 2. Используя рис. 3.2 для определенных прибором (пункт 1) температуры... °С и влажности Wh...% воздуха, найти предельное Сч„... г/м3 и фактическое количество воды в воздухе СЧф... г/м3; графически найти точку росы... °С и сравнить... со значением..указанным прибором.
3. Объединенные результаты определения точки росы воздуха:
4. Указать фазовые превращения для... материала (см. табл. 3.3) и значения коэффициентов:
5. Обобщить результаты определения теплопроводности X материалов всех бригад студентов:
6. Построить диаграммы Парето по теплопроводности этих материалов. 7. Определить теплофизические характеристики ограждающих конструкций:
8. Расчет расхода количества теплоты кДж на фазовые превращения материала... по варианту №... от... °С до фазы. Работу выполнил. Группа. Дата 4 Влияние влажности материалов на теплопроводность Цель работы: выявить влияние влажности на теплопроводность материалов. Оборудование: весы торговые РН-10Ц13У и электронные XJ- 2K810S, измерители теплопроводности МИТ-1, ИТС-1 и влажности материалов ВИМС-2. Образцы материалов: песок, древесина. Порядок выполнения работы: 1. Бакалавры объединяются в бригады по три человека. 2. Половине (4...5) бригад подготовить навески песка различной влажности и определить влажность и теплопроводность для ' «своей» навески песка. 3. Бакалаврам остальных бригад определить для «своего» образца древесины влажность и теплопроводность. 4. Объединить полученные значения влажности и теплопроводности этих материалов. 5. Аппроксимировать полученные значения уравнениями второй степени и построить графики зависимости теплопроводности материалов (песка и древесины) от влажности. 4.1. Влажность и теплопроводность материалов Материалы строительных конструкций работают в воздушновлажных атмосферных условиях, а многие из них (стены, подвалы, фундаменты) и во влажной среде. Это может привести к ухудшению свойств материалов и к снижению срока службы строительных конструкций. С увеличением влажности увеличивается объем материалов (разбухают древесина, ДСП и др.), снижается их прочность и повышается теплопроводность. Влажность характеризуется относительным содержанием воды в твердом теле, порошке или газе: где - масса материала во влажном состоянии; -масса сухого материала. Вода может поглощаться материалом из окружающей среды (воздуха или почвы). Это будет гигроскопическая влага. Свойство материала при непосредственном соприкосновении с водой впитывать и удерживать ее в своих порах называется водопоглощением (прил. 2). Водопоглощение определяется по объему или по массе : Где - объем и масса воды, которую поглощает образец; - объем и масса материала образца. Соотношение между этими величинами зависит от относительной по воде плотности материала : . Водопоглащение во многом зависит от характера пористости материала (прил.2). Некоторые пористые материалы при изменении влажности изменяют свои размеры (объемы). Усадка – это уменьшение размеров материала при его высыхании, т.е. при снижении влажности. Обратный процесс усадки – набухание, происхобящее при насыщении материала водой. Естественно, чем выше пористость материала, тем больше усадка. Так, максимальная усадка у древесины (пористость до 67%) – 30…100 мм/м, средняя усадка у кирпича керамического (пористость 32%) – 0, 003…0, 1 мм/м и минимальная –у гранита (пористость 0, 5…1%) – 0, 002…0, 06 мм/м. Повторяющиеся циклы высыхания и увлажнения таких строительных материалов, как асфальт, бетон, кирпич и древесина, приводят к образованию трещин и разрушению материала. Морозостойкость кирпича, бетона и других пористых материалов – это способность материала, насыщенного водой, выдерживать многократное попеременное (циклическое) замораживание и оттаивание без видимых признаков разрушения. Морозостойкость оценивается маркой морозостойкости (F25, F35, F50, F100…), показывающей количество циклов попеременного замораживания и оттаивания, которые выдерживают образцы материала при допустимом снижении их прочности на сжатие и потере массы, указываемым в соответствующих ГОСТах на испытание. Хладостойкостъ - это способность материалов противостоять действию отрицательных температур. Теплопроводность - это свойство материала передавать тепло от одного тела другому. Величина теплового потока в единицу времени зависит не только от разности температур (Т\ - Т2) на противоположных сторонах изделия, от площади F и толщины изделия h, но и существенно от теплопроводности материала X: , Вт Отсюда следует, что теплопроводность λ – это отношение произведения количества тепла Q проходящего через пластину материала, на толщину пластины h, отношение к ее площади F и к разности температур на ее сторонах : . Отсюда размерностью теплопроводности будет . Теплопроводность материала зависит от его физических свойств (строения, структуры и пористости), от температуры и влажности. 4.2. Методика исследования 4.2.1. Подготовка образцов Берем 4...5 исходных навесок песка массой 1, 5...2, 0 кг. Прибором ВИМС-2 определяем начальную влажность песка. Для увеличения влажности других навесок песка в них добавляем воду (по 40, 80, 120 и 160 г), тщательно перемешиваем и выдерживаем некоторое время. После этого для каждой навески определяем прибором ВИМС-2 влажность, а с помощью зондового датчика прибором МИТ-1 - теплопроводность песка. Образцы древесины одного вида (береза, сосна, ...) для получения различной влажности заранее готовят выдержкой их в воде разное время. Влажность древесины находим с помощью объемно-планарного датчика прибором ВИМС-2, а теплопроводность - приборами ИТС-1 или МИТ-1. 4.2.2. Измерение влажности песка и древесины Измеритель влажности ВИМС-2 предназначен для измерения влажности строительных материалов (песка, легких и тяжелых бетонов, кирпича силикатного и керамического) и древесины (пиломатериалов, деталей и изделий из химически необработанной древесины). Влагомеры выпускаются с настройкой по усредненным характеристикам. Для повышения точности измерения рекомендуется индивидуальная градуировка. Основные технические характеристики прибора ВИМС-2: 1. Диапазоны измерения влажности: - древесины 5...30%; - песка строительного 1.. Л 2%. 2. Пределы допускаемой погрешности измерения влажности: - древесины ± 4, 0%; - песка строительного ± 2, 0%. Диэлектрическая проницаемость воды во много раз выше, чем у большинства материалов, способных поглощать воду, поэтому диэлектрическая проницаемость материала дает достоверную информацию о его влажности. Преобразование сигнала датчика в значение влажности производится по формуле , Где Т – значение сигнала датчика влажности; - коэффициенты преобразования (градуировочные коэффициенты). Предельная глубина проникновения высокочастного поля в материал составляет 30 мм, при этом наибольшее влияние на результат оказывают поверхностные слои материала. На точность измерений существенное влияние оказывают анизотропия материалов, качество поверхности и стабильность материалов по плотности. Влагомер ВИМС-2 состоит из измерительного блока, имеющего на лицевой панели девятиклавишную клавиатуру и графический дисплеи, в верхней торцевой части корпуса установлен разъем для подключения внешнего датчика, слева от него расположены элементы инфракрасного канала связи с компьютером для передачи и обработки информации. На обратной стороне измерительного блока расположены электроды встроенного ёмкостного преобразователя. Объемно-планарный датчик предназначен для контроля влажности твердых и сыпучих материалов. Зондовый датчик используется для контроля влажности в глубинных слоях твердых, сыпучих и пластичных материалов. Пункт главного меню «Установка нуля» позволяет установить начальные показания датчика влажности по воздуху. Для этого необходимо войти в данный пункт меню, нажав клавишу «F». Появится сообщение: «Установить 0?», если «Да» - нажать «J,». Установку нуля датчика необходимо выполнять при каждом включении влагомера и периодически при работе (интервал 10…20 минут) с целью компенсации погрешностей. При выполнении данной процедуры чувствительный элемент датчика должен находиться на воздухе, на расстоянии не менее 20 см от каких-либо предметов. Для возврата в основное меню повторно нажать клавишу «F». Пункт главного меню «Материал» служит для обозначения исследуемого материала. Для удобства пользователя материалы разбиты на несколько групп: Древесина, Бетон, Кирпич, Сыпучие и Новые материалы. Выбор одного из материалов (сосна, дуб, лиственница, «без имени 1...8» и т.д.) осуществляется клавишами «|» и «I», выбор группы материалов - клавишами «< —», «—>». Для каждого материала имеются установленные в микропроцессоре индивидуальные градуировочные коэффициенты. Они находится в меню «Параметры», подменю «Калибровочные коэффициенты». Для новых материалов «без имени 1...8» пользователи могут самостоятельно программировать имя материала и задать собственные градуировочные коэффициенты. Пункт главного меню «Режимы» позволяет перейти к подменю выбора режимов измерения и режимов индикации результатов. Пункт меню «Измерение» дает пользователю возможность выбрать режим измерения: - непрерывный режим: влагомер непрерывно производит измерения и отображает их на дисплее; - ручное сканирование: влагомер производит единичное измерение по нажатию клавиши «М» и выдаёт результат на индикатор, для следующего замера необходимо повторно нажать «М»; после выполнения заданного числа измерений (задаётся в меню «Параметры», подменю «Количество замеров») прибор выдаёт на табло среднее значение влажности. Пункт меню «Индикация» дает пользователю возможность выбрать обычную форму, т.е. цифровое значение («Основной») или графическую форму индикации результата измерении влажности («Линейный»). Пункт главного меню «Параметры» содержит следующее подменю: «Датчики» - служит для выбора вида рабочего датчика: планарный, объемный или зондовый. Режим измерений влажности Для перехода в режим измерений необходимо нажать клавишу «М». Если перед этим не был установлен нуль датчика, то влагомер предлагает это сделать. После установки нуля влагомер следует перевести в режим измерений, и он готов к работе. В пункте главного меню «Режимы» имеются подменю «Измерение» и «Индикация». Для выхода из режима измерения в режим меню следует нажать клавишу «F». Проведение измерений Убедиться в правильном выборе вида датчика влажности и вида материала, произвести установку нуля датчика. Нажатием клавиши «М» перевести влагомер в режим измерения влажности. При работе с объемным датчиком необходимо загружать материал в датчик тремя слоями и трамбовать каждый слой с усилием около 1 кг до момента стабилизации показаний прибора, когда дальнейшее уплотнение не вызывает рост показаний более чем на 0, 1...0, 2%. Загружаемый материал должен заполнить весь объем датчика. При работе с влагомером установить датчик на контролируемый объект, обеспечив плотное прилегание к поверхности, и после установления показаний считать результат. Датчик прижимать с усилием около 1 кг. Зондовый датчик поместить на требуемую глубину в сыпучий или пластичный материал; сверлом или буром сделать скважину диаметром 6+0, 1 мм необходимой глубины. Измерение можно выполнять при различных уровнях погружения зонда, но при этом следует иметь в виду, что для повышения точности измерений глубина погружения зонда должна быть не менее 60...65 мм и объем измеряемого материала должен быть не менее сферы радиусом 60 мм. Для фиксации какого-либо результата в режиме непрерывного измерения необходимо нажать клавишу «М», при этом на дисплее на несколько секунд появятся результат, номер измерения, вид датчика, время и дата. 4.2.3. Измерение теплопроводности материалов Для измерения теплопроводности используются приборы МИТ-1 и ИТС-1 (см. лаб. раб. №3). 4.3. Выявление функциональных зависимостей С помощью программы «аппроксимация» получить уравнения 2-й степени зависимостей коэффициентов теплопроводности для песка и для древесины соответственно от влажности песка и древесины . Содержание отчета 1. Напишите формулу влажности материала. 2. Приведите схему потерь тепла через ограждающую конструкцию. 3. Представьте формулу потерь тепла через ограждающую конструкцию и укажите размерность ее составляющих. 4. Теплопроводность λ с увеличением значений нижеуказанных факторов повышается (↑) или снижается (↓): плотности материала…, влажности…, температуры…, пористости… 5. Расчет влажности навески песка:
6. Влияние влажности на теплопроводность песка:
7. Влияние влажности на теплопроводность древесины:
8. Построить зависимости: и . Работу выполнил Группа Дата.
5 Свойства металлов и сплавов Цель работы: изучить основные свойства металлов и сплавов, научиться определять твердость и ударную вязкость металлов различными приборами и методами. Оборудование и приборы: твердомеры Бринелля и Роквелла, измерительный микроскоп, маятниковый копер КМ-5, ультразвуковой УЗИТ-З и динамический ЭЛИТ-2Д твердомеры, штангенциркуль. Порядок выполнения работы: 1. Подобрать материал и технологию изготовления выбранной бакалавром детали. 2. Изучить классификацию и методы определения свойств металлов. 3. Определить ударную вязкость металла. 4. Замерять твердость нескольких металлов и сплавов. 5. Расшифровать твердость пяти материалов. 6. Изучить методику испытания металлов на растяжение. Введение Надежность машиностроительных изделий (машины, механизмы, приборы инструменты, бытовые устройства и т.д.) и строительных конструкций определяется качеством деталей, сборочных и испытательных работ. Научно-технический прогресс в области развития производственных сил и улучшения условий жизни человека приводит к появлению более современных машин и конструкций, элементы которых воспринимают все большие скорости взаимного перемещения, нагрузки и температуры. При разработке новых конструкций во многих случаях нельзя использовать ранее применяемые материалы, так как в этом случае необходимо увеличивать размеры сечений и поверхностей и, следовательно, габариты и вес конструкций. Поэтому наряду с совершенствованием конструкций изделий непрерывно идет разработка новых, более совершенных материалов.
Используемые металлы и сплавы должны обеспечивать статическую и динамическую прочность деталей, гарантировать от опасности усталостного разрушения, обеспечивать необходимую коррозийную стойкость и высокую износостойкость трущихся поверхностей и, как результат этого, высокую надежность и долговечность конструкций. Свойства металлов и сплавов можно разделить на группы: - химического состава; - физических свойств (прил. 3); - макро- и микроструктуры; - механических характеристик; - экологических показателей; - технологических свойств; - эксплуатационных свойств; - экономических показателей. Эти группы свойств взаимосвязаны между собой. Так, химический состав в совокупности с технологией производства материалов и деталей определяет макро- и микроструктуру металла и сплава, что, в свою очередь, влияет на механические и технологические свойства и определяет в целом результирующие показатели качества материала - эксплуатационные свойства (надежность и долговечность изделия) и в целом экономическую эффективность его использования. 5.1. Химический состав Чистые металлы (правильнее следует называть их технически чистыми металлами, так как они обязательно содержат какие-то примеси, даже и в очень маленькой доле) редко используются, поскольку практически все они обладают более низкими свойствами, чем сплавы. Так, железо («технически чистое», с малым содержанием углерода, примесей серы, фосфора и др. химических элементов), используемое в XVII-XIX вв., сначала было вытеснено лучшими по свойствам углеродистыми сталями, состоящими из железа и углерода (до 1, 3%), а позднее - легированными (марганцем, кремнием, молибденом, вольфрамом и другими химическими элементами в различных комбинациях) сталями. Металлы и сплавы делятся на две группы: 1) черные металлы (железо и сплавы: стали и чугуны, имеющие в своей основе железо); 2) цветные металлы и сплавы (алюминиевые, медные, цинковые, титановые, оловянистые и др.). Наибольшее распространение имеют черные металлы, так как при своей относительно низкой стоимости они обладают достаточно высокими значениями прочности и долговечности. В реальных механизмах сопрягаемые детали изготовляются из различных материалов. Так, вал изготовляется из стали, обладающей высокой твердостью, а подшипник скольжения - из мягкого сплава (меди, бронзы, олова и др.). 5.2. Макро- и микроструктура металлов и сплавов Свойства металлов и сплавов в основном определяются их внутренним строением - структурой. Различия в свойствах металлов обусловливаются природой атомов. Так, атомы железа не сходны с атомами алюминия или меди и других элементов, поэтому каждый металл имеет свои индивидуальные свойства. Но не только природой атомов определяются свойства металлов. Они зависят еще и от того, как атомы связаны между собой, каково расстояние между ними, каков порядок их расположения. Если изменить расстояние между атомами или их размещение, то изменятся и свойства металла. В твердых телах атомы могут располагаться либо беспорядочно (аморфные тела), либо в определенном порядке (кристаллические тела). Атомы кристаллических тел размещаются в строгом, геометрически правильном порядке. Все металлы и их сплавы являются кристаллическими телами. Любой металл состоит из огромного количества кристаллов, плотно примыкающих друг к другу. На свойства металлов влияют не только порядок расположения атомов внутри кристалла, но и форма отдельных кристаллов, их размеры и границы соприкосновения. Эти факторы оказывают большое влияние на механические свойства металлов. Если порядок расположения атомов - природное свойство металла, то форма кристаллов и их размеры определяются процессом перехода металла из жидкого состояния в твердое. В результате затвердевания образуется структура, состоящая из различных по величине зерен. Структура металлов и сплавов может быть очень сложной и состоять из смеси чистых металлов, твердого раствора различных элементов в металле и химических соединений компонентов, входящих в сплав. Величина и форма кристаллов, образовавшихся при затвердевании, не остаются постоянными. При нагревании или деформировании металлов и сплавов (ковка, прокатка, штамповка и др.) их структура меняется. Этим пользуются для получения металлов и сплавов с необходимыми свойствами. Кристаллическое строение можно наблюдать при рассмотрении поверхности излома какого-либо металлического изделия. Например, у литой стали в изломе видна крупнозернистая структура, а после термической обработки она становится мелкозернистой. Более полное представление о кристаллической структуре металла получается при рассмотрении шлифованной и полированной его поверхности после обработки (протравливания) специальными химическими реактивами. Различают макро- и микроструктуру металла. Макроструктурой называют строение металла, различимое на полированной и протравленной поверхности макрошлифа при увеличении его под микроскопом (лупой) до 30 раз. При этом выявляются структурные пороки - наличие посторонних включений, газовых пузырьков, рыхлости и др. Микроструктура - строение металла, видимое на полированной и протравленной поверхности микрошлифа при увеличении в 100...300 и более раз. Микроструктура дает представление о границах между зернами, позволяет судить об их очертаниях и размерах и определять количество, форму и расположение структурных составляющих. Материалы, имеющие один и тот же химический состав, могут иметь разную структуру. Например, серый и белый чугун могут иметь одинаковое количество углерода, но в первом он находится в виде графита, а во втором в ви
|