4355

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

А. С. Торопов

КОНСТРУКЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Учебно-методическое пособие по подготовке к лабораторным работам (включая рекомендации обучающимся по

организации самостоятельной работы) по дисциплине "Конструкционные материалы" для обучающихся по направлению подготовки 27.03.01 Стандартизация и метрология, профиль Стандартизация и сертификация

Нижний Новгород ННГАСУ

2023

УДК 621.7 (075.8)

Торопов, А.С. Конструкционные материалы : учебно - методическое пособие /А. С. Торопов; Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет. – Нижний Новгород : ННГАСУ, 2023. – 8 с. – Текст : электронный.

Приведены лабораторные работы по учебной дисциплине " Конструкционные материалы». Даны рекомендации по их самостоятельному изучению. Описываются рекомендации по подготовке к выполнению лабораторных работ. Рассмотрены последовательность изучения курса и методические рекомендации по самостоятельному изучению. Перечислена литература для более глубокого изучения дисциплины.

Предназначено обучающимся в ННГАСУ для подготовки по подготовке к лабораторным работам по учебной дисциплине " Конструкционные материалы" по направлению подготовки 27.03.01 Стандартизация и метрология, профиль Стандартизация и сертификация.

©А. С. Торопов, 2023 © ННГАСУ, 2023.

3

1.Цели освоения учебной дисциплины

Целями освоения учебной дисциплины «Конструкционные материалы» являются:

-ознакомление студентов со строением металлов, классификацией и маркировкой конструкционных сталей, с основами производства конструкционных материалов; с

методами термической обработки металлов; с классификацией сварных соединений и сварных швов, методами сварки, применяемыми в строительстве; с источниками питания сварочной дуги и классификацией электродов и их покрытий; с дефектами сварных соединений и методами контроля качества конструкций.

2. Содержание лабораторных работ

Лабораторные работы позволяют познакомиться на практике с различными способами термической обработки (закалка, отпуск, нормализация и отжиг стали) и

сварки (полуавтоматическая в среде углекислого газа, контактная точечная).

В каждой работе приведены контрольные работы, которые позволяют студенту оценить свои знания перед защитой работы.

2.1. Лабораторная работа «Закалка стали»

Рассмотрены сущность и назначение способа термической обработки,

способствующего повышению твердости и прочности стали. Показана методика определения температуры нагрева по диаграмме «железо-углерод»; рекомендованы охлаждающие среды в зависимости от класса стали. Описано, что происходит с аустенитом при резком охлаждении и какая структура при этом получается.

Для оценки влияния закалки на свойства стали используется твердомер Роквелла.

Студенты определяют исходную твердость образцов из сталей 20, 45, У8А. Затем проводят закалку и вновь определяют их твердость. По твердости судят о влиянии термической обработки на свойства стали.

Лаборатория оснащена современными электронными печами для нагрева стали.

Контрольные вопросы:

назначение и сущность закалки стали;

выбор температуры нагрева стали для закалки;

структуры закаленной стали, их природа и свойства;

применяемые охлаждающие среды и области их использования;

понятие структуры мартенсита.

4

2.2. Лабораторная работа «Отпуск стали»

Рассмотрены сущность и назначение способа термической обработки,

способствующего снятию внутренних закалочных напряжений во избежание деформаций или образования трещин. Приведены виды отпуска, области их применения. Определены структуры стали, получаемые после отпуска. Определено понятие термоулучшения стали.

Студенты используют закаленные образцы стали. Проводят отпуска образцов,

определяют твердость на приборе Роквелла. По твердости судят о влиянии отпуска на свойства стали.

Контрольные вопросы:

назначение и сущность отпуска;

виды отпуска, температуры нагрева стали;

структуры отпущенной стали;

области применения видов отпуска;

термоулучшение стали.

2.3 – 2.4. Лабораторные работы «Нормализация и отжиг стали»

Рассмотрены сущность и назначение способов термической обработки,

способствующих повышению пластичности, вязкости и снижению твердости и прочностных свойств стали. Описана методика выбора температуры нагрева при термической обработке. Показаны отличие отжига от нормализации и получаемые после термообработки структуры металла.

Для оценки влияния нормализации на свойства стали используется твердомер Роквелла. Студенты определяют исходную твердость образцов из сталей 20, 45, У8А.

Затем проводят нормализацию и вновь определяют их твердость. По твердости судят о влиянии термической обработки на свойства стали.

Лаборатория оснащена современными электронными печами для нагрева стали.

Контрольные вопросы:

назначение и сущность отжига и нормализации стали;

выбор температуры нагрева стали;

от чего зависит время выдержки образцов в печи?

различия в свойствах отожженной и нормализованной стали;

структура отожженной стали;

структура нормализованной стали.

5

2.5. Лабораторная работа «Внешний контроль сварных соединений»

Рассмотрены дефекты сварных соединений. Причины появления дефектов.

Способы их выявления и устранения. Методы контроля качества сварных соединений:

внешним осмотром, испытание на непроницаемость (керосином, газом, гидравлические испытания, ваккум-контроль); рентгеновскими и гамма-лучами, ультразвуком

Контрольные вопросы:

что проверяют внешним осмотром;

что включает в себя контроль качества сварных соединений;

какие приспособления и инструменты применяют для внешнего осмотра.

2.6. Лабораторная работа «Сварочный выпрямитель»

Описаны преимущества питания сварочной дуги постоянным током, типы источников постоянного тока, достоинства сварочных выпрямителей в сравнении со сварочными генераторами. Рассмотрены устройство сварочного выпрямителя ИПП-500В

и особенности работы трехфазного трансформатора с выдвижными магнитными шунтами.

Отмечены основные технические параметры выпрямителя.

Контрольные вопросы:

преимущества сварочной дуги на постоянном токе;

основные типы источников постоянного тока;

устройство и назначение сварочного выпрямителя;

регулирование сварочного тока в выпрямителе;

принципиальная электрическая схема выпрямителя ИПП-500В;

основные технические данные выпрямителя ИПП-500В.

2.7. Лабораторная работа «Контактная точечная сварка»

Изложены физические основы контактной сварки. Описаны способы контактной сварки: точечная, шовная (роликовая), стыковая, рельефная. Рассмотрены схема процесса точечной сварки, циклограмма сварки, общее сопротивление между электродами.

Приведены электрическая схема машины МТ-601, основные технические параметры.

Даны рекомендации по выбору режима сварки, контролю качества сварных соединений.

Контрольные вопросы:

способы контактной сварки;

сущность процесса контактной сварки;

циклограмма точечной сварки;

сопротивление между электродами;

электрическая схема машины МТ-601;

6

выбор режима сварки;

контроль качества точечной сварки.

2.8. Лабораторная работа «Сварка в среде углекислого газа»

Описаны сущность сварки в среде углекислого газа, её преимущества перед ручной электродуговой и автоматической сваркой под слоем флюса. Отмечены и её недостатки. Рассмотрены устройство полуавтомата, назначение и работа механизма подачи электродной проволоки. Описана техника сварки углеродистой стали.

Контрольные вопросы:

сущность сварки в среде углекислого газа;

преимущества этого процесса сварки перед другими способами дуговой сварки;

схема процесса сварки в среде СО2;

материалы, применяемые для сварки;

блок-схема полуавтомата и его основные узлы.

7

Рекомендуемая литература

1.Мещеряков, В. М. Технология конструкционных материалов и сварка / В. М.

Мещеряков. – Ростов-на-Дону : Феникс, 2008. – 320 с.

2.Оботуров, В. И. Сварочные работы в строительстве / В. И. Оботуров. – Москва :

АСВ, 2006. – 224 с.

3.Шилин, В. М. Технология конструкционных материалов / В. М. Шилин ; Нижегор.

гос. архитектур.-строит. ун-т. – Нижний Новгород : ННГАСУ, 2004. – 75 с.

4.Куркин, С. А. Сварные конструкции / С. А. Куркин, Г. А. Николаев. – Москва :

Высш. шк., 1991. – 399 с.

5.Болдырев, А. М. Сварочные работы в строительстве и основы технологии металлов

/ А. М. Болдырев, А. С. Орлов. – Москва : АСВ, 1994. – 431 с.

6.Шебеко, Л. П. Лабораторные работы по контролю качества сварных соединений.

Учеб. пособие для техникумов / Л. П. Шебеко. – Москва : Машиностроение, 1966.

– 95 с.

7.Технология конструкционных материалов : учеб. пособие / А. Г. Алексеев [и др.]. –

Санкт-Петербург : ХИМИЗДАТ, 2014. – 504 с.

8

Торопов Александр Сергеевич

КОНСТРУКЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Учебно-методическое пособие по подготовке к лабораторным работам (включая рекомендации обучающимся по

организации самостоятельной работы) по дисциплине "Конструкционные материалы" для обучающихся по направлению подготовки 27.03.01 Стандартизация и метрология, профиль Стандартизация и сертификация

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

603950, Нижний Новгород, ул. Ильинская, 65. http://www. nngasu.ru, srec@nngasu.ru