Протокол по материалознание – Количествена металография: определяне големината на зърното, метод на Джефрис, линеен метод на Розивал и метод на Салтиков

Четири задачи, четири графики – протокол, при който резултатите не свършват с таблица, а са доведени до построени зависимости. Именно графичната част най-често липсва в подобни разработки и точно тя тук е налице. Теоретичната част въвежда темата от промените, които настъпват при деформиране на поликристални материали. Те са изброени в четири групи: изменения във формата и размерите на кристалите, в пространствената им кристалографска ориентация, във вътрешния строеж по отношение на дефектите и появата на вътрешни напрежения. Следва разграничение между двата случая. При монокристално тяло е обяснено какво се случва с равнината на плъзгане при действие на напрежения. При поликристално процесът е описан като по-сложен, защото освен плъзгане се наблюдава и завъртане на зърната едно спрямо друго. Оттам е въведена деформационната текстура и е посочено от какво зависи тя – от вида и условията на пластично обработване, от кристалната решетка и от характера на дефектите. Изведена е и връзката между степента на деформация и свойствата: колкото по-голяма е деформацията, толкова по-големи са структурните напрежения и толкова по-наклепан е металът. Отбелязано е, че уякчаването води до намаляване на пластичността, а също и на електропроводимостта и корозионната устойчивост. Последният абзац въвежда рекристализационното отгряване като начин за възстановяване и изброява четирите процеса, които протичат при него. Задачите обхващат различни материали и различни характеристики: микроструктура на еднофазен месинг след студена деформация със зависимост между степента на деформация и якостта на опън; твърдост на три сплави при четири различни натоварвания; микроструктура на технически чисто желязо след отгряване със зависимост между температура и твърдост; критична степен на деформация за алуминий. Резултатите са в таблици с реални данни, а към всяка задача е построена и графика с означени оси и мерни единици – общо четири на брой, всяка на отделно място в края на протокола.

Целият курс по материалознание, свит на три страници. Не конспект за четене, а пищов – текст, писан така, че да побере максимум в минимум място. Точно това го прави полезен в последните часове преди изпит. Няма увод, няма заключения, няма разводнени обяснения. Всяка точка започва с названието си, следва тире и веднага същината. Обхватът е внушителен – над четиридесет точки, подредени по реда на конспекта. Началото е върху строежа: кристални решетки с параметри и координационно число, аморфно състояние, анизотропия и накрая дефектите, разделени на точкови, линейни и повърхностни. Следва разделът за фазовите диаграми – три отделни точки за пълна разтворимост, пълна неразтворимост и ограничена разтворимост в твърдо състояние, при това с обяснение какво представляват линиите и какво има в отделните области. Средището е механичното поведение. Тук са еластичната и пластичната деформация, пълзенето, разрушаването, а после и цяла поредица от изпитвания: на опън с построяване на диаграма, на ударна жилавост, на умора и три отделни метода за твърдост. Именно този блок е най-практичен – трите метода за твърдост се бъркат постоянно, а тук всеки е описан в отделна точка, със своите особености. Оттам материалът минава към сплавите. Разгледани са полиморфизмът на желязото, въглеродните стомани, чугуните с отделно внимание към един от видовете, а после легираните стомани в три групи според предназначението и стоманите със специални свойства. Отделни точки са посветени на цветните метали и техните сплави – мед и алуминий, всеки със свойствата и приложенията си. Следващият голям блок е термичната обработка: закаляване, повърхностно закаляване, отвръщане и отгряване – всяка операция с отделна точка. Финалът излиза извън металите и обхваща пластмасите с изходните им продукти, керамичните материали и композитите. Изложението е плътно, със съкращения и без празни редове. Дванадесетте приложени изображения са диаграми и схеми, поставени там, където думите не стигат – най-вече при фазовите диаграми и при изпитванията. За преподавателя това е поглед към онова, което студентите смятат за най-съществено по темата – полезно при съставяне на изпитни въпроси и при преценка кое остава подминато. За студента материалът върши точно една работа, но я върши добре: целият изпитен материал се преговаря наведнъж, за един следобед, вместо да се събира от лекции, учебници и чужди тетрадки. Подредбата по точки позволява и бърза проверка кое още не се знае.

Лабораторен протокол, който за разлика от повечето подобни е доведен докрай. Освен теоретичната част тук има и попълнени таблици с измерени стойности и с пресметнати резултати. Именно тази завършеност го отличава. Купувачът получава не празни полета, а работа с числа — тоест вижда какъв резултат се очаква да получи и в какъв ред на големина. Темата е изпитването на твърдост и обхваща две страници. Началото е заглавна част с данните на студента и с темата. Теоретичната част започва с определение на самото понятие — какво измерва то и чрез какво се установява. Оттам е изведено защо съществуват няколко различни метода: според формата на проникващото тяло, големината на силата и начина на отчитане. Средището са трите метода, разгледани поред и по еднаква схема. При първия са посочени какво се използва, какво се измерва и по коя формула се пресмята. Тук са и практическите указания — в какви граници трябва да е отпечатъкът, от какво зависи изборът на размер и на сила, колко бавно се натоварва, колко дълго действа товарът и с какво се измерва резултатът. Посочена е и горната граница на приложимост. Именно тези подробности правят частта полезна, защото се питат на изпит. При втория метод е обяснено какво тяло се използва, какъв е ъгълът му и защо е избран точно такъв — обяснение, което рядко се среща. Посочено е и в какво е предимството му пред първия. При третия е описана самата последователност на натоварване — как се задава изходното положение, кога се добавя основният товар и кога се отстранява. Изведени са и трите му предимства. Задачата е за измерване на твърдостта на стомана и по трите метода. Резултатите са дадени в три отделни части. При първите два метода са оформени като таблици с изходните размери, приложената сила, измереното и накрая пресметнатата стойност. При третия резултатите са изписани направо в един ред. Приложени са пет изображения с формулите и със схемите. Преподавателят получава завършен протокол, годен за мерило при проверка. Студентът получава образец с изпълнена задача — вижда и как се оформят таблиците, и какви стойности се получават при това изпитване.

Готов лабораторен протокол по материалознание с оформена заглавна таблица, схеми и теоретична част. Може да послужи и като образец за оформяне, и като готов текст за преписване. Именно тази двойна употреба го отличава. Студентът получава не само какво да напише, но и как да го подреди на листа. Темата е оптичният металографски анализ и обхваща три страници. Началото е заглавна таблица в три части — учебно заведение, катедра с номер на протокола и данни на студента, а отдясно място за подпис на преподавателя. Оформлението следва обичайния за такива работи вид. Следва раздел със схеми, съдържащ три изображения, разположени в таблица. Средището е теоретичната част. Тя започва с общото основание — че наблюдението на строежа е основен източник на сведения за материала — и веднага разделя изследването на два вида според използваното увеличение. Първият вид е разгледан подробно. Посочени са границите на увеличението, какво позволява да се установи и за какво служи в производството. Именно частта за дефектите е най-полезната. Те са изброени един по един, като при всеки е дадено кратко пояснение в скоби какво представлява. Списъкът обхваща както дефекти от леенето, така и такива, възникващи при заваряване. Отделно е обяснена и разликата между двата начина на наблюдение — направо върху повърхността и след специална подготовка. Вторият вид анализ е разгледан във втората половина. Посочено е при какви увеличения работи, а после е описано устройството на уреда с изброени части. Особено ценно е описанието на подготовката на образеца. Тя е дадена като последователност от действия — избор на място, отделяне при определени условия, оформяне, изглаждане и накрая полиране. Обяснено е и какво може да се установи още преди последната обработка и какво се постига чрез нея. Преподавателят получава готов протокол, годен за мерило при проверка на студентски работи, а теоретичната част върши работа и като кратък урок. Студентът получава завършена работа по темата — с оформена заглавна част, със схеми и с теоретично описание, което може да се използва като образец при изготвяне на собствен протокол.

Лабораторен протокол, чиято теоретична част е подредена като разходка по една крива. Всяка характерна точка от нея е назована по реда, в който се достига при натоварването. Именно тази последователност прави материала лесен за учене. Понятията не са изброени по азбучен ред, а се появяват в реда, в който наистина настъпват при изпитването. Темата е изпитването на опън и обхваща две страници. Началото е заглавна част с данните на студента и с номера на упражнението. Теоретичната част започва с общото основание — защо тези изследвания се провеждат при строго определени условия. После е обяснено какво предизвиква приложената сила и кое съотношение се записва от самия уред. Средището е поредицата от характерни точки. Те са изброени една след друга, всяка с формула и с кратко пояснение отдолу. Особено ясно е обяснението на едната от границите. Посочено е какво се случва, ако натоварването бъде свалено преди нея — а това е и най-нагледният начин да се разбере разликата между двете състояния. Именно частта за напрежението при разрушаване е най-стойностната. Тя не се задоволява с формулата, а обяснява защо пресметнатата стойност не отговаря на действителността и защо истинската е по-голяма. Приведен е и основният закон, който важи в първата област. Втората половина на теоретичната част е за пластичността. Разграничени са два начина за оценяването ѝ, всеки със своя формула, а при единия е посочено и каква стойност се получава при съвсем крехък материал. Задачата е за определяне на характеристиките на конкретна стомана, назована с марката си. Приложена е таблица с готови изходни данни — размерите на образеца и осем двойки измерени стойности за сила и удължение. Последните два реда са оставени празни за пресмятане. Именно тази подредба прави протокола удобен. Данните са дадени, но работата остава — тоест материалът служи и като образец, и като задача. Приложени са и десет изображения с формулите и с диаграмата. Преподавателят получава готова задача с данни, при която проверката отнема минута. Студентът получава завършена теоретична част и таблица с измервания, готова за попълване — образец при изготвяне на собствен протокол.

Лабораторен протокол, в който теорията заема половината място, а другата половина е разписана като последователност от пресмятания. Всяка стъпка казва какво се определя и по кое условие. Именно това устройство прави материала практичен. Той не обяснява процеса отвлечено, а показва как се стига до конкретните размери на инструмента. Темата е дълбокото изтегляне и обхваща две страници. Началото е заглавна таблица в три части — учебно заведение, катедра с номер на протокола и данни на студента, а отдясно място за подпис на преподавателя. Теоретичната част започва с определение на процеса и веднага го разделя на две разновидности. Посочено е коя от тях е по-разпространена и как протича тя — какво прави инструментът и какво се случва със заготовката. Следва обяснението на напреженията и е онова, което прави частта стойностна. Показано е, че в различните участъци действат противоположни по вид напрежения, и е обяснено какво предизвиква всяко от тях. Именно оттук произтича и практическият извод. Обяснено е при какви условия възниква нежелан дефект и какво се прави, за да бъде предотвратен — а тази мярка после се появява отново в самите пресмятания. Отделно е посочено какво се случва с дъното на детайла и с коя величина се оценява дали материалът изобщо е пригоден за такава обработка. Втората половина е задачата. Тя е разписана в пет номерирани стъпки. Първата определя изходния размер, като е обяснено от кое условие се изхожда и защо детайлът трябва да се раздели на части. Втората проверява дали е нужна допълнителната мярка от теоретичната част. Дадени са две неравенства с изричното указание, че трябва да се изпълнят едновременно. Третата е най-разгърната и се разделя на четири подточки. При всяка се определя по един размер на инструмента, като при две от тях са дадени формули с готови стойности на коефициентите за различни материали. Финалните две стъпки са за пресмятане на двете усилия. Приложена е и схема на процеса. Преподавателят получава готов протокол, годен за мерило при проверка, а задачата върши работа и поединично като упражнение в час. Студентът получава завършена работа с ясен ход на пресмятанията — образец при изготвяне на собствен протокол.