|
|
Железоуглеродистые сплавы12 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Программа курса, методические указания и контрольное задание по дисциплине «Материаловедение» для заочного обучения бакалавров по направлениям 151900.62, 150700.62, 280700.62, 140100.62, 190600.62, 190700.62, 241000.62, 280700.62 и специалистов 130400.65 по специализации 130409.65.
Составители Л. П. Короткова С. В. Лащинина
Утверждены на заседании Кафедры Протокол № 4 от 06.11.2013 Рекомендованы к печати учебно-методической комиссией по направлению 151900 Протокол № 5 от 20.11.2013 Электронная копия находится в библиотеке КузГТУ
Кемерово 2013 1. ЦЕЛь И ЗАДАЧИ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ, ЕЕ МЕСТО В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ 1.1. Цель преподавания дисциплины Основной целью изучения дисциплины является формирование у студентов знаний теоретического и прикладного материаловедения для выбора оптимальных материалов, обеспечивающих надежность и долговечность деталям и конструкциям. Дисциплина «Материаловедение» является базовой в цикле общепрофессиональных дисциплин.
1.2. Задачи изучения дисциплины В задачи изучения дисциплины входят: − изучение взаимосвязи состава, строения и свойств сплавов; изучение теории сплавов; − изучение теории и практики термической и химико-термической обработки; − изучение конструкционных, инструментальных сталей и сплавов, цветных сплавов и типовых режимов их упрочняющей обработки, композиционных и неметаллических материалов; − приобретение навыков в выборе материала и назначения режима термической обработки для различных деталей машин, инструмента с целью обеспечения требуемого комплекса свойств.
Для изучения данного курса необходимы знания следующих дисциплин: − физики; химии; теоретической механики; сопротивления материалов.
ПРОГРАММА КУРСА
2.1.Основы теории строения металлов и сплавов Введение. Место материаловедения в технологии производства изделий. Атомно-кристаллическое строение металлов и сплавов. Строение реальных кристаллов. Виды дефектов – точечные, линейные и поверхностные. Влияние дефектов на физико-механические свойства. Методы исследования структуры. Теория кристаллизации. Условия кристаллизации. Факторы, влияющие на процесс кристаллизации. Равновесная и неравновесная кристаллизация. Формирование структуры при кристаллизации. Двойные диаграммы состояния с неограниченной, ограниченной растворимостью компонентов, с химическим соединением. Сплав, компонент, фаза. Типы фаз. Правило фаз и правило отрезков. Взаимосвязь структуры и свойств сплавов (правило Курнакова). Пластическая деформация и механические свойства Металлов Механизм деформации. Основные характеристики механических свойств при статических (твердость, прочность, пластичность) и динамических (ударная вязкость, усталостная прочность, жаропрочность ,жаростойкость) испытаниях Понятия конструкционной и конструктивной прочности. Влияние степени деформации на структуру и свойства металла. Понятие наклепа. Влияние нагрева на структуру и свойства холоднодеформированного металла: возврат, полигонизация, первичная и вторичная рекристаллизация. Холодная и горячая пластическая деформация.
Железоуглеродистые сплавы Диаграмма состояния железо-цементит. Характеристика основных компонентов и фаз. Структурные и фазовые превращения в результате первичной и вторичной кристаллизации. Структурные составляющие сталей и белых чугунов, их характеристики. Общая классификация сталей по химическому составу и назначению. Углеродистые стали. Влияние углерода и постоянных примесей на свойства сталей. Маркировка углеродистых сталей. Легированные стали. Влияние легирующих элементов на структуру сталей. Структурные классы легированных сталей в равновесном и в нормализованном состоянии. Маркировка легированных сталей. Чугуны. Белые и серые чугуны. Условия графитизации. Диаграмма железо-графит. Влияние химического состава и скорости охлаждения на структуру чугунов. Белый, серый и отбеленный чугуны. Классификация серых чугунов. Серый, высокопрочный, ковкие чугуны. Маркировка серых чугунов. Особенности технологии изготовления.
2.4.Термическая обработка стали Классификация и общая характеристика видов термической обработки. Термическая обработка сплавов с полиморфным превращением на примере сталей. Теория термической обработки сталей. Превращение перлита в аустенит в сталях при нагреве. Рост зерна аустенита. Влияние размера зерна на механические и физические свойства. Перегрев и пережог. Превращение переохлажденного аустенита в изотермических условиях. Диаграмма распада переохлажденного аустенита в перлит. Превращение аустенита в условиях непрерывного охлаждения. Мартенситное превращение. Превращения закаленной стали при отпуске. Механизм и кинетика превращений. Влияние легирующих элементов на превращения. Строение и свойства структур, получаемых в результате превращений. Технология термической обработки сталей. Отжиг I рода (не связанный с фазовыми превращениями). Диффузионный, рекристаллизационный, отжиг для снятия напряжений. Отжиг II рода (с фазовой перекристаллизацией). Полный и неполный отжиг. Изотермический отжиг. Нормализация стали. Закалка стали. Виды закалки в зависимости от способа нагрева (полная, неполная) и способа охлаждения (непрерывная, прерывистая, ступенчатая, изотермическая). Закалочные среды и требования, предъявляемые к ним. Закалочные напряжения. Закаливаемость и прокаливаемость стали. Отпуск стали. Виды и назначение отпуска. Обработка стали холодом. Влияние закалки и отпуска на механические свойства стали. Термическая обработка сплавов с переменной растворимостью компонентов: отжиг, закалка, старение. Структурные превращения, область применения каждого вида термообработки. 2.5.Методы поверхностного упрочнения Без изменения химического состава: поверхностная закалка (ТВЧ, с лазерным нагревом); поверхностное пластическое деформирование (ППД). С изменением химического состава: химико-термическая обработка сталей (ХТО). Физические основы химико-термической обработки. Классификация видов химико-термической обработки. Цементация, нитроцементация. Механизм образования и строение цементованного слоя.. Термическая обработка после ХТО. Азотирование стали. Механизм образования и строение азотированного слоя. Технология азотирования. Силицирование. Борирование. Диффузионная металлизация (алитирование, хромирование). Режим, свойства, применение каждого вида ХТО. С полным изменением химического состава: наплавка и напыление. 2.6.Машиностроительные материалы Конструкционные стали. Легированные конструкционные стали общего назначения: машиностроительные цементуемые, улучшаемые; строительные. Конструкционные стали специального назначения: автоматные, рессорно-пружинные, износостойкие, коррозионно-стойкие, жаростойкие и жаропрочные стали и сплавы. Химический состав, структура. Типовые режимы предварительной и упрочняющей термической обработки. Область применения. Принципы выбора конструкционных сталей. Инструментальные стали. Классификация по теплостойкости и назначению. Основные требования, предъявляемые к инструментальным сталям. Особенности их легирования, типовые режимы термообработки. Стали для режущего, мерительного инструмента, штампов холодного и горячего деформирования. Твердые сплавы. Принципы выбора инструментальных сталей и сплавов. Сплавы цветных металлов. Алюминиевые и магниевые сплавы. Деформируемые не упрочняемые и упрочняемые (дуралюмины) термической обработкой и литейные. Медные сплавы (латунь и бронза), деформируемые и литейные. Антифрикционные сплавы (баббиты, бронзы, чугуны). Тугоплавкие металлы и сплавы на их основе. Маркировка, область применения. Типовые режимы термической обработки. Материалы, альтернативные металлическим сплавам, изготавливаемые по нетрадиционным технологиям. Полимеры: строение, полимеризация, поликонденсация, свойства. Пластмассы, резина, клеи, герметики, стекла, область применения и классификация. Композиционные и порошковые материалы. Керамика и металлокерамика. 3. контрольные задания Вариант 1 1. Какие из распространенных металлов имеют объемно-центрированную кубическую решетку? Начертите элементарную ячейку, укажитеосновные характеристики кристаллической решетки. 2. Вычертите диаграмму состояния железо – карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы. Постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 3,6 % С, с указанием структурных превращений. Зарисуйте структуру этого сплава при комнатной температуре. Как такой сплав называется? 3. В чем отличие обычной закалки от ступенчатой и изотермической? Каковы преимущества и недостатки каждого из этих видов закалки? 4. В результате термической обработки рессоры должны получить высокую упругость. Для их изготовления выбрана сталь 65С2ХВА: а) расшифруйте состав и определите, к какой группе относится данная сталь по назначению; б) назначьте и обоснуйте режим термической обработки; в) объясните цель легирования на структуру и свойства данной стали; г) опишите микроструктуру и свойства стали после упрочняющей обработки. 5. Назначьте режим термической обработки (температуру закалки, охлаждающую среду и температуру отпуска) резьбовых калибров из стали У10А. Опишите сущность происходящих превращений, микроструктуру и твердость инструмента после термической обработки. 6. Опишите термопластичные пластмассы. Дайте характеристику их основных представителей. Укажите их свойства и применение.
Вариант 2 1. Какими стандартными характеристиками механических свойств оценивается пластичность металлов и сплавов? Как они определяются? 2. Вычертите диаграмму состояния железо – карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы. Постройте кривую нагревания (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 2,6 % С, с указанием структурных превращений. Зарисуйте структуру этого сплава при комнатной температуре. Как такой сплав называется? 3. Причины возникновения внутренних напряжений при закалке, их виды. Какими способами можно предохранить изделия от образования закалочных трещин? 4. Выберите сталь для изготовления средненагруженных валов сечением до 20 мм. Назначьте режим термической обработки, опишите сущность происходящих превращений, микроструктуру и свойства сплава на всех этапах термической обработки. Каким способом можно повысить усталостную прочность валов? 5. Для изготовления штампов горячего деформирования с целью обработки конструкционных сталей перлитного класса выбрана сталь 5ХНМ: а) расшифруйте состав и определите группу стали по назначению и теплостойкости; б) назначьте и обоснуйте режим упрочняющей термической обработки; в) объясните цель легирования данной стали; г) укажите структуру и свойства стали после упрочняющей обработки. 6. В качестве материала для заливки вкладышей подшипников скольжения выбран сплав АЧС–3: а) расшифруйте состав и определите группу сплава по назначению; б) зарисуйте и опишите микроструктуру; в) укажите основные требования, предъявляемые к сплавам данной группы.
Вариант 3 1. Что такое твердый раствор? Назовите виды твердых растворов, приведите примеры. 2. Вычертите диаграмму состояния железо – карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы. Постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 1,4 % С, с указанием структурных превращений. Зарисуйте структуру этого сплава при комнатной температуре. Как такой сплав называется? 3. Детали из меди, штампованные в холодном состоянии, имели низкую пластичность. Объясните причину этого явления и укажите, каким способом можно восстановить пластичность. Назначьте режим обработки и приведите характер изменения структуры и свойств. 4. Назначьте режим термической обработки рессор (температуру закалки, охлаждающую среду и температуру отпуска) из стали 55СГ. Опишите структурные превращения и свойства при термической обработке после обработки. Укажите способ повышения усталостной прочности рессор. 5. Для изготовления машинных метчиков выбрана сталь Р12: а) расшифруйте состав и определите группу стали по назначению и теплостойкости; б) назначьте и обоснуйте режим упрочняющей термической обработки; в) объясните цель легирования данной стали; г) укажите структуру и свойства стали после упрочняющей обработки 6. Для изготовления некоторых деталей в автомобилестроении и авиастроении применяется сплав МЛ5: а) расшифруйте состав и укажите способ изготовления деталей из этого сплава; б) опишите термическую обработку и характеристики механических свойств заданного сплава.
Вариант 4 1. Как влияет скорость охлаждения на строение кристаллизующегося металла? Объясните сущность воздействия с точки зрения теории кристаллизации. 2. Вычертите диаграмму состояния железо – карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы. Постройте кривую нагревания (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 0,4 % С, с указанием структурных превращений. Зарисуйте структуру этого сплава при комнатной температуре. Как такой сплав называется? 3. При непрерывном охлаждении стали У8 получена структура троостит с мартенситом. Нанесите на диаграмму изотермического превращения аустенита кривую охлаждения, обеспечивающую получение данной структуры. 4. В результате термической обработки шестерни должны получить твердый, износоустойчивый поверхностный слой при вязкой сердцевине. Для их изготовления выбрана сталь 18ХГТ: а) расшифруйте состав и определите, к какой группе относится данная сталь по назначению; б) назначьте и обоснуйте режим химико-термической обработки; в) объясните цель легирования данной стали; г) опишите микроструктуру и свойства стали после упрочняющей обработки. 5. Для изготовления режущего инструмента используются сплавы ВК4, ВК6, ВК8. Укажите состав сплавов, способ изготовления и область применения. Объясните причины высокой теплостойкости этих сплавов в сравнении с углеродистыми и быстрорежущими сталями. 6. Для изготовления ряда деталей автомобилей выбран сплав Д16: а) расшифруйте состав и определите группу сплава; б) опишите способ упрочнения этого сплава и объясните природу упрочнения; в) укажите характеристики механических свойств сплава после термической обработки.
Вариант 5 1. Что такое предел усталости? Опишите методику определения этой характеристики свойств металла. 2. Вычертите диаграмму состояния железо – карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы. Постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 0,3 % С, с указанием структурных превращений. Зарисуйте структуру этого сплава при комнатной температуре. Как такой сплав называется? 3. Вычертите диаграмму изотермического превращения аустенита для стали У8, нанесите на нее кривую режима изотермической обработки, обеспечивающей получение твердости НВ550. Укажите, как этот режим называется, опишите сущность превращений и структуру. 4. Назначьте режим термической и химико-термической обработок шестерни из стали 20Х, обеспечивающий твердость зуба НRC 58–62. Опишите микроструктуру и свойства поверхности и сердцевины зуба после окончательной обработки. 5. Для изготовления пресс-форм выбрана сталь 3Х2В8Ф: а) расшифруйте состав и определите группу стали по назначению и теплостойкости; б) назначьте и обоснуйте режим упрочняющей термической обработки; в) объясните цель легирования данной стали; г) укажите структуру и свойства стали после упрочняющей обработки. 6. Для изготовления некоторых деталей двигателя внутреннего сгорания выбран сплав АМ5(АЛ19): а) расшифруйте состав и укажите способ изготовления деталей из этого сплава; б) назначьте упрочняющую термическую обработку с указанием структур; в) охарактеризуйте механические свойства данного сплава.
Вариант 6 1. Опишите точечные дефекты кристаллического строения металла. Каково их влияние на свойства? 2. Вычертите диаграмму состояния железо – карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы. Постройте кривую нагревания (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 4,6 % С, с указанием структурных превращений. Зарисуйте структуру этого сплава при комнатной температуре. Как такой сплав называется? 3. С помощью диаграммы состояния железо – карбид железа определите температуру полного и неполного отжига, нормализации для стали 20. Охарактеризуйте эти виды термической обработки: опишите структурные превращения и свойства стали после каждого вида обработки, укажите применение. 4. В результате термической обработки детали машин должны получить повышенную прочность по всему сечению (твердость НВ 250–280) и износостойкость на поверхности (HV 1000). Для их изготовления выбрана сталь 30ХМА: а) расшифруйте состав и определите, к какой группе относится данная сталь по назначению; б) назначьте и обоснуйте режим химико-термической обработки; в) объясните цель легирования данной стали; г) опишите микроструктуру и свойства стали после упрочняющей обработки. 5. Назначьте режим термической обработки (температуру закалки, охлаждающую среду и температуру отпуска) зубил из стали У8: а) расшифруйте состав и определите группу стали по назначению и теплостойкости; б) назначьте и обоснуйте режим упрочняющей термической обработки; в) объясните цель легирования данной стали; г) укажите структуру и свойства стали после упрочняющей обработки. 6. Опишите полимерные термопластичные пластмассы. Дайте характеристику их основных представителей. Укажите их свойства и применение.
Вариант 7 1. Как изменяется плотность дислокаций при пластической деформации металлов? Влияние дислокаций на свойства металла. 2. Вычертите диаграмму состояния железо – карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы. Постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 5,0 % С, с указанием структурных превращений. Зарисуйте структуру этого сплава при комнатной температуре. Как такой сплав называется? 3. Вычертите диаграмму изотермического превращения аустенита для стали У8, нанесите на нее кривую режима охлаждения, обеспечивающего твердость НRС 60–63. Укажите, как этот режим называется, опишите сущность превращений и структуру. 4. В результате термической обработки полуоси должны получить повышенную прочность по всему сечению (твердость НВ 230–280). Для их изготовления выбрана сталь 30ХГСА: а) расшифруйте состав и определите, к какой группе относится данная сталь по назначению; б) назначьте и обоснуйте режим термической обработки; в) объясните цель легирования данной стали; г) опишите микроструктуру и свойства стали после упрочняющей обработки. 5. Выберите углеродистую сталь для изготовления сверл для обработки древесины. Назначьте режим термической обработки, опишите сущность происходящих превращений, структуру и свойства инструмента. 6. Для изготовления некоторых деталей автомобилей выбран сплав АК6: а) расшифруйте состав сплава и опишите способы изготовления и упрочнения этого сплава, объяснив природу упрочнения; б) приведите характеристики механических свойств сплава.
1. Опишите явление полиморфизма в приложении к железу. Какое практическое значение оно имеет? 2. Вычертите диаграмму состояния железо – карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы. Постройте кривую нагревания (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 1,5 % С, с указанием структурных превращений. Зарисуйте структуру этого сплава при комнатной температуре. Как такой сплав называется? 3. Используя диаграмму состояния железо – карбид железа и изотермическую диаграмму превращения аустенита в перлите, назначьте режим термической обработки для углеродистой стали 40, необходимый для обеспечения твердости НВ 140–160. Опишите превращения, полученную после термообработки структуру. 4. В результате термической обработки некоторые детали машин должны иметь твердый износоустойчивый поверхностный слой при вязкой сердцевине. Для их изготовления выбрана сталь 15ХФ: а) расшифруйте состав и определите, к какой группе относится данная сталь по назначению; б) назначьте и обоснуйте режим химико-термической обработки; в) объясните цель легирования данной стали; г) опишите микроструктуру и свойства стали после упрочняющей обработки. 5. Для изготовления молотовых штампов выбрана сталь 4Х3ВМФ: а) расшифруйте состав и определите группу стали по назначению и теплостойкости; б) назначьте и обоснуйте режим упрочняющей термической обработки; в) объясните цель легирования данной стали; г) укажите структуру и свойства стали после упрочняющей обработки. 6. Для обшивки летательных аппаратов использован сплав ВТ6. Приведите состав сплава, режим упрочняющей термической обработки и получаемую структуру. Опишите процессы, протекающие при термической обработке, и преимущества сплава ВТ14 по сравнению с ВТ20.
Вариант 9 1. Начертите диаграмму состояния для сплавов, образующих при кристаллизации твердый раствор с неограниченной растворимостью компонентов. Опишите процесс кристаллизации сплавов. 2. Вычертите диаграмму состояния железо – карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы. Постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 0,6 % С, с указанием структурных превращений. Зарисуйте структуру этого сплава при комнатной температуре. Как такой сплав называется? 3. В хромоникелевых сталях после первичной кристаллизации слитка образовалась неоднородность по химическому составу. Объясните, почему это могло произойти. Предложите операции термической обработки, которые устранили бы этот дефект и исправили крупнозернистую структуру. 4. В результате термической обработки втулки должны получить повышенную прочность по всему сечению (твердость НВ 250–280). Для их изготовления выбрана сталь 40ХГНР: а) расшифруйте состав и определите, к какой группе относится данная сталь по назначению; б) назначьте и обоснуйте режим термической обработки; в) объясните цель легирования данной стали; г) опишите микроструктуру и свойства стали после упрочняющей обработки. 5. Для изготовления матриц штампов холодной штамповки выбрана сталь Х12Ф1: а) расшифруйте состав и определите группу стали по назначению и теплостойкости; б) назначьте и обоснуйте режим упрочняющей термической обработки; в) объясните цель легирования данной стали; г) укажите структуру и свойства стали после упрочняющей обработки. 6. Опишите термореактивные пластмассы. Дайте характеристику их основных представителей. Укажите их свойства и применение.
Вариант 10 1. Как влияет модификация на параметры процесса кристаллизации и структуры? Приведите примеры практического использования процесса модифицирования. 2. Вычертите диаграмму состояния железо – карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы. Постройте кривую нагревания (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 4,0 % С, с указанием структурных превращений. Зарисуйте структуру этого сплава при комнатной температуре. Как такой сплав называется? 3. Используя диаграмму изотермического превращения аустенита, объясните, почему нельзя получить в стали чисто мартенситную структуру при охлаждении ее со скоростью, меньшей критической скорости закалки? 4. Кулачки должны иметь минимальную деформацию и высокую твердость и износоустойчивость поверхностного слоя (HV 750–1000). Для их изготовления выбрана сталь 38Х2МЮА: а) расшифруйте состав и определите, к какой группе относится данная сталь по назначению; б) назначьте и обоснуйте режим химико-термической обработки; в) объясните цель легирования на структуру и свойства данной стали; г) опишите микроструктуру и свойства стали после упрочняющей обработки. 5. Для изготовления мерительного инструмента высокого класса точности выбрана сталь ХВГ: а) расшифруйте состав и определите группу стали по назначению и теплостойкости; б) назначьте и обоснуйте режим упрочняющей термической обработки; в) объясните цель легирования данной стали; г) укажите структуру и свойства стали после упрочняющей обработки. 6. В качестве материала для заливки вкладышей подшипников скольжения выбраны сплавы АЧВ–1 и АЧВ–2: а) расшифруйте состав и определите, к какой группе относится данный сплав по назначению; б) укажите микроструктуру сплава и основные требования, предъявляемые к сплавам этой группы.
Вариант 11 1. Начертите диаграмму состояния для сплавов с устойчивым химическим соединением. Укажите структурные составляющие во всех областях этой диаграммы и опишите процесс кристаллизации типичных сплавов в этой системе. 2. Вычертите диаграмму состояния железо – карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы. Постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 1,2 % С, с указанием структурных превращений. Зарисуйте структуру этого сплава при комнатной температуре. Как такой сплав называется? 3. Изделия после правильно выполненной закалки и последующего отпуска имеют твердость более низкую, чем предусмотрено техническими условиями. Чем вызван этот дефект и как можно его исправить? 4. Назначьте режим упрочняющей термической обработки рессор из стали 65 и приведите его обоснование. Опишите сущность происходящих превращений, микроструктуру и свойства стали после термической обработки. Укажите сечение, в котором сталь может быть использована. 5. Для изготовления ножей горячей резки металла выбрана сталь 3Х3М3Ф: а) расшифруйте состав и определите группу стали по назначению и теплостойкости; б) назначьте и обоснуйте режим упрочняющей термической обработки; в) объясните цель легирования данной стали; г) укажите структуру и свойства стали после упрочняющей обработки. 6. В качестве материала для заливки вкладышей подшипников скольжения выбран сплав ЦАМ10–5: а) расшифруйте состав и определите, к какой группе относится данный сплав по назначению; б) укажите микроструктуру сплава и основные требования, предъявляемые к сплавам этой группы.
Вариант 12 1. Что такое дислокация? Виды дислокаций и их влияние на механические свойства металлов и сплавов. 2. Вычертите диаграмму состояния железо – карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы. Постройте кривую нагревания (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 3,2 % С, с указанием структурных превращений. Зарисуйте структуру этого сплава при комнатной температуре. Как такой сплав называется? 3. Объясните характер и природу изменения свойств металла при пластической деформации. Для каких практических целей применяется наклеп? Объясните сущность этого явления. 4. Назначьте режим термической обработки (температуру закалки, охлаждающую среду и температуру отпуска) различных приспособлений из стали 45, которые должны иметь твердость HRC 22–25. Опишите микроструктуру и свойства стали на всех этапах термической обработки. Укажите сечение, в котором эта сталь может использоваться. 5. Для изготовления машинных метчиков выбрана сталь Р18Ф2: а) расшифруйте состав и определите группу стали по назначению и теплостойкости; б) назначьте и обоснуйте режим упрочняющей термической обработки; в) объясните цель легирования данной стали; г) укажите структуру и свойства стали после упрочняющей обработки. 6. Для изготовления деталей путем глубокой вытяжки применяется латунь Л96: а) расшифруйте состав и опишите структуру сплава; б) назначьте режим промежуточной термической обработки, применяемой между отдельными операциями вытяжки, обоснуйте выбранный режим; в) приведите характеристику механических свойств сплава.
Вариант 13 1. Опишите в чем сущность металлического, ионного и ковалентного типов связи? 2. Вычертите диаграмму состояния железо – карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы. Постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 1,3 % С, с указанием структурных превращений. Зарисуйте структуру этого сплава при комнатной температуре. Как такой сплав называется? 3. Используя диаграмму состояния железо – карбид железа и кривую изменения твердости в зависимости от температуры отпуска, назначьте для углеродистой стали 40 температуру закалки и температуру отпуска, необходимые для обеспечения твердости НВ 300. 4. Выберите марку чугуна для изготовления ответственных деталей машин (коленчатые валы, шатуны и т. п.). Укажите состав, структуру и основные механические свойства деталей из этого чугуна. Опишите технологические особенности изготовления чугуна. 5. Назначьте режим термической обработки (температуру закалки, охлаждающую среду и температуру отпуска) зенкеров из стали Р6М5К5. Опишите сущность происходящих превращений, микроструктуру при термической обработке. Укажите основные свойства стали. 6. Для отливок сложной конфигурации используется бронза БрОЦ4–3: а) расшифруйте состав сплава и укажите его структуру; б) назначьте режим термической обработки для снятия внутренних напряжений, возникающих после отливки.
Вариант 14 1. Охарактеризуйте параметры процесса кристаллизации, их влияние на величину зерна кристаллизующегося металла. 2. Вычертите диаграмму состояния железо – карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы. Постройте кривую нагревания (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 2,3 % С, с указанием структурных превращений. Зарисуйте структуру этого сплава при комнатной температуре. Как такой сплав называется? 3. С помощью диаграммы состояния системы железо – карбид железа определите для стали У12 температуру нормализации, отжига и закалки. После каждого вида термической обработки укажите структуру и свойства стали. 4. Копиры должны иметь минимальную деформацию и высокую износоустойчивость поверхностного слоя при твердости HV 750–1000. Для их изготовления выбрана сталь 38ХВФЮА: а) расшифруйте состав и определите, к какой группе относится данная сталь по назначению; б) назначьте и обоснуйте режим химико-термической обработки; в) объясните цель легирования данной стали; г) опишите микроструктуру и свойства стали после упрочняющей обработки. 5. Выберите сталь для изготовления метчиков, используемых для обработки конструкционных сталей перлитного класса. Назначьте режим упрочняющей термической обработки, опишите сущность происходящих превращений, структуру и свойства инструмента. 6. Опишите пластмассы с порошковым наполнителем. Дайте характеристику их основных представителей. Укажите их свойства и применение.
Вариант 15 1. Начертите диаграмму состояния для сплавов с ограниченной растворимостью компонентов в твердом виде. Охарактеризуйте процесс кристаллизации и типовые структуры образующихся сплавов. 2. Вычертите диаграмму состояния железо – карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы. Постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 2,2 % С, с указанием структурных превращений. Зарисуйте структуру этого сплава при комнатной температуре. Как такой сплав называется? 3. Опишите структуру и свойства стали 40 после закалки от температур 750 и 850 ОС (объясните с применением диаграммы состояния железо – карбид железа). Обоснуйте оптимальный режим закалки этой стали. 4. Требуется произвести поверхностное упрочнение изделий из стали 15Г: а) расшифруйте состав и определите, к какой группе относится данная сталь по назначению; б) назначьте и обоснуйте режим химико-термической обработки; в) объясните цель легирования данной стали; г) опишите микроструктуру и свойства стали после упрочняющей обработки. 5. Для изготовления штампов горячей штамповки выбрана сталь 5Х2МНФ: а) расшифруйте состав и определите группу стали по назначению и теплостойкости; б) назначьте и обоснуйте режим упрочняющей термической обработки; в) объясните цель легирования данной стали; г) укажите структуру и свойства стали после упрочняющей обработки. 6. Для изготовления некоторых деталей автомобиля выбран сплав АК12(АЛ2): а) расшифруйте состав и укажите способ изготовления деталей из данного сплава; б) опишите технологические методы повышения механических свойств сплава; в) укажите термическую обработку для снятия напряжений.
Вариант 16 1. Опишите виды несовершенств кристаллического строения реальных металлов. 2. Вычертите диаграмму состояния железо – карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы. Постройте кривую нагревания (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 0,5 % С, с указанием структурных превращений. Зарисуйте структуру этого сплава при комнатной температуре. Как такой сплав называется? 3. Используя диаграмму состояния железо – карбид железа, обоснуйте оптимальную температуру закалки стали У12, опишите происходящие в процессе закалки превращения и получаемую структуру. Какой дополнительной обработке необходимо подвергать закаленную сталь У12 для устранения остаточного аустенита? 4. В результате термической обработки оправки должны получить повышенную прочность по всему сечению (твердость НВ 250–280). Для их изготовления выбрана сталь 40ХФА: а) расшифруйте состав и определите, к какой группе относится данная сталь по назначению; б) назначьте и обоснуйте режим термической обработки; в) объясните цель легирования данной стали; г) опишите микроструктуру и свойства стали после упрочняющей обработки. 5. Из стали Р6М5 изготовлены метчики и плашки: а) расшифруйте состав и определите группу стали по назначению и теплостойкости; в) объясните цель легирования данной стали; г) укажите структуру и свойства стали после упрочняющей обработки. 6. Для изготовления деталей путем глубокой вытяжки применяется латунь Л63: а) расшифруйте состав и опишите микроструктуру сплава; б) назначьте режим промежуточной термической обработки, применяемой между отдельными операциями вытяжки, обоснуйте выбранный режим; в) приведите общую характеристику механических свойств сплава.
Вариант 17 1. Какие из наиболее распространенных металлов имеют 2. Вычертите диаграмму состояния железо – карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы. Постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 0,8 % С, с указанием структурных превращений. Зарисуйте структуру этого сплава при комнатной температуре. Как такой сплав называется? 3. Опишите физическую сущность процесса поверхностной закалки при нагреве токами высокой частоты. Укажите достоинства и недостатки этого метода термической обработки. 
12 Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: ©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|