Машиностроительных специальностей

Стр 1 из 3Следующая ⇒

Министерство высшего и среднего

специального образования СССР

Материаловедение

Методические указания

и контрольные задания

Для студентов-заочников

Машиностроительных специальностей

Вузов

Министерство высшего и среднего

специального образования СССР

Утверждено

Учебно-методическим отделом

по высшему образованию

Материаловедение

Методические указания

и контрольные задания

Для студентов-заочников

машиностроительных специальностей

вузов

Издание седьмое

ВВЕДЕНИЕ

Прогресс в области машиностроения тесно связан с создание и освоения новых, наиболее экономичных материалов, в том числе полимерных и особо чистых; развитием и внедрения в производство новейших методов упрочнения металлов и других промышленных материалов; расширением сортамента выпускаемых материалов.

Совершенствование производства, выпуск современных разнообразных машиностроительных конструкций, специальных приборов и машин невозможно без дальнейшего развития производства металлических сплавов – основных материалов машиностроения. В зависимости от назначения к сплавам предъявляются различные требования. Одни из них должны иметь высокую прочность, другие пластичность, третьи – высокую электропроводимость или высокое электрическое сопротивление. Четвертые - специальные магнитные свойства и т.д. Получение тех или иных свойств определяется внутренним строение сплавов. В свою очередь, строение сплава зависит от состава и характера предварительной обработки. Следовательно, между всеми этими характеристиками существуют определенные связи: междусоставам и строением (первая связь), между обработкой и строением (вторая связь) и между строением и свойствами (третья связь). Изучение этих связей занимается материаловедение.

Выдвинутое на июльском (1983 г.) Пленуме ЦСК КПСС положение о повышении требований к образовательной и профессиональной подготовке специалистов вызвало необходимость более фундаментальном изучении материаловедения, данные которого широко использую студенты при курсовом и дипломном проектировании, а так же инженеры-машиностроители в своей практической деятельности.

Методические указания

Часть I. МЕТАЛЛОВЕДИНИЕ

Строение материалов

Рассмотрите типы химических связей в твердых телах. Основное внимание обратите на особый тип металлической связи. Металлический тип связи обуславливает свойства металлов: высокую электропроводимость и теплопроводность, высокую пластичность и металлический блеск. Металлические тела характеризуются кристаллическим строением. Однако свойства реальных кристаллов определяются известными не совершенствованиями кристаллического строения. В связи с этим необходимо разобраться в видах несовершенств и особенно в строении дислокации (линейных несовершенств), причинах их легкого перемещения в кристаллической решетки и влияние на механические свойства.

Термодинамические причины фазовых превращений являются одним из частых случаев общего закона природы: стремление любой системы к состоянию с запасом наименьшей энергии (в данном случае свободной энергии). Разберитесь в теоретических основах процесса кристаллизации, состоящего из двух элементарных процессов; зарождения и роста кристаллов и в определяющем влиянии на эти параметры степени переохлаждения.

При изучении процесса кристаллизации необходимо иметь в виду решающие значение реальной среды в формировании структуры литого металла, а так же возможность искусственного воздействия на строение путем модифицирования.

Вопросы для самопроверки

1. В чем сущность металлического, ионного и ковалентного типов связи? 2. Каковы характерные свойства металлов и чем они определяются? 3. Что такое элементарная ячейка? 4. Что такое полиморфизм? 5. Что такое параметр кристаллической решетки, плотность упаковки и координационное число? 6. Что такое мозаичная структура? 7. Виды дислокаций и их строение. 8. Каково строение краевых и винтовых дислокации? Что такое вектор Бюргерса? 9. Что такое анизотропия свойств кристаллов? 10. Каковы термодинамические условия фазового превращения? 11. В чем физическая сущность процесса кристаллизации? 12. В чем физическая сущность процесса плавления? 13. Каковы параметры процесса кристаллизации? 14. Что такое переохлаждение? 15. Какова связь между величиной зерна, скоростью зарождения, скоростью роста кристаллов и степенью переохлаждения? 16. Фомы кристаллов и влияние реальной структуры на процесс кристаллизации. Образование дендритной структуры 17. В чем сущность модифицирования?

Теория сплавов

Необходимо четко представлять строение металлов и сплавов в твердом состоянии. Уяснить, что такое твердый раствор, химическое (металлическое) соединение, механическая смесь. Наглядное представление о состоянии сплава в зависимости от его состава и температуры дают диаграммы состояния. Нужно усвоить общую методику построения диаграмм состояния для различных случаев взаимодействия компонентов в твердом состоянии.

При изучении диаграмм состояния уметь применять правило отрезков ( для определения доли каждой фазы или структурной составляющей в сплаве), правило фаз (для построения кривых нагревания и охлаждения), определять химический состав фаз. С помощью правил Курнакова уметь установить связь между составом, строением и свойствами сплава.

Вопросы для самопроверки

1. Что такое компонент, фаза, физико-химическая система, число степеней свободы? 2. Приведите объяснение твердого раствора, механической смеси, химического (металлического) соединения. 3. Что представляют собой твердые растворы замещения и внедрения? 4. Основные группы металлических соединенийи их особенности. 5. Как строяться диаграммы состояния? 6. Приведите уравнение правила фаз и объясните физический смысл числа степеней свободы. 7. Объясните принцип построения кривых нагревания и охлаждения с помощью правил фаз. 8. Как будет выглядеть участок кривой охлаждения, если число степеней свободы равно двум и имеется одна фаза? То же, для числа степеней свободы, равного единице в случае выпадения твердой фазы из жидкой. То же, для числа степеней свободы, равного нулю. 9. Начертите и проанализируйте диаграмму состояния для случая образования непрерывного ряда твердых растворов. 10. Начертите и проанализируйте диаграмму состояния для случая полной нерастворимости компонентов в твердом состоянии. 11. Начертите и проанализируйте диаграмму состояния для случая образования эвтектики, состоящей из ограниченных твердых растворов. 12. Каким образом определяются концентрация фаз и их количественное соотношение? 13. В чем различие между эвтектической и перитектической кристаллизациями? 14. В чем различие между эвтектоидным и эвтектическим превращениями? 15. Виды ликвации и методы их устранения. 16. Правила Курнакова.

Химико-термическая обработка стали

Конструкционные стали

Нужно усвоить принципы маркировки и уметь по маркировке определить состав и особенности данной стали, а так же иметь общее представление о разных группах стали.

Хорошо разберитесь во влиянии легирующих элементов на изменение структуры и свойства стали. Особое внимание уделите технологическим особенностям термической обработки легированной стали различных групп.

Рассмотрите способы классификации (по структуре в нормализованном состоянии и, что особенно важно для машиностроителей, по назначению), основные принципы выбора для различного назначения цементируемых, улучшаемых, пружинно-рессорных, износостойких, высокопрочных, нержавеющих, жаропрочных и других сталей.

При изучении жаропрочных сталей обратите внимание на особенности поведения металла в условиях нагружения при повышенных температурах. Уясните сущность явления ползучести и основные характеристики жаропрочности; каковы предельные рабочие температуры и области применения сталей различного структурного класса.

В качестве примеров указать две-три марки стали каждой группы, расшифровать состав, назначить режим термической обработки и охарактеризовать структуру, свойства и область применения.

Вопросы для самопроверки

1. Расшифруйте химический состав стали марок: 40, 20Х, 30ХГСА, 50Г, 110Г13, ШХ15, 18Х2Н4ВА, 5ХНМ, 12Х18Н9Т, Н18К8М5Т. 2. Как классифицируются легированные стали? 3. Как классифицируются конструкционные стали по технологии термической обработки? 4. Какие требования предъявляются к цементуемым изделиям? 5. Чем определяется выбор марки цементуемой стали для изделий различного назначения? Приведите примеры марок сталей используемых в различных условиях работы. 6. Какова термическая обработка цементируемых деталей? 7. Чем объясняется назначения для конструкционной стали? 8. Как влияет степень легирования на механические свойства улучшенной стали? 9. Какова термическая обработка улучшаемых сталей? 10. Чем определяется выбор марки улучшаемой стали для изделий различного назначения? Примеры марок стали, используемых в различных условиях работы. 11. Какие требования предъявляются к рессорно-пружинным сталям и как они классифицируются по прочностным свойствам? 12. Приведите примеры марок стали для рессор и пружин, работающих в различных условиях. 13. Термическая обработка рессорно-пружинной стали. 14. Какие вы знаете износостойкие стали? 15. Каковы особенности мертенситостареющих сталей? 16. Приведите примеры марок высокопрочной стали, назначьте режим обработки. 17. Каковы требования, предъявляемые к нержавеющим сталям? 18. В чем сущность электрохимической коррозии (основы теории)? 19. Укажите марки хромистых нержавеющих сталей. Их состав, термическая обработка, свойства и назначение. 20. Укажите марки хромоникелевых нержавеющих сталей. Их свойства, состав, термическая обработка, назначение. 21. Что такое окалиностойкость? 22. Каковы требования, предъявляемые к жаростойким сталям? 23. Какими способами можно повысить окалиностойкость? 24. Каковы требования, предъявляемые к жаропрочным сталям? 25. В чем сущность явления ползучести? 26. Приведите определение предела ползучести и предела длительной прочности. Что такое скорость ползучести? Каков физический смысл этих характеристик? 27. Какими способами можно повысить жаропрочность стали? Объясните природу упрочнения. 28. Приведите примеры жаропрочных сталей перлитного, мартенситного и аустенитного классов. Укажите их состав, обработку, свойства и области применения. 29. Каковы особенности и области применения металлокерамических сплавов?

Инструментальные стали

Изучите классификацию инструментальных сталей в зависимости от применения инструмента и в связи с этим рассмотрите основные эксплуатационные свойства инструмента каждой группы. Особое внимание уделите быстрорежущим сталям. Уясните причины их высокой красностойкости и особенности термической обработки.

При изучении штамповых сталей необходимо различать условия работы штампов для деформирования в холодном состоянии и штампов для деформирования в горячем состоянии.

Студент обязан уметь выбрать марку стали для инструмента различного назначения, расшифровать ее состав, назначить режим термической обработки, объяснить сущность происходящих при термической обработке превращений и указать получаемые структуру и свойства.

Вопросы для самопроверки

1. Расшифруйте химический состав стали марок: У10,, 9ХС, ХВГ, Р18,, Р18Ф2, Р9К10, Р9М4К8, Х12, 6ХВ2С, Х12М. 2. Как классифицируются инструментальные стали? 3. Требования, предъявляемые к сталям для режущего инструмента. 4. Приведите примеры углеродистых и легированных сталей, используемых для режущего инструмента. Укажите их состав, режим термической обработки, структуру и свойства. 5. Укажите и расшифруйте основные марки быстрорежущей стали. 6. В чем сущность явления красностойкости и каким образом можно повысить красностойкость инструмента? 7. Какова термическая обработка быстрорежущей стали? 8. Как подразделяются штамповые стали? Требования, предъявляемые к штамповым сталям для деформирования металла в холодном состоянии и к сталям – для деформирования металла в горячем состоянии. 9. Какие стали применяются для штампов холодной штамповки? Укажите их состав, термическую обработку, структуру и свойства. 10. Какие стали применяются для пресс-форм литья под давлением? 11. Какие требования предъявляются к сталям для измерительного инструмента? Укажите марки стали, их состав, термическую обработку, структуру и свойства. 12. Что представляют собой твердые сплавы? Каковы их свойства и преимущества? 13. Укажите марки твердых сплавов, их состав и назначение.

Специальные сплавы

Вэтом разделе изучаются стали и сплавы, обладающие особыми физическими свойствами: магнитные с особенностями теплового расширения и электрического сопротивления, а также сплавы новой техники на основе титана, никеля, кобальта и тугоплавких металлов.

Необходимо знать требования, предъявляемые к каждой группе сплавов, и их назначение. В качестве примеров укажите две-три марки стали или сплава данной группы, расшифруйте их состав, определите режим термической обработки с объяснением происходящих структурных превращений, охарактеризуйте получаемую структуру и свойства.

Обратите внимание на использование титановых сплавов как в качестве конструкционных, работающих при обычных температурах, так и в качестве жаропрочных. Уясните, каковы преимущества, предельные температуры и области использования сплавов на основе титана, никеля и кобальта.

Вопросы для самопроверки

1. Как классифицируются магнитные стали и сплавы? Требования, предъявляемые к магнитомягким материалам, и требования, предъявляемые к магнитотвердым материалам. 2. Какие вы знаете магнитомягкие стали и сплавы? Укажите их состав, свойства и назначение. 3. Какие вы знаете магнитотвердые материалы? Укажите их состав, термическую обработку, свойства и назначения. 4. Какие требования предъявляются к сплавам с высоким электросопротивлением? Приведите примеры таких сплавов с указанием их состава, структуры, свойств и области применения. 5. Приведите примеры сплавов с особенностями теплового расширения. Их состав, свойства и назначение. 6. Какие вы знаете сплавы с заданными упругими Свойствами? Приведите их состав, свойства и назначение. 7. Каковы особенности титановых сплавов и области их применения? 8. Какой термической обработке подвергаются сплавы на основе титана. 9. Приведите примеры сплавов на основе титана. Укажите их состав, обработку, свойства и области применения. 10. То же, о сплавах на основе никеля. 11. То же, о сплавах на основе кобальта. 12. Тоже, о сплавах на основе тугоплавких металлов таких, как молибден, вольфрам, хром, тантал, ниобий и цирконий.

Медь и ее сплавы

Изучите классификацию медных сплавов и уясните маркировку, состав, структуру, свойства и области применения разных групп медных сплавов.

Вопросы для самопроверки

1. Как влияют примеси на свойства чистой меди? 2. Как классифицируют медные сплавы? 3. Какие сплавы относят к латуням? Их маркировка и состав. 4. Приведите несколько примеров латуней с указанием их состава, структуры, свойств и назначения. 5. Какие сплавы относят к бронзам? Их маркировка и состав. 6. Укажите строение, свойства и назначение, различных бронз. 7. Какой термической обработке подвергают бериллиевую бронзу?

Полимерные материалы

При изучении неметаллических материалов необходимо прежде всего усвоить, что в основе неметаллических материалов лежат полимеры. Обратите внимание на особенности строения полимеров, которые определяют их механические и физико-химические свойства.Классификацию полимеров рассмотрите с учетом особенностей их состава и строения.

Рассматривая пластичные массы, необходимо понять, что это искусственные материалы, получаемые на основе органических полимерных связывающих веществ, которые являются обязательными компонентами пластмасс. Изучите различные группы пластических масс, их свойства и области применения.

Вопросы для самопроверки

1. Что лежит в основе классификации полимеров? 2. Какие материалы относят к обратимым и необратимым полимерам? 3. Какие вы знаете наполнители пластмасс? 4. Для чего вводят в пластмассы отвердители? 5. Приведите примеры пластиков с твердыми наполнителями. 6. Укажите область применения термопластов и реактопластов. 7. В чем преимущество пластмасс по сравнению с металлическими материалами? Каковы их недостатки?

Резиновые материалы

Как технический материал резина отличается от других материалов высокими эластичными свойствами, что связанно со свойствами самой основы резины – каучука. Уясните состав резины, способы получения и влияние различных добавок на ее свойства. Подробно рассмотрите влияние порошковых и органических наполнителей на свойства резины, изучите физико-механические свойства и области применения резин различных марок.

Вопросы для самопроверки

1. Что представляет собой резина? 2. Какие компоненты относятся к совмещающимся и как они влияют на свойства резины? 3. Объясните роль порошковых наполнителей. 4. В каких случаях применяют волокнистые наполнители?

Силикатные материалы

Поскольку большинство неорганических материалов содержит различное соединение кремния с другими элементами, эти материалы получили общее название силикатных материалов. Обратите внимание на внутреннее строение неорганического стекла. Уясните сущность стеклообразного состояния как разновидности аморфного состояния вещества. Разберитесь в изменении свойств стекла в зависимости от состава. Рассмотрите стеклокристаллические материалы (ситаллы) и их отличие от стекла минерального. Уясните причины образования кристаллической структуры ситаллов.

При изучении керамических материалов обратите внимание на отличие технической керамики от обычной. Разберитесь в химическом и фазовом составах технической керамики, ее свойствах и области применения.

Вопросы для самопроверки

1. Какие силикатные материалы относятся к минеральному стеклу? Их отличительные свойства. 2. Как достигаются электроизоляционные и электропроводящие свойства стекла? 3. Объясните причины, вызывающие кристаллизацию ситаллов (стеклокристаллитов). 4. Укажите область применения ситаллов. 5. В чем отличие технической керамики от обычной? Укажите область ее применения.

Древесные материалы

Ознакомьтесь со строением древесины, ее достоинствами и недостатками как конструкционного материала. Изучите основные методы повышения качества древесины, а так же способы получения древеснослоистых материалов (шпона, фанеры) и древесностружечных плит и т.п. Выясните возможности применения древесного материала в различных отраслях народного хозяйства.

Вопросы для самопроверки

1. Укажите основные достоинства и недостатки древесины как конструкционного материала. 2. Перечислите способы повышения качества древесины. 3. Каким способом получают древеснослоистый материал? 4. Как изготовляют древесностружечные плиты и где их применяют?

Композиционные материалы

Обратите внимание на принципиальное отличие композиционного материала, заключающееся в сочетании разнородных материалов с четкой границей раздела между ними. В связи с тем что композит обладает свойствами, которыми не может обладать ни один из его компонентов в отдельности, такие материалы становятся весьма перспективными в различных областях новой техники. Укажите свойства композитов в зависимости от вида матрицы и формы, размеров и взаимного расположения наполнителя. Уясните возможность использования композитов в качестве жаропрочных материалов и способы повышения их жаропрочности.

Вопросы для самопроверки

1. Что такое композиты? 2. Как подразделяются композиты в зависимости от формы и размеров наполнителя? 3. Как подразделяют композиты по виду матрицы? 4. От чего зависят механические свойства композитов? 5. Какие композиционные материалы используют для работы при высоких температурах (жаропрочные)?

Контрольные работы

Задания на контрольные работы выдают индивидуально каждому студенту. Задание включает вопросы и задачи по основным разделам курса.

При выполнении контрольных работ студенты изучают методику выбора и назначение сталей для изготовления конкретных деталей машин и различного вида инструментов, а также знакомятся с особенностями строения, технологией получения т областью применения наиболее распространенных неметаллических материалов. Одновременно студент должен научится пользоваться рекомендуемыми справочными материалами, с тем чтобы уметь в дальнейшем правильно выбирать материал при курсовом и дипломном проектировании. Диаграммы состояния различных систем, а также диаграмма изотермическогопревращения аустенита эвтектоидной стали У8, необходимые для выполнения контрольной работы 1, приведены в приложения.

ЗАДАНИЯ НА КОНТРОЛЬНУЮ РАБОТУ 1

Вариант 1

1. Опишите строение и основные характеристики кристаллической решетки меди (параметры, координационное число, плотность упаковки).

2. Вычертите диаграмму состояния системы свинец – олово. Опишите взаимодействие компонентов в жидком и твердом состояниях, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы состояния и объясните характер изменения свойств сплавов в данной системе с помощью правил Курнакова.

3. Как изменяется плотность дислокаций при пластической деформации металлов и почему?

4. Вычертите диаграмму состояния железо-карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения в интервале температур от 1600 до 0^о С (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 1, 6% С. Выберите для заданного сплава любую температуру между линиями ликвидус и солидус и определите: состав фаз, т.е. процентное содержание углерода в фазах; количественное соотношение фаз.

5. В чем отличие процесса цементации в твердом карбюризаторе от процесса газовой цементации? Как можно исправить крупнозернистую структуру перегрева цементированных изделий?

Вариант 2

1. Опишите строение и основные характеристики кристаллической решетки бериллия (параметры, координационное число, плотность упаковки).

2. Вычертите диаграмму состояния системы алюминий - германий. Опишите взаимодействие компонентов в жидком и твердом состояниях, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы состояния и объясните характер изменения свойств сплавов в данной системе с помощью правил Курнакова.

3. Объясните, почему пластическую деформацию олова при комнатой температуре называют горячей деформацией, а вольфрама и при температуре 1000^о С называют холодной пластической деформацией?

4. Вычертите диаграмму состояния железо-карбид железа. Укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую нагревания в интервале температур от 0 до 1600^о С (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 1, 6% С. Для заданного сплава при температуре 1350^оС определите: процентное содержание углерода в фазах; количественное соотношение фаз.

5. Сталь 40 подверглась закалке от температур 760 и 840^о С. Опишите превращения, происходящие при данных режимах закалки. Укажите, какие образуются структуры и объясните причины получения разных структур. Какой режим закалки следует рекомендовать?

Вариант 3

1. Опишите условия образования неограниченных твердых растворов.

2. Вычертите диаграмму состояния системы алюминий - кремний. Опишите взаимодействие компонентов в жидком и твердом состояниях, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы состояния и объясните характер изменения свойств сплавов в данной системе с помощью правил Курнакова.

3. Какая температура разделяет районы холодной и горячей пластической деформации и почему?

4. Вычертите диаграмму состояния железо-карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения в интервале температур от 1600 до 0^о С (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 1, 7% С. Для заданного сплава при температуре 1350^оС определите: процентное содержание углерода в фазах; количественное соотношение фаз.

5. Требуется произвести поверхностное упрочнение изделий из стали 20. Назначьте вид обработки, опишите технологию, происходящие в стали превращения, структуру и свойства.

Вариант 4

1. Опишите строение и основные характеристики кристаллической решетки хрома (параметры, координационное число, плотность упаковки).

2. Вычертите диаграмму состояния системы медь - серебро. Опишите взаимодействие компонентов в жидком и твердом состояниях, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы и объясните характер изменения свойств сплавов в данной системе с помощью правил Курнакова.

3. Как изменяются строение и свойства при нагреве предварительно деформированного металла?

4. Вычертите диаграмму состояния железо-карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую нагревания в интервале температур от 0 до 1600^о С (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 1, 7% С. Для заданного сплава определите при температуре 1400^оС: процентное содержание углерода в фазах; количественное соотношение фаз.

5. Углеродистые стали У8 и 35 имеют после закалки и отпуска структуру мартенсит отпуска и твердость: первая – HRC60, вторая – HRC50. Используя диаграмму состояния железо – карбид железа и учитывая превращения, происходящие при отпуске, укажите температуру отпуска для каждой стали. Опишите все превращения, происходящие в этих сталях в процессе закалки и отпуска, и объясните, почему сталь У8 имеет большую твердость, чем сталь 35.

Вариант 5

1. Постройте с применением правила фаз кривую нагревания для железа.

3. Для каких практических целей применяют наклеп и почему?

4. Вычертите диаграмму состояния железо-карбид железа. Укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения в интервале температур от 1600 до 0^о С (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 1, 8% С. Выберите для заданного сплава любую температуру между линиями солидус и ликвидус и определите: состав фаз, т.е. процентное содержание углерода в фазах; количественное соотношение фаз.

5. Используя диаграмму состояния железо – карбид железа и кривую изменения твердости в зависимости от температуры отпуска, назначьте для углеродистой стали 45 температуру закалки и температуру отпуска, необходимые для обеспечения твердости НВ250. Опишите превращения, которые совершились в стали в процессе закалки и отпуска, и полученную после термообработки структуру.

Вариант 6

1. Опишите строение и основные характеристики кристаллической решетки молибдена (параметры, координационное число, плотность упаковки).

2. Вычертите диаграмму состояния системы магний - кальций. Опишите взаимодействие компонентов в жидком и твердом состояниях, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы и объясните характер изменения свойств сплавов в данной системе с помощью правил Курнакова.

3. Объясните природу хрупкого разрушения металлов и факторы, способствующие переходу металла в хрупкое состояние.

4. Вычертите диаграмму состояния железо-карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую нагревания в интервале температур от 0 до 1600^о С (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 1, 8% С. Для заданного сплава при температуре 1300^оС определите: состав фаз, т.е. процентное содержание углерода в фазах; количественное соотношение фаз.

5. После закалки углеродистой стали со скоростью охлаждения выше критической была получена структура, состоящая из феррита и мартенсита. Провидите на диаграмме состояния железо – карбид железа ординату, соответствующую составу заданной стали, укажите приятную в данном случае температуру нагрева под закалку и опишите превращения, которые совершились в стали при нагреве и охлаждении. Как называется такой вид закалки?

Вариант 7

1. Опишите строение и основные характеристики кристаллической решетки вольфрама (параметры, координационное число, плотность упаковки).

2. Вычертите диаграмму состояния системы свинец - магний. Опишите взаимодействие компонентов в жидком и твердом состояниях, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы состояния и объясните характер изменения свойств сплавов в данной системе с помощью правил Курнакова.

3. Как изменяются эксплуатационные характеристики деталей после поверхностного наклепа (дробеструйной обработки) и почему?

4. Вычертите диаграмму состояния железо-карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения в интервале температур от 1600 до 0^о С (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 2, 3% С. Выберите для заданного сплава любую температуру между линиями ликвидус и солидус и определите: состав фаз, т.е. процентное содержание углерода в фазах; количественное соотношение фаз.

5. В чем заключается отрицательное влияние цементитной сетки на свойства инструментальной стали У10 и У12? Какой термической обработкой можно ее уничтожить? Обоснуйте выбранный режим термической обработки.

Вариант 8

1. Опишите условия получения мелкозернистой структуры при самопроизвольно развивающейся кристаллизации, используя теорию Тамманна.

2. Вычертите диаграмму состояния системы медь – серебро, опишите взаимодействие компонентов в жидком и твердом состояниях, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы и объясните характер изменения свойств сплавов в данной системе с помощью правил Курнакова.

3. Для чего применяются отжиг в процессе изготовления холоднокатаной стальной ленты? Как называется такой вид отжига?

4. Вычертите диаграмму состояния железо-карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую нагревания в интервале температур от 0 до 1600^о С (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 2, 3% С. Для заданного сплава при температуре 1250^оС определите: состав фаз, т.е. процентное содержание углерода в фазах; количественное соотношение фаз.

5. Вычертите диаграмму изотермического превращения аустенита эвтектоидной стали и нанесите на нее кривую режима изотермического отжига. Опишите превращения и получаемую после такой обработки структуру.

Вариант 9

1. Опишите явление полиморфизма в приложении к титану, а так строение и основные характеристики кристаллической решетки (параметры, координационное число, плотность упаковки) для кубической модификации титана.

2. Вычертите диаграмму состояния системы свинец - сурьма. Опишите взаимодействие компонентов в жидком и твердом состояниях, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы состояния и объясните характер изменения свойств сплавов в данной системе с помощью правил Курнакова.

3. Полосы свинца были прокатаны на различную степень деформации. Объясните, можно ли создать значительное упрочнение свинца, если его деформировать при комнатной температуре.

4. Вычертите диаграмму состояния железо-карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения в интервале температур от 1600 до 0^о С (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 2, 5% С. Выберите для заданного сплава любую температуру между линиями ликвидус и солидус и определите: состав фаз, т.е. процентное содержание углерода в фазах; количественное соотношение фаз.

5. В структуре углеродистой стали 30 после закалки не обнаруживается остаточного аустенита. В структуре углеродистой стали У12 после закалки наблюдается до 30% остаточного аустенита. Объясните причину этого явления в связи с мартенситными кривыми для данных сталей. Какой обработкой можно устранить остаточный аустенит?

Вариант 10

1. Постройте с применением правила фаз кривую нагревания для свинца.

2. Вычертите диаграмму состояния системы магний – кальций. Опишите взаимодействие компонентов в жидком и твердом состояниях, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы и объясните характер изменения свойств сплавов в данной системе с помощью правил Курнакова.

3. Волочение проволоки проводят в несколько переходов. Если волочение выполняют без промежуточных операций отжига, то проволока на последних переходах даст разрыв. Объясните причины разрывов и указать меры для предупреждения этого.

12 3 Следующая ⇒