Методические указания по выполнению контрольных работ и их оформлению по курсу "Материаловедение"

Выделения основных разделов учебной дисциплины "Материаловедение". Методические указания по работе с учебной литературой. Правила выполнения и оформления контрольной работы. Разработка примерной рабочей программы и заданий для контрольной работы.

Рубрика Педагогика
Вид методичка
Язык русский
Дата добавления 15.06.2016
Размер файла 136,5 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Методические указания по выполнению контрольных работ и их оформлению

контрольный учебный материаловедение методический

Выпуск современных машин, производство машиностроительных конструкций, специальных приборов, металлорежущих и другого назначения инструментов невозможен без знания традиционных и освоения новых, наиболее экономичных материалов, без использования новейших методов упрочнения.

В зависимости от назначения деталей машин, конструкций, режущих или других типов инструментов к материалам, используемым для их изготовления, предъявляются различные требования. Часть материалов должна обладать наиболее высокой твердостью, другие - высокой прочностью, третьи - пластичностью, четвертые - специальными физическими или химическими свойствами и т.п.

Свойства материалов обеспечиваются их природой, химическим составом и особенностями внутреннего строения. Материаловедение, как наука, и занимается изучением зависимостей между химическим составом, строением и способами обработки материалов.

Изучая материаловедение, студенты знакомятся с основами строения материалов, их поведением в процессе пластической деформации (обработки давлением), термической, термомеханической, химико-термической и других видов обработок; с основными факторами, реально влияющими на формирование структуры; со свойствами и назначением промышленных материалов, от правильного использования которых зависит долговечность и надежность машин, конструкций, инструментов.

Материаловедение является важной инженерной дисциплиной, информация из которой широко используется при курсовом и дипломном проектировании. Основной целью изучения материаловедения является приобретение знаний для наиболее эффективного и рационального использования материалов в технике.

Можно условно выделить следующие основные разделы дисциплины:

1. Атомно-кристаллическое строение металлов. Кристаллизация металлов.

2. Пластическая деформация, механические свойства металлов. Возврат и рекристаллизация.

3. Теория сплавов.

4. Сплавы системы железо-углерод.

5. Теория и технология термической обработки.

6. Поверхностные методы упрочнения.

7. Легированные стали.

8. Сплавы цветных металлов.

9. Неметаллические материалы.

10. Экономическая эффективность применения различных материалов.

2. Общие методические указания

Приступая к изучению дисциплины, студенты должны иметь учебную литературу, методические указания и задания для выполнения контрольной работы.

2.1 Методические указания по работе с учебной литературой

Для начала ознакомьтесь с введением, бегло просмотрите учебник (учебное пособие), чтобы составить о нем первое впечатление. Затем приступайте к вдумчивой, детальной, последовательной проработке каждого раздела. Читать следует в строгой последовательности, указанной в рабочей программе. Не следует смущаться, если не все становится понятным сразу. Читайте повторно. Читая, старайтесь не только запоминать содержание изучаемого материала, но и составлять краткий конспект, в который вносите основные положения изучаемого раздела, сопровождая их, при необходимости, графическими иллюстрациями. На полях конспекта отмечайте вопросы, по которым хотели бы получить консультации у преподавателя. Не следует переходить к работе над следующими разделами, не изучив предыдущие. Старайтесь постоянно перечитывать конспект. Помните, только личный опыт вырабатывает навыки и умение работать с учебной литературой. Освоению и закреплению материала способствует выполнение контрольной работы.

2.2 Правила выполнения и оформления контрольной работы

Задание на контрольную работу включает в себя теоретические вопросы и практические задачи по основным разделам курса. К выполнению работы следует приступать, проработав соответствующий материал учебника. Не рекомендуется использовать устаревшую литературу, в которой могут содержаться ошибочные или устаревшие взгляды, понятия, термины и обозначения. Выполнять работу необходимо строго по варианту, номер которого совпадает с порядковым номером, под которым находится фамилия студента в алфавитном списке группы. Номер варианта выдается преподавателем.

Титульный лист работы оформляется в соответствии с установленными требованиями и должен включать: наименование контрольной работы, Ф.И.О. студента, № варианта задания, дату отсылки (подачи) работы в академию, домашний адрес (в случае, когда работа отсылается по почте), подпись, должность и Ф.И.О. преподавателя. После титульного листа идет страница с перечислением вопросов задания. Очередность выполнения заданий - в порядке их следования в задании на контрольную работу. Текстовая часть работы выполняется в компьютерном варианте. При невозможности использования компьютера работа может быть оформлена в рукописном варианте. Рисунки, таблицы, графики, эскизы, формулы выполняются с применением соответствующих программных ресурсов, либо выполняются в виде копий с последующей вклейкой в текстовую часть, либо оформляются вручную с применением соответствующих чертежных приспособлений. Работа выполняется на листах формата А4.

В конце работы приводится список используемой литературы. При использовании образовательных ресурсов Интернета обязательно указывать адреса соответствующих сайтов.

Выполненная работа высылается (передается) на рецензирование преподавателю. Работа, содержащая неправильные или неполные ответы, в которой отсутствует часть заданий, либо выполненная не по своему варианту, не засчитывается.

После проверки контрольной работы преподавателем исправления представляются (в письменном виде) на новых чистых листах в конце работы (вносить исправления в первоначальный текст работы не допускается). Исправленная работа повторно направляется на рецензирование. Зачтенная работа не возвращается студенту и выдается на экзамене (зачете) для подготовки к его сдаче.

3. Рабочая программа (примерная)

3.1 Атомно-кристаллическое строение металлов и кристаллизация

Типы кристаллических решеток металлов и их основные характеристики. Элементы кристаллографии. Понятие о плоскости скольжения. Полиморфизм. Анизотропия кристаллов. Теоретическая и практическая прочность. Дефекты кристаллического строения, их влияние на свойства. Микроструктура. Строение границ зерен и субзерен. Диффузия и самодиффузия. Плавление и кристаллизация металлов и сплавов. Кинетика и параметры кристаллизации. Величина зерен. Модифицирование. Ликвация. Виды ликвации и методы ее устранения.

3.2 Теория сплавов

Терминология: сплав, компонент, фаза, растворимость, твердые растворы, химические соединения, механические смеси. Диаграммы состояния двойных сплавов, основные типы диаграмм с учетом степени растворимости исходных компонентов (при полной нерастворимости в твердом состоянии, с полной растворимостью, с ограниченной растворимостью; в случае образования устойчивых химических соединений и для компонентов, претерпевающих полиморфные превращения. «Правило отрезков». Кривые охлаждения.

3.3 Пластическая деформация, механические свойства металлов. Возврат и рекристаллизация

Пластическая деформация. Степень деформации. Механизм пластической деформации. Пластическая деформация в монокристаллах (зернах) и поликристаллическом теле. Влияние холодной пластической деформации на микроструктуру и свойства металлов и сплавов. Наклеп. Текстура деформации. Причины деформационного упрочнения. Практическое применение наклепа.

Влияние дислокаций на прочность сплавов. Возврат I и II рода. Первичная, собирательная и вторичная кристаллизации. Влияние температуры тепловой обработки (отжига) на микроструктуру и механические свойства наклепанного металла и сплава. Назначение рекристаллизационного отжига. Факторы, влияющие на температуру рекристаллизации и величину зерна после рекристаллизации. Критическая степень деформации. Холодная и горячая пластическая деформации; процессы, протекающие при этих видах деформации.

3.4 Сплавы системы железо-углерод

Железоуглеродистые сплавы. Компоненты и их свойства. Диаграмма состояния железо-цементит. Подразделение сплавов на стали и чугуны. Подразделение сталей и чугунов по микроструктуре. Сталь. Влияние углерода на микроструктуру и механические свойства медленно охлажденных сталей. Влияние серы и фосфора. Характеристика и маркировка углеродистых сталей. Чугун. Производство белых, обычных серых, серых модифицированных, ковких и высокопрочных чугунов. Их микроструктура и формы графита. Маркировка чугунов. Влияние углерода, кремния и скорости охлаждения на структуру чугунов. Влияние структурных составляющих на механические свойства серых чугунов.

3.5 Теория и технология термической обработки стали

Виды термической обработки. Рост зерна аустенита при нагреве, перегрев и пережог. Изотермические превращения переохлажденного аустенита (изотермическая диаграмма). Продукты распада переохлажденного аустенита (перлит, сорбит, тростит, бейнит, мартенсит), их строение и свойства. Влияние углерода на твердость мартенсита и на температуру начала и конца мартенситного превращения. Критическая скорость охлаждения (закалки) и факторы, влияющие на нее. Превращения переохлажденного аустенита при непрерывном охлаждении с различными скоростями (термокинетическая диаграмма).

Отжиг первого рода. Отжиг второго рода (отжиг с фазовой перекристаллизацией). Полный и неполный отжиг. Изотермический отжиг. Сфероидизирующие отжиги (отжиги на зернистый цементит).

Нормализация стали. Закалка стали: полная и неполная. Закалочные среды и требования, предъявляемые к ним. Способы закалки: закалка при непрерывном охлаждении, прерывистая, ступенчатая, изотермическая. Закаливаемость, прокаливаемость сталей и факторы, влияющие на них. Методы определения.

Отпуск закаленных сталей. Превращения при отпуске. Виды и назначение отпусков.

Влияние закалки и отпуска на механические свойства сталей. Термическое улучшение стали.

Термомеханическая обработка сталей.

3.6 Поверхностные методы упрочнения

Упрочнение наклепом. Методы упрочнения. Закалка с индукционного нагрева (закалка ТВЧ) и другие виды. Стали, применяемые для поверхностной закалки. Особенности строения микроструктуры, уровень свойств. Химико-термическая обработка (ХТО) сталей (цементация, азотирование и совмещение обработки). Термическая обработка цементуемых и азотируемых деталей. Свойства деталей после ХТО. Назначение и область применения ХТО.

3.7 Легированные стали и сплавы

Классификация и маркировка легированных сталей. Влияние легирующих элементов на превращение в сталях и их прокаливаемость. Дефекты легированных сталей. Классификация сталей, охлажденных на воздухе, по микроструктуре и по назначению.

3.8 Инструментальные углеродистые и легированные стали и сплавы

Классификация и маркировка сталей. Требования, предъявляемые к инструментальным материалам. Инструментальные стали пониженной и повышенной (сложнолегированные) прокаливаемости. Быстрорежущие стали. Твердые сплавы. Материалы, применяемые для режущего, штампового и измерительного инструмента. Стали и сплавы для инструментов холодного и горячего деформирования. Получение инструмента методом порошковой металлургии.

3.9 Конструкционные углеродистые и легированные стали

Цементуемые углеродистые и легированные стали. Назначение легирования. Улучшаемые стали и цель легирования. Пружинные, шарикоподшипниковые и машиностроительные стали. Теплоустойчивые, износостойкие, коррозионно-стойкие, жаростойкие и жаропрочные стали. Высокопрочные и мартенситостареющие конструкционные стали.

Антифрикционные и конструкционные порошковые материалы. Композиционные материалы.

3.10 Цветные металлы и сплавы

Алюминий, медь, титан и их сплавы (литые, деформируемые, порошковые). Термическая обработка. Механические и технологические свойства. Подшипниковые сплавы. Области применения.

3.11 Неметаллические и композиционные материалы

Полимерные материалы (термопласты, эластотермопласты, реактопласты). Свойство и область применения пластиков и реактопластов.

Виды резиновых материалов. Процессы вулканизации резиновых материалов. Старение резины. Строение, свойства и области применения.

Композиционные материалы. Классификация. Понятие матрицы и наполнителя. Уровень свойств. Область применения.

Получение порошковых материалов, их преимущества и недостатки. Конструкционные, инструментальные порошковые материалы, материалы со специальными свойствами. Области применения порошковых материалов.

3.12 Экономическая эффективность применения различных материалов

Сравнительные данные стоимости углеродистых, легированных сталей, цветных металлов и их сплавов; сплавов, полученных методом порошковой металлургии.

Себестоимость различных операций термической, химико-термической обработок, пластической деформации и других методов упрочнения материалов.

Рациональные области применения металлических и неметаллических материалов

4. Темы лабораторных работ, рекомендуемые для выполнения

4.1. Изучение процесса кристаллизации.

4.2. Структурные методы исследования металлов и сплавов (микро- и макроанализ).

4.3. Исследование превращений в сплавах методом термического анализа (построение диаграммы состояния).

4.4. Влияние углерода на структуру и свойства сплавов железо-углерод.

4.5. Влияние режимов термообработки на структуру и свойства стали.

5. Задания на контрольную работу

Вариант 1

1. Что такое ликвация? Виды ликвации, причины их возникновения и способы устранения.

2. Дайте определение ударной вязкости (KCV). Опишите методику измерения этой характеристики механических свойств металла.

3. Вычертите диаграмму состояния железо - карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 3,6 % С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре, и как такой сплав называется?

4. Назначьте температуру закалки, охлаждающую среду и температуру отпуска пружин из стали 70. Опишите сущность происходящих превращений, микроструктуру и свойства стали после термической обработки.

5. Классифицируйте сплавы и укажите их полный химический состав:

1. 05

2. ВЧ50-7

3. 9ХВГ

4. 12Х2Н4А

5. БрО10Ф1

6. AMг2

7. 15X5M

Вариант 2

1. Как и почему скорость охлаждения при кристаллизации влияет на строение слитка?

2. Из листа свинца путем прокатки при комнатной температуре была получена тонкая фольга. Твердость и прочность этой фольги оказались такими же, как у исходного листа. Объясните, какие процессы происходили при пластической деформации свинца, и какими изменениями структуры и свойств они сопровождались.

3. Вычертите диаграмму состояния железо-карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 0,8 % С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре, и как такой сплав называется?

4. 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 400 НВ. Опишите превращения на всех этапах термической обработки и получаемую структуру.

5. Классифицируйте сплавы и укажите их полный химический состав:

1. Ст З кп

2. СЧ21

3. Р18К5Ф2

4. 08Х18Н10

5. Л96

6. САП-1

7. 40Х9С2

Вариант 3

1. Опишите физическую сущность и механизм процесса кристаллизации.

2. Для чего проводится рекристаллизационный отжиг? Как называется режим этого вида обработки? Приведите несколько конкретных примеров.

3. Вычертите диаграмму состояния железо-карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 0,4 % С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре, и как такой сплав называется?

4. С помощью диаграммы состояния железо-цементит установите температуру полной и неполной закалки стали 45 и опишите структуру и свойства стали после каждого вида термической обработки.

5. Классифицируйте сплавы и укажите их полный химический состав:

1. У11

2. ВЧ70-2

3. ВК6

4. 09Г2ФБ

5. БрО8С12

6. Ал2

7. ШХ15 - Ш

Вариант 4

1. Начертите диаграмму состояния для случая ограниченной растворимости компонентов в твердом виде. Укажите структурные составляющие во всех областях этой диаграммы и опишите строение типичных сплавов различного состава, встречающих в этой системе.

2. Опишите сущность явления наклепа и примеры его практического использования.

3. Вычертите диаграмму состояния железо-карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 1,1 % С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре, и как такой сплав называется?

4. Используя диаграмму состояния железо-цементит, установите температуры нормализации, отжига и закалки для стали У12. Охарактеризуйте эти режимы термической обработки и опишите структуру и свойства стали после каждого вида обработки.

5. Классифицируйте сплавы и укажите их полный химический состав:

1. 35

2. КЧ60-3

3. Т30К

4. 30ХНЗМ2ФА

5. Л63

6. Д1

7. 12ХМФ

Вариант 5

1. Опишите явление полиморфизма в приложении к железу. Какое практическое значение оно имеет?

2. Как изменяются свойства деформированного металла при нагреве, какие процессы происходят при этом?

3. Вычертите диаграмму состояния железо-карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 1,6 % С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре, и как такой сплав называется?

4. Плашки из стали У11А закалены: первая - от температуры 7600С, вторая - от температуры 8500С. Используя диаграмму состояния железо - цементит, укажите температуру закалки, объясните, какая из этих плашек закалена правильно, имеет более высокие режущие свойства и почему.

5. Классифицируйте сплавы и укажите их полный химический состав:

1. 08

2. СЧ10

3. Р9К10

4.50Х25Н35Б5К15

5. ЛЖС58 -1-1

6. Б83

7. 12Х17.

Вариант 6

1. В чем сущность процесса модифицирования? Приведите пример использования модификаторов для повышения свойств литейных алюминиевых сплавов?

2. В чем различие между холодной и горячей пластической деформацией. Опишите особенности обоих видов деформации?

3. Вычертите диаграмму состояния железо-карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 5,0 % С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре, и как такой сплав называется?

4. Сталь 40 подвергалась закалке от температур 760 и 8400С. С помощью диаграммы состояния железо - цементит укажите, какие структуры образуются в каждом случае. Объясните причины образования разных структур и рекомендуйте оптимальный режим нагрева под закалку данной стали.

5. Классифицируйте сплавы и укажите их полный химический состав:

1. 10

2. КЧ50-5

3. ХВ4

4.06Х23Н28МЗДЗТ

5. БрО10

6. БК

7. 45Х

Вариант 7

1. Охарактеризуйте особенности металлического типа связи и основные свойства металлов.

2. Какими стандартными характеристиками механических свойств оценивается прочность металлов и сплавов? Как эти характеристики определяются?

3. Вычертите диаграмму состояния железо-карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 4,8 % С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?

4. Почему для изготовления инструмента применяется сталь с исходной структурой зернистого перлита? В результате какой термической обработки можно получить эту структуру? Приведите конкретный режим для любой инструментальной стали.

5. Классифицируйте сплавы и укажите их полный химический состав:

1. Ст5сп

2. СЧ40

3. ТТ20К9

4. Х13Ю4

5. БрАЖМц10-3-1,5

6. Ал4

7. 50ХН

Вариант 8

1. Опишите явление полиморфизма в приложении к титану. Какое практическое значение оно имеет?

2. Каким способом можно восстановить пластичность холоднокатаной медной ленты? Назначьте режим термической обработки и опишите сущность происходящих процессов.

3. Вычертите диаграмму состояния железо-карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 1,4 % С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?

4. Режущий инструмент требуется обработать на максимальную твердость. Для его изготовления выбрана сталь У13А. Назначьте режим термической обработки, опишите структуру и свойства стали.

5. Классифицируйте сплавы и укажите их полный химический состав:

1. А12

2. ВЧ80 - 2

3. 5ХГМ

4. 18Х2Н4МА

5. Л90

6. САП-2

7. 30Х

Вариант 9

1. Опишите линейные несовершенства кристаллического строения. Как они влияют на свойства металлов и сплавов?

2. В чем различие между упругой и пластической деформацией?

3. Вычертите диаграмму состояния железо-карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 0,5 % С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?

4. Режущий инструмент из стали У10 был перегрет при закалке. Чем вреден перегрев и как можно исправить этот дефект? Произведите исправление структуры и назначьте режим термической обработки, обеспечивающий нормальную работу инструмента. Опишите его структуру и свойства.

5. Классифицируйте сплавы и укажите их полный химический состав:

1. 50

2. КЧ33-8

3. 70С3А

4. 15ХСНД

5. БрО3Ц7С5Н1

6. Д16

7. 40ХФА

Вариант 10

1. Как влияет степень частоты металла или наличие примесей в сплаве на протекание процесса кристаллизации?

2. Как и почему изменяется плотность дислокаций при пластической деформации? Влияние дислокаций на свойства металлов.

3. Вычертите диаграмму состояния железо-карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 4,5 % С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре, и как такой сплав называется?

4. После закалки углеродистой стали была получена структура, состоящая из феррита и мартенсита. Проведите на диаграмме состояния железо - цементит ординату, соответствующую составу заданной стали (примерно), укажите принятую в данном случае температуру нагрева под закалку. Как называется такая обработка? Какие превращения произошли при нагреве и охлаждении стали?

5. Классифицируйте сплавы и укажите их полный химический состав:

1. Ст1кп

2. СЧ15

3. Т5К10

4. 25Н25М4Г

5. БрБ2,5

6. АМц2

7. 12МХ

Вариант 11

1. Что такое переохлаждение и как оно влияет на величину зерна кристаллизующего металла?

2. Какие процессы протекают при нагреве деформированного металла выше температуры рекристаллизации? Как изменяются при этом структура и свойства?

3. Вычертите диаграмму состояния железо-карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 0,6 % С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре, и как такой сплав называется?

4. Изделия из стали 45 требуется подвергнуть улучшению. Назначьте режим термической обработки, опишите сущность происходящих превращений, структуру и свойства стали после обработки.

5. Классифицируйте сплавы и укажите их полный химический состав:

1. Ст0

2. КЧ37 -12

3. ХВГ

4. 30Х9Н8М4Г2С2

5. Л85

6. САП -1

7. 15Х

Вариант 12

1. Что такое мозаичная (или блочная) структура металла?

2. Что такое временное сопротивление разрыву (ув)? Как определяется эта характеристика механических свойств металла?

3. Вычертите диаграмму состояния железо-карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 5,5 % С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре, и как такой сплав называется?

4. Требуется произвести поверхностное упрочнение изделий из стали 15. Назначьте вид обработки, опишите технологию, происходящие в стали превращения, структуру и свойства поверхности и сердцевины изделия.

5. Классифицируйте сплавы и укажите их полный химический состав:

1. 60

2. СЧ10

З..ХВ4Ф

4. 38Х2МЮА

5. БрОФ7 - 0,2

6. Б83

7. 110Г13Л

Вариант 13

1. От каких основных факторов зависит величина зерна закристаллизовавшего металла и почему?

2. Каким видом пластической деформации (холодной или горячей) является деформирование железа при температуре 5000С. Объясните, как при этом изменяется структура и свойства железа?

3. Вычертите диаграмму состояния железо - карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 1,9 % С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре, и как такой сплав называется?

4. Детали машин из стали 40 закалены: одни - от температуры 7600С, а другие - от температуры 8300С. Используя диаграмму состояния железо- цементит, нанесите выбранные температуры нагрева и объясните, какие из этих деталей имеют более высокую твердость и лучшие эксплуатационные свойства и почему.

5. Классифицируйте сплавы и укажите их полный химический состав:

1. Ст.5пс

2. ВЧ100-2

3. ВК4

4. 20Х25Н20С2

5. ЛО62-2

6. Д16

7. 40Х13

Вариант 14

1. Как влияют дислокации на механические свойства металлов?

2. Объясните характер и природу изменения свойств металла при пластической деформации.

3. Вычертите диаграмму состояния железо-карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 1,3 % С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре, и как такой сплав называется?

4. В структуре углеродистой стали 30 после закалки не обнаруживается остаточного аустенита, а структуре стали У12 наблюдается до 30 % остаточного аустенита. Объясните причину этого явления. Какой обработкой можно устранить остаточный аустенит?

5. Классифицируйте сплавы и укажите их полный химический состав:

1. 55

2. СЧ21

3. Х6ВФ

4. 38ХНЗМФА

5. БрО8Ц4

6. АМг6

7. 40Г

Вариант 15

1. Какими свойствами обладают металлы, и какими особенностями типа связи эти свойства обусловлены?

2. Какая температура разделяет районы холодной и горячей пластической деформаций и почему? Рассмотрите на примере меди.

3. Вычертите диаграмму состояния железо-карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 4,3 % С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре, и как такой сплав называется?

4. Сталь 45 подвергалась отжигу при температурах 830 и 10000С. Опишите превращения, происходящих при данных режимах отжига, укажите, какие образуются структуры, и объясните причины получения различных структур и свойств. Дайте определение процесса отжига и рекомендуйте оптимальную температуру нагрева.

5. Классифицируйте сплавы и укажите их полный химический состав:

1. А30

2. КЧ70 - 2

3. 65Г

4. 50Х20Н35С2Б

5. БрА7

6. САС

7. ШХ4

Вариант 16

1. Что представляют собой твердые растворы замещения и внедрения. Приведите примеры?

2. Как и почему при холодной пластической деформации изменяются свойства металла?

3. Вычертите диаграмму состояния железо-карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 0,8 % С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре, и как такой сплав называется?

4. С помощью диаграммы состояния железо-цементит определите температуру нормализации, отжига и закалки для стали 30. Охарактеризуйте эти режимы термической обработки и опишите структуру и свойства стали после каждого вида обработки.

5. Классифицируйте сплавы и укажите их полный химический состав:

У9

СЧ40

4Х5МФС

Х18Н10Т

ЛО90-1

БН

15ХФ

Вариант 17

1. Что такое мозаичная (или блочная) структура металла?

2. Что такое временное сопротивление разрыву (ув)? Как определяется эта характеристика механических свойств металла?

3. Вычертите диаграмму состояния железо - карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 5,5% С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре, и как такой сплав называется?

4. Режущий инструмент из стали У10 был перегрет при закалке. Чем вреден перегрев, и как можно исправить этот дефект? Произведите исправление структуры и назначьте режим термической обработки, обеспечивающий нормальную работу инструмента. Опишите его структуру и свойства.

5. Классифицируйте сплавы и укажите их полный химический состав:

1. А40Г

2. ВЧ38-17

3. Р18

4. 35Х24Н24Б

5. БрС30

6. АМг2

7. 16ГС

Вариант 18

1. От каких основных факторов зависит величина зерна закристаллизовавшегося металла и почему?

2. Каким видом пластической деформации (холодной или горячей) является деформирование железа при температуре 500°С? Объясните, как при этом изменяются структура и свойства железа.

3. Вычертите диаграмму состояния железо - карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 1,9 % С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре, и как такой сплав называется?

4. Используя диаграмму состояния железо-цементит и график зависимости твердости от температуры отпуска, назначьте режим термической обработки (температуру закалки, охлаждающую среду и температуру отпуска) различных приспособлений из стали 45 Опишите превращения, происходящие на всех этапах термической обработки, получаемую структуру.

5. Классифицируйте сплавы и укажите их полный химический состав:

1. А40Г

2. ВЧ38-17

3. Р18

4. 35Х24Н24Б

5. БрС30

6. АМг2

7. 16ГС

Вариант 19

1. Как влияют дислокации на механические свойства металлов?

2. Объясните характер и природу изменения свойств металла при пластической деформации.

3. Вычертите диаграмму состояния железо - карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 1,3 % С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре, и как такой сплав называется?

4. С помощью диаграммы состояния железо-цементит определите температуру нормализации, отжига и закалки для стали 30. Охарактеризуйте эти режимы термической обработки и опишите структуру и свойства стали после каждого вида обработки.

5. Классифицируйте сплавы и укажите их полный химический состав:

Ст4кп

СЧ18

5ХНВС

10Х17Н13М2Т

ЛАН59-3-2

Б16

35Х

Вариант 20

1. Объясните механизм влияния различного типа модификаторов на строение литого металла.

2. Для каких практических целей применяется наклеп? Объясните сущность этого явления.

3. Вычертите диаграмму состояния железо - карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 3,1 % С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре, и как такой сплав называется?

4. После закалки углеродистой стали была получена структура, состоящая из феррита и мартенсита. Проведите на диаграмме состояния железо-цементит ординату, соответствующую составу заданной стали (примерно), укажите принятую в данном случае температуру нагрева под закалку. Как называется такая обработка? Какие превращения произошли при нагреве и охлаждении стали?

5. Классифицируйте сплавы и укажите их полный химический состав:

30

КЧ80-1.5

ВК8

12Х17Г9АН4

БрО5С25

ВК2

14ХГС

Вариант 21

1. Что представляют собой твердые растворы замещения и внедрения? Приведите примеры.

2. Как и почему при холодной пластической деформации изменяются свойства металлов?

3. Вычертите диаграмму состояния железо - карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 0,8 % С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?

4. Сталь 40 подверглась закалке от температур 760 и 840° С. Используя диаграмму состояния железо-цементит, укажите выбранные температуры нагрева и опишите превращения, которые произошли при двух режимах закалки. Какому режиму следует отдать предпочтение и почему?

5. Классифицируйте сплавы и укажите их полный химический состав:

У7

СЧ10

Р10К5Ф5

20Х2Н4А

ЛЖМц59-1-1

Ал8

50Г2

Вариант 22

1. Какими свойствами обладают металлы, и какими особенностями типа связи эти свойства обусловлены?

2. Какая температура разделяет районы холодной и горячей пластической деформации и почему? Рассмотрите на примере меди.

3. Вычертите диаграмму состояния железо-карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 4,3 % С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре, и как такой сплав называется?

4. С помощью диаграммы состояния железо-цементит определите температуру нормализации, отжига и закалки для стали У10. Охарактеризуйте эти виды термической обработки и опишите структуру и свойства стали после каждого режима обработки.

5. Классифицируйте сплавы и укажите их полный химический состав:

А20

ВЧ50

60С2

Х23Ю5Т

БрОФ4-0,25

Ал2

7. ШХ20ГС

Вариант 23

1. Опишите условия получения мелкозернистой структуры металла при самопроизвольно развивающейся кристаллизации.

2. Что такое холодная пластическая деформация? Как при этом изменяются структура и свойства металла?

3. Вычертите диаграмму состояния железо - карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 1,6 % С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре, и как такой сплав называется?

4. Каковы причины возникновения внутренних напряжений при закалке? Каким способом можно предохранить изделие от образования закалочных трещин?

5. Классифицируйте сплавы и укажите их полный химический состав:

75

ВЧ35-20

Р6М5

18Х2Н4А

БрОФ4-0,25

САС

30ХМ-Ш

Вариант 24

1. Каковы характерные свойства металлов и чем они определяются?

2. Как устанавливается температура порога рекристаллизации металла и сплава? Приведите несколько конкретных примеров.

3. Вычертите диаграмму состояния железо - карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 0,3 % С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре, и как такой сплав называется?

4. После закалки углеродистой стали была получена структура мартенсит + цементит. Нанесите на диаграмму состояния железо-цементит ординату (примерно) обрабатываемой стали, укажите температуру ее нагрева под закалку. Опишите превращения, которые произошли при нагреве и охлаждении стали.

5. Классифицируйте сплавы и укажите их полный химический состав:

25

КЧ45-7

ВК25

38ХНЗМА

ЛН65 - 5

Д16

60Х13

Вариант 25

1. Как влияет степень переохлаждения на величину зерна при кристаллизации?

2. Что такое относительное удлинение (д%)? Как определяется эта характеристика механических свойств металла?

3. Вычертите диаграмму состояния железо - карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 4,0 %С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре, и как такой сплав называется?

4. Что такое нормализация? Используя диаграмму состояния железо-цементит, назначьте температуру нормализации любой доэвтектоидной и любой заэвтектоидной стали. Опишите превращения, происходящие в сталях при выбранном режиме обработки, получаемую структуру и свойства.

5. Классифицируйте сплавы и укажите их полный химический состав:

Ст З пс

КЧ30-6

ВК20

03Н11К10М2Т

Л80

Д1

7. 20Х13

Вариант 26

1. Опишите явление полиморфизма в приложении к олову.

2. Какая температура разделяет районы холодной и горячей пластической деформации и почему? Рассмотрите на примере железа.

3. Вычертите диаграмму состояния железо-карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 3,8 % С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре, и как такой сплав называется?

4. Используя диаграмму состояния железо-цементит, определите температуру полного и неполного отжига и нормализации для стали 40. Охарактеризуйте эти режимы термической обработки и опишите изменение структуры и свойств стали в процессе каждого вида обработки.

5. Классифицируйте сплавы и укажите их полный химический состав:

65

СЧ18

4ХВ2С

30Х2ГСН2ВМ

ЛС64 - 2

САП - 3

7. 20Х

Вариант 27

1. Начертите диаграмму состояния для случая полной нерастворимости компонентов в твердом виде. Укажите структурные составляющие во всех областях этой диаграммы и опишите строение типичных сплавов различного состава, встречающихся в этой системе.

2. В чем сущность и назначение дробеструйной обработки?

3. Вычертите диаграмму состояния железо - карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграмму, Опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 1,0 % С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре, и как такой сплав называется?

4. Детали машин из стали 40 закалены: одни - от температуры 760°С, а другие - от температуры 830° С. Используя диаграмму состояния железо-цементит, нанесите выбранные температуры нагрева и объясните, какие из этих деталей имеют более высокую твердость и лучшие эксплуатационные свойства и почему.

5. Классифицируйте сплавы и укажите их полный химический состав:

Ст6сп

ВЧ45-9

Р9М4К8

03Н12К15М10

БрО4Ц4С17

Ал9

7. 40ХН

Вариант 28

1. Какие из распространенных металлов имеют объемноцентированную кубическую решетку? Начертите элементарную ячейку, укажите ее параметры, координационное число.

2. Укажите назначение и выбор режима рекристаллизационного отжига. Рассмотрите на примере алюминия.

3. Вычертите диаграмму состояния железо-карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 3,5 % С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре, и как такой сплав называется?

4. В структуре углеродистой стали 30 после закалки не обнаруживается остаточного аустенита, а в структуре стали У12 наблюдается до 30% остаточного аустенита. Объясните причину этого явления. Какой обработкой можно устранить остаточный аустенит?

5. Классифицируйте сплавы и укажите их полный химический состав:

Ст4пс

СЧ15

60С2Н2А

08Х17Т

ЛАЖН60-1-1

Б83

7. 14Г2

Вариант 29

1. Объясните сущность явления дендритной ликвации и методы ее устранения.

2. Какими стандартными характеристиками механических свойств оценивается пластичность металлов и сплавов? Как они определяются?

3. Вычертите диаграмму состояния железо - карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 1,2 % С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре, и как такой сплав называется?

4. Как можно устранить крупнозернистую структуру в кованой стали 30? Используя диаграмму состояния железо-цементит, обоснуйте выбор режима термической обработки для исправления структуры. Опишите структурные превращения и характер изменения свойств.

5. Классифицируйте сплавы и укажите их полный химический состав:

У8

ВЧ80-2

Т15К6

10Х20НЗЗБ

БрОФб,5-0,4

Ал19

7. 30Х13

Вариант 30

1. Опишите явление полиморфизма в приложении к цирконию. Начертите элементарные кристаллические ячейки, укажите их параметры и координационное число.

2. В чем сущность явления наклепа, и какое он имеет практическое использование?

3. Вычертите диаграмму состояния железо - карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 1,1 % С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре, и как такой сплав называется?

4. Шестерни из стали 45 закалены: первая - от температуры 740°С, а вторая - от 820°С. Используя диаграмму состояния железо-цементит, нанесите выбранные температуры нагрева и объясните, какая из этих шестерен имеет более высокую твердость и лучшие эксплуатационные свойства и почему.

5. Классифицируйте сплавы и укажите их полный химический состав:

35

КЧ55-4

5ХНМ

10Х11Н2В2МФ

ЛЖС58 -1.1

САС

7. 20Х2С

Вариант 31

1. Что такое твердый раствор? Виды твердых растворов, примеры.

2. Под действием каких напряжений происходит пластическая деформация и как при этом изменяются структура и свойства металла?

3. Вычертите диаграмму состояния железо - карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 0,8 % С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре, и как такой сплав называется?

4. Используя диаграмму состояния железо-цементит, определите температуру полного и неполного отжига и нормализации для стали 15. Охарактеризуйте эти режимы термической обработки и опишите микроструктуру и свойства стали.

5. Классифицируйте сплавы и укажите их полный химический состав:

А12

СЧ45

Р6М5К5

09Г2

БрО11Н4СЗ

АМц

7. 16Г2АФ

Вариант 32

1. Как влияет скорость охлаждения на строение кристаллизующегося металла? Объясните сущность воздействия.

2. Какая термическая обработка применяется после холодной пластической деформации для устранения наклепа? Обоснуйте выбор режима (на примере алюминия) и опишите происходящие превращения.

3. Вычертите диаграмму состояния железо - карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 1,5 % С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре, и как такой сплав называется?

4. В чем преимущества и недостатки поверхностного упрочнения стальных изделий при нагреве токами высокой частоты по сравнению с упрочнением методом цементации? Назовите марки стали, применяемые для этих видов обработки.

5. Классифицируйте сплавы и укажите их полный химический состав:

1. Ст6пс

2. ВЧ70- 2

3. Р6М5

4. Х20Н80

5. БрАЖН10-4-4

6. Ал27

7. 15Х28

Вариант 33

1. Начертите диаграмму состояния для случая образования эвтектики, состоящей из ограниченных твердых растворов. Опишите строение различных сплавов, образующихся в этой системе.

2. Как изменяется плотность дислокаций при пластической деформации металлов? Влияние дислокаций на свойства металла.

3. Вычертите диаграмму состояния железо - карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила Фаз) для сплава, содержащего 0,4 % С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре, и как такой сплав называется?

4. Используя диаграмму состояния железо - цементит, опишите структурные превращения, происходящие при нагреве любой заэвтектоидной стали. Покажите критические точки Ac1 и Аст для выбранной вами стали, установите оптимальную температуру нагрева этой стали под закалку. Охарактеризуйте процесс закалки, опишите происходящие превращения и получаемую структуру.

5. Классифицируйте сплавы и укажите их полный химический состав:

1. 20

2. СЧ35

3. ВКЗ

4. 35Х5МСА

5. Л60

6. Ал7

7. ШХ15

Учебная литература

6.1. Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение: Учебник для вузов. 3-е изд. М.: Машиностроение, 1990. 528 с.

6.2. Гуляев А.П. Металловедение: Учебник для вузов. 6-е изд. М.: Металлургия, 1986. 544 с.

6.3. Материаловедение: Учебник для вузов /Под общ. ред. Б.Н. Арзомасова. 2-е изд. М.: Машиностроение, 1986. 384 с.

6.4. Лахтин Ю.М. Металловедение и термическая обработка металлов: Учебник для вузов. 4-е изд. М.: Металлургия,1993. 448 с.

6.5. Термическая обработка в машиностроении: Справочник / Под ред. Ю.М. Лахтина, Рахштадта А.Г. М.: Машиностроение,1980. 783 с.

6.6. Сорокин В.Г. Марочник сталей и сплавов / В.Г. Сорокин, А.В. Волосникова, С.А. Вяткин и др.; Под общ.ред. В.Г. Сорокина. М.: Машиностроение, 1989. 640 с.

Условные обозначения некоторых свойств материалов

ув- временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа;

у0,5 - предел упругости, МПа;

у0,2 - предел текучести условный, МПа;

ш - относительное сужение, %;

KCU, КСV - ударная вязкость, определенная на образце с концентраторами соответственно вида U и V, Дж/см2;

HRC - твердость по Роквеллу (шкала С);

HRB - твердость по Роквеллу (шкала В);

НВ - твердость по Бринеллю;

НV - твердость по Виккерсу;

HSD - твердость по Шору;

Е -модуль упругости нормальный, ГПа.

Приложение 1

Обозначения химических элементов в марках легированных сталей

Обозначение химического элемента в таблице Менделеева

Название химического элемента

Буквенное обозначение легирующего элемента

N

Азот

А (если стоит в середине марки)

Co

Кобальт

К

Ti

Титан

Т

Nb

Ниобий

Б

Mo

Молибден

М

С

Углерод

У

W

Вольфрам

В

Ni

Никель

Н

V

Ванадий

Ф

Mn

Марганец

Г

P

Фосфор

П

Cr

Хром

Х

Cu

Медь

Д

B

Бор

Р (ес...


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.