Материаловедение

Вариант 46

1. Для магния (температура плавления 650 °С) назначьте режимы холодного и горячего деформирования, подробно объясните сущность процессов, протекающих при этом, а также изменения структуры и свойств металла.

2. Вычертите диаграмму состояния «железо – карбид железа», укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите фазовые и структурные превращения в сплаве, содержащем 0,75% углерода, при охлаждении из жидкого состояния. Постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз Гиббса) для этого сплава. Какова структура сплава при комнатной температуре, как сплав называется? По правилу Курнакова определите количественное соотношение фаз в сплаве при температуре 1400 °С

3. Используя диаграмму состояния «железо – карбид железа», установите температуру нормализации, закалки и отжига для стали У12. Охарактеризуйте эти режимы термообработки, укажите, с какой целью назначается каждый режим. Опишите структуру стали после каждого вида обработки.

4. В результате обработки шестерни должны получить твердую износостойкую поверхность и вязкую сердцевину. Для их изготовления использована сталь 25ХГМ. Расшифруйте марку стали, приведите примерный химический состав данной стали. Назначьте режим химико-термической и упрочняющей термической обработки. Опишите сущность происходящих при термообработке превращений, микроструктуру и свойства поверхности и сердцевины шестерни после всей обработки.

5. Какие группы легирующих элементов в титановых сплавах вы знаете? Каково их влияние на свойства? Приведите классификацию титановых сплавов по структуре в равновесном состоянии.

Вариант 47

1. Объясните, какие параметры и как влияют на размер зерна сплава после рекристаллизации? Какое практическое значение это имеет?

2. Вычертите диаграмму состояния «железо – карбид железа», укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите фазовые и структурные превращения в сплаве, содержащем 4,3% углерода, при охлаждении из жидкого состояния. Постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз Гиббса) для этого сплава. Какова структура сплава при комнатной температуре, как сплав называется? По правилу Курнакова определите количественное соотношение фаз в сплаве при температуре 900°С

3. При непрерывном охлаждении стали У8 получена структура мартенсит и троостит. Нанесите на диаграмму изотермического превращения аустенита кривую охлаждения, обеспечивающего получение данной структуры. Укажите интервалы температур превращений и опишите характер превращений в каждом из них.

4. Для изготовления роликовых подшипников железнодорожного транспорта выбрана сталь ШХ4. Расшифруйте марку стали, приведите примерный химический состав данной стали. Назначьте температуру закалки и отпуска, охлаждающие среды. Опишите сущность происходящих при термообработке превращений, микроструктуру и свойства стали.

5. Охарактеризуйте сплавы, относящиеся к группе титановых a-сплавов. Приведите марки этих сплавов, их химический состав, механические свойства, области применения.

Вариант 48

1. Для железа (температура плавления 1539 °С) назначьте режимы холодного и горячего деформирования, подробно объясните сущность процессов, протекающих при этом, а также изменения структуры и свойств металла.

2. Вычертите диаграмму состояния «железо – карбид железа», укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите фазовые и структурные превращения в сплаве, содержащем 5,0% углерода, при охлаждении из жидкого состояния. Постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз Гиббса) для этого сплава. Какова структура сплава при комнатной температуре, как сплав называется? По правилу Курнакова определите количественное соотношение фаз в сплаве при температуре 900 °С

3. После термообработки углеродистой заэвтектоидной стали получена структура мартенсит отпуска и цементит. Нанесите на диаграмму состояния «железо – карбид железа» ординату, соответствующую составу заданной стали (примерно), и обоснуйте выбор температуры нагрева этой стали под закалку. Также укажите температуру отпуска. Опишите превращения, которые произошли на каждом этапе термообработки.

4. Для изготовления деталей, работающих в сильно агрессивных средах, выбрана сталь 12Х18Н10Т. Расшифруйте марку стали, приведите примерный химический состав данной стали, определите класс стали по структуре. Объясните назначение легирующих элементов. Назначьте термообработку, охарактеризуйте свойства стали.

5. Опишите свойства, характерные деформируемым титановым псевдо-b-сплавам. Приведите марки этих сплавов, их химический состав, механические свойства, области применения.

Вариант 49

1. Что такое промежуточные фазы? Каково их влияние на свойства сплавов? Какие виды промежуточных фаз вы знаете?

2. Вычертите диаграмму состояния «железо – карбид железа», укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите фазовые и структурные превращения в сплаве, содержащем 6,0% углерода, при охлаждении из жидкого состояния. Постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз Гиббса) для этого сплава. Какова структура сплава при комнатной температуре, как сплав называется? По правилу Курнакова определите количественное соотношение фаз в сплаве при температуре 900 °С

3. Используя диаграмму состояния «железо – карбид железа» и кривую изменения твердости в зависимости от температуры отпуска, назначьте для стали 40 температуру закалки и температуру отпуска, необходимую для получения твердости 30 HRC.Опишите превращения на всех этапах обработки и получаемую структуру.

4. Для их изготовления упругих элементов, работающих в условиях сильных динамических нагрузок, использована сталь 60С2Н2А. Расшифруйте марку стали, приведите примерный химический состав данной стали. Назначьте типовую термообработку (температуру закалки и отпуска, охлаждающие среды). Опишите сущность происходящих при термообработке превращений, микроструктуру и свойства стали.

5. Приведите классификацию титановых сплавов по свойствам (назначению). Сплавы каких марок используются при криогенных температурах? Опишите их химический состав, структуру, свойства.

Вариант 50

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

2. Вычертите диаграмму состояния «железо – карбид железа», укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите фазовые и структурные превращения в сплаве, содержащем 5,5% углерода, при охлаждении из жидкого состояния. Постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз Гиббса) для этого сплава. Какова структура сплава при комнатной температуре, как сплав называется? По правилу Курнакова определите количественное соотношение фаз в сплаве при температуре 900 °С.

3. Как изменяются структура и свойства стали 40 и У12 в результате закалки от 750 и 850 °С? Объясните с применением диаграммы состояния «железо – карбид железа». Выберите оптимальный режим нагрева под закалку каждой стали и обоснуйте свой выбор, учитывая изменения структуры.

4. В результате термообработки крупногабаритные детали должны получить повышенную прочность по всему сечению (28÷35 HRC), Для их изготовления использована сталь 40ХН2МА. Расшифруйте марку стали, приведите примерный химический состав данной стали, определите группу стали. Назначьте типовую термообработку (температуру закалки и отпуска, охлаждающие среды). Опишите сущность происходящих при термообработке превращений, микроструктуру и свойства стали.

5. Для изготовления деталей самолетов выбран сплав АВ (авиаль). Расшифруйте состав этого сплава, укажите характеристики механических свойств. Опишите, каким способом проводится упрочнение этого сплава, объясните природу упрочнения.