Материаловедение

Вариант 36

1. Из листа олова (температура плавления 232 °С) путем прокатки при комнатной температуре была получена тонкая фольга. Твердость и прочность ее оказались такими же, как у исходного листа. Объясните, какие процессы происходили при пластической деформации олова, и какими изменениями структуры и свойств они сопровождались?

2. Вычертите диаграмму состояния «железо – карбид железа», укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите фазовые и структурные превращения в сплаве, содержащем 4,0% 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 800 °С.

3. Используя диаграмму состояния «железо – карбид железа», установите температуру нормализации, закалки и отжига для стали 40. Охарактеризуйте эти режимы термообработки и опишите структуру и свойства стали после каждого вида обработки.

4. В результате обработки крупные детали, работающие при значительных динамических нагрузках, должны получить твердую износостойкую поверхность и вязкую сердцевину. Для их изготовления использована сталь 12Х2Н4А. 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. Дайте подробное объяснение, в чем заключаются особенности упрочняющей термообработки магниевых сплавов по сравнению с термообработкой алюминиевых сплавов.

Вариант 37

1. Объясните, почему деформирование свинца при комнатной температуре считают горячим (температура плавления свинца 327 °С), а деформирование вольфрама при 1000 °С является холодным (температура плавления вольфрама 3410 °С).

2. Вычертите диаграмму состояния «железо – карбид железа», укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите фазовые и структурные превращения в сплаве, содержащем 4,1% 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 800 °С.

3. 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 превращения структуры стали.

4. Для изготовления деталей, работающих в окислительной атмосфере при 800°С, выбрана сталь 12Х18Н9Т. Укажите примерный состав (в соответствии с маркой) и определите структурный класс стали, обоснуйте выбор стали для данных условий работы. Объясните назначение хрома в данной стали. Назначьте термообработку, охарактеризуйте свойства стали.

5. Что такое резина? В чем состоит процесс вулканизации? Опишите (в общем) состав и свойства резин.

Вариант 38

1. Деформирование магния производят при температуре 350÷450 °С. Объясните такой выбор с позиций влияния типа кристаллической решетки на свойства (пластичность) металла. Каким видом деформирования (горячим или холодным) является этот процесс (температура плавления магния 650 °С)? Опишите сущность процессов, происходящих при этом.

2. Вычертите диаграмму состояния «железо – карбид железа», укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите фазовые и структурные превращения в сплаве, содержащем 4,2% 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. Что такое нормализация? Используя диаграмму состояния «железо – карбид железа», укажите температуру нормализации стали 45 и стали У12. Опишите превращения, происходящие в стали при выбранном режиме обработки, получаемую структуру и свойства. С какой целью может назначаться нормализация?

4. Для изготовления деталей крупных подшипников качения выбрана сталь ШХ15СГ. Расшифруйте марку стали, приведите примерный химический состав данной стали. Назначьте режим упрочняющей термообработки. Опишите сущность происходящих при термообработке превращений, микроструктуру и свойства стали.

5. Детали из латуни Л59 получают горячим деформированием. Объясните это, используя диаграмму состояния медь-цинк. Приведите состав, структуру и свойства этой латуни.

Вариант 39

1. Что такое вязкость материалов? При каких испытаниях определяются стандартные характеристики, позволяющие оценить данное свойство? Приведите описание метода и виды образцов, применяемых при этих испытаниях. В каких единицах измеряется ударная вязкость?

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. Вычертите диаграмму изотермического превращения аустенита для стали У8. Нанесите на нее кривую охлаждения при термической обработке, обеспечивающей получение твердости 50 HRC. Укажите, как называется этот режим, и какая структура при этом получается. Опишите сущность происходящих превращений.

4. Выберите одну из марок серого чугуна для изготовления деталей, работающих при высоких нагрузках или в тяжелых условиях износа. Укажите состав, обработку, структуру и механические свойства. Охарактеризуйте общие свойства серых чугунов.

5. Приведите марку титанового псевдо –α-сплава. Охарактеризуйте преимущества и недостатки сплавов этой группы. Опишите состав и свойства, области применения выбранного сплава.

Вариант 40

1. Начертите диаграмму состояния двухкомпонентного сплава для случая ограниченной растворимости компонентов в твердом виде с эвтектикой. 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 4,4% 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. Изделия из стали 50 требуется подвергнуть улучшению. Используя диаграмму состояния «железо – карбид железа», назначьте режим термической обработки, опишите сущность происходящих превращений, структуру и свойства стали после обработки.

4. Для изготовления машинных метчиков выбрана сталь Р10К5Ф5. Расшифруйте марку стали, приведите примерный химический состав данной стали. Назначьте режим упрочняющей термообработки. Опишите сущность происходящих при термообработке превращений, микроструктуру и главные свойства метчиков после термообработки.

5. Для изготовления деталей самолетов выбран сплав ВТ22. Укажите его состав, определите класс сплава по структуре. Назначьте режим упрочняющей термообработки, опишите превращения в структуре сплава, окончательную структуру и свойства.