Материаловедение

Вариант 31

1. Какой термической обработкой можно восстановить пластичность холоднодеформированных полос из стали 10? Назначьте режим термообработки и опишите сущность происходящих процессов, изменение структуры и свойств.

2. Вычертите диаграмму состояния «железо – карбид железа», укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите фазовые и структурные превращения в сплаве, содержащем 3,5% 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 800 °С.

3. Структура углеродистых сталей 50 и У8 после закалки и отпуска – мартенсит отпуска. Их твердость, соответственно: 50HRC и 60HRC. Используя диаграмму состояния «железо – карбид железа» и учитывая превращения, происходящие при отпуске, укажите температуру закалки и температуру отпуска для каждой стали. Опишите превращения, происходящие в этих сталях в процессе закалки и отпуска, и объясните, почему твердость стали У8 больше, чем твердость стали 50.

4. В результате обработки особо крупные ответственные червяки должны получить твердую износостойкую поверхность и вязкую сердцевину. Для их изготовления использована сталь 18Х2Н4МА. Расшифруйте марку стали, приведите примерный химический состав данной стали. Назначьте режим химико-термической и термической обработки. Опишите сущность происходящих при термообработке превращений, микроструктуру и свойства поверхности и сердцевины шестерни после всей обработки.

5. Дайте общую характеристику термопластичных пластмасс (состав, свойства, особенности поведения под нагрузкой). Приведите примеры важнейших термопластов.

Вариант 32

1. Приведите диаграмму растяжения металла. Какие основные характеристики механических свойств определяются при испытаниях на растяжение? Опишите их, приведите их единицы измерения.

2. Вычертите диаграмму состояния «железо – карбид железа», укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите фазовые и структурные превращения в сплаве, содержащем 3,6% 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. Вычертите диаграмму изотермического превращения аустенита для стали У8. Нанесите на нее кривую режима изотермической обработки, обеспечивающей получение твердости 25HRC. Укажите, как этот режим называется и какая структура при этом получается. Опишите сущность происходящих превращений.

4. Для изготовления деталей подшипников качения выбрана сталь ШХ15. Расшифруйте марку стали, приведите примерный химический состав данной стали, определите класс стали. Назначьте температуру закалки и отпуска, охлаждающие среды. Опишите сущность происходящих при термообработке превращений, микроструктуру и свойства стали.

5. Для изготовления высоконагруженных деталей несложной формы применяют сплав АК8. Приведите состав, опишите способ упрочнения сплава и объясните природу упрочнения. Укажите микроструктуру и характеристики механических свойств сплава после термообработки.

Вариант 33

1. Что такое наклеп, в чем причины его возникновения? Сохраняется ли наклеп при деформировании выше температуры рекристаллизации? Дайте подробное объяснение.

2. Вычертите диаграмму состояния «железо – карбид железа», укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите фазовые и структурные превращения в сплаве, содержащем 3,7% 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. После закалки углеродистой доэвтектоидной стали была получена структура, состоящая из феррита и мартенсита. Нанесите на диаграмму состояния «железо – карбид железа» ординату, соответствующую составу заданной стали (примерно), укажите принятую в данном случае температуру нагрева этой стали под закалку. Как называется такая обработка? Какие превращения произошли при нагреве и охлаждении стали?

4. Для изготовления деталей, работающих в активных коррозионных средах, выбрана сталь 08Х17Т. Расшифруйте марку стали, приведите примерный химический состав данной стали, определите класс стали по структуре. Объясните назначение легирующих элементов в данной стали. Назначьте термообработку, охарактеризуйте свойства стали. Каковы ее преимущества и недостатки?

5. Для деталей арматуры выбрана бронза БрОЦС4-4-2,5. Приведите примерный состав и объясните влияние легирующих элементов. Приведите характеристики механических свойств сплава.

Вариант 34

1. Прутки олова были деформированы при комнатной температуре. Объясните, почему эти прутки не упрочнились при деформировании; опишите процессы, протекающие при этом. При какой температуре деформирования будет возникать наклеп (температура плавления олова 232 °С)?

2. Вычертите диаграмму состояния «железо – карбид железа», укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите фазовые и структурные превращения в сплаве, содержащем 3,8% 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. Вычертите диаграмму изотермического превращения аустенита для стали У8. Нанесите на нее кривые охлаждения при обычной закалке, ступенчатой и изотермической закалке. Каковы преимущества и недостатки каждого из этих видов закалки?

4. Для изготовления прошивочных пуансонов выбрана сталь Р18. Расшифруйте марку стали, приведите примерный химический состав данной стали. Назначьте режим упрочняющей термообработки. Опишите сущность происходящих при термообработке превращений, микроструктуру и главные свойства пуансонов после термообработки.

5. Для изготовления деталей, работающих при температуре до 300 °С (поршни, головки цилиндров и пр.), применяют сплав АК4-1. Приведите состав, опишите способ упрочнения сплава и объясните природу упрочнения. Укажите микроструктуру и характеристики механических свойств сплава после термообработки.

Вариант 35

1. Что такое дендрит? Как и почему образуются дендриты при кристаллизации реального слитка? Приведите дендритную схему роста кристаллов и схему строения слитка.

2. Вычертите диаграмму состояния «железо – карбид железа», укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите фазовые и структурные превращения в сплаве, содержащем 3,9% 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» и кривую изменения твердости в зависимости от температуры отпуска, назначьте для стали 60 температуру закалка и температуру отпуска, необходимую для получения твердости 44÷48 HRC.Опишите превращения на всех этапах обработки и получаемую структуру.

4. Для изготовления штампов выбрана сталь 6ХС. Расшифруйте марку стали, приведите примерный химический состав данной стали. Назначьте режим упрочняющей термообработки. Опишите сущность происходящих при термообработке превращений, микроструктуру и главные свойства штампов после термообработки.

5. Для деталей арматуры выбрана бронза БрО10Ф1. Укажите состав и объясните влияние легирующих элементов. Опишите структуру сплава. Приведите характеристики механических свойств сплава.