Материаловедение

Вариант 21

1. Какие виды поверхностных дефектов кристаллического строения вы знаете? Каково их влияние на свойства металлов?

2. Вычертите диаграмму состояния «железо – карбид железа», укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите фазовые и структурные превращения в сплаве, содержащем 2,5% 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 1200 °С.

3. Вычертите диаграмму изотермического превращения аустенита для стали У8. Нанесите на нее кривую режима изотермической обработки, обеспечивающей получение твердости 30HRC. Укажите, как этот режим называется, и какая структура при этом получается. Опишите сущность происходящих превращений.

4. В результате обработки ответственные шестерни должны получить твердую износостойкую поверхность и вязкую сердцевину. Для их изготовления использована сталь 12ХН3А. 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. Для изготовления топливных баков использован сплав АМц. Приведите состав сплава, охарактеризуйте коррозионную стойкость сплава. Опишите способ упрочнения сплава и объясните природу упрочнения. Укажите микроструктуру и характеристики механических свойств сплава.

Вариант 22

1. Какие процессы протекают при нагреве деформированного металла? Подробно опишите изменения структуры и свойств сплавов при рекристаллизации. Как определяют температуру рекристаллизации? Какие виды рекристаллизации бывают?

2. Вычертите диаграмму состояния «железо – карбид железа», укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите фазовые и структурные превращения в сплаве, содержащем 2,6% 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 1200 °С.

3. В чем причина возникновения крупнозернистой структуры в кованой стали 30? В чем состоит негативное влияние такой структуры на свойства стали? Используя диаграмму состояния «железо – карбид железа», обоснуйте выбор режима термической обработки для исправления структуры. Опишите структурные превращения и характер изменения свойств.

4. Для деталей, работающих в слабо агрессивных средах, применяется сталь 12Х13. Укажите примерный состав (в соответствии с маркой) и определите класс стали по структуре. Объясните назначение хрома в данной стали. Назначьте термообработку, охарактеризуйте свойства стали.

5. Опишите состав, классификацию, свойства, области применения неорганического стекла. Укажите способы повышения механических свойств стекол.

Вариант 23

1. Какие виды точечных дефектов кристаллического строения вы знаете? Каково их влияние на свойства металлов? Как меняется их концентрация с ростом температуры? На протекание какого физического процесса оказывает существенное влияние этот вид дефектов?

2. Вычертите диаграмму состояния «железо – карбид железа», укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите фазовые и структурные превращения в сплаве, содержащем 2,7% 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 1160 °С.

3. Сталь 45 подверглась отжигу при температурах 830 и 740 °С. Опишите превращения, происходящие при данных режимах, укажите, какие образуются структуры. Объясните причины получения разных структур и свойств. Дайте определение процесса отжига для конструкционной стали и рекомендуйте оптимальную температуру нагрева.

4. Для изготовления деталей подшипников качения выбрана сталь ШХ9. Расшифруйте марку стали, приведите примерный химический состав данной стали, определите класс стали и группу стали. Назначьте температуру закалки и вид отпуска, охлаждающие среды. Опишите сущность происходящих при термообработке превращений, микроструктуру и свойства стали.

5. Для элементов сопротивления выбран сплав манганин МНМц3-12. Расшифруйте состав сплава, опишите структуру и электротехнические характеристики этого сплава.

Вариант 24

1. Что такое надежность материалов? Какими критериями она оценивается? Приведите их краткую характеристику.

2. Вычертите диаграмму состояния «железо – карбид железа», укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите фазовые и структурные превращения в сплаве, содержащем 2,8% 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 1200 °С.

3. Углеродистая сталь 40 после закалки и отпуска имеет твердость 28÷30 HRC. Используя диаграмму состояния «железо – карбид железа» и учитывая превращения, происходящие в стали при отпуске, выберите температуру закалки и температуру отпуска. Опишите превращения, которые происходят при выбранных режимах термообработки и окончательную структуру.

4. Для изготовления пресс-форм выбрана сталь 3Х2В8Ф. Расшифруйте марку стали, приведите примерный химический состав данной стали. Назначьте режим упрочняющей термообработки. Опишите сущность происходящих при термообработке превращений, микроструктуру и главные свойства пресс-форм после термообработки.

5. Для поршней двигателей внутреннего сгорания, работающих при температурах 200÷250 °С, используется сплав АК12ММгН. Расшифруйте марку, укажите способ изготовление деталей из данного сплава. Опишите структуру и свойства сплава.

Вариант 25

1. Детали из меди, штампованные в холодном состоянии, имели низкую пластичность. Объясните причину этого явления и укажите, каким способом можно восстановить пластичность. Назначьте режим термообработки и опишите, какие изменения структуры и свойств при этом происходят (температура плавления меди 1083 °С).

2. Вычертите диаграмму состояния «железо – карбид железа», укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите фазовые и структурные превращения в сплаве, содержащем 2,9% 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 1100 °С.

3. Изделия из стали 45 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 отливки деталей автомобилей и ряда машин, работающих в условиях динамических нагрузок, используют ковкие чугуны. Выберите марку чугуна, укажите состав, обработку, структуру и механические свойства.

5. Дайте общую характеристику термореактивных пластмасс (свойства, особенности и пр.). Приведите примеры важнейших реактопластов.