Материаловедение

Вариант 46

1. Начертите диаграмму состояния железо–карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения для сплава, содержащего 5,4 % углерода. Какова структура этого сплава при комнатной температуре после медленного охлаждения и как этот сплав называется?

2. Вычертите диаграмму изотермического превращения переохлажденного аустенита для стали У8, нанесите на нее кривую режима изотермической обработки, обеспечивающей получение твердости 450-550 НВ. Укажите как этот режим называется, опишите сущность превращений, и какая структура получается после такой термической обработки.

3. С помощью диаграммы состояния железо–цементит выберите режим термической обработки стали У13, применяемой для устранения цементитной сетки. Опишите превращения, которые происходят при нагреве и охлаждении, структуру после проведенной термической обработки. Объясните, как влияет на свойства стали присутствие цементитной сетки в ее структуре.

Обоснуйте температуру нагрева этой стали под закалку и температуру отпуска. Какая при этом получится структура?

4. В результате термической обработки зубчатые колеса должны получить твердый износостойкий поверхностный слой при вязкой сердцевине. Для их изготовления выбрана сталь 12ХН3А. Расшифруйте состав и определите группу стали по назначению. Назначьте режим термической и химико-термической обработки, приведите его обоснование, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие при термической обработке данной стали. Опишите микроструктуру и свойства сердцевины и поверхности зубчатых колес после химико-термической и термической обработки.

5. В качестве материала для заливки вкладышей подшипников скольжения выбран сплав Б16. Укажите состав и определите группу сплава по назначению. Опишите микроструктуру сплава и основные требования, предъявляемые к сплавам этой группы.

6. Бороволокниты (боропласты). Охарактеризуйте данные материалы. Укажите их состав, строение, свойства и области применения.

Вариант 47

1. Начертите диаграмму состояния железо–карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения для сплава, содержащего 1,3 % углерода. Какова структура этого сплава при комнатной температуре после медленного охлаждения и как этот сплав называется?

2. Вычертите диаграмму изотермического превращения переохлажденного аустенита для стали У8, нанесите на нее кривую режима изотермической обработки, обеспечивающей получение твердости 35 HRC. Укажите как этот режим называется, опишите сущность превращений, и какая структура получается после такой термической обработки.

3. Используя диаграмму состояния железо–карбид железа объясните, как изменяется структура и свойства стали 35 в результате отжига и закалки от температуры 750 и 850 °С. Выберите оптимальный режим нагрева под отжиг и закалку стали и обоснуйте его. Какой после этого необходимо провести отпуск и почему? Какая структура будет получена после отпуска?

4. Для изготовления деталей, работающих в активных коррозионных средах, выбрана сталь 08Х17Т. Укажите состав и определите группу стали по назначению. Объясните назначение легирующих элементов, введенных в эту сталь.

5. Назначьте марку латуни, коррозионностойкой в морской воде. Расшифруйте ее состав и опишите структуру, используя диаграмму состояния медь – цинк. Укажите способ упрочнения латуни и основные свойства.

6. Композиционные материалы на металлической основе. Охарактеризуйте данные материалы. Укажите их состав, строение, свойства и области применения.

Вариант 48

1. Начертите диаграмму состояния железо–карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения для сплава, содержащего 0,55 % углерода. Какова структура этого сплава при комнатной температуре после медленного охлаждения и как этот сплав называется?

2. Вычертите диаграмму изотермического превращения переохлажденного аустенита для стали У8, нанесите на нее кривую режима изотермической обработки, обеспечивающей получение твердости 250 НВ. Укажите как этот режим называется, опишите сущность превращений, и какая структура получается после такой термической обработки.

3. Режущие инструменты из стали У10 закалены: один – от температуры 760 °С, другой – от температуры 850 °С. Используя диаграмму состояния железо–цементит укажите режим правильной закалки и обоснуйте его. После какой закалки инструмент имеет более высокие режущие свойства и почему? Какой отпуск необходимо провести для инструмента и почему? Какова будет структура стали после отпуска?

4. В результате термической обработки коленчатые валы двигателей должны получить повышенную прочность по всему сечению с твердостью 250-280 НВ. Для изготовления их выбрана сталь 40ХФА. Укажите состав и определите группу стали по назначению. Назначьте и обоснуйте режим термической обработки, объяснив влияние легирования на превращения при термической обработке данной стали.

5. Для изготовления деталей путем глубокой вытяжки применяется латунь Л96. Укажите состав, опишите структуру сплава и назначьте режим промежуточной термической обработки, применяемой между отдельными операциями вытяжки, обоснуйте выбранный режим. Приведите общую характеристику механических свойств сплава.

6. Пластмассы с порошковыми наполнителями (порошковые пластмассы). Охарактеризуйте данные материалы. Укажите их состав, строение, свойства и области применения.

Вариант 49

1. Начертите диаграмму состояния железо–карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения для сплава, содержащего 6,0 % углерода. Какова структура этого сплава при комнатной температуре после медленного охлаждения и как этот сплав называется?

2. Вычертите диаграмму изотермического превращения переохлажденного аустенита для стали У8, нанесите на нее кривую режима изотермической обработки, обеспечивающей получение твердости 28 HRC. Укажите как этот режим называется, опишите сущность превращений, и какая структура получается после такой термической обработки.

3. Углеродистая сталь 40 после закалки и отпуска имеет твердость 24-26 HRC. Используя диаграмму состояния железо-цементит и учитывая превращения, происходящие при отпуске, укажите предварительную и окончательную термическую обработку стали, которая обеспечила полученную твердость. Опишите превращения в стали в процессе всей термической обработки, структуру и свойства после каждого вида термической обработки.

4. Для деталей, работающих в слабых агрессивных средах, применяется сталь 30Х13. Укажите состав и определите класс стали по структуре в равновесном состоянии (ГОСТ 5632-2014). Объясните назначение хрома в данной стали, назначьте и обоснуйте режим термической обработки.

5. Для детали двигателя внутреннего сгорания, используется алюминиевый сплав марки АК9 (АЛ4). Расшифруйте состав и укажите способ изготовления деталей из данного сплава. Опишите режим упрочняющей термической обработки и кратко объясните природу упрочнения.

6. Термореактивные полимеры. Охарактеризуйте данные материалы. Укажите их состав, строение, свойства и области применения.

Вариант 50

1. Начертите диаграмму состояния железо–карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения для сплава, содержащего 4,8 % углерода. Какова структура этого сплава при комнатной температуре после медленного охлаждения и как этот сплав называется?

2. Вычертите диаграмму изотермического превращения переохлажденного аустенита для стали У8, нанесите на нее кривую режима изотермической обработки, обеспечивающей получение твердости 32-35 HRC. Укажите как этот режим называется, опишите сущность превращений, и какая структура получается после такой термической обработки.

3. После закалки стали была получена структура мартенсита и феррита. Пользуясь диаграммой Fe-Fe3C, определите сколько примерно углерода может содержать эта сталь. Какая предварительная и окончательная термическая обработка могла дать такую структуру? Правильно ли была выбрана термическая обработка и, если нет, какую термическую обработку необходимо провести и почему? Какая структура должна получиться после правильной термической обработки?

4. Для изготовления деталей, работающих в контакте с крепкими кислотами, выбрана сталь 15Х28. Укажите состав стали, объясните причину введения хрома и обоснуйте выбор этой стали для данных условий работы.

5. Для изготовления деталей арматуры используется бронза БрО8Ц4. Укажите состав сплава, его структуру и назначьте режим термической обработки для снятия внутренних напряжений, возникающих после литья.

6. Органические природные полимеры (смолы, натуральный каучук, органические стекла, древесина и др.). Охарактеризуйте данные материалы. Укажите их состав, строение, свойства и области применения.