Материаловедение

Вариант 41

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

2. После закалки углеродистой стали У8 была получена структура, состоящая из троостита и мартенсита. Проведите на диаграмме изотермического превращения переохлажденного аустенита кривую охлаждения, обеспечивающую получение такой структуры. Опишите превращения, происходящие при охлаждении и свойства полученной структуры.

3. Необходимо произвести поверхностное упрочнение изделий из стали 15 и получить твердость поверхности 58-62 HRC. Назначьте вид обработки, опишите ее технологию, происходящие в стали превращения, структуру и свойства поверхности и сердцевины изделия после проведенной обработки.

4. В результате термической обработки пружины должны получить высокие упругие свойства. Для их изготовления выбрана сталь 50ХГФА. Укажите состав, назначьте и обоснуйте режим необходимой термической обработки, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие при термической обработке данной стали. Опишите структуру и свойства пружин после термической обработки.

5. Для деталей арматуры выбрана бронза БрОЦС4-4-2,5. Расшифруйте состав и опишите структуру сплава. Объясните назначение легирующих элементов. Приведите характеристики механических свойств сплава.

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

Вариант 42

1. Начертите диаграмму состояния железо–карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения для сплава, содержащего 4,3 % 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 32 HRC. Укажите как этот режим называется, опишите сущность превращений, и какая структура получается после такой термической обработки.

3. Инструменты из стали У11 закалены: один – от температуры 750 °С, другой – от температуры 850 °С. Используя диаграмму состояния железо-цементит установите какая закалка была проведена в первом случае, а какая – во втором. Объясните после закалки с какой температуры изделие будет иметь более высокую твердость и лучшие эксплуатационные свойства и почему. Назначьте оптимальную предварительную и окончательную термическую обработку для инструмента из данной стали.

4. Для изготовления силовых лопаток газовых турбин выбран сплав ХН77ТЮР. Укажите состав и определите группу сплава по назначению. Назначьте режим термической обработки и опешите влияние температуры на характеристики жаропрочности этого сплава в сравнении с жаропрочными сталями.

5. Для изготовления деталей выбран алюминиевый сплав марки АМц. Расшифруйте сос­тав, опишите способ упрочнения этого сплава, объяснив природу упрочнения. Приведите характеристики механических свойств сплава.

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

Вариант 43

1. Начертите диаграмму состояния железо–карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения для сплава, содержащего 5,9 % 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 550 НВ. Укажите как этот режим называется, опишите сущность превращений, и какая структура получается после такой термической обработки.

3. Используя диаграмму состояния железо–цементит и кривую изменения твердости в зависимости от температуры отпуска, назначьте для углеродистой стали 40 температуры отжига, закалки и отпуска, необходимые для обеспечения твердости 350 НВ. Опишите превращения на всех этапах термической обработки и получаемую структуру.

4. В результате термической и химико-термической обработки червяки должны получить твердый износостойкий поверхностный слой при вязкой сердцевине. Для их изготовления выбрана сталь 18Х2Н4МА. Укажите состав стали и определите группу стали по назначению. Назначьте и обоснуйте режим термической и химико-термической обработки, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие на всех этапах обработки данной стали. Опишите микроструктуру и свойства червяков в готовом виде.

5. В качестве материала для ответственных подшипников скольжения выбран медный сплав марки БрС30. Укажите состав и определите группу сплава по назначению. Опишите основные свойства и требования, предъявляемые к сплавам этой группы.

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

Вариант 44

1. Начертите диаграмму состояния железо–карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения для сплава, содержащего 0,35 % 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 24 HRC. Укажите как этот режим называется, опишите сущность превращений, и какая структура получается после такой термической обработки.

3. После термической обработки углеродистой стали была получена структура мартенсита отпуска и цементита. Сколько примерно углерода может содержаться в стали? Пользуясь диаграммой железо-цементит, выберите режим предварительной и окончательной термической обработки для получения данной структуры и обоснуйте его. Опишите превращения, которые происходят при такой термической обработке.

4. В результате термической обработки пружины должны получить высокую упругость. Для изготовления их выбрана сталь 60С2А. Укажите состав сплава, назначьте и обоснуйте режим его термической обработки. Опишите микроструктуру и свойства стали после термической обработки.

5. Для изготовления деталей путем глубокой вытяжки применяется латунь Л80. Укажите состав и опишите структуру сплава. Назначьте режим промежуточной термической обработки, применяемой между отдельными операциями вытяжки и обоснуйте его.

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

Вариант 45

1. Начертите диаграмму состояния железо–карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения для сплава, содержащего 6,5 % углерода. Какова структура этого сплава при комнатной температуре после медленного охлаждения и как этот сплав называется?

2. Вычертите диаграмму изотермического превращения переохлажденного аустенита эвтектоидной стали марки У8 и нанесите на нее кривую режима изотермической закалки. Опишите превращения, получаемую структуру сплава после такой обработки и ее свойства.

3. Углеродистая сталь 50 после закалки и отпуска имеет твердость 22-26 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 и структуру; свойства после каждого вида термической обработки.

4. В результате термической и химико-термической обработки шестерни должны получить твердый износостойкий поверхностный слой при вязкой сердцевине. Для изготовления их выбрана сталь 18ХГТ. Укажите состав и определите группу стали по назначению. Назначьте и обоснуйте режим термической и химико-термической обработки, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие на всех этапах термической обработки данной стали. Опишите микроструктуру и свойства поверхности и сердцевины шестерни после термической обработки.

5. В качестве материала для заливки вкладышей подшипников скольжения выбран сплав Б88. Укажите состав и определите группу сплава по назначению. Зарисуйте микроструктуру и укажите основные требования, предъявляемые к сплавам данной группы.

6. Композиционные материалы волокнистые. Охарактеризуйте данные материалы. Укажите их состав, строение, свойства и области применения.