Материаловедение

Вариант 36

1. Начертите диаграмму состояния железо–карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения для сплава, содержащего 5,6 % 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 28-32 HRC. Укажите как этот режим называется, опишите сущность превращений, и какая структура получается после такой термической обработки.

3. С помощью диаграммы состояния железо–цементит установите температуру полного и неполного отжига, нормализации, полной и неполной закалки стали 40. Выберите оптимальную предварительную и окончательную термическую обработку для данной стали и обоснуйте ее. Опишите превращения, происходящие в стали при выбранной термической обработке, укажите структуру и свойства стали после проведенной термической обработки.

4. Для изготовления деталей подшипников качения выбрана сталь ШХ15СГ. Укажите состав стали, назначьте режим термической обработки и приведите свойства стали после термической обработки.

5. Для изготовления некоторых деталей выбран алюминиевый сплав марки АМг3. Укажите состав и опишите способ упрочнения этого сплава, объяснив природу упрочнения. Приведите характеристики механических свойств сплава.

6. Конструкционные плотные порошковые материалы. Охарактеризуйте данные материалы. Укажите их состав, строение, свойства и области применения.

Вариант 37

1. Начертите диаграмму состояния железо–карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения для сплава, содержащего 0,5 % 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 300 НВ. Укажите как этот режим называется, опишите сущность превращений, и какая структура получается после такой термической обработки.

3. Детали из стали 45 закалены: одна – от температуры 740 °С, другая – от температуры 820 °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 данной стали.

4. В машиностроении используется сталь ШХ15. Укажите состав и определите группу стали по назначению. Назначьте режим термической обработки и приведите его обоснование. Опишите структуру и свойства стали после термической обработки.

5. Для изготовления деталей арматуры выбран алюминиевый сплав марки АК12 (АЛ2). Укажите его состав, термическую обработку и охарактеризуйте механические свойства. Каким способом изготавливают детали из этого сплава?

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

Вариант 38

1. Начертите диаграмму состояния железо–карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения для сплава, содержащего 3,0 % 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 ступенчатой закалки. Опишите превращения, получаемую структуру сплава после такой обработки и ее свойства.

3. Углеродистая сталь У12 после закалки и отпуска имеет твердость 62-64 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. Для деталей, работающих в окислительной атмосфере, применяется сталь 12Х13. Укажите состав и определите класс стали по структуре в равновесном состоянии (ГОСТ 5632-2014). Объясните назначение хрома в данной стали и обоснуйте выбор марки стали для этих условий работы.

5. Для заливки вкладышей ответственных подшипников скольжения выбран сплав марки Б89. Укажите состав и определите группу сплава по назначению. Зарисуйте и опишите микроструктуру сплава. Приведите основные требования, предъявляемые к сплавам данной группы.

6. Пластмассы, заполненные синтетическими волокнами. Охарактеризуйте данные материалы. Укажите их состав, строение, свойства и области применения.

Вариант 39

1. Начертите диаграмму состояния железо–карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения для сплава, содержащего 1,2 % 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 20 HRC. Укажите как этот режим называется, опишите сущность превращений, и какая структура получается после такой термической обработки.

3. Углеродистая сталь У13 после закалки и отпуска имеет твердость 62-64 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. В результате термической обработки полуоси должны получить по всему сечению повышенную прочность (с твердостью 28-35 HRC). Для их изготовления выбрана сталь 40ХН2МА. Укажите состав и определите группу стали по назначению. Назначьте и обоснуйте режим термической обработки, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие при термической обработке данной стали. Опишите микроструктуру и свойства изделий после термической обработки.

5. Для изготовления деталей путем глубокой вытяжки применили латунь марки Л96. Укажите состав, опишите структуру сплава и назначьте режим промежуточной термической обработки, применяемой между отдельными операциями вытяжки, обоснуйте выбранный режим.

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

Вариант 40

1. Начертите диаграмму состояния железо–карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения для сплава, содержащего 0,2 % 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 350 НВ. Укажите как этот режим называется, опишите сущность превращений, и какая структура получается после такой термической обработки.

3. Углеродистая сталь 65 после закалки и отпуска имеет твердость 45 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. В результате термической обработки шестерни должны получить твердый износостойкий поверхностный слой при вязкой сердцевине. Для их изготовления выбрана сталь 12ХНЗА. Укажите состав и определите группу стали по назначению. Назначьте режим термической и химико-термической обработки, приведите его обоснование, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие на всех этапах обработки данной стали. Опишите структуру и свойства стали после термической обработки.

5. Для изготовления некоторых деталей выбран алюминиевый сплав марки В95-1. Укажите состав и характеристики механических свойств после термической обработки. Опишите, каким способом производится упрочнение этого сплава, и объясните природу упрочнения.

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