Материаловедение

Вариант 31

1. Начертите диаграмму состояния железо–карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения для сплава, содержащего 4,9 % 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 непрерывной закалки (в одном охладителе). Опишите превращения, получаемую структуру сплава после такой обработки и ее свойства.

3. Углеродистая сталь У12 после закалки и отпуска имеет твердость 60-62 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 стали после каждого вида термической обработки.

4. В результате термической обработки пружины должны получить высокую упругость. Для их изготовления выбрана сталь 70С3А. 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 структуру и свойства пружин после термической обработки.

5. Для изготовления деталей в машиностроении применяется медный сплав марки БрАМц9-2. Определите его состав по марке, укажите режим термической обработки, механические свойства и опишите структуру сплава, используя диаграмму состояния медь – алюминий.

6. Пластмассы с древесным наполнителем. Охарактеризуйте данные материалы. Укажите их состав, строение, свойства и области применения.

Вариант 32

1. Начертите диаграмму состояния железо–карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения для сплава, содержащего 2,2 % 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 45 HRC. Укажите как этот режим называется, опишите сущность превращений, и какая структура получается после такой термической обработки.

3. Почему для изготовления инструмента применяется сталь с исходной структурой зернистого перлита? В результате какой термической обработки можно получить эту структуру? Пользуясь диаграммой железо-цементит, приведите режимы предварительной и окончательной термической обработки инструмента из стали У10. Опишите превращения, происходящие в стали при термической обработке. Какова структура стали в готовом инструменте?

4. Для изготовления деталей, работающих в окислительной атмосфере при 800 °С, выбрана сталь 12Х18Н9Т. Укажите состав, обоснуйте выбор стали для данных условий работы и объясните, для чего вводится хром в эту сталь.

5. Для изготовления деталей двигателей внутреннего сгорания выб­ран алюминиевый сплав марки АК8. Расшифруйте состав, укажите способ изготовления дета­лей из данного сплава и приведите характеристики механических свойств сплава при повышенных температурах.

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

Вариант 33

1. Начертите диаграмму состояния железо–карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения для сплава, содержащего 0,4 % 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 150 НВ. Укажите как этот режим называется, опишите сущность превращений, и какая структура получается после такой термической обработки.

3. Поковка из стали 40 имеет крупнозернистую структуру. С помощью диаграммы Fe-Fe3C назначьте режим термической обработки для получения мелкого зерна и объясните, почему выбранный режим обеспечивает мелкозернистое строение стали.

4. Гильзы цилиндров двигателей внутреннего сгорания должны иметь высокую твердость (750-1000 HV) и износостойкость поверхностного слоя. Для изготовления их выбрана сталь 38Х2МЮА. Укажите состав и определите группу стали по назначению. Назначьте и обоснуйте режим термической и химико-термической обработки, объяснив влияние легирования на превращения в стали при ее термической обработке. Опишите структуру и свойства поверхностного слоя и сердцевины гильзы в готовом изделии.

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

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

Вариант 34

1. Начертите диаграмму состояния железо–карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения для сплава, содержащего 0,7 % 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 38 HRC. 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 У12, 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 оправки должны получить повышенную прочность по всему сечению (с твердостью 250–280 НВ). Для изготовления их выбрана сталь 40ХН. Укажите состав и определите группу стали по назначению. Назначьте и обоснуйте режим термической обработки, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие при термической обработке этой стали. Опишите структуру и свойства оправок после термической обработки.

5. Для изготовления ответственных деталей (втулок, клапанов, зубчатых колес и т.п.) выбран медный сплав марки БрАЖН10-4-4. Расшифруйте состав сплава, укажите режим термической обработки и механические свойства после неё. Используя диаграмму состояния медь-алюминий опишите структурные превращения в сплаве в процессе термической обработки.

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

Вариант 35

1. Начертите диаграмму состояния железо–карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения для сплава, содержащего 0,65 % 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 мартенсита. Проведите на диаграмме изотермического превращения переохлажденного аустенита кривую охлаждения, обеспечивающую получение такой структуры. Опишите превращения, происходящие при охлаждении и свойства полученной структуры.

3. Углеродистая сталь У9 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 тяги должны получить повышенную прочность по всему сечению (с твердостью 250-280 НВ). Для их изготовления выбрана сталь 30ХМ. 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 структуру и свойства стали после термической обработки.

5. Для изготовления ряда деталей применяется магниевый сплав марки МА2. Укажите его химический состав, характеристики механических свойств и способ изготовления деталей из этого сплава.

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