Материаловедение

Вариант 26

1. Начертите диаграмму состояния железо–карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения для сплава, содержащего 6,3 % 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 650 НВ. Укажите как этот режим называется, опишите сущность превращений, и какая структура получится в стали в результате такой 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 250 НВ. Опишите превращения на всех этапах термической обработки и получаемую структуру.

4. В результате термической обработки червяки должны получить твердый износостойкий поверхностный слой при вязкой сердцевине. Для их изготовления выбрана сталь 20ХГР. Укажите состав и группу стали по назначению. Назначьте и обоснуйте режим термической и химико-термической обработки, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие при термической и химико-термической обработке данной стали. Опишите микроструктуру и свойства стали после проведенной обработки.

5. Для заливки вкладышей ответственных подшипников скольжения выбран сплав марки Б83. Укажите состав и определите группу сплава по назначению. Зарисуйте и опишите микроструктуру сплава. Приведите основные требования, предъявляемые к сплавам данной группы.

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

Вариант 27

1. Начертите диаграмму состояния железо–карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения для сплава, содержащего 3,8 % углерода. Какова структура этого сплава при комнатной температуре после медленного охлаждения и как этот сплав называется?

2. После закалки углеродистой стали с содержанием 0,8 % углерода была получена структура троостита. Проведите на диаграмме изотермического превращения переохлажденного аустенита данной стали кривую охлаждения, обеспечивающую получение такой структуры. Опишите превращения, происходящие в сплаве при охлаждении и свойства полученной структуры.

3. Углеродистая сталь 45 после закалки и отпуска имеет твердость 50 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. Назначьте нержавеющую сталь для работы в слабоагрессивных средах (водные растворы солей и т.п.). Приведите химический состав стали, необходимую термическую обработку и получаемую структуру. Объясните физическую природу коррозионной стойкости стали и роль каждого легирующего элемента.

5. Для изготовления ряда деталей выбран алюминиевый сплав марки Д16. Назначьте термическую обработку для изделий из данного сплава. Укажите состав и характеристики механических свойств сплава после термической обработки. Опишите способ упрочнения этого сплава и объясните природу упрочнения.

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

Вариант 28

1. Начертите диаграмму состояния железо–карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения для сплава, содержащего 0,8 % 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 600 НВ. 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 45. 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. Копиры должны иметь минимальную деформацию и высокую износостойкость при твердости поверхностного слоя 750-1000 HV. Для их изготовления выбрана сталь 38ХМФЮА. Укажите состав и определи­те группу сплава 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 копиров после термической и химико-термической обработки.

5. В качестве материала для ответственных подшипников скольжения выбран медный сплав марки БрС30. Приведите его химический состав и определите к какой группе он относится по назначению. Укажите основные свойства и требования, предъявляемые к сплавам этой группы.

6. Органические синтетические полимеры (вискозное волокно, целлюлоза, синтетические каучуки и др.). Охарактеризуйте данные материалы. Укажите их состав, строение, свойства и области применения.

Вариант 29

1. Начертите диаграмму состояния железо–карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения для сплава, содержащего 4,0 % 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 22-26 HRC. 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 котлостроении используется сталь 25Х1МФ. Укажите состав и определите группу стали по назначению. Назначьте режим термической обработки и приведите его обоснование. Объясните влияние легирующих элементов на превращения при термической обработке стали. Опишите влияние температуры на механические свойства стали.

5. Для изготовления деталей путем глубокой вытяжки применяется латунь марки Л70. Укажите состав и опишите структуру сплава. Назначьте режим промежуточной термической обработки, применяемой между отдельными операциями вытяжки, обоснуйте выбранный режим и приведите общую характеристику механических свойств сплава.

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

Вариант 30

1. Начертите диаграмму состояния железо–карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения для сплава, содержащего 3,4 % 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 60–63 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 троостита отпуска. Сколько примерно углерода может содержаться в стали? Пользуясь диаграммой железо-цементит, выберете режим предварительной и окончательной термической обработки для получения данной структуры и обоснуйте его. Опишите превращения, которые происходят при такой термической обработке.

4. Для деталей, работающих в контакте с крепкими кислотами, выбрана сталь 12Х17. Укажите состав и определите класс стали в зависимости от структуры (ГОСТ 5632-2014). Объясните причину введения хрома в эту сталь и обоснуйте выбор данной стали для указанных условий работы.

5. Для изготовления некоторых деталей применяется магниевый сплав марки МЛ3. Расшифруйте состав, укажите способ изготовления деталей из этого сплава и опишите характеристики механических свойств.

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