Материаловедение

Вариант 16

1. Начертите диаграмму состояния железо–карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения для сплава, содержащего 0,15 % 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 22-28 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 У10, применяемый 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 котлостроении используется сталь 12Х1МФ. Укажите состав и группу стали по назначению. Назначьте режим термической обработки, приведите его обоснование и опишите структуру стали после термичес­кой обработки. Как влияет температура эксплуатации на механические свойства данной стали?

5. Для изготовления деталей выбран алюминиевый сплав марки АМг3. Укажите состав сплава, опишите, каким способом производится упрочнение этого сплава, и объясните природу упрочнения. Укажите характеристики механических свойств сплава.

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

Вариант 17

1. Начертите диаграмму состояния железо–карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения для сплава, содержащего 0,1 % 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 400-450 НВ. Укажите как этот режим называется, опишите сущность превращений, и какая структура получается после такой термической обработки.

3. Режущий инструмент из стали У12 закален: 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. Для дисков и роторов турбин используется сталь 15Х12ВНМФ. Укажите состав и определите группу стали по назначению. Назначьте и обоснуйте режим термической обработки и опишите структуру и свойства сплава после термообработки.

5. Кратко изложите основы теории термической обработки алюми­ниевых сплавов в применении к промышленному сплаву дуралюмин. Укажите состав упрочняющих фаз, образующихся при старении дуралюмина.

6. Резины специального назначения. Охарактеризуйте данные материалы. Укажите их состав, строение, свойства и области применения.

Вариант 18

1. Начертите диаграмму состояния железо–карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения для сплава, содержащего 0,25 % 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 62-64 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 У9, применяемый для устранения цементитной сетки. Опишите превращения, происходящие в стали при выбранной термической обработке, укажите структуру и свойства стали 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 пружины должны получить высокую упругость. Для их изготовления выбрана сталь 50ХГФА. Укажите состав, 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 некоторых деталей двигателей внутреннего сгорания выбран алюминиевый сплав марки АК4. Расшифруйте состав, укажите способ изготовления деталей из данного сплава и приведите характеристики механических свойств сплава при повышенных температурах.

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

Вариант 19

1. Начертите диаграмму состояния железо–карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения для сплава, содержащего 4,5 % 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 300-400 НВ. Укажите как этот режим называется, опишите сущность превращений, и какая структура получается после такой термической обработки.

3. Опишите в чем заключается низкотемпературная термомеханическая обработка конструкционной стали. Почему она приводит к получению высокой прочности стали? Какими преимуществами и недостатками обладает данный способ обработки?

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

5. Для ответственного подшипника скольжения выбран медный сплав марки БрС30. Укажите его химический состав и определите группу сплава по назначению. Опишите основные свойства и требования, предъявляемые к сплавам этой группы. Чем объясняются высокие антифрикционные свойства сплава?

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

Вариант 20

1. Начертите диаграмму состояния железо–карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения для сплава, содержащего 6,1 % 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 прерывистой закалки (в двух средах). Опишите превращения, получаемую структуру сплава после такой обработки и ее свойства.

3. Углеродистая сталь 55 после закалки и отпуска имеет твердость 47-56 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 стали после каждого вида термической обработки.

4. Для деталей, работающих в слабых коррозионных средах, используется сталь 20Х13. Укажите состав и объясните причину введения хрома в эту сталь. Назначьте и обоснуйте режим термической обработки и опишите микроструктуру после обработки.

5. Для изготовления слабонагруженных деталей выбран сплав АК5М (АЛ5). Укажите его химический состав, способ изготовления деталей из данного сплава, опишите метод повышения механических свойств сплава и объясните сущность метода.

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