Материаловедение

Вариант 11

1. Начертите диаграмму состояния железо–карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения для сплава, содержащего 6,6 % 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 150-200 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 55. 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 штампов выбрана сталь 6ХС. Укажите состав и определите группу стали по назначению. Назначьте режим термической обработки, приведите его обоснование. Опишите микроструктуру и свойства стали после термической обработки.

5. Для изготовления деталей двигателя внутреннего сгорания выбран алюминиевый сплав марки АК4-1. Приведите химический состав, режим термической обработки и получаемые механические свойства сплава. Укажите способ изготовления деталей из этого сплава. Приведите характеристики механических свойств сплава при повышенных температурах и объясните, за счет чего они достигаются.

6. Газонаполненные пластмассы (пенопласты, поропласты, сотопласты). Охарактеризуйте данные материалы. Укажите их состав, строение, свойства и области применения.

Вариант 12

1. Начертите диаграмму состояния железо–карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения для сплава, содержащего 2,8 % 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 55 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 У9. Опишите превращения, происходящие в стали при термической обработке. Какова структура стали в готовом инструменте?

4. Для изготовления деталей, работающих в активных коррозионных средах выбрана сталь марки 14Х17Н2. Расшифруйте состав и определите группу стали по назначению; объясните назначение легирующих эле­ментов, введенных в эту сталь; назначьте и обоснуйте режим терми­ческой обработки и опишите структуру и свойства стали после обра­ботки.

5. Для изготовления отливок используют бронзу БрО10Ф1. Расшифруйте состав, опишите структуру, укажите термическую обработку, применяемую для снятия внутренних напряжений, возникающих в результате литья, и опишите механические свойства этой бронзы.

6. Неорганические полимеры природные (асбест, слюда) и синтетические (керамика, стекла и др.). Охарактеризуйте данные материалы. Укажите их состав, строение, свойства и области применения.

Вариант 13

1. Начертите диаграмму состояния железо–карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения для сплава, содержащего 1,1 % 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 650 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 400 НВ. Опишите превращения на всех этапах термической обработки и получаемую структуру.

4. Для изготовления режущего инструмента выбрана сталь Р6М5К5. Укажите состав и определите группу стали по назначению. Назначьте режим термической обработки, приведите его обоснование, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие на всех этапах термической обработки данной стали. Опишите микроструктуру и свойства стали после термической обработки.

5. Для изготовления деталей двигателя внутреннего сгорания выбран алюминиевый сплав марки АК4. Укажите его состав и способ изготовления деталей из этого сплава. Приведите характеристики механических свойств АК4 при повышенных температурах и объясните, за счет чего они достигаются.

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

Вариант 14

1. Начертите диаграмму состояния железо–карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения для сплава, содержащего 5,0 % 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 48 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 сорбита 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 изготовления режущего инструмента используются сплавы Т5К10 и Т15К6. Укажите состав сплавов, способ изготовления и область применения. Объясните причины высокой теплостойкости этих сплавов в сравнении с углеродистыми и быстрорежущими сталями.

5. Для червячных пар выбрана бронза БрО4Ц4С17. Расшифруйте состав, объясните назначение легирующих элементов и высокие анти­фрикционные свойства этой бронзы.

6. Элементоорганические полимеры (кремнийорганические соединения). Охарактеризуйте данные материалы. Укажите их состав, строение, свойства и области применения.

Вариант 15

1. Начертите диаграмму состояния железо–карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения для сплава, содержащего 6,4 % углерода. Какова структура этого сплава при комнатной температуре после медленного охлаждения и как этот сплав называется?

2. После термической обработки углеродистой стали У8 была получена структура перлита. 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 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, и свойства после каждого вида термической обработки.

4. Для деталей, работающих в окислительной атмосфере, применя­ется сталь 12Х18Н12Т. Расшифруйте состав, объясните назначение хрома в данной стали. Обоснуйте выбор стали для данных условий работы.

5. Для изготовления некоторых деталей применяют медный сплав марки ЛО70-1. Как он называется? Приведите его химический состав и опишите структуру. Назначьте режим термической обработки, применяемой между отдельными операциями вытяжки при изготовлении деталей и обоснуйте выбранную термическую обработку и ее режим. Дайте характеристику свойств сплава ЛО70-1.

6. Слоистые пластмассы (гетинакс, текстолит и др.). Охарактеризуйте данные материалы. Укажите их состав, строение, свойства и области применения.