Материаловедение

Вариант 1

1. Начертите диаграмму состояния железо–карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения для сплава, содержащего 0,3 % 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 45-50 НRC. Укажите как этот режим называется, опишите сущность превращений, и какая структура при такой термической обработке получается.

3. Используя диаграмму состояния железо-карбид железа, объясните, как изменяются структура и свойства стали 40 в результате отжига и закалки от температуры 750-850 °С. Выберите оптимальный режим нагрева под отжиг и закалку стали 40 и обоснуйте его. Какой после этого необходимо провести отпуск и почему? Какая структура получится после отпуска?

4. В результате термической обработки рессоры должны получить высокую упругость. Для изготовления их выбрана сталь 60С2ВА. Укажите состав сплава, назначьте режим термической обработки, приведите его обоснование. Опишите микроструктуру и свойства рессор после термической обработки.

5. Для изготовления некоторых подшипников применяют цинковый сплав марки ЦАМ10-5. Приведите его химический состав, укажите термическую обработку и свойства сплава. Укажите способы изготовления деталей из цинковых сплавов. В чем уступают цинковые сплавы баббитам на оловянной основе?

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

Вариант 2

1. Начертите диаграмму состояния железо–карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения для сплава, содержащего 5,8 % 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 400 НВ. 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 У12. Опишите превращения, происходящие в стали при термической обработке. Какова структура стали в готовом инструменте?

4. В результате термической обработки детали машин должны получить повышенную прочность по всему сечению (твердость 250–280 НВ). Для изготовления их выбрана сталь 30ХГС. Укажите состав и определите группу стали по назначению. Назначьте режим термической обработки, приведите его обоснование, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие при термической обработке. Опишите структуру и свойства стали после термической обработки.

5. Изложите кратко основы теории термической обработки деформируемых алюминиевых сплавов на примере сплава марки Д16. Опишите механизм старения дюралюминия и укажите состав упрочняющих фаз.

6. Плотные порошковые материалы со специальными свойствами. Охарактеризуйте данные материалы. Укажите их состав, строение, свойства и области применения.

Вариант 3

1. Начертите диаграмму состояния железо–карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения для сплава, содержащего 1,4 % 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 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 60. 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 резцов выбрана сталь Р6М5. 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 основные свойства резцов после термической обработки.

5. Для изготовления деталей применяется магниевый сплав марки МЛ5. Расшифруйте состав сплава, укажите способ изготовления деталей из данного сплава и опишите характеристики механических свойств этого сплава.

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

Вариант 4

1. Начертите диаграмму состояния железо–карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения для сплава, содержащего 5,7 % углерода. Какова структура этого сплава при комнатной температуре после медленного охлаждения и как этот сплав называется?

2. После термической обработки углеродистой стали с 0,8 % С была получена структура сорбита. Проведите на диаграмме изотермического превращения переохлажденного аустенита данной стали кривую охлаждения, обеспечивающую получение такой структуры. Опишите превращения, происходящие при охлаждении и свойства полученной структуры.

3. Углеродистая сталь 60 после закалки и отпуска имеет твердость 43-47 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 изготовления деталей подшипников качения выбрана сталь ШХ10. Укажите состав, назначьте и обоснуйте режим термической обработки, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие при термической обработке данной стали. Опишите микроструктуру и свойства стали после термической обработки.

5. Выберете марку латуни, коррозионностойкой в морской воде. Укажите ее химический состав и опишите структуру, используя диаграмму состояния медь–цинк. Укажите способ упрочнения латуни и основные ее свойства. Для изготовления каких деталей используется эта латунь?

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

Вариант 5

1. Начертите диаграмму состояния железо–карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения для сплава, содержащего 0,45 % 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 44 HRC. 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 35 температуры отжига, закалки и отпуска, необходимые для обеспечения твердости 50 HRC. Опишите превращения на всех этапах термической обработки и получаемую структуру.

4. Для изготовления разверток выбрана сталь ХВСГ. Укажите состав и определите группу стали по назначению. Назначьте и обоснуйте режим её термической обработки. Опишите микроструктуру и свойства разверток после термической обработки.

5. Для изготовления деталей путем глубокой вытяжки применяют латунь марки Л68. Укажите состав и опишите структуру сплава. Назначьте режим термической обработки, применяемый между отдельными операциями вытяжки, и обоснуйте его выбор. Приведите общие характеристики механических свойств сплава.

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