методичка по ТКМ

О.Т. Черней
ТЕХНОЛОГИЯ
КОНСТРУКЦИОННЫХ
МАТЕРИАЛОВ И
МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
1
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального
образования
« Волжский государственный инженерно-педагогический университет»
Профессионально-педагогический институт
Кафедра строительство и сварочные технологии
О.Т. Черней
ТЕХНОЛОГИЯ
КОНСТРУКЦИОННЫХ
МАТЕРИАЛОВ И
МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
Учебно-методическое пособие
Нижний Новгород
2011
2
ББК 74.58:30.3
Ч 49
О.Т. Черней
Материаловедение
и технология конструкционных
материалов. Методические рекомендации по выполнению контрольных работ/
Сост.: Черней О.Т.– Н.Новгород: ВГИПУ, 2011. – 32с.
Пособие предназначено для выполнения
контрольных
работ по
материаловедению и технологии конструкционных материалов, изложены
требования и рекомендации по выполнению и оформлению контрольной
работы. Приведены контрольные задания.
© О.Т. Черней,2011
© ВГИПУ, 2011
3
СОДЕРЖАНИЕ
Введение …………………………………………………….
1
Общие положения………………………………..
1.1
Состав и объем контрольной работы…………...
1.2
Методические
рекомендации
к
выполнению
контрольной работы…………………………….
2
Выбор метода и способа получения заготовки
………………………………………...
2.1
Общие принципы выбора заготовки...............
2.2
Основные
факторы,
влияющие
на
выбор
способа получения заготовки…………………
2.3
Литейное производство. Общие сведения о
литейном производстве……………………
2.4
Технология
обработки
давлением.
Общие
сведения ………………………………….
2.5
Сварочное производство………………………...
2.6
Общая характеристика размерной обработки
3
3.1
Контрольные работы…………………………….
Методические
рекомендации
к
выполнению
контрольных работ……………………………….
3.2
Варианты контрольных заданий …………………..
Литература…………………………….………….
4
ВВЕДЕНИЕ
Особое место в подготовке выпускников машиностроительных специальностей
занимает их технологическая подготовка, основы которой закладываются при
изучении
дисциплины
«Технологии
конструкционных
материалов
и
материаловедение».
Задачи дисциплины – изучение студентами физико-химических основ и
технологических особенностей процессов получения и обработки материалов,
физической сущности явлений, происходящих в материалах при воздействии на
них различных факторов в условиях производства и эксплуатации и влияющих
на структуру и свойства материалов; умение установить зависимость между
составом, строением и свойствами материалов; знание теории и практики
различных способов упрочнения материалов; ознакомление с основными
группами металлических и неметаллических материалов, их свойствами и
областями применения; знание принципов устройства типового оборудования,
инструментов и приспособлений; технико-экономических и экологических
характеристик технологических процессов и оборудования, а также областей их
применения.
5
1 Общие положения
1.1 Состав и объем контрольной работы
Выбор варианта контрольной работы производится в соответствии с
последней цифрой шифра зачетной книжки: 1 - первый вариант, 2 – второй
вариант и т. д. Контрольная работа выполняется в виде реферата объемом 10-15
машинописных листов формата А4, шрифт № 14, 1,5 интервала, Times New
Roman.
Содержание работы:
- ответ на вопросы по заданию; примеры;
- список использованной литературы.
Титульный лист должен содержать:
- наименование учебного заведения, кафедры;
- подзаголовок (Контрольная работа по дисциплине «Технология
конструкционных материалов»);
- номер варианта;
- фамилия, и.о. студента; номер группы;
- фамилия, и.о. преподавателя;
- год выполнения работы
1.2 Методические рекомендации к выполнению контрольной работы
Студенты, обучающиеся заочно, выполняют одну контрольную работу.
Задание и выбор вариантов находятся в соответствующих разделах настоящих
методических указаний.
Ответы должны быть краткими, аргументированными и точными. При
описании
производственных
процессов
необходимо
приводить
схемы
соответствующего оборудования с описанием его устройства и принципа
действия. А для формообразующих процессов к тому же привести эскизы
применяемых инструментов и оснастки.
6
1. МЕТАЛЛОВЕДЕНИЕ
Значение и задачи металловедения как науки. Роль металлов и их сплавов
в современной технике. Достижения отечественных и зарубежных ученых в
раз-витии науки о металлах.
Методические указания
Из определения металловедения как науки необходимо четко уяснить,
что между химическим составом, внутренним строением, т.е. структурой и
свойствами металлов и сплавов существуют определенные связи. При этом
свойства металлических сплавов определяются их химическим составом и
структурой. Поэтому для получения заданных свойств необходимо правильно
выбрать марку сплава и провести термическую или иную его обработку с целью получения такой структуры, которая обеспечит требуемые свойства.
1.1. Основные методы исследования металлов
Понятие о структуре металлов. Макроструктурный, микроструктурный и
физические методы исследования металлов и сплавов.
Методические указания
Структуру металлов и сплавов подразделяют на макроструктуру, микроструктуру и тонкую структуру ( субструктуру ). Для изучения структуры
применяют разные методы исследования, основными из которых являются
макроскопический и микроскопический анализы. Необходимо знать возможности каждого из этих методов исследования, а также методики их
проведения.
1.2. Атомно- кристаллическое строение металлов
Характерные признаки металлического состояния. Металлический тип
связи. Понятия о кристаллической решетке и элементарной ячейке. Основные
типы кристаллических решеток металлов. Явление полиморфизма. Анизотропия свойств кристаллов.
Дефекты кристаллического строения металлов ( ДКС ). Точечные ДКС:
вакансии, межузельные атомы. Дислокации: краевые , винтовые, криволинейные. Поверхностные ДКС: границы зерен и субзерен. Влияние ДКС на свойства
7
металлов.
Методические указания
Уясните характерные свойства металлов,отличающие их от неметаллов. Заметьте, что металлы характеризуются особым типом межатомной
связи, называемым металлическим. Особое внимание уделите типам кристаллических решеток, характерных для металлов ( ОЦК, ГЦК, ГПУ ) и понятиям:
5
периоды решетки, координационное число, базис решетки, плотность упаковки. Полиморфизм металлов рассмотрите на примере железа.
В реальных металлах нет идеально правильного расположения атомов во
всем объеме кристалла, т.е. в них всегда имеются дефекты кристаллического
строения. Необходимо знать основные виды ДКС и влияние их на свойства металлов. При этом особое внимание следует уделить дислокациям.
1.3. Кристаллизация металлов
Общие закономерности. Механизм и кинетика кристаллизации чистых
металлов. Величина зерна. Модифицирование жидкого металла. Строение металлического слитка.
Методические указания
Формирование структуры металла происходит при кристаллизации и
последующем охлаждении. В большинстве случаев металл должен иметь мелкозернистое строение. Уясните, какие факторы определяют размер зерна литого металла и какими практическими методами можно регулировать величину зерна.
1.4. Пластическая деформация и механические свойства металлов
Упругая деформация. Механизм пластической деформации в моно- и поликристаллических телах. Влияние пластической деформации на структуру и
свойства металлов. Явление наклепа.
Механические свойства, определяемые при статическом растяжении.
Твердость металлов и основные методы ее определения. Явление усталости и
предел выносливости металлов.
8
Разрушение металлов: хрупкое и вязкое. Ударная вязкость и ее определение. Явление хладноломкости.
Изнашивание металлов. Виды износа. Методы определения износостойкости.
Методические указания
Пластическая деформация в монокристаллах может проходить путем
скольжения и двойникования. Необходимо знать плоскости и направления
скольжения в ОЦК, ГЦК и ГПУ решетках, а также дислокационный механизм
скольжения. В поликристаллических металлах пластическая деформация начинается не одновременно во всех зернах. Уясните, с чем это связано и к чему
приводит. Особое внимание уделите влиянию пластической деформации на
структуру металлов и явлению наклепа.
Изучите основные методы определения механических свойств металлов
и физический смысл полученных характеристик. При рассмотрении разрушения металлов особое внимание уделите хрупкому разрушению, как наиболее
6
опасному, явлению хладноломкости, а также способам определения и
значению
для практики порога хладноломкости.
1.5. Влияние нагрева на структуру и свойства
деформированного металла
Возврат ( отдых и полигонизация ). Рекристаллизация: первичная, собирательная, вторичная. Влияние нагрева на свойства наклепанного металла. Факторы, влияющие на размер рекристаллизованного зерна. Холодная и горячая
пластическая деформация металла.
Методические указания
Необходимо знать сущность и различие процессов возврата и рекристаллизации: при возврате микроструктура деформированного металла остаётся без изменений ( волокнистое строение ), а при рекристаллизации образуются новые равноосные зерна. Обратите внимание на способы регулирова9
ния величины рекристаллизованного зерна и принципиальную разницу между
холодной и горячей пластической деформацией.
1.6. Строение сплавов
Способы получения сплавов. Типы фаз в металлических сплавах: твердые
растворы, химические соединения, промежуточные фазы. Диаграммы состояния двойных систем ( с полной растворимостью в твердом состоянии, с эвтектическим превращением ). Правила рычага и концентраций. Ликвация в сплавах. Закон Н.С.Курнакова.
Методические указания
Сплавы имеют более сложное строение, чем чистые металлы. Оно обусловлено тем, в какое взаимодействие вступают образующие сплав элементы.
Необходимо отчетливо уяснить, что собой представляют твердые растворы
( замещения и внедрения ), химические соединения, промежуточные фазы. Наглядное представление о состоянии сплавов в зависимости от химического состава и температуры дают диаграммы состояния. Нужно усвоить общую
методику разбора диаграмм состояния с применением правил рычага и концентрации. С помощью закона Н.С.Курнакова надо уметь устанавливать связь
между составом, строением и свойствами сплавов.
1.7. Железо и его сплавы
Диаграмма состояния железо−цементит. Компоненты, фазы и структурные составляющие сталей и белых чугунов, их характеристики и свойства.
Формирование структуры углеродистых сталей при медленном охлаждении и
белых чугунов.
7
Примеси в чугунах. Классификация чугунов по форме графитных включений и строению металлической основы. Серый, ковкий и высокопрочный чугуны ( получение, свойства, маркировка, применение ).
Углеродистые стали. Влияние углерода и постоянных примесей на свойства стали. Классификация сталей. Маркировка углеродистых и легированных
сталей.
10
Методические указания
Диаграмма состояния железо-цементит является основой для изучения
структуры и свойств железоуглеродистых сплавов. Студент обязан уметь на
память вычертить указанную диаграмму и рассмотреть формирование
структуры любого сплава при охлаждении из жидкого состояния или нагреве
до него с применением правила фаз, отрезков и концентраций.
При изучении чугунов необходимо обратить особое внимание на различия
в структурах белого, серого, ковкого и высокопрочного чугунов и вытекающих
из них отличиях в свойствах.
Промышленные стали обязательно содержат кроме железа и углерода
постоянные примеси, которые тоже оказывают влияние на свойства сталей.
Необходимо четко уяснить, в чем заключается вредное влияние на сталь серы
и фосфора. Маркировку сталей различного класса, а также серых, ковких и
высокопрочных чугунов надо помнить всегда.
1.8. Основы теории термической обработки стали
Критические точки сталей и влияние на них легирующих элементов.
Превращения, происходящие при нагреве стали. Рост зерна аустенита.
Перегрев
и пережог. Влияние размера зерна на свойства стали.
Превращения при охлаждении стали из аустенитного состояния. Диаграмма изотермического распада переохлажденного аустенита углеродистой
эвтектоидной стали. Перлитное превращение. Свойства перлита, сорбита и
троостита.
Мартенситное
превращение,
его
основные
особенности.
Строение и
свойства мартенсита. Промежуточное превращение. Влияние углерода и легирующих элементов на распад переохлажденного аустенита. Превращения
переохлажденного
аустенита
при
непрерывном
скорости
охлаждения и факторы, влияющие на них.
11
охлаждении.
Критические
Превращения при нагреве закаленной стали. Строение и свойства структур отпуска. Влияние легирующих элементов на превращения при отпуске.
Методические указания
Термическая обработка является наиболее рациональным способом изменения структуры и, следовательно, свойств сталей в достаточно широком
диапазоне. В большинстве видов термической обработки ( отжиг второго
рода, нормализация, закалка ) сталь нагревается до аустенитного состояния.
8
При этом основная цель нагрева стали − получение структуры мелкозернистого аустенита. В связи с этим надо четко представлять, как следует выбирать температуру нагрева в зависимости от химического состава стали и вида термической обработки.
Конечная структура и, следовательно, свойства стали формируются
при охлаждении из аустенитного состояния, т.е. при распаде или при превращении переохлажденного аустенита. Следовательно, этим вопросам необходимо уделить особое внимание, ибо вся технология термической обработки
базируется именно на этом. При изучении превращений переохлажденного аустенита необходимо хорошо усвоить, каковы строение и свойства перлита,
сорбита, троостита, бейнита и мартенсита, в том числе и различие одноименных структур, получаемых при распаде аустенита и отпуске закаленной
стали.
1.9. Технология термической обработки стали.
Отжиг стали. Виды отжига первого рода ( рекристаллизационный, диффузионный, для снятия напряжений ). Виды отжига второго рода (
полный, изотермический, неполный, сфероидизирующий ). Нормализация стали.
Закалка стали. Выбор температуры нагрева и охлаждающих сред для углеродистых и легированных сталей. Закалочные напряжения. Способы
закалки.
Закаливаемость и прокаливаемость стали. Факторы, влияющие на них.
12
Отпуск
стали.
Влияние
отпуска
на
свойства
стали.
Вторичная
твердость.
Отпускная хрупкость. Виды отпуска стали.
Термомеханическая обработка стали ( ТМО ). Основные виды ТМО.
Влияние ТМО на свойства стали.
Методические указания
Как было сказано выше, технология термической обработки базируется
на закономерностях фазовых превращений, происходящих при нагреве и
охлаждении стали. При изучении технологических процессов термической
обработки особое внимание обратите на разнообразие видов термической обработки и их назначение.
1.10. Поверхностное упрочнение стали
Поверхностная закалка, ее виды и область применения.
Химико-термическая обработка стали ( ХТО ). Физические основы ХТО.
Назначение и виды цементации. Механизм образования цементованного
слоя и
его свойства. Цементация в твердом карбюризаторе. Газовая цементация.
Термическая обработка после цементации и свойства цементированных
деталей.
Азотирование стали. Стали для азотирования. Свойства азотированных
деталей.
Цианирование ( нитроцементация ) стали.
9
Поверхностное деформационное упрочнение ( дробеструйная обработка,
накатка роликами ). Влияние поверхностного наклепа на усталостную
прочность и износостойкость деталей.
13
Методические указания
Многие детали машин ( валы, шестерни и др. ) работают в таких условиях, когда их поверхность подвергается истиранию и одновременно на них
действует динамическая нагрузка. Для надежной работы в этих условиях
поверхность детали должна иметь высокую твердость, прочность и,
следовательно, износостойкость, а сердцевина− быть вязкой и пластичной. Это
достигается правильным выбором стали для данной детали и последующим ее
поверхностным упрочнением.
При изучении основ ХТО следует исходить из того,что физические основы различных видов ХТО едины.При этой обработке насыщение деталей
может проводиться в твердой, жидкой и газообразных средах, поэтому
необходимо знать наиболее оптимальные варианты для каждого вида ХТО и
конечные результаты, а также преимущества и недостатки этих методов.
1.11. Конструкционные стали
Конструкционные стали общего назначения. Требования, предъявляемые
к
ним.
Конструктивная
прочность деталей.
Низкоуглеродистые (
цементуемые )
стали: состав, термическая обработка, свойства, примеры применения.
Среднеуглеродистые ( улучшаемые ) стали: состав, термическая обработка,
свойства,
примеры применения. Высокопрочные стали.
Автоматные стали.
14
Рессорно-пружинные стали: состав, термическая обработка, свойства,
примеры применения.
Стали, устойчивые к коррозии. Виды коррозии. Основные принципы создания коррозионно-стойких сталей. Хромистые нержавеющие стали.
Хромоникелевые аустенитные нержавеющие стали.
Жаростойкие ( окалиностойкие ) стали.
Жаропрочные стали. Методы определения механических свойств при высоких температурах. Характеристики жаропрочности стали. Пути
повышения
жаропрочности.
Классификация
жаропрочных
сталей:
перлитные,
мартенситные, аустенитные с карбидным и интерметаллидным упрочнением.
Жаропрочные сплавы.
Методические указания
При изучении отдельных групп конструкционных сталей надо знать
требования, предъявляемые к ним. Исходя из этого, необходимо обосновать
содержание углерода и легирующих элементов в стали, режим ее
термической
обработки и получаемые структуру и свойства. В качестве примера надо
при10
вести две, три марки сталей данной группы. При изучении жаропрочных
сталей следует обратить внимание на особенности поведения металла в
условиях
нагружения при повышенных температурах, уяснить сущность явления
ползу-
15
чести,
а
также
области
применения
данных
сталей
различного
структурного
класса.
1.12. Инструментальные стали
Стали для режущего инструмента ( углеродистые, низколегированные,
быстрорежущие ) и их термическая обработка. Твердые сплавы.
Стали для измерительного инструмента и их термическая обработка.
Стали для штампов, деформирующих металл в холодном и горячем состояниях.
Методические указания
При рассмотрении сталей для режущего инструмента надо четко уяснить требования, предъявляемые к ним, режимы термической обработки и
недостатки отдельных групп сталей. Особое внимание следует уделить
быстрорежущим сталям и, в частности, особенностям их термической обработки. При изучении штамповых сталей необходимо различать условия
работы штампов для деформирования металла в холодном и горячем
состояниях и,
в связи с этим, особенности их термической обработки.
1.13. Цветные металлы и сплавы
Сплавы на основе алюминия. Классификация и термическая обработка
алюминиевых
сплавов.
Деформируемые
алюминиевые
сплавы,
не
упрочняемые
и упрочняемые термической обработкой. Литейные сплавы.
Сплавы на основе меди. Латуни, их свойства, маркировка и применение.
Бронзы
оловянистые,
алюминиевые,
марганцовистые,
свинцовые
бериллиевые ( состав, свойства, маркировка и области применения ).
Титан и его свойства. Конструкционные и жаропрочные сплавы титана.
16
и
Термическая обработка титана и его сплавов.
Антифрикционные сплавы на оловянистой, свинцовой, цинковой и алюминиевой основах.
Методические указания
При изучении сплавов цветных металлов необходимо обратить особое
внимание на преимущества тех или иных сплавов, на их термическую
обработку и, в частности, на процесс старения сплавов . Надо знать маркировку и
область применения цветных металлов и их сплавов.
2. НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ И КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ
11
2.1. Пластические массы
Классификация полимерных материалов. Термопластические полимерные материалы ( полиэтилен, полиамид, поливинилхлорид и др. ). Их
свойства,
состав, области применения. Термореактивные полимерные материалы.
Паропласты
и
пенопласты.
Пластмассы
с
твердыми,
порошковыми,
волокнистыми и
листовыми наполнителями.
Методические указания
В основе неметаллических материалов лежат полимеры, поэтому следует обратить внимание на особенности строения полимеров, которые
определяют их механические и физико-химические свойства. Рассматривая
пластические массы, необходимо понять, что это искусственные материалы,
полу-
17
чаемые на основе органических полимерных связующих веществ. Надо
уяснить
также
преимущества
и
недостатки
пластмасс
по
сравнению
с
металлическими материалами.
2.2. Резиновые материалы
Состав резин и эластотермопластов. Роль порошковых наполнителей
(саж, окиси кремния ) и волокнистых наполнителей ( органические,
стеклянные,
металлические волокна и корды ). Свойства и области применения резин и
эластотермопластов.
Методические указания
Резина отличается от других материалов высокими эластичными свойствами, что связано со свойствами основы резины − каучука. Поэтому
уясните состав резины, способы получения и влияния наполнителей на ее
свойства.
2.3. Силикатные материалы
Стекла минеральные. Свойства стекол в зависимости от состава. Стеклокристаллические материалы ( ситаллы ).
Техническая керамика. Свойства в зависимости от состава, применение.
Методические указания
Изучая стекла, уясните сущность стеклообразного состояния как разновидности
аморфного
состояния
вещества
и
причины
образования
кристаллической структуры ситаллов. При изучении керамических материалов
обратите внимание на отличие технической керамики от обычной.
2.4. Композиционные материалы
18
12
Принципы создания композиционных материалов. Классификация, свойства, преимущества и недостатки. Армирующие упрочняющие материалы.
Композиционные материалы на основе алюминия, магния, титана и их
сплавов.
Методические указания
Принципиальная особенность композиционного материала заключается
в сочетании разнородных материалов с четкой границей раздела между
ними.
Поэтому композит обладает свойствами, которых не имеет ни один из его
компонентов
в
отдельности.
Уясните
свойства
композиционных
материалов в
зависимости от
вида
матрицы и
формы,
размеров
и
взаимного
расположения
наполнителя.
ЧАСТЬ I. МЕТАЛЛОВЕДЕНИЕ
Строение металлов
Металловедение как наука о свойствах металлов и сплавов. Типы связи в твердых телах. Атомнокристаллическое строение металлов. Процесс кристаллизации.
Рассмотрите типы химической связи в твердых телах, основное внимание обратите на особый тип
металлической связи, который обусловливает отличительные свойства металлов: высокую
электропроводность и теплопроводность, высокую пластичность и металлический блеск. Металлические тела характеризуются кристаллическим строением. Однако свойства реальных
кристаллов определяются известными несовершенствами кристаллического строения. В связи с этим
необходимо разобраться в видах несовершенств и особенно в строении дислокаций (линейных
несовершенств), причинах их легкого перемещения в кристаллической решетке и влияния на
механические свойства.
Термодинамические причины фазовых превращений являются одним из частных случаев общего
закона природы: стремления любой системы
к состоянию с наименьшим запасом энергии (в данном случае свободной энергии). Уясните
теоретические основы процесса кристаллизации, состоящего из двух элементарных процессов:
зарождения и роста кристаллов, и влияния на эти параметры степени переохлаждения.
19
В процессе кристаллизации при формировании структуры литого металла решающее значение имеет
реальная среда, а также возможность искусственного воздействия на строение путем
модифицирования.
Теория сплавов
Сплавы, виды взаимодействия компонентов в твердом состоянии. Диаграммы состояния для случаев
полной нерастворимости, неограниченной и ограниченной растворимости компонентов в твердом
виде, а также для случая образования устойчивого химического соединения.
Необходимо отчетливо представлять строение металлов и сплавов в твердом состоянии. Уясните, что
такое твердый раствор, химическое (металлическое) соединение, механическая смесь. Наглядное
представление о состоянии любого сплава в зависимости от его состава и температуры дают
диаграммы состояния. Нужно усвоить общую методику построения диаграмм состояния для
различных случаев взаимодействия компонентов в твердом состоянии.
При изучении диаграмм состояния нужно уметь применять правило отрезков (для определения доли
каждой фазы или структурной составляющей в сплаве), правило фаз (для построения кривых
нагревания и охлаждения), определять химический состав фаз. С помощью правил Курнакова нужно
уметь установить связь между составом, строением и свойствами сплава.
Пластическая деформация и механические свойства
металлов
Напряжения и деформация. Явление наклепа. Стандартные механические свойства: твердость;
характеристики, определяемые при растяжении; ударная вязкость; сопротивление усталости.
Рассмотрите физическую природу деформации И разрушения. Внимание уделите механизму
пластической деформации, ее влиянию на микро- и субмикроструктуру, а также на плотность
дислокаций. Уясните связь между основными характеристиками, строением и механическими
свойствами. Разберитесь в сущности явления наклепа и его практическом использовании.
Изучите основные методы исследования механических свойств металлов и физический смысл
определяемых при разных методах испытания характеристик. Свойства, полученные на гладких
образцах, не совпадают со свойствами готового изделия, выполненного из предварительно
испытанного материала. Это связано с наличием в реальных деталях отверстий, надрезов и других
концентраторов напряжений, а также с различием в характере напряженного состояния образца и
детали. Отсюда вытекает важность испытаний образцов с надрезами, позволяющих приблизить
условия испытаний к условиям эксплуатации материала и получить результаты, характеризующие
конструкционную прочность металла.
20
Влияние нагрева на структуру и свойства деформируемого
металла
Необходимо знать сущность рекристаллизационных процессов: возврата, первичной
рекристаллизации, собирательной (вторичной) рекристаллизации, протекающих при нагреве
деформированного металла. Уясните, как при этом изменяются механические, физико-химические
свойства и размер зерна. Установите влияние состава сплава и степени пластической деформации на
протекание рекристаллизационных процессов. Научитесь выбирать режим рекристаллизационного
отжига. Уясните его практическое значение, различие между холодной и горячей пластическими
деформациями.
Железо и его сплавы
Диаграмма состояния железо - цементит. Классификация железоуглеродистых сплавов. ГОСТы на
металлы и сплавы. Фазы, образуемые легирующими элементами в сплавах железа. Структурные
классы легированных сталей. Чугуны.
Научитесь вычерчивать диаграмму состояния (см. рис. 1 в приложении) железо - цементит и
определять все фазы и структурные составляющие этой системы. С помощью правила фаз постройте
кривые охлаждения (или нагревания) для любого сплава; разберитесь в классификации
железоуглеродистых сплавов и усвойте, что различие между тремя классами (техническое железо,
сталь, чугун) не является формальным (по содержанию углерода). Разные классы сплавов
принципиально различны по структуре и свойствам. Технические железоуглеродистые сплавы
состоят не только из железа и углерода, но и обязательно содержат постоянные примеси,
попадающие в сплав в результате предыдущих операций при выплавке.
Разберите диаграмму состояния железо - графит, которая по графическому начертанию почти не
отличается от диаграммы железо -цементит, что облегчает ее запоминание. Количественные
изменения в положении линий диаграммы касаются смещения эвтектической и эвтектоидной линий
в точках S' и Е'. Качественное изменение заключается в замене в структуре во всех случаях цементита
графитом.
Изучите влияние легирующих элементов на критические точки железа и стали и объясните, при
каком сочетании углерода и соответствующего легирующего элемента могут быть получены
легированные стали ферритного, перлитного, аустенитного и ледебуритного классов.
Уясните влияние постоянных примесей на строение чугуна и разберитесь в различии металлической
основы серых чугунов разных классов. Запомните основные механические свойства и назначение
чугунов различных классов и их маркировку. Обратите внимание на способы получения ковких и
высокопрочных чугунов. Изучите физическую сущность процесса графитизации.
Теория термической обработки стали
Превращения в стали при нагреве. Превращения переохлажденного аустенита. Мартенситное
превращение и его особенности. Превращения аустенита при непрерывном охлаждении.
Превращения при отпуске закаленной стали.
21
Теория и практика термической обработки стали - главные вопросы металловедения. Термическая
обработки - один из основных способов влияния на строение, а следовательно, и на свойства
сплавов.
При изучении превращений переохлажденного аустенита особое внимание обратите на диаграмму
изотермического распада (см. рис. 2 в приложении), устанавливающую связь между
температурными условиями превращения, интенсивностью распада и строением продуктов
превращения. Разберитесь в механике и особенностях перлитного, промежуточного и мартенситного
превращений, происходящих соответственно в верхней, средней и нижней температурных областях.
Уясните строение и свойства перлита, сорбита, тростита, бейнита, мартенсита и особенно различие и
сходство одноименных структур, получаемых при распаде аустенита и отпуске закаленной стали.
Запомните практическое значение термокинетических диаграмм.
Изучите влияние легирующих элементов на кинетику и характер превращения аустенита в
перлитной, промежуточной и мартенситной областях. В связи с влиянием легирующих элементов на
диаграммы изотермического распада аустенита рассмотрите причины получения различных классов
по структуре (перлитного, мартенситного, аустенитного). Уясните влияние легирующих элементов на
превращения при отпуске. Запомните, что легирующие элементы, как правило, затормаживают
процессы превращений.
Технология термической обработки
Основные виды термической обработки стали. Отжиг, нормализация, закалка, обработка холодом.
Прокаливаемость стали. Отпуск стали. Поверхностная закалка.
Уясните влияние скорости охлаждения на структуру и свойства стали и физическую сущность
процессов отжига, нормализации, закалки и обработки холодом. При изучении технологических
процессов термической обработки особое внимание обратите на разновидности режимов и их
назначение. Для выяснения причин брака при термической обработке стали следует прежде всего
разобраться в природе термических и фазовых напряжений. Уясните различие между
закаливаемостью и прокаливаемостью стали, а также факторы, влияющие на эти характеристики.
Разберитесь в способе получения высокопрочных деталей - .термомеханической обработке.
Различные виды поверхностной закалки позволяют получить особое сочетание свойств
поверхностного слоя и сердцевины, что приводит к повышению эксплуатационных характеристик
изделия. При изучении индукционной закалки уясните связь между глубиной проникновения закаленного слоя и частотой тока. Закалка при нагреве токами высокой частоты приводит к получению
более высоких механических свойств, чем при обычном нагреве. Для получения оптимальных
результатов следует руководствоваться диаграммами допустимых и преимущественных режимов
нагрева под закалку токами высокой частоты.
Современные автоматические и полуавтоматические агрегаты для термической обработки могут
быть включены в технологические линии машиностроительных заводов, в связи с чем при массовом
производстве отпадает необходимость в специальных термических цехах и отделениях.
22
Химико-термическая обработка стали и поверхностное
упрочнение наклепом
Физические основы химико-термической обработки. Цементация. Азотирование. Цианирование.
Диффузионная металлизация. Дробеструйный наклеп.
При изучении основ химико-термической обработки следует исходить из того, что принципы химикотермической обработки едины. Процесс химико-термической обработки состоит из выделения
атомов насыщающего вещества внешней средой, захвата (сорбции) этих атомов поверхностью
металла и диффузии их внутрь металла. Поэтому рассмотрите реакции в газовой среде при
цементации или азотировании и усвойте современные представления о процессе диффузии в
металлах. В большинстве случаев насыщение может происходить из твердой, жидкой и газовой сред,
а поэтому нужно знать наиболее удачные варианты насыщения для каждого метода химикотермической обработки и конечные результаты (поверхностное упрочнение и изменение физикохимических свойств).
Разберитесь в технологии проведения отдельных видов химико-термической обработки. Уясните
преимущества и области использования цементации, азотирования, цианирования и различных
видов диффузионной металлизации. Объясните влияние легирования на механизм формирования
структуры поверхностного слоя. Рассмотрите сущность и назначение дробеструйного поверхностного
наклепа и его влияние на эксплуатационные свойства деталей машин.
Конструкционные стали
Конструкционные стали общего назначения. Цементуемые, улучшаемые, пружинно-рессорные
стали. Высокопрочные мартенситостареющие стали. Коррозионно-стойкие и жаростойкие стали и
сплавы. Жаропрочные стали и сплавы.
Нужно усвоить принципы маркировки сталей и уметь по маркировке определить состав и
особенности данной стали, а также иметь общее представление о разных группах стали.
Разберитесь во влиянии легирующих элементов на изменение структуры и свойств стали, особое
внимание уделите технологическим особенностям термической обработки легированной стали
различных групп.
Рассмотрите способы классификации (по структуре в нормализованном состоянии и, что особенно
важно для машиностроителей, по назначению), основные принципы выбора для различного
назначения цементуемых, улучшаемых, пружинно-рессорных, износостойких, высокопрочных,
нержавеющих, жаропрочных и других сталей.
При изучении жаропрочных сталей обратите внимание на особенности поведения металла в
условиях нагружения при повышенных температурах. Уясните сущность явления ползучести и
основные характеристики жаропрочности; каковы предельные рабочие температуры и области
применения сталей различного структурного класса.
В качестве примеров указать две-три марки стали каждой группы, расшифровать состав, назначить
режим термической обработки и охарактеризовать структуру, свойства и область применения.
23
Инструментальные стали
Классификация и маркировка инструментальных сталей. Стали, не обладающие и обладающие
теплостойкостью. Стали для режущего, измерительного и штампов ого инструмента. Твердые
сплавы.
Изучите классификацию инструментальных сталей в зависимости от назначения инструмента и в
связи с этим рассмотрите основные эксплуатационные свойства инструмента каждой группы. Особое
внимание уделите быстрорежущим сталям. Уясните причины их высокой красностойкости и
особенности термической обработки.
При изучении штамповых сталей необходимо различать условия работы штампов для
деформирования в холодном состоянии и штампов для деформирования в горячем состоянии.
Студент обязан уметь выбрать марку стали для инструмента различного назначения, расшифровать
ее состав, назначить режим термической обработки, объяснить сущность происходящих при
термической обработке превращений и указать получаемые структуру и свойства.
Специальные сплавы
В этом разделе изучают стали и сплавы, обладающие особыми физическими свойствами: магнитные,
с заданным коэффициентом теплового расширения и электрическим сопротивлением, а также новые
сплавы на основе титана, никеля, кобальта и тугоплавких металлов.
Необходимо знать требования, предъявляемые к каждой группе сплавов, и их назначение. В
качестве примеров укажите две-три марки стали или сплава данной группы, расшифруйте их состав и
укажите режим термической обработки с объяснением происходящих структурных превращений,
охарактеризуйте получаемую структуру и свойства.
Обратите внимание на использование титановых сплавов как в качестве конструкционных,
работающих при обычных температурах, так и в качестве жаропрочных. Уясните преимущества,
предельные температуры и области использования сплавов на основе титана, никеля и кобальта.
Общая характеристика и перспективы использования сплавов на основе тугоплавких металлов
(молибдена, вольфрама, хрома, тантала, ниобия, циркония).
Алюминий, магний и их сплавы
Деформируемые и литейные сплавы.
Обратите внимание на основные преимущества алюминиевых и магниевых сплавов, связанные с их
высокой удельной прочностью. Рассмотрите классификацию алюминиевых сплавов и обоснуйте
технологический способ изготовления изделий из сплавов каждой группы. Разберитесь в основах
теории термической обработки (старения) легких сплавов. Обоснуйте выбор способа упрочнения
деформируемых и литейных сплавов. Рассмотрите классификацию магниевых сплавов.
Медь и ее сплавы
Латуни и бронзы.
Изучите классификацию медных сплавов и уясните маркировку, состав, структуру, свойства и области
применения разных групп медных сплавов.
24
Цинк, олово, свинец и их сплавы
Основное внимание обратите на области применения сплавов на основе цинка, свинца, олова.
Укажите, каким должно быть строение антифрикционных сплавов в связи с предъявляемыми к ним
требованиями.
Композиционные материалы
Обратите внимание на принципиальное отличие композиционного материала, заключающееся в
сочетании разнородных материалов с четкой границей раздела между ними. В связи с тем что
композит обладает свойствами, которыми не может обладать ни один из его компонентов в отдельности, такие материалы становятся весьма перспективными в различных областях новой
техники. Укажите свойства композитов в зависимости от вида матрицы и формы, размеров и
взаимного расположения наполнителя. Уясните возможность использования композитов в качестве
жаропрочных материалов и способы повышения их жаропрочности.
25
2.3 Литейное производство. Общие сведения о литейном
производстве
Теория и практика технологии литейного производства на современном
этапе позволяет получать изделия с высокими эксплуатационными
свойствами.
Отливки
надежно
работают в реактивных
двигателях,
атомных энергетических установках и других машинах ответственного
назначения.
Они
конструкций,
используются
металлургических
в
изготовлении
агрегатов,
морских
строительных
судов,
деталей
бытового оборудования, художественных и ювелирных изделий.
Современное
состояние
литейного
производства
определяется
совершенствованием традиционных и появлением новых способов литья,
непрерывно повышающимся уровнем механизации и автоматизации
технологических
процессов,
специализацией
и
централизацией
производства, созданием научных основ проектирования литейных машин
и механизмов.
Важнейшим
направлением
повышения
эффективности
является
улучшение качества, надежности, точности и шероховатости отливок с
максимальным приближением их к форме готовых изделий путем
внедрения новых технологических процессов и улучшения качества
литейных сплавов, устранение вредного воздействия на окружающую
среду и улучшения условий труда.
Литье
является
наиболее
распространенным
методом
формообразования.
Преимуществами
наибольшими
литья
являются
коэффициентами
изготовление
использования
металла
заготовок
и
с
весовой
точности, изготовление отливок практически неограниченных габаритов и
массы, получение заготовок из сплавов, неподдающихся пластической
деформации и трудно обрабатываемых резанием (магниты).
26
2.4 Технология обработки давлением. Общие сведения
Обработкой давлением называются процессы получения заготовок или
деталей машин силовым воздействием инструмента на исходную заготовку
из исходного материала.
Пластическое деформирование при обработке давлением, состоящее в
преобразовании заготовки простой формы в деталь более сложной формы
того же объема, относится к малоотходной технологии.
Обработкой давлением получают не только заданную форму и размеры,
но и обеспечивают требуемое качество металла, надежность работы
изделия.
Высокая
производительность
обработки
давлением,
низкая
себестоимость и высокое качество продукции привели к широкому
применению этих процессов.
Пластическое деформирование в обработке металлов давлением
осуществляется при различных схемах напряженного и деформированного
состояний, при этом исходная заготовка может быть объемным телом,
прутком, листом.
По назначению процессы обработки металлов давлением группируют
следующим образом:
– для получения изделий постоянного поперечного сечения по длине
(прутков,
проволоки,
лент,
листов),
применяемых
в
строительных
конструкциях или в качестве заготовок для последующего изготовления
деталей – прокатка, волочение, прессование;
– для получения деталей или заготовок, имеющих формы и размеры,
приближенные к размерам и формам готовых деталей, требующих
механической обработки для придания им окончательных размеров и
заданного качества поверхности – ковка, штамповка.
Основными схемами деформирования объемной заготовки являются:
– сжатие между плоскостями инструмента – ковка;
– ротационное обжатие вращающимися валками – прокатка;
27
– затекание металла в полость инструмента – штамповка;
– выдавливание металла из полости инструмента – прессование;
– вытягивание металла из полости инструмента – волочение.
Характер пластической деформации зависит от соотношения процессов
упрочнения и разупрочнения. Губкиным С.И. предложено различать виды
деформации и, соответственно, виды обработки давлением.
Горячая деформация – деформация, после которой металл не получает
упрочнения.
Рекристаллизация
равноосные
зерна
полностью
успевает
пройти
заменяют
полностью,
новые
деформированные
зерна,
искажения кристаллической решетки отсутствуют. Деформация имеет
место при температурах выше температуры начала рекристаллизации.
Неполная горячая деформация характеризуется незавершенностью
процесса рекристаллизации, которая не успевает закончиться, так как
скорость ее недостаточна по сравнению со скоростью деформации. Часть
зерен остается деформированными и металл упрочняется. Возникают
значительные
остаточные
напряжения,
которые
могут
привести
к
разрушению. Такая деформация наиболее вероятна при температуре,
незначительно превышающей температуру начала рекристаллизации. Ее
следует избегать при обработке давлением.
При неполной холодной деформации рекристаллизация не происходит,
но протекают процессы возврата. Температура деформации несколько
выше температуры возврата, а скорость деформации меньше скорости
возврата. Остаточные напряжения в значительной мере снимаются,
интенсивность упрочнения снижается.
При холодной деформации разупрочняющие процессы не происходят.
Температура холодной деформации ниже температуры начала возврата.
Холодная и горячая деформации не связаны с деформацией с нагревом
или без нагрева, а зависят только от протекания процессов упрочнения и
разупрочнения. Поэтому, например, деформация свинца, олова, кадмия и
28
некоторых других металлов при комнатной температуре является с этой
точки зрения горячей деформацией.
2.5 Сварочное производство
Сварка – технологический процесс получения неразъемных соединений
в
результате
возникновения
атомно-молекулярных
связей
между
соединяемыми деталями при их нагреве и пластическом деформировании.
Сварные соединения можно получать двумя принципиально разными
путями: сваркой плавлением и сваркой давлением.
При сварке плавлением атомно-молекулярные связи между деталями
создают, оплавляя их примыкающие кромки, так, чтобы получилась
смачивающая их, общая ванна. Эта ванна затвердевает при охлаждении и
соединяет детали в одно целое. Как правило, в жидкую ванну вводят
дополнительный
металл, чтобы
полностью
заполнить зазор
между
деталями, но возможна сварка и без него.
При сварке давлением обязательным является совместная пластическая
деформация деталей сжатием зоны соединения. Этим обеспечивается
очистка свариваемых поверхностей от пленок загрязнений, изменение их
рельефа
и
образование
атомно-молекулярных
связей.
Пластической
деформации обычно предшествует нагрев, так как с ростом температуры
уменьшается значение деформации, необходимой для сварки и повышается
пластичность металла.
Нагрев свариваемых деталей осуществляется разными способами:
электрической дугой, газокислородным пламенем, пропусканием тока,
лазером и т.д. По-разному обеспечиваются защита зоны сварки от
воздействия воздуха и ее принудительная деформация.
Существует множество технологических процессов сварки (более 70).
Сварка является наиболее важным способом получения неразъемных
соединений из различных материалов, свариваются металлы и сплавы,
29
керамика,
стекло,
пластмассы,
разнородные
материалы.
Сварка
применяется во всех областях техники.
2.6 Общая характеристика размерной обработки
Механическая обработка поверхностей заготовок является одной из
основных завершающих стадий изготовления деталей машин.
Одна из актуальных задач машиностроения – дальнейшее развитие,
совершенствование
и
разработка
новых
технологических
методов
обработки заготовок деталей машин, применение новых конструкционных
материалов и повышение качества обработки деталей машин.
Наряду
с
пластическим
обработкой
резанием
деформированием,
применяют
с
методы
использованием
обработки
химической,
электрической, световой, лучевой и других видов энергии.
Классификация движений в металлорежущих станках
Обработка
металлов
резанием
–
процесс
срезания
режущим
инструментом с поверхности заготовки слоя металла в виде стружки для
получения необходимой геометрической формы, точности размеров,
взаимного расположения и шероховатости поверхностей детали.
Чтобы срезать с заготовки слой металла, необходимо режущему
инструменту и заготовке сообщать относительные движения. Инструмент
и заготовку устанавливают на рабочих органах станков, обеспечивающих
движение.
Движения, которые обеспечивают срезание с заготовки слоя материала
или вызывают изменение состояния обработанной поверхности заготовки,
называют движениями резания:

Главное движение – определяет скорость деформирования материала
и отделения стружки (Дг);

Движение
подачи
–
обеспечивает
инструмента в материал заготовки (Дs);
30
врезание
режущей
кромки
Движения могут быть непрерывными или прерывистыми, а по
характеру
–
вращательными,
поступательными,
возвратно-
поступательными.
Движения подачи: продольное, поперечное, вертикальное, круговое,
окружное, тангенциальное.
3 Контрольные работы
3.1 Методические рекомендации к выполнению контрольных работ
Контрольная работа включает в себя выполнение трех контрольных заданий,
относящихся к различным разделам курса.
В задачи контрольной работы входит изучение: физической сущности
основных технологических методов получения заготовок и их обработки;
технологических
недостатков
и
возможностей
областей
методов,
применения;
их
назначения,
принципиальных
достоинств,
схем
работы
технологического оборудования, инструментов, приспособлений и оснастки;
основ технологичности конструкций заготовок и деталей машин с учетом
методов их получения и обработки.
3.2 Варианты контрольных заданий
31
ЗАДАНИЯ НА КОНТРОЛЬНУЮ РАБОТУ № 1
Вариант 1
1. Характерные свойства металлов. Чем они обусловлены?
2. Начертите диаграмму состояния железо−цементит с указанием во всех
ее областях фаз и структурных составляющих. Рассмотрите формирование
структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава, содержащего 0,13 %
С. При температуре 1510°С для этого сплава определите содержание углерода в
фазах и их количество.
3. Влияние углерода и постоянных примесей на свойства стали.
4. Литейные сплавы. Литейные свойства сплавов.
5.Сварка плавлением, сварка давлением. Классификация методов сварки.
Вариант 2
1. Какие из распространенных металлов имеют кубическую
объемноцентрированную решетку? Нарисуйте ее элементарную ячейку,
укажите период и координационное число.
2. Начертите диаграмму состояния железо−цементит с указанием во всех
ее областях фаз и структурных составляющих. Рассмотрите
формирование структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава,
содержащего 5,5 % С. В произвольной точке этого сплава между линиями
ликвидус и солидус определите содержание углерода в фазах и их количество.
3.Углеродистые конструкционные стали обыкновенного
(маркировка, механические свойства, области применения).
качества
4.Классификация методов литья
5.Горизонтально-фрезерный
станок,
вертикально-фрезерный
Маркировка, конструкция, назначение элементов станков.
32
станок.
Вариант 3
1. Какие из распространенных металлов имеют кубическую границентрированную кристаллическую решетку? Нарисуйте ее элементарную
ячейку, укажите период и координационное число.
2. Начертите диаграмму состояния железо−цементит с указанием во всех
ее областях фаз и структурных составляющих. Рассмотрите формирование
структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава, содержащего 0,4 % С.
При температуре 750°С для этого сплава определите содержание углерода в
фазах и их количество.
3. Углеродистые качественные конструкционные стали: химический
состав, механические свойства, термическая обработка, области применения.
4. Высокоскоростная штамповка – штамповка взрывом, электрогидравлическая
и электромагнитная штамповка.
5.Углы токарного резца. Углы в сечении и в плане.
Вариант 4
1. Какие из распространенных металлов имеют гексагональную
кристаллическую решетку? Нарисуйте ее элементарную ячейку, укажите
периоды и координационное число.
2. Начертите диаграмму состояния железо−цементит с указанием во всех
ее областях фаз и структурных составляющих. Рассмотрите формирование
структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава, содержащего 5,2 % С.
В произвольной точке этого сплава между линиями ликвидус и солидус
определите содержание углерода в фазах и их количество.
3. Конструкционные низкоуглеродистые ( цементуемые ) легированные
стали: требования, химический состав, термическая обработка, основные
группы (коротко ).
4. Сварка взрывом. Особенности метода, достоинства, недостатки.
5. Центробежное литьё. Особенности метода, достоинства, недостатки.
33
Вариант 5
1. Сущность металлического, ионного и ковалентного типов связи.
2. Начертите диаграмму состояния железо−цементит с указанием во всех
ее областях фаз и структурных составляющих. Рассмотрите формирование
структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава, содержащего 0,8 % С.
При температуре 727°С для этого сплава определите содержание углерода в
фазах и их количество.
3. Конструкционные среднеуглеродистые ( улучшаемые ) легированные
стали: требования, химический состав, термическая обработка, основные
группы ( коротко ).
4. Электродуговая сварка. Электрическая дуга. Методы электродуговой сварки.
Образование сварного шва.
5. Шлифовальные станки. Кругло-шлифовальный станок. Бесцентровой
шлифовальный
станок.
Плоскошлифовальный
станок.
Конструкция.
Назначение.
Вариант 6
1. Дислокации в кристаллах. Виды дислокаций и влияние их на
механические свойства металлов.
2. Начертите диаграмму состояния железо−цементит с указанием во всех
ее областях фаз и структурных составляющих. Рассмотрите формирование
структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава, содержащего
4,8 % С. В произвольной точке этого сплава между линиями ликвидус и
солидус определите содержание углерода в фазах и их количество.
3. Стали с повышенной обрабатываемостью резанием (автоматные стали).
4. Способы обработки конических поверхностей на токарно-винторезном
станке.
5. Специальные методы штамповки. Штамповка в ковочных вальцах.
Штамповка в ротационно-ковочных машинах. Высадка на электровысадочных
машинах. Раскатка кольцевых заготовок на раскатных машинах. Горячая
накатка зубчатых колёс.
34
Вариант 7
1. Точечные дефекты кристаллического строения. Влияние их на свойства
металлов.
2. Начертите диаграмму состояния железо-цементит с указанием во всех
ее областях фаз и структурных составляющих. Рассмотрите формирование
структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава, содержащего 1,0 % С.
При температуре 1400°С для этого сплава определите содержание углерода в
фазах и их количество.
3. Мартенситно-стареющие высокопрочные стали и их термическая
обработка.
4. Холодная сварка. Особенности метода, достоинства, недостатки.
5. Литьё в песчаные формы. Технология процесса, разработка чертежа отливки
(припуски), модельный комплект, литниковая система, формовочные и
стержневые смеси, изготовление литейной формы. Особенности метода,
достоинства, недостатки.
Вариант 8
1. Поверхностные дефекты кристаллического строения. Влияние размера
зерна на механические свойства металлов.
2. Начертите диаграмму состояния железо−цементит с указанием во всех
ее областях фаз и структурных составляющих. Рассмотрите формирование
структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава, содержащего 4,3 % С.
При температуре 1147°С для этого сплава определите содержание углерода в
фазах и их количество.
3. Рессорно-пружинные стали и их термическая обработка.
4. Литьё в оболочковых формах. Технология процесса. Особенности метода,
достоинства, недостатки.
5. Лазерная сварка. Особенности метода, достоинства, недостатки.
35
Вариант 9
1. Что такое ударная вязкость? Методика ее определения.
2. Начертите диаграмму состояния железо−цементит с указанием во всех
ее областях фаз и структурных составляющих. Рассмотрите формирование
структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава, содержащего
2,14 % С. В произвольной точке этого сплава между линиями ликвидус и
солидус определите содержание углерода в фазах и их количество.
3. Шарикоподшипниковые стали и их термическая обработка.
4. Сварка электронным лучом в вакууме. Особенности метода, достоинства,
недостатки.
5. Холодная штамповка. Холодная объёмная штамповка.
выдавливание. Холодная высадка. Холодная формовка.
Холодное
Вариант 10
1. Что такое твердость? Методика ее определения.
2. Начертите диаграмму состояния железо−цементит с указанием во всех
ее областях фаз и структурных составляющих. Рассмотрите формирование
структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава, содержащего 3,8 % С.
В произвольной точке этого сплава между линиями ликвидус и солидус
определите содержание углерода в фазах и их количество.
3. Жаростойкость (окалиностойкость). Жаростойкие стали.
4. Токарно-винторезный станок. Маркировка станка. Конструкция станка.
Назначение элементов станка.
5. Газопрессовая сварка. Особенности метода, достоинства, недостатки.
Вариант 11
36
1. Из листа свинца путем прокатки при комнатной температуре получена
тонкая фольга. При этом оказалось, что твердость и прочность этой фольги
такие же, как и у исходного листа. Почему?
2. Начертите диаграмму состояния железо−цементит с указанием во всех
ее областях фаз и структурных составляющих. Рассмотрите
формирование структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава,
содержащего 0,9 % С. В произвольной точке этого сплава между линиями
ликвидус и солидус определите содержание углерода в фазах и их количество.
3.
Механизм
электрохимической
коррозионностойкие стали.
коррозии.
Хромистые
4. Диффузионная сварка в вакууме. Особенности метода, достоинства,
недостатки.
5. Прокатное производство. Виды прокатки. Инструмент. Прокатный стан.
Вариант 12
1.Сущность явления наклепа. Примеры его практического применения.
2. Начертите диаграмму состояния железо−цементит с указанием во всех
ее областях фаз и структурных составляющих. Рассмотрите формирование
структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава, содержащего 3,4 % С.
В произвольной точке этого сплава между линиями ликвидус и солидус
определите содержание углерода в фазах и их количество.
3. Хромоникелевые коррозионностойкие стали. Межкристаллитная
коррозия и способы уменьшения склонности к ней сталей.
4. Ковка. Инструмент. Операции ковки
5. Токарная обработка. Операции, выполняемые при токарной обработке.
Главное движение, движение подачи.
Вариант 13
37
1. Волочение медной проволоки проводят в несколько переходов. Часто
на последних переходах проволока разрывается. Почему? Как можно этого
избежать?
2. Начертите диаграмму состояния железо−цементит с указанием во всех
ее областях фаз и структурных составляющих. Рассмотрите
формирование структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава,
содержащего 1,3 % С. При температуре 800°С для этого сплава определите
содержание углерода в фазах и их количество.
3. Жаропрочность (определение; характеристики; основные факторы,
влияющие на нее; пути повышения).
4. Приводы и передачи станков. Передаточные отношения ремённой, цепной,
зубчатой, червячной, реечной, винтовой передач.
5. Волочение. Инструмент. Волочильные станы. Особенности метода,
достоинства, недостатки.
Вариант 14
1. Явление полиморфизма металлов (на примере железа) и его
практическое значение.
2. Начертите диаграмму состояния железо−цементит с указанием во всех
ее областях фаз и структурных составляющих. Рассмотрите формирование
структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава, содержащего 1,7 % С.
В произвольной точке этого сплава между линиями ликвидус и солидус
определите содержание углерода в фазах и их количество.
3. Основные классы жаропрочных сталей и области применения
названных сталей.
4. Формообразующие операции – гибка, вытяжка без утонения стенок, вытяжка
с утонением стенок, отбортовка, обжим, формовка.
5. Карусельные станки – конструкция и назначение.
38
Вариант 15
1. Процессы, происходящие при нагреве деформированного металла.
2. Начертите диаграмму состояния железо−цементит с указанием во всех
ее областях фаз и структурных составляющих. Рассмотрите формирование
структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава, содержащего 3,0 % С.
В произвольной точке этого сплава между линиями ликвидус и солидус
определите содержание углерода в фазах и их количество.
3. Углеродистые и низколегированные стали для режущего инструмента
и их термическая обработка.
4. Виды обработки, производимые на сверлильных станках.
5. Сортаменты проката. Сортовой прокат, Листовой прокат. Трубный прокат
(бесшовные и сварные трубы). Специальный прокат.
Вариант 16
1. Различие между холодной и горячей пластической деформацией.
2. Начертите диаграмму состояния железо−цементит с указанием во всех
ее областях фаз и структурных составляющих. Рассмотрите формирование
структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава, содержащего 2,2 % С.
В произвольной точке этого сплава между линиями ликвидус и солидус
определите содержание углерода в фазах и их количество.
3. Быстрорежущие стали и их термическая обработка.
4. Штамповка. Инструмент. Горячая объёмная штамповка. Штамповка в
открытых и закрытых штампах. Особенности метода, достоинства, недостатки.
5. Механизмы станков. Подвижной блок зубчатых колёс, конус зубчатых колёс с
накидным зубчатым колесом (механизм Нортона), конус зубчатых колёс с
вытяжной шпонкой, механизм перебора.
Вариант 17
1. Механизм пластической деформации в монокристаллах металлов.
39
2. Начертите диаграмму состояния железо−цементит с указанием во всех
ее областях фаз и структурных составляющих. Рассмотрите формирование
структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава, содержащего 0,6 % С.
При температуре 730°С для этого сплава определите содержание углерода в
фазах и их количество.
3. Твердые сплавы для режущего инструмента.
4. Сверлильные станки. Маркировка сверлильных станков. Главное
движение, движение подачи
5. Сварка давлением. Электроконтактная сварка.
Вариант 18
1. Особенности пластической деформации в поликристаллических металлах.
2. Начертите диаграмму состояния железо−цементит с указанием во всех
ее областях фаз и структурных составляющих. Рассмотрите формирование
структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава, содержащего 2,6 % С.
В произвольной точке этого сплава между линиями ликвидус и солидус
определите содержание углерода в фазах и их количество.
3. Стали для измерительного инструмента и их термическая обработка.
4. Рельефная сварка. Особенности метода, достоинства, недостатки.
5. Холодная листовая штамповка. Операции штамповки.
Вариант 19
1. Изменение структуры металлов при пластической деформации.
2. Начертите диаграмму состояния железо−цементит с указанием во всех
ее областях фаз и структурных составляющих. Рассмотрите формирование
структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава, содержащего 1,4 % С.
При температуре 800°С для этого сплава определите содержание углерода в
фазах и их количество.
40
3. Стали для штампов холодного деформирования и их термическая обработка.
4.Особенности горячей и холодной обработки металлов давлением.
5. Полуавтоматическая сварка под слоем флюса. Особенности метода,
достоинства, недостатки.
Вариант 20
1. Виды разрушения металлов. Факторы, способствующие хрупкому
разрушению.
2. Начертите диаграмму состояния железо−цементит с указанием во всех
ее областях фаз и структурных составляющих. Рассмотрите формирование
структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава, содержащего 5,4 % С.
В произвольной точке этого сплава между линиями ликвидус и солидус
определите содержание углерода в фазах и их количество.
3. Стали для штампов горячего деформирования металла и их
термическая обработка.
4. Ручная электродуговая сварка электродом с покрытием. Технология сварки,
электроды, функции обмазки электродов. Особенности метода, достоинства,
недостатки.
5. Литьё по выплавляемым моделям. Технология процесса. Особенности
метода, достоинства, недостатки
Вариант 21
1. Порог хладноломкости металлов и методика его определения.
2. Начертите диаграмму состояния железо−цементит с указанием во всех
ее областях фаз и структурных составляющих. Рассмотрите формирование
структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава, содержащего 1,8 % С.
При температуре 900°С для этого сплава определите содержание углерода в
фазах и их количество.
3. Аморфные сплавы ( металлические стекла ).
4. Плазменная сварка. Образование плазмы, разновидности плазменной
сварки. Особенности метода, достоинства, недостатки.
5. Разделительные операции – отрезка, вырубка, пробивка.
41
Вариант 22
1. Прочностные свойства металлов и методы их определения.
2. Начертите диаграмму состояния железо−цементит с указанием во всех
ее областях фаз и структурных составляющих. Рассмотрите
формирование структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава,
содержащего 5,6 % С. В произвольной точке этого сплава между линиями
ликвидус и солидус определите содержание углерода в фазах и их количество.
3. Классификация чугунов по форме графитных включений и строению
металлической основы.
4. Прессование. Инструмент. Особенности метода, достоинства, недостатки.
5. Токарные резцы. Конструкция, назначение. Элементы, поверхности и
плоскости резца.
Вариант 23
1. Железо было подвергнуто пластической деформации при температуре
500°С. Какая это деформация ( холодная или горячая )? Объясните, как при
этом изменяться структура и свойства железа?
2. Начертите диаграмму состояния железо−цементит с указанием во всех
ее областях фаз и структурных составляющих. Рассмотрите формирование
структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава, содержащего 2,3 % С.
В произвольной точке этого сплава между линиями ликвидус и солидус
определите содержание углерода в фазах и их количество.
3. Серый чугун ( химический состав, структура, механические свойства,
маркировка, области применения ).
4. Станки токарной группы. Лобовые станки. Конструкция и назначение.
5. Специальные методы штамповки. Штамповка в ковочных вальцах.
Штамповка в ротационно-ковочных машинах. Высадка на электровысадочных
42
машинах. Раскатка кольцевых заготовок на раскатных машинах. Горячая
накатка зубчатых колёс.
Вариант 24
1. Влияние нагрева на структуру и свойства наклёпанного металла.
2. Начертите диаграмму состояния железо−цементит с указанием во всех
ее областях фаз и структурных составляющих. Рассмотрите формирование
структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава, содержащего 4,9 % С.
В произвольной точке этого сплава между линиями ликвидус и солидус
определите содержание углерода в фазах и их количество.
3. Ковкий чугун ( получение, структура, механические свойства,
маркировка, области применения ).
4. Автоматическая дуговая сварка под слоем флюса. Особенности метода,
достоинства, недостатки.
5. Дефекты отливок.
Вариант 25
1. Факторы, влияющие на размер рекристаллизованного зерна металла.
2. Начертите диаграмму состояния железо−цементит с указанием во всех
ее областях фаз и структурных составляющих. Рассмотрите формирование
структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава, содержащего 2,7 % С.
В произвольной точке этого сплава между линиями ликвидус и солидус
определите содержание углерода в фазах и их количество.
3. Высокопрочный чугун ( получение, структура, механические свойства,
маркировка, области применения ).
4. Газовая сварка. Конструкция кислородно-ацителеновой инжекционной
горелки. Особенности метода, достоинства, недостатки.
5. Способы крепления заготовок на токарно-винторезном станке (5 способов).
43
Вариант 26
1. Объясните природу изменения свойств металла при холодной
пластической деформации.
2. Начертите диаграмму состояния железо-цементит с указанием во всех
ее областях фаз и структурных составляющих. Рассмотрите формирование
структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава, содержащего 4,5 % С.
В произвольной точке этого сплава между линиями ликвидус и солидус
определите содержание углерода в фазах и их количество.
3. Чистые металлы: титан, алюминий, магний , медь. Их свойства и
области применения.
4. Обработка отверстий. Инструмент для обработки отверстий. Свёрла –
спиральные, центровые, кольцевые, для глубокого сверления. Зенкеры
(зеньковки). Развёртки. Метчики. Элементы конструкции. Назначение.
5. Ультразвуковая сварка. Особенности метода, достоинства, недостатки.
Вариант 27
1. Какую пластическую деформацию называют холодной? Как она влияет
на структуру и свойства металлов?
2. Начертите диаграмму состояния железо−цементит с указанием во всех
ее областях фаз и структурных составляющих. Рассмотрите формирование
структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава, содержащего 3,1 % С.
В произвольной точке этого сплава между линиями ликвидус и солидус
определите содержание углерода в фазах и их количество.
3. В авиастроении широко применяются титановые сплавы ВТ5, ВТ5-1,
ВТ6, ВТ8, ВТ14 : укажите химический состав сплавов; возможные способы
изготовления деталей из них; опишите способы упрочнения деталей из этих
сплавов, природу упрочнения, приведите механические свойства.
4. Сварка трением. Особенности метода, достоинства, недостатки.
5. Токарно-револьверные станки – конструкция и назначение.
44
Вариант 28
1. Какую пластическую деформацию называют горячей? Как она влияет
на структуру и свойства металлов?
2. Начертите диаграмму состояния железо−цементит с указанием во всех
ее областях фаз и структурных составляющих. Рассмотрите формирование
структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава, содержащего 0,5 % С.
При температуре 740°С для этого сплава определите содержание углерода в
фазах и их количество.
3. Опишите процессы, происходящие при закалке и последующем
старении алюминиевых сплавов на примере сплава системы алюминий−медь.
4. Электрошлаковая сварка. Особенности метода, достоинства, недостатки.
5. Специальные методы литья – непрерывное литьё. Особенности метода,
достоинства, недостатки.
Вариант 29
1. Пластические свойства металлов и методы их определения.
2. Начертите диаграмму состояния железо−цементит с указанием во всех
ее областях фаз и структурных составляющих. Рассмотрите формирование
структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава, содержащего 3,5 % С.
В произвольной точке этого сплава между линиями ликвидус и солидус
определите содержание углерода в фазах и их количество.
3. Деформированные алюминиевые сплавы, не упрочняемые термической
обработкой-АМц, АМг2...АМг6 : укажите их химический состав, механические
свойства в отожженном и полунагартованном состояниях, области
применения.
4. Литьё в металлические формы. Особенности металлических форм.
5. Стыковая сварка. Особенности метода, достоинства, недостатки.
45
Вариант 30
1. Какой термической обработкой можно устранить наклёп? Обоснуйте
на конкретном примере выбор режима и опишите происходящие в
металле превращения.
2. Начертите диаграмму состояния железо−цементит с указанием во всех
её областях фаз и структурных составляющих. Рассмотрите формирование
структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава, содержащего 0,55 %
С. При температуре 750°С для этого сплава определите содержание углерода в
фазах и их количество.
3. Деформируемые алюминиевые сплавы, упрочняемые термической
обработкой− дюраль, авиаль, высокопрочные: приведите химический состав
некоторых указанных сплавов, укажите области применения их, наиболее
типичные режимы термической обработки и получаемые механические
свойства.
4. Резка металлов. Термохимическая резка.
5. Фрезерные станки. Главное движение и движение подачи. Консольные
фрезерные станки.
Вариант 31
1. Почему после прокатки при комнатной температуре твердость свинца
остаётся неизменной, а у алюминия возрастает?
2. Начертите диаграмму состояния железо−цементит с указанием во всех
ее областях фаз и структурных составляющих. Рассмотрите формирование
структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава, содержащего 3,9 % С.
В произвольной точке этого сплава между линиями ликвидус и солидус
определите содержание углерода в фазах и их количество.
4. Деформируемые алюминиевые сплавы, упрочняемые термической
обработкой -ковочные и жаропрочные: приведите их химический состав, марки
ровку, укажите области применения этих сплавов и способы изготовления
деталей из них, обоснуйте режимы термической обработки и приведите
механические свойства.
46
Вариант 32
1. Какие основные характеристики механических свойств металлов
определяются при испытании на растяжение? Опишите их.
2. Начертите диаграмму состояния железо−цементит с указанием во всех
её областях фаз и структурных составляющих. Рассмотрите формирование
структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава, содержащего 0,2 % С.
При температуре 770°С для этого сплава определите содержание углерода в
фазах и их количество.
4. Литейные алюминиевые сплавы: их маркировка, химический состав,
режимы термической обработки и механические свойства после некоторых из
них, модифицирование этих сплавов.
Вариант 33
1. Можно ли повысить твердость олова пластической деформацией при
комнатной температуре? Ответ обосновать.
2. Начертите диаграмму состояния железо−цементит с указанием во всех
её областях фаз и структурных составляющих. Рассмотрите формирование
структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава, содержащего 1,1 % С.
При температуре 750°С для этого сплава определите содержание углерода в
фазах и их количество.
4. Литейные и деформируемые магниевые сплавы: их химический состав;
возможные варианты термической обработки; механические свойства и область
применения изделий из этих сплавов.
Вариант 34
1. Можно ли повысить твердость меди пластической деформацией при
комнатной температуре? Ответ обосновать.
2. Начертите диаграмму состояния железо−цементит с указанием во всех
её областях фаз и структурных составляющих. Рассмотрите формирование
структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава, содержащего 3,9 % С.
В произвольной точке этого сплава между линиями ликвидус и солидус
определите содержание углерода в фазах и их количество.
4. Сплавы меди с цинком-латуни ( деформируемые и литейные ):
приведите химический состав некоторых латуней этих групп и характерные
47
механические свойства, опишите технологию изготовления деталей из
указанных сплавов.
Вариант 35
1. Почему пластическую деформацию свинца при комнатной температуре
считают горячей, а вольфрама при температуре 1000°С - холодной?
2. Начертите диаграмму состояния железо−цементит с указанием во всех
её областях фаз и структурных составляющих. Рассмотрите формирование
структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава, содержащего 1,5 % С.
При температуре 800°С для этого сплава определите содержание углерода в
фазах и их количество.
4. Бронзы − оловянные, алюминиевые, кремнистые, бериллиевые и
свинцовые: химический состав, типичные режимы термической обработки,
структура, области применения.
Вариант 36
1. Твердые растворы, их виды и примеры.
2. Начертите диаграмму состояния железо−цементит с указанием во всех
её областях фаз и структурных составляющих. Рассмотрите формирование
структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава, содержащего 4,0 % С.
В произвольной точке этого сплава между линиями ликвидус и солидус
определите содержание углерода в фазах и их количество.
4. Антифрикционные (подшипниковые) сплавы на оловянной, свинцовой,
цинковой и алюминиевой основах: химический состав, маркировка, структура,
области применения.
Вариант 37
1. Ограниченные и неограниченные твердые растворы. Условия
образования неограниченных твердых растворов.
2. Начертите диаграмму состояния железо−цементит с указанием во всех
её областях фаз и структурных составляющих. Рассмотрите формирование
структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава, содержащего 1,9 % С.
При температуре 900°С для этого сплава определите содержание углерода в
фазах и их количество.
48
4. Волокнистые композиционные материалы на металлической основе с
дискретным и непрерывным наполнителями: принцип их получения, свойства,
достоинства и недостатки в сравнении с чистыми металлами или сплавами,
области применения.
Вариант 38
1. Влияние скорости охлаждения при кристаллизации на строение
металлического слитка.
2. Начертите диаграмму состояния железо−цементит с указанием во всех
её областях фаз и структурных составляющих. Рассмотрите формирование
структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава, содержащего 3,6 % С.
В произвольной точке этого сплава между линиями ликвидус и солидус
определите содержание углерода в фазах и их количество.
4.
Дисперсно-упрочненные
композиционные
материалы
на
металлической основе: принцип их получения, упрочняющие частицы
композита, свойства, области применения.
Вариант 39
1. Механизм процесса кристаллизации металлов.
2. Начертите диаграмму состояния железо−цементит с указанием во всех
её областях фаз и структурных составляющих. Рассмотрите формирование
структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава, содержащего 2,4 % С.
В произвольной точке этого сплава между линиями ликвидус и солидус
определите содержание углерода в фазах и их количество.
4. Пористые и компактные конструкционные порошковые материалы:
принцип получения, состав, свойства, достоинства и недостатки таких
материалов, области применения.
Вариант 40
1. Строение металлического слитка.
2. Начертите диаграмму состояния железо−цементит с указанием во всех
её областях фаз и структурных составляющих. Рассмотрите формирование
структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава, содержащего 0,3 % С.
При температуре 750°С для этого сплава определите содержание углерода в
фазах и их количество.
4. Натуральные и синтетические полимерные материалы: классификация
полимеров по составу, форме макромолекул, фазовому состоянию, полярности
и отношению к нагреву.
Вариант 41
49
1. В чем сущность процесса модифицирования? Примеры применения
этой технологической операции.
2. Начертите диаграмму состояния железо−цементит с указанием во всех
её областях фаз и структурных составляющих. Рассмотрите формирование
структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава, содержащего 2,8 % С.
В произвольной точке этого сплава между линиями ликвидус и солидус
определите содержание углерода в фазах и их количество.
4. Состав, классификация и свойства пластмасс. Краткая характеристика
некоторых термопластичных пластических масс: полиэтилен и его
производные, полистирол, фторопласт.
Вариант 42
1. Влияние примесей в металле на протекание процесса кристаллизации.
2. Начертите диаграмму состояния железо−цементит с указанием во всех
её областях фаз и структурных составляющих. Рассмотрите формирование
структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава, содержащего 3,2 % С.
В произвольной точке этого сплава между линиями ликвидус и солидус
определите содержание углерода в фазах и их количество.
4. Состав, классификация и свойства пластмасс. Краткая характеристика
полярных термопластических масс: фторопласт, органическое стекло,
поливинилхлорид,
полиамиды,
полиуретаны,
лавсан,
поликарбонат,
полиарилат, пентапласт, полиформальдегид.
Вариант 43
1. Что такое степень переохлаждения при кристаллизации и влияние её на
величину зерна металла?
2. Начертите диаграмму состояния железо−цементит с указанием во всех
её областях фаз и структурных составляющих. Рассмотрите формирование
структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава, содержащего 1,2 % С.
При температуре 750°С для этого сплава определите содержание углерода в
фазах и их количество.
4. Состав, классификация и свойства пластмасс. Краткая характеристика
термостойких пластиков: ароматический полиамид, полисульфон, полиимиды,
полибензимидазолы. Термопласты с наполнителями.
50
Вариант 44
1. Основные факторы, влияющие на величину зерна металла при
кристаллизации.
2. Начертите диаграмму состояния железо−цементит с указанием во всех
её областях фаз и структурных составляющих. Рассмотрите формирование
структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава, содержащего 1,6 % С.
При температуре 850°С для этого сплава определите содержание углерода в
фазах и их количество.
4. Термореактивные пластмассы с порошковыми и волокнистыми
наполнителями ; слоистые пластмассы: состав, свойства, области применения.
Вариант 45
1. Параметры процесса кристаллизации. Влияние их на величину зерна
кристаллизующегося металла.
2. Начертите диаграмму состояния железо−цементит с указанием во всех
её областях фаз и структурных составляющих. Рассмотрите формирование
структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава, содержащего 4,7 % С.
В произвольной точке этого сплава между линиями ликвидус и солидус
определите содержание углерода в фазах и их количество.
4. Газонаполненные пластмассы − пенопласты, поропласты и сотопласты:
состав, свойства, области применения. Экономическая эффективность
применения пластмасс.
Вариант 46
1. Перегретый металл отлит в толстостенную металлическую изложницу.
Какая зона кристаллизации в отливке получит наибольшее развитие?
2. Начертите диаграмму состояния железо−цементит с указанием во всех
её областях фаз и структурных составляющих. Рассмотрите формирование
структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава, содержащего 3,3 % С.
В произвольной точке этого сплава между линиями ликвидус и солидус
определите содержание углерода в фазах и их количество.
4. Состав и классификация резин. Влияние наполнителей
физикомеханические характеристики резины. Резины общего назначения.
Вариант 47
51
на
1. Как влияет подогрев металлической изложницы на развитие основных
зон слитка при кристаллизации?
2. Начертите диаграмму состояния железо−цементит с указанием во всех
её областях фаз и структурных составляющих. Рассмотрите формирование
структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава, содержащего 2,5 % С.
В произвольной точке этого сплава между линиями ликвидус и солидус
определите содержание углерода в фазах и их количество.
4. Резины специального назначения − маслобензостойкие, теплостойкие,
морозостойкие и электротехнические: состав, свойства, применение.
Вариант 48
1. Металл разлит в две металлические изложницы с разной толщиной
стенки, изготовленные из одного материала. В какой изложнице зона
столбчатых кристаллов слитка получит наибольшее развитие и почему?
2. Начертите диаграмму состояния железо−цементит с указанием во всех
её областях фаз и структурных составляющих. Рассмотрите формирование
структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава, содержащего 2,9 % С.
При температуре 1200°С для этого сплава определите содержание углерода в
фазах и количественное соотношение между ними.
4.Стекла минеральные: состав, общие свойства, применение технических
стёкол и стекловолокнистых материалов.
Вариант 49
1. Какими способами на практике можно влиять на величину зерна
металлических отливок при их кристаллизации?
2. Начертите диаграмму состояния железо−цементит с указанием во всех
её областях фаз и структурных составляющих. Рассмотрите формирование
структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава, содержащего 4,1 % С.
В произвольной точке этого сплава между линиями ликвидус и солидус
определите содержание углерода в фазах и их количество.
4. Стеклокристаллические материалы ( ситаллы ): способы получения,
состав, свойства, области применения.
Вариант 50
52
1. Форма металлических кристаллов и влияние реальной среды на
процесс кристаллизации.
2. Начертите диаграмму состояния железо−цементит с указанием во всех
её областях фаз и структурных составляющих. Рассмотрите формирование
структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава, содержащего 3,7 % С.
В произвольной точке этого сплава между линиями ликвидус и солидус
определите содержание углерода в фазах и количественное соотношение между
ними.
4. Техническая керамика: основные компоненты, способ изготовления
изделий. Керамика на основе чистых оксидов. Бескислородная керамика.
ЛИТЕРАТУРА
1. Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение: Учебник для высш.
техн. учеб. завед. − 3-е изд., перераб. и доп. − М.: Машиностроение, 1990. − 528
с.
2. Гуляев А.П., Металловедение: Учебник для вузов. − 6-е изд., перераб. и
доп.− М.: Металлургия, 1986. − 544 с.
1. Материаловедение : Учебник для высш. техн. учеб. завед.−2-е изд.,
испр. и доп. / Б.Н Арзамасов, И.И Сидорин, Г.Ф. Косолапов и др. ; Под общей
ред. Б.Н.Арзамасова − М.: Машиностроение, 1986. − 384 с.
2. Лахтин Ю.М. Металловедение и термическая обработка металлов:
Учебник для вузов. − 4-е изд., перераб. и доп. − М.: Металлургия, 1993. − 448 с.
3. Журавлев В.Н., Николаева О.И. Машиностроительные стали:
Справочник. − 4-е изд., перераб. и доп. − М.: Машиностроение, 1992. − 480 с.
4. Инструментальные стали: Справочник. / Л.А. Позняк, С.И. Тишев,
Ю.М. Скрынченко и др. − М.: Металлургия, 1977. − 168 с.
5. Гуляев А.П., Малинина К.А., Саверина С.М. Инструментальные стали:
Справочник. − 2-е изд., перераб. и доп. − М.: Машиностроение, 1975. − 272 с.
53
6. Осепчугов В.В., Фрумкин А.К. Автомобиль. Анализ конструкций,
элементы расчета. − М.: Машиностроение, 1989. − 302 с.
7. Матовилин Г.В., Масино М.А., Суворов О.М. Автомобильные
материалы: Справочник. − М.: Транспорт, 1989. − 464 с.
54