Комплект контрольно-оценочных средств по дисциплине

БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ОРЛОВСКОЙ ОБЛАСТИ
СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ОРЛОВСКИЙ АВТОДОРОЖНЫЙ ТЕХНИКУМ»
КОМПЛЕКТ КОНТРОЛЬНО-ОЦЕНОЧНЫХ СРЕДСТВ
ПО УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ
МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
ОСНОВНОЙ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ
ПРОГРАММЫ
ПО СПЕЦИАЛЬНОСТИ
190631 ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ
И РЕМОНТ АВТОМОБИЛЬНОГО ТРАНСПОРТА
(БАЗОВАЯ ПОДГОТОВКА)
Орел
2013
1
Комплект контрольно-оценочных средств разработан на основе
Федерального государственного образовательного стандарта среднего
профессионального образования по специальности СПО 190631 Техническое
обслуживание и ремонт автомобильного транспорта (базовая подготовка) и
авторской программы учебной дисциплины Материаловедение (лицензия
регистрационный номер 334 от 28 июня 2012 года выдана БОУ ОО ДПО
(ПК) специалистов «Орловский институт усовершенствования учителей»)
Разработчик:
БОУ ОО СПО «Орловский автодорожный техникум»
(место работы)
преподаватель
(занимаемая должность)
М.И. Швырков
(инициалы, фамилия)
2
Аннотация
Данный документ разработан с целью проверки соответствия общих и
профессиональных компетенций, полученных при изучении учебной дисциплины
«Материаловедение», требованиям ФГОС СПО по специальности 190631 Техническое
обслуживание и ремонт автомобильного транспорта. Материалы, представленные в
методической разработке, позволяют производить оценку общих и профессиональных
компетенций, а также управлять учебно-познавательной деятельностью обучающихся в
процессе формирования указанных компетенций.
Задания, включенные в КОС, носят компетентно-ориентированный, комплексный
характер и приближены к ситуациям, встречающимся в профессиональной деятельности.
В методической разработке представлены задания для различных видов контроля
(текущего, промежуточного), что позволяет добиться
получения объективных и
достоверных результатов.
Текущий контроль, является одним из основных видов проверки знаний, умений и
навыков студентов по одной изученной теме. Разработанные автором задания позволяют
стимулировать регулярную деятельность студентов; способствуют определению уровня
овладения обучающимися учебным материалом.
В разработке представлены задания для самостоятельной работы обучающихся,
которые позволяют ориентировать их на овладение активными методами получения
знаний, развитие творческих способностей студентов, формирование профессиональной
компетентности и способности работать с различными источниками информации.
Самостоятельная работа студентов реализуется во внеурочное время, и ее выполнение
является обязательным условием для допуска обучающихся к итоговой аттестации.
Промежуточный контроль позволяет определить качество изучения студентами
материала по разделам учебной дисциплины. В методической разработке представлены
контрольные и практические работы, тесты.
Структура заданий для промежуточного контроля позволяет не только
проконтролировать объем полученных знаний и умений, но и выявить логические
взаимосвязи
с
другими
разделами,
другими
дисциплинами.
Итоговая аттестация по дисциплине осуществляется в форме экзамена, именно он
позволяет судить об общих достижениях студентов. Задания для подготовки студентов к
экзамену составлены таким образом, чтобы способствовать более углубленному
обобщению и систематизации усвоенного материала, что позволяет знания и умения
поднять на новый уровень.
Сведения об авторе
Швырков Максим Иванович, 04.11.1970 г.р., образование высшее Харьковский
инженерно-педагогический институт, 1994г., специальность – инженер-педагог, высшая
квалификационная категория
3
СОДЕРЖАНИЕ
1.
Паспорт комплекта контрольно-оценочных средств………………
стр.
5
2.
Результаты освоения учебной дисциплины, подлежащие проверке
7
3.
Оценка освоения учебной дисциплины……………………………….
10
3.1 Формы и методы оценивания……………………………………….
10
3.2 Типовые задания для оценки освоения учебной дисциплины ……
15
3.2.1. Задания для оценки знаний (текущий контроль)……………...
15
3.2.2. Задания для оценки знаний (промежуточный контроль)…….
34
3.2.3 Контрольно-оценочные материалы для итоговой аттестации по
50
учебной дисциплине……………………………………………………
Заключение……………………………………………………………….
54
Список литературы…………………………………………………….
55
Приложение 1 Вопросы для подготовки к экзамену…………………
56
Приложение 2 Практическое занятие по теме «Изучение методов
определения твердости по Бринеллю и Роквеллу»……………………
107
Приложение 3 Практические занятия «Диаграмма состояния сплавов
железо-цементит. Назначение режимов термической обработки стали
с использованием диаграммы железо-цементит», «Выбор материалов
для изготовления деталей машин и
инструментов»……………………………………………………………
108
Приложение 4 Задания для промежуточного контроля, обобщения и
109
систематизации материала учебной дисциплины……………………..
Приложение 5 Контрольные работы для внеаудиторной
110
самостоятельной работы обучающихся ……………………………….
4
1. Паспорт комплекта контрольно-оценочных средств
В результате освоения учебной дисциплины Материаловедение
обучающийся должен обладать предусмотренными ФГОС по специальности
СПО 190631 Техническое обслуживание и ремонт автомобильного
транспорта (базовая подготовка) следующими умениями и знаниями:
Код
Наименование результата обучения
У 1.
Выбирать материалы на основе анализа их свойств для
конкретного применения
У 2.
Выбирать способы соединения материалов
У 3.
Обрабатывать детали из основных материалов
З 1.
Строение и свойства машиностроительных материалов
З 2.
Методы оценки свойств машиностроительных материалов
З 3.
Области применения материалов
З 4.
Классификацию и маркировку основных материалов
З 5.
Методы защиты от коррозии
З 6.
Способы обработки материалов
Перечень профессиональных и общих компетенций, формируемых при
освоении программы учебной дисциплины «Материаловедение»
Код
ПК 1.1.
Наименование результата обучения
Организовывать и проводить работы по техническому
обслуживанию и ремонту автотранспорта.
ПК 1.2.
Осуществлять
технический
контроль
при
хранении,
эксплуатации,
техническом
обслуживании
и
ремонте
автотранспортных средств.
ПК 1.3.
Разрабатывать технологические процессы ремонта узлов и
деталей.
ПК 2.2.
Контролировать и оценивать качество работы исполнителей
работ.
ПК 2.3.
Организовывать безопасное ведение работ при техническом
обслуживании и ремонте автотранспорта.
ОК 1.
Понимать сущность и социальную значимость своей
будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес.
ОК 2.
Организовывать собственную деятельность, выбирать
типовые методы и способы выполнения профессиональных
задач, оценивать эффективность и качество.
ОКЗ.
Принимать решения в стандартных и
нестандартных ситуациях и нести за них
ответственность
ОК 4.
Осуществлять поиск и использование информации,
необходимой
для
эффективного
осуществления
профессиональных задач, профессионального и личностного
развития.
5
ОК 5.
ОК 6.
ОК 7.
ОК 8.
ОК 9.
ОК 10.
Использовать
информационно-коммуникационные
технологии в профессиональной деятельности.
Работать в коллективе и команде, обеспечивать ее
сплочение, эффективно общаться с коллегами, руководством,
потребителями.
Брать на себя ответственность за работу членов команды
(подчиненных), результат выполнения заданий.
Самостоятельно определять задачи профессионального и
личностного
развития,
заниматься
самообразованием,
осознанно планировать повышение квалификации.
Ориентироваться в условиях частой смены технологий в
профессиональной деятельности.
Исполнять воинскую обязанность, в том числе с
применением полученных профессиональных знаний (для
юношей).
Формой аттестации по учебной дисциплине является экзамен
6
2. Результаты освоения учебной дисциплины, подлежащие проверке
В результате аттестации по учебной дисциплине осуществляется
комплексная проверка следующих умений и знаний, а также динамика
формирования общих компетенций:
Результаты обучения:
Показатели оценки
Форма
умения, знания и общие
результата
контроля и
компетенции
оценивания
Уметь:
У 1. Выбирать материалы на
Использование
Практические
основе анализа их свойств для свойств материалов при занятия,
конкретного применения;
выполнении
индивидуальные
ОК 2 Выбирать типовые
профессиональных
творческие задания,
методы и способы выполнения действий.
текущий контроль
профессиональных задач.
Соответствие
(на каждом занятии
Оценивать их эффективность и выбранных методов
и этапе обучения),
качество
процессу ТО и ремонта контрольная работа,
ОК
8.
Самостоятельно автомобильного
экзамен.
определять
задачи транспорта.
профессионального
и
личностного
развития,
заниматься самообразованием,
осознанно
планировать
повышение квалификации.
У2. Выбирать способы
соединения материалов
ОК
2.
Организовывать
собственную
деятельность,
выбирать типовые методы и
способы
выполнения
профессиональных
задач,
оценивать их эффективность и
качество.
ОК
8.
Самостоятельно
определять
задачи
профессионального
и
личностного
развития,
заниматься самообразованием,
осознанно
планировать
повышение квалификации.
У 3. Обрабатывать детали из
основных материалов
ОК 2. Организовывать
собственную деятельность,
выбирать типовые методы и
Оценивать способы
соединения материалов.
Соответствие
выбранных методов
процессу ТО и ремонта
автомобильного
транспорта
Практические
занятия,
индивидуальные
творческие задания,
текущий контроль
(на каждом занятии
и этапе обучения),
контрольная работа,
экзамен.
Использование
различных методов
обработки материалов
для проведения работ
связанных с ремонтом
текущий контроль,
контрольная работа,
экзамен.
7
способы выполнения
и ТО автомобилей
профессиональных задач,
оценивать их эффективность и
качество.
ОК
8.
Самостоятельно
определять
задачи
профессионального
и
личностного
развития,
заниматься самообразованием,
осознанно
планировать
повышение квалификации.
Знать:
З.1.Строения и свойства
Дифференцирование
машиностроительных
машиностроительных
материалов
материалов на основе
анализа их строения и
свойств
З.2. Методы оценки свойств
машиностроительных
материалов
Перечисление и
объяснение
методов определения
механических свойств
металлов и сплавов.
З.3. Области применения
материалов
Сопоставление
химического состава и
строения материалов с
областью
их
применения
З.4.
Классификацию
и Определение
маркировку
основных принадлежности
материалов
материалов
к
определенной группе ;
З.5. Методы
коррозии
З.6. Способы
материалов
защиты
от
Дифференцировать и
выбирать
методы
защиты от коррозии
обработки
Представлять
и
выбирать
способ
текущий
контроль,
индивидуальные
творческие задания,
контрольная работа,
экзамен.
практические
занятия,
индивидуальные
творческие задания,
текущий контроль
контрольная работа ,
экзамен.
практические
занятия,
индивидуальные
творческие задания,
текущий контроль
контрольная работа ,
экзамен.
практические
занятия,
текущий контроль
контрольная работа,
экзамен.
индивидуальные
творческие задания,
текущий контроль
контрольная работа,
экзамен.
практические
занятия,
8
обработки в процессе
практической
деятельности
по
ремонту
и
ТО
автомобилей
индивидуальные
творческие задания,
текущий контроль,
контрольная работа,
экзамен.
9
3. Оценка освоения учебной дисциплины:
3.1. Формы и методы оценивания
Предметом оценки служат умения и знания, предусмотренные ФГОС по дисциплине материаловедение, направленные
на формирование общих и профессиональных компетенций.
Контроль и оценка освоения учебной дисциплины по темам (разделам)
Элемент учебной
дисциплины
Формы и методы контроля
Текущий контроль
Итоговая аттестация
Форма контроля
Проверяемые
Форма контроля
Проверяемые
ОК, У, З
ОК, У, З
Раздел 1.
Основы металловедения
Тема 1.1.
Строение, свойства и
методы испытания
металлов и сплавов
Тема 1. 2.
Методы измерения
параметров свойств
металлов
Тема 1.3.
Основные сведения из
теории сплавов
Тема 1.4.
Диаграмма состояния
системы «железо-углерод»
Текущий контроль
Самостоятельная работа
Тестирование
Практическая работа №1
«Методы определения твердости
металлов и сплавов»
Устный опрос
Самостоятельная работа
У1,З1, З2
ОК2, ОК5ОК8, ОК7
контрольная работа
сообщения, доклады
экзамен
ОК2, ОК3, ОК4,ОК9
У1,
З1,
У1,
З 1, З2,
ОК2.ОК8
контрольная работа
сообщения, доклады
экзамен
ОК2, ОК3,
У1,
З2,
Устный опрос
Тестирование
Самостоятельная работа
Устный опрос
Практическая работа №2
«Диаграмма состояния сплавов
железо-углерод»
Самостоятельная работа
У1,
З 1, З2,
ОК2.ОК8 ОК5
У1,
З 1, З2,
ОК2. ОК3, ОК8 ОК5
контрольная работа
сообщения, доклады
экзамен
контрольная работа
сообщения, доклады
экзамен
ОК2, ОК3, ОК4,ОК9
У1,
З1,З2
У1,
З1,З2
ОК2, ОК3,
ОК6,ОК4,ОК9
10
Раздел 2
Машиностроительные
материалы и основы
технологии металлов
Тема 2.1
Производство чугуна
Тема 2.2
Производство стали
Тема 2.3
Производство цветных
металлов
Тема 2.4
Чугуны
Устный опрос
Тестирование
Самостоятельная работа
Устный опрос
Тестирование
Самостоятельная работа
Устный опрос
Самостоятельная работа
Устный опрос
Самостоятельная работа
Практическая работа №3 «Выбор
материалов для изготовления
деталей машин»
Устный опрос
Тема 2.5
Самостоятельная работа
Углеродистые стали
Контрольная работа
Практическая работа №3 «Выбор
материалов для изготовления
деталей машин»
Устный опрос
Тема 2.6
Самостоятельная работа
Легированные стали
Контрольная работа
Практическая работа №3 «Выбор
материалов для изготовления
деталей машин»
Устный опрос
Тема 2.7
Основы
термической Тестирование
обработки
металлов и Самостоятельная работа
Практическое занятие №4
сплавов
«Режимы термической
У1,
З 1, З2,
ОК2.ОК8 ОК5
У1,
З 1, З2,
ОК2.ОК8 ОК5
У1,
З 1, З2,
ОК2.ОК8 ОК5
У1,
З 1, З2, З3, З4
ОК2.ОК8, ОК3, ОК7
ОК5
контрольная работа
сообщения, доклады
экзамен
контрольная работа
сообщения, доклады
экзамен
контрольная работа
сообщения, доклады
экзамен
контрольная работа
сообщения, доклады
экзамен
У1, ОК4
З1
У1,
З 1, З2, З3, З4
ОК2.ОК8, ОК3, ОК7
ОК5
контрольная работа
сообщения, доклады
экзамен
У1,
З3,З4,
ОК2, ОК3, ОК4,ОК9
У1,
З 1, З2, З3, З4
ОК2.ОК8, ОК3, ОК7
контрольная работа
сообщения, доклады
экзамен
У1,
З3,З4,
ОК2, ОК3, ОК6,
ОК4,ОК9
У1, У3
З 1, З2, З3, З4
ОК2.ОК8, ОК3, ОК7
ОК5
контрольная работа
сообщения, доклады
экзамен
ОК2, ОК3, ОК6,
ОК4,ОК9
У1,ОК2, ОК3,
ОК4,ОК9
З1
У1,
З1,ОК4
У1,
З3,З4, ОК2.ОК8,
ОК3, ОК7 ОК5
11
обработки»
Устный опрос
Самостоятельная работа
Тема 2.8
Поверхностное
упрочнение стали
Тема 2.9
Сплавы цветных
металлов
Тема 2.10
Порошковые материалы
Тема 2.11
Композиционные
материалы
Тема 2.12
Конструкционные
материалы
на
органической
и
на
неорганической основе
Тема 2.13.
Коррозия металлов
методы борьбы с ней
Тема 2.14
Защитные материалы.
Лакокрасочные
материалы.
Тема 2.15
Электротехнические
материалы
Раздел 3.
Автомобильные
и
Устный опрос
Тестирование
Самостоятельная работа
Контрольная работа
Устный опрос
Тестирование
Самостоятельная работа
Контрольная работа
Устный опрос
Самостоятельная работа
Устный опрос
Тестирование
Самостоятельная работа
У1, У3
З 1, З2, З3
ОК2.ОК8, ОК3,
ОК7ОК5
У1,
З 1, З2, З3, З4
ОК2.ОК8, ОК3, ОК7
У1,
З 1, З3, З4
ОК2.ОК8 ОК5
У1,
З 1, З3, З4
ОК2.ОК8 ОК5,ОК9
У1,
З 1, З3, З4
Зачет
Контрольная работа
ОК2, ОК3. У3, З6,
З2,
контрольная работа
сообщения, доклады
экзамен
У1,
З3,З4,
ОК2, ОК3, ОК4,ОК9
Зачет
У1,
З3,
ОК2, ОК3, ОК4,ОК9
Зачет
Контрольная
работа
контрольная работа
сообщения, доклады
экзамен
У1,
З3
ОК2, ОК3, ОК4,ОК9
У1,
З3,
ОК2, ОК3, ОК4,ОК9
ОК2.ОК8 ОК5
Устный опрос
Самостоятельная работа
Контрольная работа
У1,
З5
ОК2.ОК8,ОК5
контрольная работа
сообщения, доклады
экзамен
ОК2, ОК3, З5.
Устный опрос
Самостоятельная работа
У1,
З5
ОК2.ОК8, ОК5
контрольная работа
сообщения, доклады
экзамен
У3, З3,З5
Устный опрос
Самостоятельная работа
У1,
З 1,З4
ОК2.ОК8
контрольная работа
сообщения, доклады
экзамен
У1,
З 1,З4
ОК2.ОК8
12
эксплуатационные
материалы
Тема 3.1
Автомобильные топлива
Тема 3.2
Автомобильные масла и
смазки
Устный опрос
Тестирование
Самостоятельная работа
Контрольная работа
Устный опрос
Самостоятельная работа
Контрольная работа
У1,
З2, З3, З4
ОК2.ОК8,
ОК2.ОК8,ОК10
У1,
З2, З3, З4
ОК2.ОК8, ОК5,ОК4
контрольная работа
сообщения, доклады
экзамен
У1, З3, З4
ОК2, ОК3, ОК4,ОК9
контрольная работа
сообщения, доклады
экзамен
У1, З3, З4
ОК2, ОК3,
ОК4,ОК9,ОК10
Устный опрос
Самостоятельная работа
У3
З6
Устный опрос
Самостоятельная работа
У3
З6
ОК2.ОК8, ОК5,ОК4
У3
З1, З6
ОК2.ОК8, ОК5,ОК4
контрольная работа
сообщения, доклады
экзамен
контрольная работа
У3,З6
ОК2, ОК3, ОК4,ОК9
ОК6
У3,З6
контрольная работа
У3,З6
ОК2, ОК3, ОК4,ОК9
У3,З6
ОК2, ОК3, ОК4,ОК9
Самостоятельная работа
У3
контрольная работа
З6
ОК2.ОК8, ОК5,ОК4,ОК9
Устный опрос
Самостоятельная работа
Контрольная работа
У3
З6
ОК5,ОК4
У3,З6
ОК2, ОК3, ОК4,ОК9
Раздел 4
Литейное производство
Тема 4.1.
Литье металлов
Тема 4.2.
Литье и обработка
керамики
Тема 4.3.
Переработка пластмасс
Раздел 5.
Механическая и
электрическая обработка
материалов
Тема 5.1.
Резание металлов
Металлорежущие станки.
Технологические
возможности и области
применения способов резания.
Тема 5.2.
Обработка металлов
давлением.
Устный опрос
Самостоятельная работа
Устный опрос
контрольная работа
13
Тема 5.3.
Электрические методы
обработки материалов.
Раздел 6
Сварка металлов
Раздел 6.1
Сварка и пайка металлов
Устный опрос
Самостоятельная работа
Контрольная работа
У3
З6
ОК2.ОК8,ОК9
контрольная работа
Устный опрос
Самостоятельная работа
Контрольная работа
У2
З4.З6
ОК2.ОК8, ОК5,ОК4
контрольная работа
У3,З6
ОК2, ОК3, ОК4,ОК9
У2,З6
ОК2, ОК3, ОК4,ОК9
14
3.2. Типовые задания для оценки освоения учебной дисциплины
3.2.1. Типовые задания для оценки знаний (текущий контроль)
Тема 1.1. Строение, свойства и методы испытания металлов и сплавов
Тест
Закончите ( дополните ) приведенные ниже определения.
Механические свойства характеризуют поведение металла при ………………………………………………
в процессе изготовления из него заготовок или изделий либо …………………………………………………
в рабочих условиях.
............... – способность металлов и сплавов сопротивляться деформации, не разрушаясь.
Предел прочности – максимальная величина нагрузки, отнесенная к ……………………………, при которой
начинается разрушение металла.
Твердость – способность металлов и сплавов……… ………………... ………………………постороннего тела.
………………………………………… – способность металлов и сплавов подвергаться обработке резанием на
металлорежущем оборудовании или иным способом.
Усадка - …………………………………………….залитого в форму металла в процессе остывания отливки.
…………………… - способность расплавленного металла заполнять литейную форму.
Ударная вязкость – способность металла противостоять .....................................................................................
……………………… - различие свойств по различным направлениям испытываемого образца.
Практическая работа №1
Т е м а: Изучение методов определения твердости металлов по Бринеллю и Роквеллу
Цель работы:
Изучить методы и приобрести навыки в определении твердости металлов на твердомерах типа ТШ
(прибор Бринелля) и типа ТК (прибор Роквелла).
Задание
Изучить устройство и работу твердомеров типа ТШ и ТК.
Определить твердость отожженного и закаленного стального образца.
Составить отчет о работе.
Оборудование, приборы и материалы, необходимые для выполнения работы
Твердомер шариковый TШ (прибор Бринелля).
Твердомер ТК (прибор Роквелла),
Лупа для измерения отпечатков
Набор отожженных образцов для испытаний на приборе ТШ и закаленных для прибора ТК.
ГОСТ по определению твердости (ГОСТ 9012-59).
А. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТВЕРДОСТИ ТВЕРДОМЕРОМ ТШ
(ПРИБОРОМ БРИНЕЛЛЯ)
Порядок выполнения работы
1. Подготовить образец к испытанию. Образец материала должен иметь параллельные поверхности,
без окалины, ржавчины или каких-либо неровностей. При необходимости указанные поверхности
подвергаются специальной зачистке или обработке наждачной бумагой, шлифовальным кругом или
напильником.
2. Определить диаметр шарика D,величину нагрузки Р и время выдержки при помощи таблицы
(ГОСТ 9012-69),
3. Подготовить прибор Бринелля к испытанию. Шарик выбранный в соответствии с табл. I,
закрепляют в держателе и устанавливают необходимую нагрузку, Р на приборе.
4. Произвести 2-3 испытания на приборе.
15
Рис. 1
5. Определить диаметр отпечатка и твердость образца материала.
Значение диаметра отпечатка
d ср
dср принимается как среднее из двух измерений, т.е.
d1  d 2

2
где
d1 - первое измерение отпечатка, мм;
d2- второе измерение отпечатка, мм.
Твердость образца материала определяется по формуле:
где dср - принятое значение диаметра отпечатка, мм;
Р – величина нагрузки при испытании, кгс;
D – диаметр шарика, мм.
6. Результаты испытаний занести в таблицу
Измерение твердости вдавливанием стального шарика
(метод Бринелля) (ГОСТ 9012-59).
Рис.3. Прибор для испытания металлов на твердость вдавливанием стального шарика
№
образца
Материал
образца
Условия испытания
Диаметр отпечатка
Твердость по
Бринеллю НВ
Нагрузка
кгс
Диаметр
шарика
D, мм
Время
выдержки
под
нагрузкой,
с
Первое
измерение
d1, мм
Второе
измерение
d2, мм
Среднее
значение
измерений,
мм
Подсчитанная по
формуле
Взятая по
ГОСТ
1
Сталь
3000
10
10
3,2
2,8
3,00
415
2
Сталь
3000
10
10
3,55
3,45
3,5
302
3
Сталь
3000
10
10
4,62
4,58
4,60
170
16
В. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТВЕРДОСТИ ТВЕРДОМЕРОМ ТК
(ПРИБОРОМ РОКВЕЛЛА) .
Порядок выполнения работы
Подготовить образец к испытанию. Поверхность образца обработать наждачной бумагой или на
шлифовальном круге.
Определить шкалу твердости, вид наконечника и нагрузку в соответствии с таблицей ГОСТ 9013-69.
Подготовить прибор Роквелла к испытаниям. Вставить соответствующий наконечник и подвесить
груз в соответствии с ГОСТ 9013-59.
Произвести 3-4 испытания образцов различной прочности и данные измерений внести в таблицу.
Рис.3. Схема контроля твердости по способу Роквелла:
алмазным конусом и стальным шариком.
Рис.4. Прибор для определения твердости по
методу Роквелла (а) и шкала индикатора (б)
1 – образец, 2 – алмазный конус, 3 –
индикатор.
Выбор шкалы при определении твердости по Роквеллу
Обозначен
Вид
Нагр
ие шкалы
наконечни
узка
Роквелла
ка
Примерна
я твердость по
Бринеллю НВ
60-230
В
230-700
С
Свыше 700
А
№
образца
Материал
образца
Р, кг
Сталь
100
150
60
Условия испытания
Нагрузка
1
Стальной
шарик
Алмазный
конус
Алмазный
конус
150
Вид
наконечника
Конус
Измерения
Обозначение
шкалы
С
первое
48
Среднее
значение
измерения
второе
50
третье
49
17
2
Сталь
150
Конус
С
60
58
57
3
Сталь
150
Конус
С
34
30
30
Самостоятельная работа: создание презентаций.
Тематика внеаудиторной самостоятельной работы:
 Технологические пробы
 Назначение и методика проведения испытания металлов
Тема 1. 2. Методы измерения параметров свойств металлов
Самостоятельная работа: создание презентаций.
Тематика внеаудиторной самостоятельной работы: строение металлов, свойства
металлов, способы определения механических свойств металлов, сравнительный анализ
методов определения твердости, определение ударной вязкости материалов.
Тема 1.3. Основные сведения из теории сплавов
Тест
Дополните определение
Сплавы – сложные вещества, получаемые……………………………………называемых
компонентами.
18
Сплавы
1. На каком рисунке изображен твердый раствор замещения?
1. б
2. а
2. Какой вид сплава образуется при строго определенном количестве компонентов?
1. механическая смесь
2.химическое соединение
3. Какой сплав образуют компоненты не способные к взаимному растворению друг в друге
в твердом состоянии и не вступающие в химическую реакцию?
1. твердые растворы
2. механические смеси
4. Какая связь возникает при образовании химического соединения металла с неметаллом?
1. металлическая
2. ионная
5. При каком виде сплава сохраняются решетки обоих компонентов образовавших сплав?
1. твердый раствор
2. химическое соединение
3. механическая смесь
6. Укажите соответствие рисунков с кристаллическими решетками видами сплавов
19
1. 1б, 2г, 3а, 4в
2. 1г, 2в, 3а, 4б
3. 1г, 2б, 3в, 4а
7. Сложное вещество состоящее из двух или большего количества компонентов называют
1. металлом
2. сплавом
8.
Какая связь возникает при образовании химического соединения металла с металлом?
1. металлическая
2. ионная
9. Однородная часть системы, отделенная от других частей системы поверхностью раздела.
при переходе через которую химический состав или структура вещества изменяется скачком
называется
1. фазой
2. компонентом
Ключ. Сплавы.
1.2
2.2
3.2
4.2
5.3
6.3
7.2
8.1
9.1
Критерии выставления оценок по проценту выполнения:
Процент выполнения
90-100%
75-89%
60-74%менее 60%
Оценка уровня подготовки
балл (отметка)
вербальный аналог
5
отлично
4
хорошо
3
удовлетворительно
2
неудовлетворительно
Самостоятельная работа: доклады.
Тематика самостоятельной работы: виды двойных сплавов; диаграммы состояния
сплавов.
Тема 1.4. Диаграмма состояния системы «железо-углерод»
Практическая работа №2
Тема: Диаграмма состояния сплавов железо-цементит.
Рекомендуется следующий порядок изучения диаграммы:
Изучить верхнюю часть диаграммы, характеризующую первичную кристаллизацию сплавов.
Изучить нижнюю часть диаграммы (ниже линии солидуса), где происходит вторичная
кристаллизация. При этом следует усвоить, что причиной превращений, происходящих в затвердевших
сплавах ниже указанной линии, является то, что с понижением температуры железо переходит из одной
аллотропической формы в другую ( Fе γ— Fе α ), а растворимость углерода в Fe α заметно уменьшается.
Затем следует тщательно рассмотреть стальную часть диаграммы, а потом перейти к чугунам.
Для уяснения процессов кристаллизации сплавов и обраэования их структур необходимо на
диаграмме найти точку, соответствующую заданному процентному содержанию углерода, и из нее
провести вертикальную линию, пронумеровав точки ее пересечения с линиями диаграммы.
20
Точки пересечения, спроектированные на ось ординат, покажут значения критических температур
превращения в сплаве.
В качестве примера рассмотрим фазовые превращения при охлаждении стали, содержащей
углерода 0,4%.
Выше точки I сплав находится в жидком однофазном состоянии; при температуре точки I
начинается выделение кристаллов аустенита; в интервале температур от точки I до точки 2 сталь имеет
двухфазное состояние: кристаллы аустенита и жидкий раствор переменного состава. В точке 2 сплав
затвердевает. В интервале температур от точки 2 до точки 3 сплав имеет одну фазу (аустенит) и
охлаждается без фазовых превращений.
Рис.3.
В интервале температур от точки 3 до точки 4 происходит вторичная кристаллизация стали: из
аустенита выделяется феррит; в аустените содержание углерода увеличивается по линии GS до предела
в точке S (0,8%).
При температуре точки 4 (727°С) аустенит превращается в перлит; при этом сталь имеет трехфазное
состояние: кристаллы аустенита, феррита и цементита. Ниже заэвтектоидной температуры (727°С) сталь
имеет структурные составляющие - феррит и перлит. Рекомендуется по диаграмме последовательно
рассмотреть процессы первичной и вторичной кристаллизации для сплавов: С =0,5%, С = 0,8%, С = 1%,
С =5%.
Нельзя путать "эвтектику" с "эвтектоидом". Эвтектика -.это механическая смесь, образующаяся при
затвердевании чугуна, а эвтектоид - это механическая смесь, образовавшаяся при затвердевании стали в
результате вторичной кристаллизации при распаде аустенита.
Необходимо запомнить обозначения критических точек при нагревании {Ас1 , Ас3 и Асm ) и при
охлаждении (Аг1 ,Аr3,Аrm).
При изучении диаграммы необходимо особо четко уяснить, что критическая температура Ас3
меняется в зависимости от содержания углерода в стали по линии. GS, причем, чем больше углерода в
стали, тем она становится меньше (для доэвтэктоидных сталей).
Например, для чистого железа Ас3 = 910°, для стали а содержанием углерода 0,5% - Ас3 = 750°, для
стали с содержанием углерода 0,8% - Ас3 = 727° и т.д. Критическая температура Ас1, характеризующая
перлитные превращения для всех железоуглеродистых сплавов, имеет одно и то же значение — 727°.
Критическая температура Acm меняется в зависимости от содержания углерода в сплаве по линии Е
S, причем, чем больше углерода в стали, тем выiе эта температура. Например, для стали с содержанием
углерода 2,14% Acm - 1147°, для стали с содержанием углерода 0,8% Acm, - 727° и т.д.
Самостоятельная работа: доклады, презентации
Тематика внеаудиторной самостоятельной работы: диаграмма сплавов «Железоцементит», структурные составляющие диаграммы, сравнительный анализ свойств
структурных составляющих диаграммы «Железо-цементит».
Тема 2.1 Производство чугуна
Самостоятельная работа: доклады.
21
Тематика внеаудиторной самостоятельной работы: устройство доменной печи, процесс
выплавки чугуна.
Тема 2.2 Производство стали
Самостоятельная работа: доклады.
Тематика внеаудиторной самостоятельной работы: методы производства стали.
Тема 2.3. Производство цветных металлов
Самостоятельная работа: доклады.
Тематика внеаудиторной самостоятельной работы: производство меди, производство
алюминия, производство магния
Тема 2.4 Чугуны
Самостоятельная работа: доклады, презентации
Тематика внеаудиторной самостоятельной работы: классификация чугуна, области
применения чугуна, сущность процесса модифицирования чугуна, маркировка чугуна, влияние
химических элементов на свойства чугуна
Тема 2.5 Углеродистые стали
Тест
Самостоятельной работы: доклады, презентации
Тематика внеаудиторной самостоятельной работы: классификация углеродистых
сталей, области применения углеродистых сталей, маркировка углеродистых сталей, влияние
химических элементов на свойства углеродистых сталей
22
Тема 2.6 Легированные стали
Тест
Железоуглеродистые сплавы
1. Назовите основные компоненты влияющие на свойства железоуглеродистых сплавов
1. железо, кремний
2. углерод, сера
3. железо, углерод
4. железо, марганец
2. Область существования α-железа
1. ниже 911ºС и выше 1401ºС
2. 911-1401ºС
3. Какую кристаллическую решетку имеет γ-железо?
1. гранецентрированный куб
2. объемно-центрированный куб
4. Аллотропическими формами какого химического элемента являются: алмаз, уголь,
графит?
1. азот
2. углерод
5. Перечислите структурные составляющие железоуглеродистых сплавов являющиеся
твердыми растворами
1. аустенит
2. феррит
3. цементит
4. перлит
6. Железоуглеродистый сплав с содержанием углерода до 2,14% называют
1. чугуном
2. ферритом
3. сталью
7. Структурна составляющая чугуна обладающая наилучшими литейными свойствами
1. ледебурит
2. цементит
3. аустенит
8. Структурная составляющая железоуглеродистых сплавов при охлаждении
распадающаяся с образованием перлита
1. феррит
2. аустенит
3. ледебурит
9. Линия диаграммы состояния железоуглеродистых сплавов выше которой все сплавы
существу в виде жидкого расплава переменного состава
1. солидуса
2. ликвидуса
10. Самый распространенный железоуглеродистый нековкий литейный материал,
23
содержащий свыше 2,14 % углерода, до 4,5% кремния, до 1,5% марганца, до 1,8% фосфора и до
0,08% серы.
1. сталь
2. чугун.
3. ледебурит
11. Железная руда с содержанием железа 60-70%
1. бурый железняк
2. магнитный железняк
3. красный железняк
12. Топливо не применяемое при доменном процессе
1. мазут
2. кокс
3. метан
13. Процесс спекания мелких и порошкообразных руд, рудной пыли и окалины с коксовой
мелочью называется
1. рекристаллизацией
2. агломерацией
14. Что не является продуктом доменного производства?
1. чугун
2. сталь
3. колошниковый газ
4. шлак
15. Какой элемент ухудшает жидкотекучесть чугуна?
1. кремний
2. сера
3. фосфор
16. В каком чугуне большая часть углерода находится в виде пластинчатого графита?
1а. белом
2. сером
3. ковком
17. Шаровидную форму графит имеет в
1. ковком чугуне
2. высокопрочном чугуне
3. белом чугуне
18. Какой углерод называют углеродом отжига?
1. шаровидный в высокопрочном чугуне
2. пластинчатый в сером чугуне
3. хлопьевидный в ковком чугуне
19. Какие элементы вводят в состав серого чугуна при его модифицировании с целью
увеличения числа центров граффитизации?
1. силикокальций 2. сера 3. марганец 4. ферросилиций
20. Выберете марку чугуна для производства коленчатых и распределительных валов
двигателей
1. СЧ10
2. СЧ45
24
3. СЧ15
21. Какие чугуны маркируются по пределу прочности (σв) и относительному удлинению
(δ)
1. ковкие
2. серые
3. высокопрочные
22. Какие чугуны называют эвтектическими?
1. с содержанием углерода до 4.3%
2. с содержанием углерода 4,3%
3. с содержанием углерода более 4,3%
23. Выберите чугун с лучшими литейными свойствами
1. с содержанием углерода 5%
2. с содержанием углерода 4,3%
3. с содержанием углерода 3,2%
24. Какой железоуглеродистый сплав называется сталью?
1. с содержанием углерода 3%
2. с содержанием углерода до 4%
3. с содержанием углерода до 2,14%
25. Процесс удаления из расплавленной стали кислорода называют
1. модифицированием
2. раскислением
26. Выберите химические элементы применяемые для получения спокойной стали при
раскислении
1. Mn+Si+Al
2. Mn+Al
3. Mn
27. Выберите сталь у которой структура в равновесном состоянии состоит из феррита и
перлита
1. эвтектоидная
2. заэвтектоидная
3. доэвтектоидная
28. Выберите элемент входящий в состав стали повышающий прокаливаемость и упругие
свойства, а также придаюший высокую износостойкость при сухом трении
1. сера
2. марганец
3. фосфор
4. кремний
29. Выберите элемент входящий в состав стали повышающий прочность, износостойкость и
придающий антифрикционные качества
1. сера
2. марганец
3. фосфор
4. кремний
30. Сталь с каким содержанием углерода обладает достаточной пластичностью и хорошо
25
деформируется в холодном и горячем состоянии?
1. 0,3-0,6%С
2. до 0,25%С
3. свыше 0,6%С
31. С повышением содержания углерода в стали понижается
1. твердость
2. пластичность
3. прочность
4. вязкость
32. Выберите группу углеродистой стали с гарантированным химическим составом
1. В
2. Б
3. А
33. Какое содержание кремния в спокойной углеродистой стали обыкновенного качества?
1. 0,05-0,17%
2. 0,12-0,30%
3. менее 0,07%
34. Выберите марку углеродистой качественной стали
1. А12Г
2. 08кп
3. У13А
35. Выберите марку углеродистой инструментальной стали
1. У9А
2. А30Г
3. 65Г
36. Сколько серы и фосфора содержит углеродистая высококачественная сталь?
1. до 0,06 % S и 0,07 %P
2. не более 0,025 % S и 0,025 %P
3. не более 0,04 % S и 0,035 % P
37. В среднеуглеродистой стали содержание углерода находиться в пределах
1. более 0,7 % С
2. 0,3 – 0,7 % С
3. менее 0,3 % С
4. 0,35-0,8%С
38. При содержании какого элемента более 12 % сталь приобретает
антикоррозионные и жаростойкие качества.
высокие
1. вольфрам 2. марганец 3. хром
39. К какому классу относится сталь 11Х11Н2В2МФ в зависимости от общего количества
легирующих элементов
1. легированная
2. низколегированная
3. высоколегированная
40. Содержание в стали какова элемента улучшает обрабатываемость резанием?
26
1. церий
2. сера
3.кремний
Ключ. Железоуглеродистые сплавы.
1.3
2.1
3.1
4.2
5.1,2
6.3
7.1
8.2
9.2
10.2
11.2
12.1
13.2
14.2
15.2
16.2
17.2
18.3
19.1,4
20.2
21.1,3
22.2
23.2
24.3
25.2
26.1
27.3
28.2
29.4
30.2
31.2,4
32.2
33.2
34.2
35.1
36.2
37.2
38.3
39.3
40.2
Самостоятельной работы: доклады, презентации
Тематика внеаудиторной самостоятельной работы: классификация легированных
сталей, области применения легированных сталей, маркировка легированных сталей, влияние
химических элементов на свойства легированных сталей
Тема 2.7 Основы термической обработки металлов и сплавов
Тест
Термическая обработка
1. Назовите основные факторы воздействия при термической обработке
1. давление
2.температура
3. время
1. Выберите правильное соответствие ответов рисункам
1
2
3
1. 1—троостит, 2—перлит , 3—сорбит
2. 1—перлит, 2—сорбит, 3—троостит
3. 1—троостит, 2—перлит, 3—сорбит
3. Назовите основные параметры характеризующие режим термической обработки
1. температура нагрева
2. время выдержки сплава при температуре нагрева
3. скорость нагрева
4. скорость охлаждения
4. Назовите структуру стали полученную из аустенита в результате бездиффузионного
27
превращения (перестройки кристаллической решетки  - железа без изменения концентрации
углерода).
1. цементит
2. мартенсит
3. сорбит
4. троостит
5. Фазовая перекристаллизация, заключающаяся в нагреве выше Ас3 с последующим
медленным охлаждением
1. закалка
2.отжиг
3.отпуск
6. Нагрев выше критической точки Ас3 с последующим быстрым охлаждением
1. закалка
2.отжиг
3.отпуск
7. Нагрев закаленной стали ниже Ас1
1. закалка
2.отжиг
3.отпуск
8. Нагрев выше критической точки Ас3 с последующим охлаждением на воздухе
1. закалка 2.отжиг 3.4. нормализация
9. Твердый раствор углерода в α-железе
1. мартенсит
2. перлит
2. аустенит
10. Твердый раствор углерода в γ–железе
1. мартенсит
2. перлит
3. аустенит
11. Эвтектоидная смесь из одновременно образующихся феррита и карбида Fe + Fe3C
1. мартенсит
2. перлит
3. аустенит
12. Превращение аустенита в мартенсит
1. Feα + Fe3C→ Feγ(C)
2. Feγ(C)→ Feα + Fe3C
3. Feγ(C)→ Feα(С)
13. Превращение аустенита в перлит
1. Feα + Fe3C→ Feγ(C)
2. Feγ(C)→ Feα + Fe3C
3. Feγ(C)→ Feα(С)
14. Превращение перлита в аустенит
1. Feα + Fe3C→ Feγ(C)
28
2. Feγ(C)→ Feα + Fe3C
3. Feγ(C)→ Feα(С)
15. Назовите реакцию протекающую в газовой среде и заключающуюся в распаде молекул
и образовании активных атомов диффундирующего элемента
1. абсорбция
2. диссоциация
3. диффузия
16. Проникновение насыщающего элемента вглубь металла
1. абсорбция
2. диссоциация
3. диффузия
17. Процесс проходящий на границе газ-металл и состоящий в поглощении (растворении)
поверхностью свободных атомов
1. абсорбция
2. диссоциация
3. диффузия
18. Процесс перемещения инородных (растворенных) атомов в чужой кристаллической
решетке
1. гетеродиффузия
2. самодиффузия
19. Процесс перемещения атомов основного металла в собственной кристаллической
решетке.
1. гетеродиффузия
2. самодиффузия
20. Процесс насыщения поверхностных слоев стали углеродом называют
1. цементацией
2. азотированием
3. цианированием
21. Операция термической обработки выполняемая после проведения цементации
1. закалка
2. нормализация
3. низкий отпуск
22. Одновременное насыщение поверхности стали азотом и углеродом с целью повышения
сопротивления износу, придания твердости и лучшего сопротивления коррозии .
1. цементацией
2. азотированием
3. цианированием
Ключ. Термическая обработка.
1.2,3
3.1,2,3,4
5.2
7.3
9.1
11.2
13.2
15.2
17.1
19.2
21.1
2.2
4.2
6.1
8.4
10.3
12.3
14.1
16.3
18.1
20.1
22.3
29
Тема 2.8 Поверхностное упрочнение стали
Самостоятельная работа: доклады.
Тематика внеаудиторной самостоятельной работы: термическая обработка стали,
термическая обработка чугуна, диффузионная металлизация, химикотермическая обработка
Тема 2.9 Сплавы цветных металлов
Тест
Цветные металлы и сплавы
1. Назовите металлы относящиеся к легким
1. медь
2. алюминий
3. магний
4. бериллий
5. цинк
2. Температура плавления алюминия
1. 660 º С
2. 1083 º С
3. 1539 º С
3. Кристаллическая решетка алюминия
1. гексагональная
2. гранецентрированная
3. объемно-центрированная
4. Имеет ли алюминий аллотропические модификации
1. нет
2. да
5. Коррозионная устойчивость алюминия возрастает
1. с увеличением примесей
2. с уменьшением примесей
6. Плотность магния
1. 8,94 Мг/м3
2. 1,74Мг/м3
3. 1,8 Мг/м3
7. Сплав на основе магния МА4 относится
1. литейным
2. деформируемым
8. Медные сплавы с содержанием цинка до 45% называют
1. бронзами
2. латунями
9. В марке латуни Л68 содержится меди
1. 68%
2. 32%
10. Сплавы меди с оловом Cu-Sn называют
30
1. оловянистыми бронзами
2. оловянистыми латунями
11. В марке латуни ЛАЖ 60-1-1 содержится
1. 60% меди, 1% железа, 1% алюминия
2. 60% цинка, 1% железа, 1% алюминия
12. Какое количество меди содержит латунь марки
Ц23А6Ж3Мц2
1. 23%
2. 77%
3. 66%
13. Латунь марки ЛЦ23А6Ж3Мц2 относится к
1. литейным латуням
2. деформируемым латуням
14. Латунь марки ЛАН59-3-2 относится к
1. литейным латуням
2. деформируемым латуням
15. Выберите сплав на основе алюминия
1. Д21
2. АЛ24
3. Л63
16. Какой метал относится к тугоплавким
1. цинк
2.титан
3.магний
17. Какие сплавы применяют для изготовления нагревательных элементов?
1. бронзы
2. нихромы
3. вольфрамокерамические
18. Выберите сплав для наплавки зубьев ковша экскаватора
1. титанокобальтовый твердый сплав
2. сталинит
3. баббит
19. Выберите сплав применяемый для заливки вкладышей подшипников
1. ВК3
2. Б16
3. САП
20. Выберите сплав применяемый для режущих пластин резцов
1. ВК3
2. Б16
3. САП
21. Какое количество карбида вольфрама содержится в сплаве Т30К4 ?
31
1.30%
2.66%
3.4%
22. Теплостойкость минералокерамических сплавов достигает
1. 600-700º С
2. 1200-1400º С
3. 900º С
Ключ. Цветные металлы и сплавы.
1.2,3,4
3.2
5.2
7.2
9.1
11.1
13.1
15.1,2
17.2
19.2
21.2
2.2
4.1
6.2
8.2
10.1
12.3
14.2
16.2
18.2
20.1
22.1
Самостоятельная работа: доклады.
Тематика внеаудиторной самостоятельной работы: производство меди, производство
алюминия, производство титана, маркировка и классификация медных сплавов, маркировка и
классификация алюминиевых сплавов, применение сплавов цветных металлов в
машиномстроении.
Тема 2.12 Конструкционные материалы на органической и на неорганической основе
Тест
Неметаллические материалы
1. Ярко выраженный анизотропный волокнистый материал
1. древесина
2. пластмасса
3. резина
2. С увеличением влажности механическая прочность древесины
1. увеличивается
2. уменьшается
3. не изменяется
3. Выберите правильное соотношение
1. 1– бревно; 2-пластина; 3-четвертина; 4-тупокатанный брус; 5-острокатанный брус; 6бруски; 7-толстая обрезная доска; 8-тонкая обрезная доска; 9-необрезная доска; 10-горбыль
32
2. 1– бревно; 2-пластина; 3-четвертина; 4-тупокатанный брус; 5-острокатанный брус; 6бруски; 7-необрезная ; 8-тонкая обрезная доска; 9-доскатолстая обрезная доска; 10-горбыль
3.1– бревно; 2-пластина; 3-четвертина; 4-острокатанный брус; 5-тупокатанный брус; 6горбыль; 7-толстая обрезная доска; 8-тонкая обрезная доска; 9-необрезная доска; 10– бруски
4. Вещество, молекулы которого содержат составные звенья, соединенные повторяющимся
образом друг с другом, комплекс свойств которого изменяется при добавлении или удалении
одного или нескольких составных звеньев
1. полимер
2. олигомер
5. Полимеры (линейные и разветвленные) при нагревании выше температуры стеклования
размягчаются, приобретают высокую пластичность, а при охлаждении они вновь отвердевают,
могут растворяться в соответствующих растворителях
1. термореактивные
2. термопластичные
6. Вещества водящие в состав пластмасс в количестве 40-70 % для повышения твердости,
прочности, жесткости, а также придания особых специфических свойств
1. пластификаторы
2. наполнители
3. катализаторы
7. Выберите термопластичный полимер
1 эпоксидные смолы
2. полиэтилен
8. Материалы с редкосетчатой структурой, в которых связующим выступает полимер,
находящийся в высокоэластичном состоянии
1. пластмассы
2. резины
3. фанеры
9. Химическое связывание молекул каучука с атомами серы
1. диссоциация
2. диффузия
3. вулканизация
10. Совокупность всех изменений, происходящих в резине в процессе длительного
окисления, принято называть
1. старение
2. разрушение
Ключ. Неметаллические материалы.
1.1;
3.1;
5.2;
7.2;
9.2;
2.2;
4.2;
6.2;
8.2;
10.1.
Самостоятельная работа: доклады.
Тематика внеаудиторной самостоятельной работы: древесные материалы, пластические
массы, резина.
33
3.2.2. Задания для оценки знаний (промежуточный контроль)
Раздел 1. Основы металловедения
1. Какое строение имеют металлы?
1. изотропное
2. кристаллическое
3. квазитропное
2. Назовите тип кристаллической решетки цинка.
1. объемно-центрированная
2. гексагональная
3.
3. Отсутствие полиморфизма характерно для:
1. черных металлов
2. цветных металлов
4. К тугоплавким относятся металлы с температурами
плавления выше:
1. 1083 º С
2. 1539 º С
5. Расстояния между центрами соседних атомов измеряются:
1. микрометрами
2.ангстремами
6. Один ангстрем равен:
1. 1*10 –8 см
2. 1*10 –16 см
7. Простейшей кристаллической решеткой является:
1. кубическая
2. гексагональная
8. Вакансия является дефектом:
1. точечным
2. линейным
9. Различие свойств в зависимости от направления испытания носит название1. анизотропия
2. полиморфизм
10. Различные структурные формы одного вещества
называются:
1. полиморфными
2. аллотропическими модификациями
11. Ферромагнитные свойства при повышении температуры
1. повышаются
2. понижаются
34
12. Деформация исчезающая после снятия нагрузки называется
1. пластической
2. упругой
13. Величина пластической деформации предшествующая
разрушению и определяемая как относительное изменение
длины называется
1. относительное удлинение
2. относительное сужение
14. Относительное удлинение характеризует:
1. твердость металла
2. пластичность металла
15. Метод определения твердости применяемый для мягких
материалов
а. Виккерса
2. Бринелля
16 Метод определения твердости применяемый для тонких
слоев (листов)
1. Бринелля
2. Виккерса
17. Упрочнение металла под действием пластической
деформации называется
1. наклепом
2. нагартовкой
18. Метод изучения структуры металла невооруженным глазом
или при небольшом увеличении называется
1. микроанализом
2. макроанализом
19. Неравномерное распределение отдельных примесей
входящих в состав сплава называется
1. ликвация
2. квазитропия
20. Количество данного вещества содержащееся в единице
объема называется
1. прочностью
2. плотностью
21. К физическим свойствам относятся
1. плотность
2.электропроводности
3. прочность
22. Какие металлы относятся к ферримагнитным?
1. Кобальт
2. Медь
3. Никель
35
23. Процесс разрушения металлов при соприкосновении с жидкостями проводящими
электрический ток называется
1. химической коррозией
2. электрохимической коррозией
24. Свойства характеризующие поведение металла при воздействии на него внешних сил в
процессе изготовления из него заготовок или изделий либо при эксплуатации деталей в рабочих
условиях называются
1. технологическим
2. механическими
25. Максимальная величина нагрузки, отнесенная к исходной площади поперечного
сечения образца при которой начинается разрушение металла называется
1. пределом ползучести
2. пределом прочности
26. Явление разрушения металла при многократном разрушении
называется
1. пределом выносливости
2. усталостью
27. Твердость определенная по методу Бринелля с применением индентора из карбида
вольфрама обозначается
1. HBS
2. HBW
28. При определении твердости по методу Роквелла в качестве индентора применяют
1. алмазный конус
2. алмазную пирамиду
3. стальной шарик диаметром 10 мм
29. Свойство металла давать прочное, неразъемное соединение при нагреве называется
1. упрочняемостью
2. свариваемостью
3. ковкостью
30. При каком методе определения твердости черных металлов существует зависимость
между твердостью и пределом прочности
1. Роквелла 2. Бринелля 3. Шора
Ключ. Строение и свойства металлов.
1.2
2.2
3.2
4.2
5.2
6.1
7.1
8.1
9.1
10.1,2
11.2
12.2
13.1,2
14.2
15.2
16.2
17.1,2
18.2
19.1
20.2
21.1,2
22.1,2
23.2
24.2
25.2
26.2
27.2
28.1
29.2
30.2
36
Раздел 2 Машиностроительные материалы и основы технологии
металлов
Практическая работа
Выбор материала для изготовления заданной детали.
Задание 1. Выбрать материал для изготовления кабины грузового автомобиля.
Кабина грузового автомобиля представляет собой сложную по конфигурации деталь, получаемую холодной
штамповкой с глубокой вытяжкой. Поэтому для изготовления такой сложной детали необходимо выбрать
материал, обладающий высокой пластичностью и штампуемостью, а также хорошей свариваемостью. Выберем для
изготовления кабины грузового автомобиля рекомендуемую малоуглеродистую цементуемую качественную сталь
марки 08КП, содержащую в своем составе в среднем 0,08% углерода и отвечающую предъявляемым к ней
требованиям.
Задание 2. Выбрать материал для изготовления коленчатого вала автомобиля.
Коленчатый вал автомобиля работает в очень тяжелых условиях, испытывая различные знакопеременные
нагрузки, а также удары. Шейки коленчатого вала, кроме этого, испытывают трение и износ. Материал для
изготовления такой детали должен обладать высокой прочностью и износостойкостью, необходимой вязкостью,
чтобы противостоять ударным нагрузкам. Выберем для изготовления коленчатого вала автомобиля
рекомендуемую, улучшаемую качественную углеродистую сталь марки 45, содержащую в своем составе в среднем
0,45% углерода.
После операции улучшения (закалки с высоким отпуском) и поверхностной закалки с низким отпуском шеек
изготовленный коленчатый вал будет отвечать всем требованиям, предъявляемым к нему.
Задание 3. Выбрать материал для изготовления шестерен полуоси заднего моста автомобиля.
Шестерня полуоси заднего моста автомобиля работает в тяжелых условиях, так как зубья шестерен
испытывают трение, подвергаясь износу, и удары, а тело шестерни подвергается действиям крутящих моментов.
Следовательно, зубьям шестерни необходимо придать поверхностную твердость и обеспечивать достаточную
вязкость сердцевины, чтобы противостоять ударным нагрузкам. Для этой цели выберем рекомендуемую
цементуемую легированную сталь марки 18ХГТ, содержащую в среднем в своем составе 0,18% углерода и по 1%
хрома, марганца и титана.
После цементации и двойной закалки с низким отпуском изготовленная шестерня будет отвечать
требованиям, предъявляемым к ней.
Задание 4. Подобрать материал для изготовления высокоточного измерительного инструмента (калибрапробки).
Калибр-пробка непосредственно соприкасается с поверхностью детали, поэтому он должен быть твердым и
износоустойчивым. Инструмент должен сохранять точный профиль и размеры после термической обработки,
поэтому сталь должна мало деформироваться при закалке. Кроме того, инструмент должен сохранять длительное
время свои размеры, значит, в нем с течением времени не должно происходить естественное старение.
Этим требованиям удовлетворяет рекомендуемая легированная инструментальная сталь марки ХГ,
содержащая в своем составе в среднем по 1% углерода, хрома и марганца. Эта сталь мало деформируется при
закалке и длительное время сохраняет свои размеры. После закалки и низкого отпуска твердость получается HRC
60-62.
Задание 5. Выбрать материал для изготовления неответственной стальной конструкции.
Так как к стальной конструкции не предъявляются особые требования по прочности, вязкости и
износостойкости, то выберем наиболее дешевую, хорошо сваривающуюся углеродистую сталь обыкновенного
качества марки СТЗ, которая хорошо сваривается всеми способами и обладает хорошей прочностью.
Задание 6. Выбрать материал для изготовления скоростного токарного резца для обработки чугуна начерно.
Скоростной токарный резец для черновой обработки чугуна работает в тяжелых условиях, испытывая удары,
трение и износ, а также действие высоких температур. Поэтому режущая часть резца должна обладать высокой
прочностью, твердостью, хорошей износоустойчивостью, обладать также красностойкостью, т. е. сохранять свои
механические свойства при высоких температурах. Выберем для изготовления режущей части такого резца
рекомендуемый однокарбидный твердый сплав марки ВК8, содержащий в среднем 92% карбидов вольфрама (WC)
и 8% металлического кобальта, а для тела резца — улучшаемую среднеуглеродистую качественную сталь марки
45, содержащую в своем составе в среднем 0,45% углерода.
Задание 7. Выбрать материал для изготовления выпускного клапана двигателя автомобиля.
Выпускной клапан двигателя автомобиля работает в тяжелых условиях действия высоких температур и
коррозионного действия горячих выхлопных газов, а также он испытывает трение, износ и удары. Поэтому
материал для изготовления выпускного клапана должен обладать высокой твердостью, прочностью,
износостойкостью, жаростойкостью и хорошими антикоррозионными свойствами.
Выберем для изготовления выпускного клапана двигателя автомобиля рекомендуемую жаропрочную сталь
марки 40ХВС2, содержащую в своем составе в среднем 0,4% углерода, 9% хрома и 2% кремния. После закалки и
низкого отпуска клапан приобретает необходимые ему твердость, прочность и износостойкость.
37
Проверочные работы
Распределите стали в соответствии с данными признаками
Расшифруйте условные обозначения:
Ст3сп –
20кп –
ВСт3сп –
65Г У13А –
А12 –
А40Г –
11Х11Н2В2МФ –
35ХГС –
ВЧ80-2 –
КЧ65-3 –
Р6М5К8Ф2 –
ВК6 –
Д21 –
БрО3Ц12С5 –
Дайте определение следующим понятиям:
Кристаллизация
Сплавы
Анизотропность
Твердость
Феррит
Чугун
Латунь
38
Отжиг
Химико-тернмическая обработка
Цианирование
Расшифруйте условные обозначения:
БСт4пс –
08кп –
У12А –
КЧ 42-12 –
Р18 –
АС10 –
СЧ10 –
Т15К6 –
Б89 –
Л96 –
БрОЦС 4-4-2,5 –
ЛАН 59-3-2 –
АЛ2 –
Д19 –
ВК3 –
Задания для оценки освоения учебной дисциплины «Материаловедение»
Тест
Вариант 1
1. Какое строение имеют металлы в твердом состоянии?
1. кристаллическое
2. аморфное
2. Как расположены атомы в пространстве у металлов?
1. хаотично
2. упорядоченно
3. Точечный дефект представляющий собой узел кристаллической решетки, в котором
отсутствует атом, называется 1. вакансия
2. замещение
4. Сколько атомов содержит объемно-центрированная кристаллическая решетка ?
1. 17
2. 9
5. Различие свойств материалов в разных плоскостях кристаллической решетки называется
1. анизотропией
2. аллотропией
6. Деформация, исчезающая после снятия нагрузки, называется 1. пластической
2. упругой
7. Свойства металлов подвергаться различным видам механической обработки называются
39
1. механическими
2. технологическими
8. Свойство металла сопротивляться внедрению в его поверхность более твердого
постороннего тела называется
1. прочностью
2. твердостью
9. Способность металла заполнять литейную форму называется
1. усадкой
2. жидкотекучестью
10. При испытании материалов по методу Роквелла в их поверхность вдавливают
1. стальной шарик
2. четырехгранную пирамиду
11. Твердость материала определенная методом Бринелля обозначается
1. HR
2. HB
12. Сложное вещество состоящее из двух или большего количества компонентов
называется
1. металлом
2. сплавом
13. Химическое соединение углерода и железа, в котором содержится 6,67% углерода,
называется
1. перлитом
2. цементитом
14. Железоуглеродистый сплав с содержанием углерода до 6,67% называется
1. аустенитом
2. чугуном
15. Углерод в чугунах может находиться в
1. свободном состоянии
2. в виде графита
16. Ковкий чугун получают путем отжига
1. белого чугуна
2. стали
17. Операция тепловой обработки, в результате которой изменяется структура, и свойства
материала называется
1. штамповкой
2. термической обработкой
18. Сплавы изготовленные на основе карбидов тугоплавких металлов называются
1. минералокерамическими
2. металлокерамическими
19. Материалы применяемые для заливки вкладышей подшипников называются
1. сормайтами
2. баббитами
20. Пластические массы способные к вторичной переработки путем нагрева называют
1. термопластичными
2. термореактивными
Вариант 2.
1. Хаотичное расположение атомов вещества в пространстве характерно для
1. кристаллических веществ
2. аморфных веществ
2. Сколько атомов содержит гексагональная кристаллическая решетка
40
1. 17
2. 14
3. Кристаллы имеющие неправильную форму называются
1. монокристаллами
2. зернами
4. Переход металла из жидкого состояния в твердое при понижении температуры
называется 1. стеклованием
2. кристаллизацией
5. Свойства, характеризующие поведение металла при воздействии на него внешних сил
называются 1. технологическими
2. механическими
6. Свойство металла сопротивляться деформации не разрушаясь, называется 1. прочностью
2. упругостью
7. При испытании материалов методом Виккерса в их поверхность внедряют
1. алмазный конус
2. алмазную пирамиду
8. Твердость материалов определенная методом Виккерса обозначается 1. HV
2. HB
9. Способность металлов улучшать свои свойства за счет различных видов обработки
называется 1. обрабатываемостью
2. упрочняемостью
10. Структурная составляющая стали, полученная в результате закалки называется 1. ферритом
2. мартенситом
11. В каких единицах выражается прочность материала
1. Дж/м2
2. кг/мм2
12. Какое свойство материалов определяют посредствам разрушения образца падающим
маятником
1. прочность
2. ударную вязкость
13. Железоуглеродистый сплав с содержанием углерода до 2.14% называется 1. сталь
2. чугун
14. Высокопрочный чугун получают путем модифицирования
1. серого чугуна
2. ковкого чугуна
15. Стали в состав которых введены различные элементы с целью придания им требуемых
свойств называются 1. углеродистыми
2. легированными
16. Сталь с содержанием углерода менее 0,8% называется 1. эвтектоидной
2. доэвтектоидной
17. Термическая обработка в результате которой сталь приобретает неравновесную
структуру называется 1. отжигом
2. закалкой
41
18. Химико-термическая обработка заключающаяся в насыщении поверхностных слоев
стали углеродом называется 1. цианированием
2. цементацией
19. Процесс присоединения атомов серы к молекулам каучука называется
1. вулканизацией
2. старением
20. Смесь углеводородов с температурами кипения от40 до 200С◦ называется 1. автомобильным бензином
2. дизельным топливом
Ключ
Вариант 1
1.1
11.2
2.2
12.2
3.1
13.2
4.2
14.2
5.1
15.1.2
6.2
16.1
7.2
17.2
8.2
18.2
9.2
19.2
10.1
20.1
Вариант 2
1. 1
2.1
3.2
4.2
5.2
6.1
7.2
8.1
9.2
10.2
11.2
12.2
13.1
14.1
15.2
16.2
17.2
18.2
19.1
20.1
Вариант 3
1 .Назовите механические свойства металлов:
1)твердость
2) электропроводность
3) свариваемость
2. Обозначение твердости по методу Роквелла:
1) НВ 93
2)НV 27
3)НRС15
3 В доменной печи выплавляют:
1) сталь
2) магний
3) чугун
4. В кислородном конвертере выплавляют:
1)сталь
2) чугун
42
3) алюминий
5. Содержание углерода в инструментальной углеродистой стали У10:
1) 10%
2) 1,0%
3) 0,1%
6. Выберите марку легированной конструкционной стали:
1) сталь10
2) БСтЗпс
3) 40ХН
7. В быстрорежущей стали Р6М5 содержится вольфрама:
1) 6%
2) 5%
3) вольфрама нет
8. Высококачественной является сталь марки:
1) У12А
2) 18ХГТ
3) ХВ5
9. Сплав меди с цинком называется:
1) дюраль
2) силумин
3) латунь
10. Выберите марку углеродистой конструкционной стали:
1)У8
2) сталь 45
3)Р6
11. После закалки напильника из стали У11 проводят:
1) отжиг
2) нормализацию
3) низкий отпуск
12. Насыщение поверхностного слоя детали углеродом называется:
1) азотирование
2) цементация
3) цианирование
13. Закалку стали проводят для:
1) повышения вязкости
2) повышения твердости
3) снижения внутренних напряжений
14. Цементировать необходимо сталь марки:
1) сталь 20
2)У9
3)60С2А
15. Назовите технологические свойства металлов:
1) упругость
2) плотность
3)житдкотекучесть
16. Назовите марку материала для изготовления сверла:
1)СЧ18
2) Л 90
3)5ХВ
17. Выберите марку высокопрочного чугуна:
1) ВЧ 50
2) АЧВ-2
3) КЧ 37-12
43
18. Отпуск стальных деталей проводят после:
1) отжига
2) закалки
3) нормализации
19. В латуни марки ЛН 65-5, содержится меди:
1) 65%
2) 5%
3) 30%
20. Назовите марку материала для изготовления рессоры:
1) Д16
2) сталь 70Г
3) ВЧ 42-12
21. Силумином называют сплав
1) алюминия и меди
2) алюминия и кремния
3) алюминия и железа
22.Диффузионная металлизация - это насыщение поверхностного слоя детали:
1) углеродом
2) хромом
3) азотом
23. Кислород при газовой сварке применяют:
1) в качестве горючего газа
2) в качестве флюса
3) для поддержания горения
24. Назовите марку материала для изготовления коленчатого вала автомобиля:
1) АЛ 8
2) 5ХН
3) ВК2
25. Капот автомобиля изготавливают:
1) штамповкой
2) волочением
3) литьём
26.Метчик служит для:
1) измерения диаметра
2) обработки зубчатого колеса
3) нарезания резьбы
27. Сварочный трансформатор ТСК-500 служит для:
1) выпрямления тока
2) повышения напряжения
3) регулирования силы тока
28.Назовите марку нержавеющей стали:
1) 20X13
2) Т30К4
3) ВСт5сп
29. Назовите марку материала для изготовления напайки на резец:
1) ЛКС80-3-3
2) Д20
3) ВКЗ
30. Назовите марку материала для изготовления зубчатого колеса:
1) Б 88
2) А 6
3) 20ХН
44
Вариант 4
1. Марка высокопрочного чугуна:
1) ВЧ 50
2) АЧВ-2
3) КЧ 37-12
2. Отпуск стальных деталей проводят после:
1) отжига
2) закалки
3) нормализции
3. В латуни марки ЛН 65-5, содержится меди:
1) 65%
2) 5%
3) 30%
4. Назовите марку материала для изготовления рессоры:
1) Д16
2) сталь 70Г
3) ВЧ 42-12
5. Силумином называют сплав
1) алюминия и меди
2) алюминия и кремния
3) алюминия и железа
6. Диффузионная металлизация - это насыщение поверхностного слоя детали:
1) углеродом
2) хромом
3) азотом
7. Кислород при газовой сварке применяют:
1) в качестве горючего газа
2) в качестве флюса
3) для поддержания горения
8. Назовите марку материала для изготовления коленчатого вала автомобиля:
1) АЛ 8
2) 45ХН
3) ВК2
9. Капот автомобиля изготавливают:
1) штамповкой
2) волочением
3) литьём
10. Метчик служит для:
1) измерения диаметра
2) обработки зубчатого колеса
3) нарезания резьбы
11. Сварочный трансформатор ТСК-500 служит для:
1) выпрямления тока
2) повышения напряжения
3) регулирования силы тока
12.Назовите марку нержавеющей стали:
1) 20X13
2) Т30К4
3) ВСт5сп
13. Назовите марку материала для изготовления напайки на резец:
1) ЛКС80-3-3
2) Д20
45
3) ВКЗ
14. Назовите марку материала для изготовления зубчатого колеса:
1) Б 88
2) А 6
3) 20ХН
15.Назовите механические свойства металов:
1) твердость
2) электропроводность
3) свариваемость
16. Обозначение твердости по методу Роквелла:
1)НВ93
2)НV 27
3)НRС15
17. В доменной печи выплавляют:
1) сталь
2) магний
3) чугун
18. В кислородном конвертере выплавляют:
1) сталь
2) чугун
3) алюминий
19. Содержание углерода в инструментальной углеродистой стали У10:
1) 10%
2) 1,0%
3) 0,1%
20. Выберите марку легированной конструкционной стали:
1) сталь10
2) БСт3пс
3) 40ХН
21. В быстрорежущей стали Р6М5 содержится вольфрама:
1 ) 6%
2) 5%
3) вольфрама нет
22. Высококачественной является сталь марки:
1) У12А
2) 18ХГТ
3) ХВ5
23. Сплав меди с цинком называется:
1) дюраль
2)силумин
3) латунь
24. Выберите марку углеродистой конструкционной стали:
1)У8
2) сталь 45
3)Р6
25. После закалки напильника из стали У11 проводят:
1) отжиг
2) нормализацию
3) низкий отпуск
26. Насыщение поверхностного слоя детали углеродом называется:
1) азотирование
2) цементация
3) цианирование
46
27. Закалку стали проводят для:
1) повышения вязкости
2) повышения твердости
3) снижения внутренних напряжений
28. Цементировать необходимо сталь марки:
1) сталь 20
2)У9
3)60С2А
29. Назовите технологические свойства металлов:
1) упругость
2) плотность
3) усадка
30. Назовите марку материала для изготовления сверла:
1)СЧ18
2) Л 90
3)5ХВ
1.1
2.3
3.3
4.1
5.2
6.3
7.1
8.1
9.3
10.2
11.3
12.2
13. 2
14. 1
15. 3
16. 3
17. 1
18. 2
19. 1
20. 2
Ключ
Вариант 3
21. 2
22. 2
23. 3
24. 2
25. 3
26. 3
27. 3
28. 1
29. 3
30. 3
1.1
2.2
3.1
4.2
5.2
6.2
7.3
8. 2
9.1
10.3
11.3
12.1
13.3
14.3
15.3
16.3
17.3
18.1
19.2
20.3
Вариант 4
21.1
22.1
23.3
24.2
25.3
26.2
27.2
28.1
29.3
30.3
Проверочная работа
Дайте определения следующим понятиям:
металлы
аллотропия
прочность
свариваемость
кристаллизация
феррит
сталь
47
термическая обработка
цементация
бронза
Расшифруйте марки сплавов:
СЧ 15
ВЧ 50-5
КЧ 45-6
БСт4пс
У7
АС12
Р6М5
Т15К6
АЛ-2
Л62
Бр О 10
Дайте определения следующим понятиям:










анизотропность
кристаллизация
механические свойства
твердость
упругость
свариваемость
чугун
аустенит
химико-термическая обработка
азотирование
2. Расшифруйте марки сплавов:










СЧ 10
ВЧ 60-2
ВСт3кп
70Г
50
У10А
ВК3
Л96
ЛАН 59-4-4
Д 20
Закончите ( дополните ) приведенные ниже определения.
Механические свойства характеризуют поведение металла при
………………………………………………………………………
в процессе изготовления из него заготовок или изделий либо…
………………………………………………………………………
в рабочих условиях.
48
............... – способность металлов и сплавов сопротивляться деформации, не разрушаясь.
Предел прочности – максимальная величина нагрузки, отнесенная к
…………………………………………………………………………,
при которой начинается разрушение металла.
Твердость – способность металлов и сплавов……………………...
…………………………………………………………………………
постороннего тела.
……………………………………. – способность металлов и сплавов подвергаться
обработке резанием на металлорежущем оборудовании или иным способом.
Усадка - ………………………………………………………………
залитого в форму металла в процессе остывания отливки.
…………………… - способность расплавленного металла заполнять литейную форму.
Ударная вязкость – способность металла противостоять ………..
………………………………...............................................................
……………………… - различие свойств по различным направлениям испытываемого
образца.
Дополните или закончите определение
 Феррит - твердый раствор углерода в α - железе, имеет
…..………………………….кристаллическую решетку. Характеризуется хорошей
пластичностью и невысокой твердостью.

Аустенит - ……………………………………………………. имеет кубическую
гранецентрированную решетку.
 Цементит - химическое соединение ..............................обладает высокой твердостью (до
800 НВ), хорошими электро- и теплопроводностью, имеет сложную (ромбическую) решетку.
 Перлит - представляет собой тонкую механическую смесь, состоящую из кристаллов
………………………………………….
 …………….. - представляет собой эвтектическую механическую смесь, состоящую из
твердого раствора углерода в γ – железе (аустените) и карбида железа (цементита).
 Мартенсит - перенасыщенный ……………………….. в α – железе. Твердость 500-700
НВ. Образуется в интервале температур 250-200 градусов.
 Троостит – представляет собой механическую …………………. .
 Образуется в интервале температур 600-400 градусов
49
3.2.3 Контрольно-оценочные материалы для итоговой аттестации по
учебной дисциплине
I. ПАСПОРТ
КОМ предназначен для контроля и оценки результатов освоения
учебной дисциплины «Материаловедение» по специальности 190631 Техническое
обслуживание и ремонт автомобильного транспорта
Код
Наименование результата обучения
У 1.
Выбирать материалы на основе анализа их свойств для
конкретного применения
У 2.
Выбирать способы соединения материалов
У 3.
Обрабатывать детали из основных материалов
З 1.
Строение и свойства машиностроительных материалов
З 2.
Методы оценки свойств машиностроительных материалов
З 3.
Области применения материалов
З 4.
Классификацию и маркировку основных материалов
З 5.
Методы защиты от коррозии
З 6.
Способы обработки материалов
II. ЗАДАНИЕ ДЛЯ ЭКЗАМЕНУЮЩЕГОСЯ. Вариант № 1
Вариант 1
Инструкция для обучающихся
Внимательно прочитайте задание и ответьте на вопросы.
Время выполнения задания – 30 минут
Задание
Вариант1.
1. При ремонте заднего моста автомобиля ЗИЛ 130 необходимо заменить
вышедшую из строя коническую шестерню. Выберите и обоснуйте материал
шестерни, назначьте вид термической обработки, и назовите примерный
химический состав выбранного вами материала.
2. Опишите процесс кристаллизации металлов.
3. На полученный с нефтебазы бензин марки Регуляр-92 (зимний,
неэтилированный) был выдан паспорт:
Значения
Показатели качества
показателей
1. Массовая доля серы, мг/кг
12
2. Индукционный период на месте
300
производства, мин
3. Концентрация фактических смол на месте
потребления,
5,8
мг/100см3
4. Октановое число по моторному методу
88
5. Конец кипения, °С
220
50
Поясните влияние отклонений каждого показателя качества бензина от
требований ГОСТ Р51105-97 на работу двигателя и долговечность его систем.
Вариант 2.
1. При испытании твердости по методу Бринелля образца из катаной стали
толщиной 15 мм взят шарик диаметром Д = 10 мм, нагрузка Р = 30000 Н и
получен отпечаток d=4,6мм.
Подсчитайте твердость НВ в МН/м2 (кгс/мм2) и определите по эмпирической
формуле предел прочности данной стали σв МН/м2 (кгс/мм2) [1 МН/м2 ≈ 0,1
кгс/мм2].
2. Выполните схему резания при сверлении, покажите на ней главное движение
и движение подачи. Перечислите виды инструмента, применяемого на
сверлильных станках.
3. На полученное с нефтебазы дизельное топливо марки Л-0,2-40 был выдан
паспорт:
Показатели качества
Цетановое число
50% перегоняется при температуре, ºС
96% перегоняется при температуре, ºС
Кинематическая вязкость при 20 С мм2/с
Температура застывания для умеренного климата, ºС
Значения
показателей
43
285
370
2,7
-7
Поясните влияние отклонений каждого показателя качества дизельного
топлива от требований ГОСТ 305-82 на работу двигателя и долговечность его
систем и механизмов.
Литература для обучающихся:
1.Мотовилин Г.В. Автомобильные материалы: Справочник.-Транспорт,2009.464 с.
2. ГОСТ Р 51105-97. Топлива для двигателей внутреннего сгорания. Неэтилированный бензин
3. ГОСТ Р 52368-2005 (ЕН 590:2009). Топливо дизельное ЕВРО. Технические
условия.
4. ГОСТ 17479.1-85 Моторные масла. Классификация и обозначение
51
III. ПАКЕТ ЭКЗАМЕНАТОРА
III а. УСЛОВИЯ
Экзамен проводится после прохождения студентами в полном объёме
программы учебной дисциплины «Материаловедение», выполнения ими годовых
контрольных работ, сдачи и защиты материалов внеаудиторной самостоятельной
работы.
Задания предусматривают проверку группы компетенций.
Количество заданий для экзаменующегося – 3
Время выполнения задания – 30 минут.
Оборудование: нормативные документы, задания для экзаменующихся (15
вариантов).
Ожидаемые ответы
1. (18ХГТ, 30ХГТ, 25ХГМ, 25ХГТ); цементация или цианирование, закалка и
низкотемпературный отпуск.
18 ХГТ – сталь легированная с содержанием углерода примерно 0,18%, хрома, марганца и
титана до 1,5% каждого. Операции цементирования или азотирования проводится с целью
повышения поверхностной твердости и износостойкости поверхности детали.
Низкотемпературный отпуск выполняется с целью снятия внутренних напряжений и
повышения пластичности материала.
2. Зарождение кристаллитов, рост зерен и формирование новых зародышей кристаллов,
формирование границ зерен и окончание процесса кристаллизации.
3.
Значения
ГОСТ Р51105-97
Показатели качества
показателей
1. Массовая доля серы, мг/кг
12,0
10,0
2. Индукционный период на месте
300
360
производства, мин
3. Концентрация фактических смол на
месте потребления,
5,8
5,0
мг/100см3
4. Октановое число по моторному
88
83
методу
5. Конец кипения, °С
220
Не выше 215
1. Массовая доля серы превышает требования ГОСТа на 2 мг/кг, что свидетельствует о
большем коррозионной воздействии бензина на металлы
2. Индукционный период по паспорту ниже значения ГОСТа, что свидетельствует о
меньшем сроке хранения топлива.
3. Концентрация фактических смол превышает допустимые значения, что говорит о
большем коррозионном воздействии на металлы.
4. Октановое число выше показаний ГОСТа, что говорит о большей детонационной
стойкости бензина.
5. Температура конца кипения выше допустимой на 5 градусов, это свидетельствует о
содержании в бензине тяжелых фракций нефти, затрудняющих сгорание бензиноводушной смеси, и как следствие повышающих износ деталей двигателя.
52
IIIб. КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ
«Отлично»: оценка может быть выставлена, если есть прямой и
исчерпывающий ответ по теме, обнаружено отличное знание и глубокое
понимание учебного материала, а также умение пользоваться полученными
знаниями при решении практических заданий. Студент способен организовывать
собственную
деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения
профессиональных задач, логически последовательно и аргументировано излагает
свои мысли.
«Хорошо»: ответ полный и правильный на основании изученной теории;
материал изложен в определенной логической последовательности, при этом
допущены две-три несущественные ошибки, исправленные по требованию
преподавателя.
«Удовлетворительно»: ответ полный, но при этом допущена существенная
ошибка, или неполный, несвязный ответ.
«Неудовлетворительно»:
при
ответе
обнаружено
непонимание
обучающимися основного содержания учебного материала или допущены
существенные ошибки, которые студент не смог исправить при наводящих
вопросах преподавателя.
53
Заключение
Представленные в методической разработке материалы позволяют
эффективно осуществить всесторонний контроль освоения студентами материала
учебной дисциплины «Материаловедение», проверку усвоения основных идей
данного курса, усвоение материала по определенным содержательным,
стержневым линиям курса и знание обучающимися отдельных и существенных
фактов, понятий, закономерностей, способов действий. В процессе работы с
контрольно-оценочными средствами обучающийся готовит себя к реализации
полученных знаний, умений и навыков в решении профессиональных задач в
условиях реальной производственной деятельности.
Контроль носит регулярный и системный характер, что отражается в
структуре методической разработки – для каждого урока помимо аудиторных
форм контроля знаний приводятся задания для самостоятельной внеаудиторной
работы.
С целью повышения результативности контроля в комплект контрольнооценочных средств включены задания, позволяющие применять различные
методы контроля. Так, вопросы, предложенные для подготовки к экзамену
(Приложение 1) , могут быть использованы при индивидуальном и фронтальном
опросе обучающихся; письменные работы носят как кратковременный характер
(решение задач, проведение сравнительного анализа материалов и методов
определения механических свойств, выполнение различных диаграмм и схем),
так и могут выполняться в течение учебного занятия или ряда занятий. Для
удобства работы обучающихся и преподавателя задания оформлены в виде
учебных пособий (см. Приложения 2,3), также оформлены и задания для
промежуточного контроля, обобщения и систематизации материала учебной
дисциплины (см. Приложение 4)
Контрольные работы
для внеаудиторной самостоятельной работы
обучающихся рассчитаны на длительный срок. Выполнение их осуществляется в
течение учебного года и является обязательным условием допуска студентов к
экзамену (см. Приложение 5).
Разработанные автором задания позволяют осуществить обучение студентов
приемам взаимоконтроля и самоконтроля, формируют у обучающихся
потребность в самоконтроле и взаимоконтроле, способствуют воспитанию у них
таких качеств личности, как ответственность за выполненную работу, проявление
инициативы, что является требованием к современному процессу
профессионального образования.
Работа по созданию контрольно-оценочных средств не завершена. Разработка
комплекта КОС находится в стадии корректировки, дополнения и
совершенствования.
54
Список литературы
Адаскин А.М. Материаловедение/ А.М. Адаскин.- М.: Академия, 2003
Колесник П.А. Материаловедение на автомобильном транспорте – учебник для студентов
вузов. – 3-е изд., перераб. и доп. / П.А. Колесник.– М.: Транспорт, 2010.- 260 с. ил., табл.
Моряков О.С. Материаловедение: учебник для студентов среднего профессионального
образования/ О.С.Моряков. – 2-е изд., стер.- М.: Издательский центр «Академия», 2010. – 240 с.
Никифоров В.М. Технология металлов и конструкционные материалы: учебник для средних
специальных учебных заведений. – 6-е изд., перераб. и доп. / В.М. Никифоров.– М.: Высш.
школа, 2011. – 360 с., ил.
Фетисов Г.П. и др. Материаловедение и технология металлов.- ГУП «Издательство «Высшая
школа» - М.2001
Чумаченко Ю.Т. Материаловедение для автомехаников/ Ю.Т.Чумаченко. - Р/Д: Феникс, 2003
Чумаченко Ю.Т. Материаловедение и слесарное дело/ Ю.Т.Чумаченко. - Р/Д: Феникс, 2003
Швырков М.И. Материаловедение/ М.И. Швырков.- Орел. «Орлик» 2013. 412 с.
Материаловедение и технология металлов/ Под ред. Фетисова.- М. :«Высшая школа» - 2002
Технология металлов./ Под ред. Кнорозов Б.В.М., «Металургия», 2005. 880 с.
Технология металлов. /Под ред. Н.Н.Кропивницкий М.-Л., «Машиностроение», 504 с.
-
55
Приложение1
Вопросы для подготовки к экзамену
Раздел 1.
Основы металловедения
Основные сведения по металлографии
1. Что изучает наука металловедение?
Наука, изучающая внутреннее строение и свойства металлов и сплавов, а
также зависимость между составом, структурой и свойствами, называется
металловедением.
2. Что такое металлография?
Металлография – часть науки металловедение, изучающая внутреннее
строение металлов.
3. Дайте определение понятию металлы.
Металлами называют химические элементы и их соединения (сплавы)
характерными признаками которых являются непрозрачность, блеск,
проводимость тепла и электрического тока, а для многих металлов также ковкость
и способность свариваться.
4. На какие две группы делятся все твердые тела?


кристаллические
аморфные
5. Какое строение называется кристаллическим?
Кристаллическим называется такое строение, при котором атомы
располагаются в строго определенном геометрическом порядке, закономерно
повторяющемся в пространстве.
56
6. В чем отличие кристаллического строения от аморфного?
В некристаллических (аморфных) телах не наблюдается правильности и
закономерности расположения атомов.
7. Назовите наиболее распространенные типы кристаллических решеток,
назовите металлы, которым принадлежат эти решетки.



кубическая объемноцентрированная решетка (9 атомов)
хром, вольфрам, молибден, натрий и др.
кубическая гранецентрированная решетка (14 атомов)
медь, свинец, алюминий, золото, никель и др.
гексагональная (17 атомов)
магний, цинк, кадмий и др.
8. Какие параметры (факторы) кристаллической решетки определяют
свойства металлов?



расположение атомов в решетки
плотность насыщения решетки атомами
междуатомные расстояния
Типы кристаллических решеток
а. кубическая объемноцентрированная решетка (9 атомов)
б. кубическая гранецентрированная решетка (14 атомов)
в. гексагональная (17 атомов)
9. Какие параметры (факторы) кристаллической решетки определяют
свойства металлов?
57



расположение атомов в решетки
плотность насыщения решетки атомами
междуатомные расстояния
10.
В каких единицах измеряются параметры кристаллической
решетки?
Параметры измеряются в ангстремах. 1А=0,0000001см.
11.
Перечислите характерные свойства металлических тел.





высокая тепло- и электропроводность
непрозрачность
металлический блеск
плавкость
способность поддаваться обработке
12.
Какая зависимость
электропроводностью?
между
температурой
металла
и
его
При повышении температуры электропроводность металлов резко падает.
13.
Что называют анизотропией кристаллов и чем объясняется это
свойство?
Различие свойств металлов в разных плоскостях кристаллической решетки,
называется анизотропией, это объясняется тем, что насыщенность атомов в
различных плоскостях кристаллической решетки неодинакова, неодинаковы
также междуатомные расстояния.
14.
Какие тела называют изотропными?
Тела свойства, которых одинаковы во всех направлениях плоскостей
кристалла, называют изотропными.
15.
Какие тела называют квазизотропными?
Квазизотропными называют тела, у которых свойства в среднем
одинаковые во всех направлениях плоскостей тела.
16.
решетки.
Назовите причины вызывающие искажение кристаллической

охлаждения)
температурные условия (нагрев и скорость охлаждения, условия
58

напряжения в металле, вызываемые механическим воздействием
17.
Как называется смещение атомов в кристалле?
Дислокация – смещение атомов в кристалле.
18.


Из каких стадий состоит процесс кристаллизации?
образование центров кристаллизации
рост кристаллов вокруг этих центров
последовательные этапы процесса кристаллизации
а – появление зародышей кристаллов; б – рост кристаллов и образование
новых центров; в – рост кристаллов; г – границы кристаллов (зерен)
затвердевшего металла.
19.
Какие кристаллы называют дендритами?
Применяя ускоренное охлаждение или создавая неравномерный отвод тепла,
получают кристаллы древовидной формы, называемые дендритами.
схема дендрита
20.
Как зависит прочность от величины зерна?
59
Крупнозернистый
сопротивление удару.
21.
металл
имеет
пониженную
прочность
и
низкое
Перечислите факторы, влияющие на величину зерна.

высокая температура вызывает рост зерна

отсутствие внутренних препятствий способствует росту зерна

разрушение оболочки зерна препятствующей росту зерна в процессе
ковки и штамповки
22.
Какое
полиморфизмом?
свойство
металлов
называется
аллотропией
или
Свойство металла при постоянном химическом составе изменять свое
внутреннее кристаллическое строение при изменении температуры называется
аллотропией или полиморфизмом.
Кривая охлаждения чистого железа и его аллотропические изменения.
60
23.
Как называются различные формы кристаллической решетки
для данного металла?
Различные формы кристаллической решетки для данного металла называются
модификациями.
24.
Какие кристаллические тела называют сплавами?
Металлические сплавы – кристаллические тела,
сплавлении металлов с другими металлами или неметаллами.
полученные
при
25.
Назовите три типа соединений получаемых при затвердевании
жидкого раствора в сплавах, и различия между ними по структуре и по
свойствам.



механическая смесь
твердый раствор (внедрения, замещения)
химическое соединение
26.
В чем заключается основное отличие кристаллизации сплавов от
кристаллизации чистых металлов?
Сплавы кристаллизуются не при одной строго определенной температуре, а в
интервале температур, т.е. от температуры начала кристаллизации до
температуры конца кристаллизации.
27.
Для чего используют диаграммы состояния сплавов?
Диаграммы состояния позволяют правильно подойти к выбору сплава,
судить о поведении сплава при технологической обработке и характеризуют его
физические и ряд механических свойств.
61
28.
В каких координатах строят диаграммы состояния?
Диаграммы состояния строят в координатах концентрация – температура.
29.
Как зависят свойства сплава от их состава и структуры?

сплавы – механические смеси имеют хорошие литейные свойства

сплавы – твердые растворы значительно тверже и прочнее, чем
составляющие их компоненты, и одновременно обладают высокой
пластичностью, зачастую более высокой, чем составляющие их компоненты.

сплавы – химические соединения обладают очень высокой
прочностью и высоким электросопротивлением. Иногда твердость их в 10 раз
выше твердости чистых компонентов.
30.
В чем заключаются следующие методы исследования структуры
металлов и сплавов:

макроанализ – определяется структура металла или сплава видимая
невооруженным глазом или при небольших увеличениях, не превышающих 10кратных.
При исследовании макроструктуры можно выявить:
а) дефекты слитка: трещины значительной величины, величину и форму
усадочных раковин и рыхлостей – газовые пузыри, неметаллические включения;
б) неравномерное распределение отдельных примесей, входящих в состав
стали (ликвация);
в) расположение волокна в поковках, прокате и т.д.

микроанализ – выявляет структуру металла или сплава, видимую
при большом увеличении - до 3500 раз.
При исследовании микроструктуры можно выявить:
а) наличие неметаллических включений;
б) величину, форму и расположение зерен;
в) отдельные структурные составляющее сплава;
г) различные микродефекты (волосовины, раковины, трещины);
д) качество термической обработки, глубину закалки, цементации и др.

рентгеновский анализ – применяется для следующих видов
исследования металлов:
а) структуры кристаллов: формы кристаллической решетки и ее
параметров;
б) определения внутренних дефектов.
62

спектральный анализ – исследование
металлических сплавов и других веществ.
химического
состава

термический анализ – основан на том, что в прочесе нагревания и
охлаждения металлов и сплавов структурные превращения сопровождаются
выделением или поглощением тепла.

дефектоскопия металлов и сплавов – позволяет выявить
внутренние дефекты металлов и сплавов без нарушения целостности металла.
Свойства металлов и способы их определения
2. Дайте определение следующим физическим свойствам металлов:

плавкость – способность металлов расплавляться, т.е. при
нагревании переходить в жидкое состояние.

тепловое расширение – способность различных тел, в том числе и
металлов, расширяться при нагревании.

нагревании.
теплопроводность – свойство металлов проводить тепло при

электропроводность
электрический ток.
–
способность
хорошо
проводить

электросопротивление
–
свойство
противоположное
электропроводности. Сравнивать электросопротивление различных металлов
принято с помощью величин удельного электрического сопротивления, т.е.
сопротивления в омах, которое оказывает току проволока из данного металла
длиной 1м и сечением 1мм2.

магнитность
притягиваться магнитом.
–
свойство
металла
намагничиваться
или
2. Что характеризуют химические свойства металлов и сплавов?
63
Химические свойства характеризуют способность металлов сопротивляться
окислению или вступать в соединения с различными веществами.
3. Какие металлы называют жаростойкими?
Металлы, стойкие
жаростойкими.
к
окислению
при
сильном
нагреве,
называют
4. По какому показателю определяется сопротивление металлов
коррозии, окалинообразованию и растворению?
Сопротивление
металлов
коррозии,
окалинообразованию
и
растворению определяется по изменению веса испытуемых образцов на единицу
поверхности за единицу времени.
5. Какие свойства металлов и сплавов называются механическими?
Механическими свойствами называется совокупность свойств, определяющих
сопротивление металлов или сплавов воздействию механических усилий, которые
могут прилагаться к изделию различными способами.
6. Дайте определение понятию деформация.
Изменение размеров и формы образца в результате воздействия приложенного
усилия называется деформацией.
7. Чем характеризуется пластическая и упругая деформация?
Упругая деформация исчезает после снятия нагрузки, и к образцу
возвращаются начальные размеры.
Пластическая, или остаточная, деформация характеризуется тем, что
изменения в металле, полученные при испытании, остаются после снятия
нагрузки.
8. Назовите три вида механических испытаний в зависимости от
способа приложения нагрузки.

статические – нагрузка на образец остается постоянной в течении
длительного времени или постоянно увеличивается в процессе испытания.

динамические – нагрузка на образец возрастает мгновенно и
действует в течение незначительного промежутка времени, т.е. носит ударный
характер.

испытания при повторных или знакопеременных нагрузках –
нагрузка на образец многократно изменяется по величине или по величине и
направлению.
64
9. Что называется прочностью?
Прочность – свойство материалов в определенных условиях, не разрушаясь,
воспринимать нагрузки или другие внешние воздействия.
10. Дайте определение следующим понятиям:
 предел пропорциональности – наибольшее напряжение до которого
сохраняется линейная зависимость, т.е. прямая пропорциональность между
напряжениями и деформациями.

предел упругости – напряжение, при котором деформации
впервые достигают некоторой малой величины, характеризуемой определенным
допуском, устанавливаемым техническими условиями.

предел текучести – напряжение, начиная с которого деформация
тела происходит почти без всякого дальнейшего увеличения напряжения.

предел прочности при растяжении – условное напряжение,
которое равно отношению наибольшей нагрузки, предшествовавшей разрушению
образца, к первоначальной площади его сечения.

относительное сужение определяется как отношение уменьшения
площади поперечного сечения образца после разрыва к первоначальной площади
его поперечного сечения.

предел прочности при изгибе равен отношению максимального
изгибающего момента к моменту сопротивления поперечного сечения образца.
11. Что называется твердостью?
Твердостью называется свойство металла сопротивляться внедрению в него
другого, более твердого тела.
12. В чем заключается определение твердости методом:

Бринелля
Измерение твердости по Бринеллю заключается в том, что в поверхность
испытуемого металла вдавливается стальной закаленный шарик диаметром 2.5, 5
или 10 мм под действием статической нагрузки.
65

Роквелла
Измерение твердости по Роквеллу производится путем вдавливания в
испытуемый метал стального шарика диаметром 1.58 мм или алмазного
конического наконечника с углом при вершине 120 градусов.
Прибор для определения твердости по методу Роквелла (а) и шкала
индикатора (б)
1 – образец, 2 – алмазный конус, 3 – индикатор


Виккерса
При измерении твердости по Виккерсу в испытуемый металл вдавливается
четырехгранная алмазная пирамида, противоположные грани которой образуют
угол 136 градусов.
13.
металлов
Чем
характеризуются
технологические
свойства
и сплавов?
Технологические свойства металлов
и сплавов характеризуются литейными свойствами, ковкостью, свариваемость и
обрабатываемостью режущим инструментом.
14. Какими показателями определяются литейные свойства металлов?
66
Литейные свойства металлов в основном определяются жидкотекучестью,
усадкой и склонностью к ликвации.
15. Дайте определение следующим понятиям:

жидкотекучесть – способность расплавленного металла заполнять
литейную форму.
 усадка – уменьшение линейных размеров залитого в форму металла в
процессе остывания отливки.
 ковкость – способность металла подвергаться обработке давлением,
принимая новую форму под воздействием удара или давления.
 свариваемость – способность металла создавать прочные соединения путем
местного нагрева до расплавленного или пластического состояния без
применения или с применением пластического давления.
 обрабатываемость – свойство металлов легко подвергаться механической
обработке.
16. Что называется ударной вязкостью?
Ударная вязкость – отношение работы ударного разрушения образца к
площади его поперечного сечения в месте надреза.
17. Какие испытания называются технологическими пробами?
Технологическими пробами называются испытания, выявляющие способность
металла претерпевать определенные деформации под воздействием внешних сил,
подобных тем, которые металл должен испытывать при обработке или в условиях
дальнейшей службы в виде деталей.
18. Для чего служат следующие технологические пробы:
 проба на изгиб в холодном и нагретом состоянии – служит для определения
способности металла принимать заданный по размерам и форме загиб.
 проба на осадку в холодном состоянии – служит для определения осадки
материала в холодном состоянии.
 проба труб на бортование – служит для определения качества труб.
67
Качество трубы определяется по ее способности выдерживать без
повреждения отгибание борта на 90 градусов.
 проба труб на загиб - служит для определения качества труб.
Качество металла определяется по способности образца трубы загибаться без
повреждения на угол 90 градусов.
 проба на искру – применяется в тех случаях когда необходимо быстро
установить марку стали.
Раздел 2
Машиностроительные материалы и основы технологии металлов
Чугуны
1. Какой железоуглеродистый сплав называется чугуном?
Чугун – самый распространенный железоуглеродистый нековкий литейный
сплав, содержащий свыше2.14% углерода, до 4.5% кремния, до 1.5% марганца, до
1.8% фосфора и до 0.08% серы.
2. Какие компоненты требуются для производства чугуна?
Для производства чугуна нужны железная руда, топливо и флюсы.
3. Что называется железной рудой?
Железной рудой называется горная порода, содержащая железо, причем в
таком количестве, что руду выгодно перерабатывать.
4. Перечислите виды железных руд используемых при производстве
чугуна.




магнитный железняк
красный железняк
бурый железняк
сидериты
5. С какой целью при производстве чугуна применяют флюсы?
68
Чтобы увести в шлак пустую породу из руды, вредные примеси, золу и серу
кокса, применяют флюсы.
6. Что применяют в качестве металлургического топлива?
В качестве металлургического топлива применяют главным образом кокс, в
редких случаях используют древесный уголь.
7. В чем заключается подготовка руд к плавке?



усреднение химического состава руд
сортировка кусков руды по размерам
обогащение руд (удаление пустой породы)
8. Какой процесс называется агломерацией?
Агломерацией называется процесс спекания мелких и порошкообразных руд,
рудной пыли и окалины с коксовой мелочью.
9. На какие группы по химическому составу делятся огнеупорные
материалы?



10.




11.
кислые
основные
нейтральные
Какие огнеупорные материалы вы знаете?
динас – температура плавления 1750 градусов, размягчения 1500-1600.
магнезит - температура плавления 2000 градусов.
доломит - температура плавления 1800-1950 градусов.
шамот - температура плавления 1600-1700 градусов.
Как устроена доменная печь?
69
12.
Что является продуктами доменной плавки?

чугун – основной продукт доменной печи.

шлак – побочный продукт, очень дешевый и качественный
строительный материал

доменный газ – побочный продукт, высококалорийное топливо, с
теплотворной способностью 850-1000 кал.
13.
Поясните влияние следующих примесей на свойства чугуна:

марганец – способствует получению белого чугуна, так как
образует с углеродом карбиды и этим препятствует графитизации

кремний - способствует получению серого чугуна
70

сера – вредная примесь в чугуне. Ухудшает механические
свойства, понижая прочность и увеличивая хрупкость, ухудшает литейные
свойства чугуна.

фосфор – понижает прочность и увеличивает хрупкость чугуна,
увеличивает жидкотекучесть серого чугуна.
14. На какие сорта разделяют чугуны, выплавляемые в доменных
печах?
 белые чугуны
 серые чугуны
 легированные чугуны
 специальные чугуны (ферросплавы)
 высокопрочные чугуны
15. Поясните принцип маркировки следующих сортов чугуна:
 серые чугуны
СЧ обозначает серый чугун, первое число показывает предел прочности
при испытании на растяжение, а второе – предел прочности на изгиб кг/мм2
 ковкие чугуны
КЧ обозначает ковкий чугун, первое число показывает предел прочности при
испытании на растяжение, а второе – относительное удлинение в %.
 высокопрочные чугуны
ВЧ обозначает высокопрочный чугун, первое число показывает предел
прочности при испытании на растяжение, а второе – относительное удлинение в
%.
Тематика самостоятельной работы (доклады, сообщения ,
презентации) студентов по теме:
 Производство чугуна
 Устройство доменной печи
 Классификация чугунов
Стали
1. Какой железоуглеродистый сплав называют сталью?
Сталь представляет собой железоуглеродистый сплав, обладающий
ковкостью, в состав которого, входит до 2.14 % углерода и постоянно
присутствуют примеси кремния, марганца, серы, фосфора и других элементов.
2. В чем заключается отличие стали от чугуна?
71
Основное отличие стали от чугуна по составу заключается в том, что сталь
содержит меньше углерода, а также меньше вредных примесей - серы и фосфора.
3. Какими способами производится сталь?



конверторный способ
мартеновский способ
выплавка в электропечах
4. Назовите два вида конверторного процесса.


кислый – бессемеровский
основной – томасовский
5. Назовите достоинства и недостатки конверторного способа.
Достоинства: высокая производительность, несложное оборудование
конвертора, отсутствие топлива.
Недостатки: невозможность переплавки значительного
количества
металлических отходов при плавке, использование чугуна только определенного
химического состава, большой угар металла, трудность получения стали по
заданному составу, наличие большого количества растворенных газов,
снижающих плотность стали (особенно азота).
6. На чем основана кислородно-конверторная плавка?
Кислородно-конверторная плавка основана на продувке чугуна кислородом,
подводимого сверху в глуходонный конвертор.
7. Назовите исходные продукты для мартеновской плавки.
Исходными продуктами для мартеновской плавки являются: металлический
лом (скрап), передельный (белый) чугун (чушковый или жидкий), железная руда.
8. Что такое скрап-процесс?
Скрап-процес, в котором шихтой служат металлический лом и чушковый
чугун. Этот прочес применяется в мартеновских печах машиностроительных
заводов, где всегда имеется большое количество металлических отходов, причем
содержание их в шихте достигает 80%.
9. Что такое рудный процесс?
72
Рудный процесс, где шихтой являются жидкий чугун и железная руда
(количество жидкого чугуна в шихте составляет 80-90%). Этот способ
применяется в мартеновских цехах металлургических заводов и является
важнейшим.
10.
Назовите достоинства и недостатки мартеновского способа.
Достоинства: возможность переработки металлических отходов и чугуна
обычного качества, получение большого количества однородного металла,
возможность выплавлять почти любые стали – начиная от самых мягких, с
содержанием углерода 0.05-0.06%, и кончая твердой инструментальной сталью;
можно выплавлять и легированные стали.
Недостатки: большое количество газов в печах, значительное количество
которых остается растворенной в стали, невозможность наиболее полного
удаления серы и фосфора.
11.
Назовите
электропечах.
исходные
материалы
для
выплавки
стали
в
Исходными продуктами для получения стали в электропечах являются
металлический лом, чугун, железная руда, окалина. Для раскисления применяют
раскислители, для доводки при получении легированных сталей – ферросплавы.
12.
Как устроена индукционная печь?
1 – огнеупорный тигель
2 – индуктор
3 – плавка металла
13.
Назовите
дефекты,
которые могут образоваться в слитке
при затвердевании стали.

усадочные
раковины
–
уменьшение объема жидкого металла
при охлаждении.

усадочная рыхлость – мелкие
пустоты, скапливающиеся в центре
слитка, причиной их является также
неравномерное
охлаждение
и
уменьшение объема слитка при
охлаждении.
73

ликвация – химическая неоднородность слитка.

газовые пузыри – пустоты внутри слитка.

трещины – наружные, внутренние, продольные и поперечные.
Причиной является неравномерность охлаждения.

плены – приварившиеся капли стали, возникающие вследствие
разбрызгивания металла при заливке в изложницы.
14.
Какой сплав называется углеродистой сталью?
Углеродистой сталью называется сплав железа с углеродом (содержание
углерода до 2%) с примесями кремния, серы и фосфора, причем главной
составляющей, определяющей свойства стали, является углерод.
15.
Поясните, влияние следующих примесей на свойства стали:

кремний – улучшаются упругие свойства, магнитопроницаемость,
сопротивление коррозии и стойкость против окисления при высоких
температурах.

марганец – повышение прочности и твердости стали, незначительное
уменьшение пластичности.

сера – сообщает, стали хрупкость при высоких температурах
(красноломкость), понижает сопротивление усталости и уменьшает
коррозионную стойкость.

фосфор – сообщает, стали высокую хрупкость стали при низких
температурах (хладноломкость).
16. Объясните принцип классификации углеродистой стали.
По назначению:
 конструкционная сталь
 инструментальная сталь
По качеству:
 обыкновенного качества
 качественные
 высококачественные
По степени раскисления:
 спокойные
 полуспокойные
 кипящие
По содержанию углерода:

низкоуглеродистые

среднеуглеродистые

высокоуглеродистые
По структуре:
74



доэвтектоидные
эвтектоидные
заэвтектоидные
17. Какая углеродистая сталь называется конструкционной?
Конструкционной углеродистой сталью
углерода до 0.65-0.70%.
называется сталь, содержащая
18. На какие три группы делятся конструкционные стали по качеству?


0,40%.

мягкая конструкционная сталь с содержанием углерода 0.05-0,25%.
нормальная конструкционная сталь с содержанием углерода 0,30твердая конструкционная сталь с содержанием углерода 0,4-0,7%.
19. Какая углеродистая сталь называется инструментальной?
Инструментальной углеродистой называется сталь с содержанием углерода от
0,7% и выше.
20. Перечислите основные недостатки углеродистой стали.

отсутствие сочетания прочности и твердости с пластичностью;

потеря твердости и режущей способности при нагревании до 200
градусов и потери прочности при высокой температуре;

низкая коррозионная устойчивость в среде электролита, в
агрессивных средах, в атмосфере и при высоких температурах;

низкие электротехнические свойства;

высокий коэффициент теплового расширения;

увеличение веса изделий, удорожание их стоимости, усложнение
проектирования вследствие невысокой прочности этой стали.
21. Объясните принцип маркировки углеродистой стали.

сталь обыкновенного качества маркируется буквами Ст. В зависимости
от назначения делится на группы: группа А – поставляемая по механическим
свойствам; группа Б – поставляемая по химическому составу; группа В –
поставляемая по механическим свойствам с дополнительными требованиями по
химическому составу. Группа А в марке стали не указывается. Цифра показывает
номер марки стали, чем больше номер при Ст. тем тверже и прочнее сталь. В
обозначении марок кипящей стали добавляется индекс «кп», полуспокойной –
«пс», спокойные стали маркируются без индекса.
75
Пример: БСт4пс – сталь углеродистая обыкновенного качества, номер марки
4, группа Б, степень раскисления – полуспокойная.

качественная углеродистая сталь. Двузначные числа показывают среднее
содержание углерода в сотых долях процента, буква Г обозначает повышенное
содержание марганца. Марки кипящей стали имеют индекс «кп».
Пример: 08кп – качественная углеродистая сталь с содержанием углерода
0,08%, степень раскисления – кипящая.

автоматная сталь. В маркировке этой стали буква А обозначает
«автоматная сталь», цифра, следующая за буквой А, показывает среднее
содержание углерода в сотых долях процента. Буква Г обозначает повышенное
содержание марганца.
Пример: А12 – углеродистая автоматная сталь с содержанием углерода 0,12%.

инструментальная углеродистая сталь. Маркируется буквой У. Цифры,
стоящие при букве У, показывают среднее содержание углерода в десятых долях
процента, индекс А в конце марки характеризует высококачественную сталь.
Пример: У12 – углеродистая качественная сталь с содержанием углерода
1,2%.
22. Какая сталь называется легированной?
Легированной называется сталь, в которой наряду с обычными примесями
имеются легирующие элементы, резко улучшающие ее свойства.
23. Поясните, влияние следующих легирующих элементов на свойства
стали:
 хром – повышает твердость и прочность, незначительно уменьшая
пластичность, увеличивает коррозионную стойкость.
 никель – сообщает стали коррозионную стойкость, высокую прочность и
пластичность, увеличивает прокаливаемость, повышает сопротивление удару.
 вольфрам – резко увеличивает твердость и красностойкость стали.
 ванадий – повышает твердость и прочность, измельчает зерно, увеличивает
плотность.
 кремний – увеличивает прочность сохраняя вязкость. Увеличивает
упругость, кислотостойкость, окалиностойкость.
 марганец – увеличивает твердость, износоустойчивость, стойкость против
ударных нагрузок, не уменьшая пластичности.
 кобальт – повышает жаропрочность, магнитные свойства, увеличивает
сопротивление удару.
 молибден – увеличивает красностойкость, упругость, предел прочности на
растяжение, антикоррозионные свойства и сопротивление окислению при
высоких температурах.
 титан – повышает прочность, и плотность стали, способствует измельчению
зерна, улучшает обрабатываемость и сопротивление коррозии.
76
 ниобий – улучшает кислотостойкость и способствует уменьшению
коррозии.
 алюминий – повышает жаростойкость и окалиностойкость.
 медь – увеличивает антикоррозионные свойства.
 церий – повышает прочность и особенно пластичность.
 цирконий – измельчает зерно.
24. Объясните, принцип классификации легированной стали.
По назначению:
- конструкционная сталь
- инструментальная
- с особыми свойствами
По химическому составу:
- низколегированная сталь (не более 2.5% примесей)
- среднелегированная сталь (2.5-10%)
- высоколегированная сталь (свыше 10%)
25. Объясните, принцип маркировки легированной стали.
Сочетание букв и цифр дают характеристику легированной стали. Если
впереди марки стоят две цифры, они указывают среднее содержание углерода в
сотых долях процента. Если впереди марки нет цифры, это значит, что углерода в
ней либо 1%, либо выше 1%.Одна цифра впереди марки указывает среднее
содержание углерода в десятых долях процента. Цифры стоящие за буквами,
указывают среднее содержание этого элемента в процентах, если за буквой
отсутствует цифра – значит содержание данного элемента около 1%. Буква А в
конце марки, обозначает высококачественную сталь, буква Ш –
особовысококачественную сталь.
Указанная система маркировки охватывает большинство существующих
легированных сталей. Исключение составляют отдельные группы сталей, которые
дополнительно обозначаются определенной буквой: Р – быстрорежущие, Е –
магнитные, Ш – шарикоподшипниковые, Э – электротехнические.
26. Назовите, важнейшие свойства быстрорежущей стали.
Высокая твердость и красностойкость до 600 градусов.
27. Перечислите стали с особыми физическими и химическими
свойствами.
 магнитные сплавы и стали (ЕХ, ЕХ9К15М, ЮНДК25БА, Э3 и др.)
77
 стали и сплавы с высоким омическим сопротивлением (Х13Ю4, ОХ25Ю7А
и др.)
 немагнитные стали и сплавы (Н25, 55Н9Г9 и др.)
 сталь с особыми тепловыми свойствами (Н36 – инвар, Х8Н36 – элинвар)
 стали и сплавы с особыми химическими свойствами (4Х13, 1Х11МФ,
2Х17Н2 и др.)
 жаропрочная и окалиностойкая сталь(4Х14Н14В24, Х23Н13 и др.)
Термическая обработка стали и чугуна
1. Что называется термической обработкой?
Термической обработкой называется тепловая обработка, в результате которой
изменяется структура и физико-механические свойства металлических сплавов.
2. В чем заключается цель термической обработки?
Цель термической обработки заключается в том, чтобы нагревом до
определенной температуры и последующим охлаждением получить требуемое
изменение строения металла.
3. С какой целью термической обработке подвергаются заготовки и
готовые детали?
Заготовки обычно подвергают термообработке для улучшения структуры,
снижения твердости, а обрабатываемые детали – для придания им требуемых
свойств: твердости, прочности, износостойкости, упругости и др.
4. Перечислите основные операции термической обработки.




отжиг
нормализация
закалка
отпуск
5. Для чего служит диаграмма состояния сплавов железо-углерод?
Диаграмма состояния системы железо-углерод дает возможность судить о
свойствах сплава и выбирать необходимые температурные режимы при
термической обработке стали и чугуна.
78
6. Перечислите и дайте характеристику структурные составляющие
железоуглеродистых сплавов.

феррит – твердый раствор углерода в альфа железе. Феррит обладает
небольшой прочностью и твердостью (НВ 80-100), но высокой пластичностью.
Он имеет хорошие магнитные свойства.

цементит – химическое соединение железа с углеродом. Содержание
углерода в цементите составляет 6.67%. Самая твердая структурная составляющая
стали (НВ 750-800). Цементит имеет высокую прочность, но чрезвычайно хрупок,
магнитен.

перлит – механическая смесь феррита и цементита. Перлит содержит
0.83% углерода, обладает высокой прочностью и упругостью, но незначительной
вязкостью.

аустенит – твердый раствор углерода в гама железе. Аустенит имеет
высокую твердость (НВ 170-220), достаточно высокую прочность наряду с
высокой пластичностью, большую стойкость против коррозии, высокое
электросопротивление, немагнитен.
7. Перечислите и дайте характеристику структурные составляющие
железоуглеродистых сплавов.

феррит – твердый раствор углерода в альфа железе. Феррит обладает
небольшой прочностью и твердостью (НВ 80-100), но высокой пластичностью.
Он имеет хорошие магнитные свойства.

цементит – химическое соединение железа с углеродом. Содержание
углерода в цементите составляет 6.67%. Самая твердая структурная составляющая
стали (НВ 750-800). Цементит имеет высокую прочность, но чрезвычайно хрупок,
магнитен.

перлит – механическая смесь феррита и цементита. Перлит содержит
0.83% углерода, обладает высокой прочностью и упругостью, но незначительной
вязкостью.

аустенит – твердый раствор углерода в гама железе. Аустенит имеет
высокую твердость (НВ 170-220), достаточно высокую прочность наряду с
высокой пластичностью, большую стойкость против коррозии, высокое
электросопротивление, немагнитен.
79
8. В каких координатах построена диаграмма состояния железо- углерод?
Диаграмма состояния железоуглеродистых
координатах температура – концентрация.
сплавов
построена
в
9. Какой процесс называется первичной кристаллизацией?
Переход металла из жидкого состояния в твердое называется первичной
кристаллизацией.
10.
Какая линия диаграммы соответствует процессу первичной
кристаллизации? Как она называется?
Превращение из жидкого состояния в твердое (первичная кристаллизация) для
всех сплавов начинается по линии ACD, т.е. по линии ликвидуса.
80
11.
Какая линия диаграммы соответствует концу кристаллизации?
Как она называется?
Кривая AECF (линия солидуса) соответствует концу кристаллизации
сплавов.
12.
Какая точка диаграммы называется эвтектоидной?
Эвтектоидная точка S, соответствующая содержанию углерода 0.83%,
разделяет стали на типичные по структуре и свойствам группы.
13.
Какая точка диаграммы называется эвтектической?
Точка С (4.3% углерода) представляет собой эвтектическую точку на
диаграмме железоуглеродистых сплавов и разбивает сплавы, содержащие от 2 до
6.67% С на две группы.
14.
Какой процесс называется вторичной кристаллизацией?
Процесс изменения кристаллического строения металла в твердом
состоянии называется вторичной кристаллизацией.
15.
При каких условиях охлаждения аустенита образуется сорбит?
При охлаждении стали на воздухе аустенит превращается в структуру, которая
носит название сорбит. Образование сорбита начинается при температуре 600
градусов и заканчивается при температуре 500 градусов. Сорбит является
механической смесью перлита и цементита.
16.
При каких условиях охлаждения аустенита образуется троостит?
При охлаждении стали в масле, аустенит превращается в троостит. Троостит
образуется при температурах – 500-200 градусов. Троостит
является
механической смесью перлита и цементита.
17.
При
мартенсит?
каких
условиях
охлаждения
аустенита
образуется
При охлаждении в воде аустенит сохраняется в углеродистой стали до
температуры примерно 200 градусов и затем мгновенно превращается в
структуру, которую называют мартенситом. Мартенсит представляет собой
перенасыщенный твердый раствор углерода в альфа-железе, его твердость
составляет НВ 600-700 (HRC 62-66), магнитен.
81
18.
Дайте определение термину критическая скорость закалки.
Критическая скорость закалки – наименьшая скорость охлаждения, при
которой в структуре стали, получается чистый мартенсит.
19.
Какое оборудование применяют для выполнения термической
обработки?



20.
печи для термической обработки
закалочные устройства
приспособления для измерения температуры
Какая операция термической обработки называется отжигом?
Отжигом называется операция термической обработки, при которой путем
нагрева, выдержки при определенных температурах и последующего медленного
охлаждения в стали, получают устойчивую (равновесную) структуру, свободную
от остаточных напряжений.
21.
Перечислите операции входящие в процесс отжига.

нагрев стали до температур, на 20-30 градусов превышающих верхнюю
критическую точку, т.е. лежащих выше линии GS, - полный отжиг для
доэвтектоидных сталей, или нагрев до температур, на 30-40 градусов
превышающих нижнюю критическую точку, т.е. расположенных выше линии
PSK – неполный отжиг.

выдержка детали в течении времени, достаточного для равномерного
прогрева ее по всему сечению до заданных температур и для завершения всех
структурных превращений, которые должны полностью закончиться.

медленное охлаждение стали до температур отжига со скоростью,
меняющейся в пределах (от 10 до 100 градусов в час) в зависимости от марки
стали.
22.
Что является целью отжига стальных изделий?
Отжиг стальных изделий имеет целью снятие внутренних напряжений,
устранение структурной неоднородности, улучшение обрабатываемости резанием
и подготовку к последующей термической обработке.
23.
Дайте характеристику следующим видам отжига:

полный – полному отжигу подвергают обычно доэвтектоидные стали,
нагревая их выше линии GS, выдерживая при этой температуре в течение ¼
82
продолжительности нагрева и медленно охлаждая вместе с печью до 600-400
градусов.

неполный – является разновидностью отжига перекристаллизации.
При неполном отжиге сталь нагревается до температуры. На 30-40 градусов
превышающей нижнюю критическую точку, т.е.до температур порядка 750-760
градусов.

на зернистый перлит – подвергаются эвтектоидные и заэвтектоидные
стали. Для отжига сталь нагревают на 20-30 градусов выше нижней критической
точки и после выдержки при рабочей температуре в течение 3-5 часов медленно
охлаждают (скоростью 30-50 градусов в час) до 650-600 градусов.

изотермический – заключается в нагреве стали выше верхней
критической точки и выдержке при этой температуре в течении времени,
необходимого для полного и равномерного прогрева. Затем сталь относительно
быстро охлаждают до температуры 650-700 градусов.

диффузионный – применяется для слитков и крупных отливок с
целью выравнивания химического состава стали, имеющей
внутрикристаллическую ликвацию. Сталь нагревают до температуры 1050-1150
градусов, выдерживают при этой температуре 10-15 часов и затем медленно
охлаждают до 600-550 градусов.

рекристаллизационный - отжиг стали, прошедшей холодную
прокатку, волочение или холодную штамповку с выдержкой при температуре 680700 градусов и последующим охлаждением.
24. Какая операция термической обработки называется
нормализацией?
Нормализацией называется нагрев стали выше линии GSE на 30-50
градусов, с выдержкой при этой температуре и последующим охлаждением на
воздухе.
25. Что является целью нормализации?
Нормализацию применяют для устранения внутренних напряжений и наклепа,
повышения механических свойств стали. Сталь получает нормальную,
однородную, мелкозернистую структуру.
26. Какая операция термической обработки называется закалкой?
Закалкой называется операция термической обработки, состоящая в
до температур выше верхней критической точки доэвтектоидной стали
нижней критической точки заэвтектоидной стали и выдержке при
температуре с последующим быстрым охлаждением (в воде, масле,
растворах солей и пр.)
нагреве
и выше
данной
водных
27. Какую структуру приобретает сталь в результате закалки?
83
В результате закалки сталь приобретает структуру мартенсита и благодаря
этому делается очень твердой.
28. От чего зависит, температура нагрева стали перед закалкой?
Температура нагрева стали перед закалкой зависит в основном от
химического состава стали.
29.
Дайте характеристику следующим видам закалки:

в двух средах – деталь нагревают до закалочной температуры, после
чего деталь замачивают в воде, быстро охлаждая до температуры 550-500о , а за
тем переносят в масло, где оставляют до полного охлаждения.

ступенчатая – выполняется путем быстрого охлаждения деталей в
соляной ванне, температура которой немного выше температуры начала
мартенситного превращения (240-250 градусов). Затем детали охлаждают до
комнатной температуры в масле или на спокойном воздухе, устраняя тем самым
термические внутренние напряжения.

изотермическая – проводится также как ступенчатая, но с более
длительной выдержкой при температуре горячей ванны (250-300 градусов). В
результате такой закалки сталь приобретает структуру игольчатого троостита с
твердостью HRC 45-55 и с сохранением необходимой пластичности.

светлая – проводится в специально оборудованных печах с защитной
атмосферой. Перед закалкой инструмент нагревают в соляной ванне из
хлористого натрия на 30-50 градусов выше нижней критической точки и
охлаждают при температуре 180-200 градусов в ванне, состоящей из 75% едкого
кали и 25 % едкого натра с добавлением 6-8 % воды (от веса всей соли).

с самоотпуском – детали выдерживают в охлаждающей среде не до
полного охлаждения, а в определенный момент извлекают из нее с целью
сохранения в сердцевине изделия некоторого количества тепла, за счет которого
производится последующий отпуск.
30. Перечислите преимущества изотермической закалки перед обычной
закалкой.

меньшие внутренние напряжения в стали, обработанной изотермически,
приводят к меньшему короблению и сводят к нулю образование трещин;

во всех случаях закалки изотермическим способом сталь
характеризуется большей вязкостью по сравнению со сталью, закаленной
обычным путем.
31. Перечислите дефекты, возникающие при закалке стали.
 недостаточная твердость закаленной детали
84
 перегрев (нагрев изделия до температуры, превышающей необходимую
температуру нагрева под закалку)
 пережог (нагрев стали до весьма высоких температур, близких к
температуре плавления (1200-1300 градусов), в окислительной атмосфере)
 окисление и обезуглероживание стали (образование окалины на
поверхности деталей и выгорание углерода в поверхностных слоях)
 коробление и трещины (следствия внутренних напряжений)
32. Какая операция термической обработки называется отпуском?
Отпуском называется операция термической обработки, состоящая в нагреве
закаленной стали до температуры, ниже нижней критической точки, выдержки
при этой температуре и последующем медленном или быстром охлаждении.
33. Что является целью отпуска?
Отпуск имеет целью устранение или уменьшение напряжений в стали,
повышение вязкости и понижение твердости.
34. Дайте характеристику следующим видам отпуска:
 низкий – характеризуется нагревом в интервале 150-300 градусов,
выдержкой при этой температуре и последующем охлаждении на воздухе.
 средний – производится при температурах 300-500 градусов
 высокий – происходит при температурах 500-600 градусов.
35. Какой вид термической обработки называется поверхностной
закалкой?
Вид термической обработки, при котором детали закаливаются только с
поверхности, а сердцевина остается вязкой, называется поверхностной закалкой.
36. Перечислите способы нагрева деталей при поверхностной закалке.

нагрев пламенем газовой горелки

контактный нагрев
85


токами высокой частоты
37. В чем
температурах?
заключается
нагрев в электролите
термообработка
при
отрицательных
Сущность данного метода заключается в дополнительном, более полном
превращении в мартенсит остаточного аустенита.
38. Какой процесс называют химико-термической обработкой?
Химико-термическая обработка – процесс изменения химического состава,
структуры и свойств поверхностных слоев металла.
39. На каком процессе основана химико-термическая обработка?
ХТО стали основана на диффузии в атомно-кристаллическую решетку
железа атомов различных химических элементов при нагреве стальных деталей в
среде, богатой этими элементами.
40. Дайте
обработки:
определение
следующим
видам
химико-термической

цементация – процесс поверхностного насыщения стальных
деталей углеродом, с целью получить детали с вязкой сердцевиной и твердой
поверхностью
86

азотирование – процесс насыщения поверхности стали азотом, с
целью повышения твердости, износоустойчивости поверхности, усталостной
прочности и коррозионной стойкости деталей

цианирование – процесс одновременного насыщения поверхности
стали углеродом и азотом для придания ей высокой твердости, сопротивляемости
истираемости и коррозионной стойкости.
41. С какой целью проводится диффузионная металлизация стали.
Диффузионная металлизация применяется с целью получения стальных
деталей, устойчивых против разъедания щелочами и кислотами, а также с целью
повышения устойчивости стали против окисления горячими печными газами, т.е.
против окалинообразования.
42. С какой целью проводится термическая обработка чугуна?
Цель термической обработки чугуна – уменьшение внутренних
напряжений в отливках, придание сплаву более устойчивой структуры и
постоянных
размеров
в
эксплуатации,
повышение
твердости
и
износоустойчивости путем закалки и отпуска, сообщение белому чугуну
повышенной прочности и пластичности посредством отжига.
43. Назовите отличительные процессы термической обработки чугуна.

разложение цементита для уменьшения количества связанного углерода
– графитизация;

растворение графита и обогащения аустенита углеродом, благодаря
чему в структуре чугуна увеличивается количество перлита.
Твердые сплавы
1. На какие группы делятся металлокерамические твердые сплавы?



вольфрамокобальтовые
тинановольфрамокобальтовые
титанотанталовольфрамовые
2. Что вводят в состав твердых сплавов в качестве связующего
материала?
В качестве связующего материала в состав твердых сплавов обычно
кобальт.
вводят
87
3. Какие химические соединения называются карбидами?
Карбиды – химические соединения с углеродом.
4. Почему в качестве основной части твердых сплавов применяют
карбиды тугоплавких металлов?
Высокая химическая стойкость карбидов тугоплавких металлов в сочетании с
высокой прочностью и твердостью позволяет применять их в качестве основной
части твердых сплавов.
5. Для обработки, каких материалов применяют вольфрамовые твердые
сплавы, титановые твердые сплавы и титанотанталовые твердые сплавы?

вольфрамовые твердые сплавы ВК применяют при обработке хрупких
материалов: чугуна, бронз, фарфора, стекла и др.

титановые твердые сплавы ТК – для вязких материалов: стали, латуни
и др.

титанотанталовые твердые сплавы ТТК – для черновой обработки
материалов, когда ТК и ВК непригодны
6. Перечислите
применения.
марки
наплавочных
материалов
и
области
их

сталинит – применяют для наплавки деталей, подвергающихся грубому
износу

боридно-хромистая смесь – используется для наплавки новых и
восстановления изношенных деталей строительных, дорожных и горнорудных
машин
Цветные металлы и сплавы
1. Какие металлы относятся к цветным?
К цветным металлам относятся все металлы, кроме железа и сплавов на его
основе.
2. Назовите цветные металлы, получившие наибольшее применение в
промышленности.




медь
алюминий
магний
цинк




никель
свинец
олово
титан
88
3. Каков удельный вес меди?
8,93 г/см3
4. Какова температура плавления меди?
1083 градуса
5. Какими механическими свойствами обладает чистая медь?
σв = 25кг/мм2,
δ = 45%,
HB = 60 кг/ мм2
6. Что служит основным источником получения меди?
Основным источником получения меди служат медные руды.
7. На какие две группы делятся технические медные сплавы?

латуни

бронзы
8. Какие сплавы называют латунями?
Латунями называют сплавы меди с цинком, содержащие до 45 % цинка
9. Объясните принцип маркировки
(обрабатываемых давлением) латуней.
литейных
и
деформируемых
Деформируемые латуни (по ГОСТ 15527-70): первая буква Л указывает на
название сплава (латунь), следующие за ней цифры обозначают содержание меди
в сплаве. Первые две цифры, стоящие за буквенными обозначениями легирующих
элементов указывают среднее содержание меди в процентах, а последующие
цифры – содержание других элементов, остальное до 100 % составляет цинк
(ЛМцЖ52-4-1)
Литейные латуни: маркировка литейных латуней (по ГОСТ 17711-93)
начинается также с буквы Л, после буквенного обозначения основного
легирующего элемента (цинк) и каждого последующего ставится цифра,
указывающая его у4средненное содержание в сплаве (ЛЦ23А6Ж3Мц2)
10. Какие сплавы называют бронзами?
Бронзами называют сплавы меди с оловом, алюминием и другими металлами,
за исключением сплавов с никелем.
11. Как подразделяются бронзы в зависимости от состава?
89
В зависимости от состава бронзы делятся на оловянные и безоловянные
(специальные).
12. На каком принципе основана маркировка бронз?
Маркировка бронз основана на том же принципе, что и маркировка латуней.
Впереди стоят буквы Бр, затем буквами последовательно указывают легирующие
элементы и в конце их содержание в сплаве (деформируемые бронзы).
Маркировка литейных бронз (ГОСТ 61379) начинается также с букв Бр, а дальше
производится аналогично обозначению литейных латуней (БрО3Ц12С5).
13. Какими свойствами обладает никель?
Твердый и вязкий металл с высокой коррозионной стойкостью.
14. Какова температура плавления и удельный вес никеля?
1452 градуса.
15. Какими свойствами характеризуются медноникелевые сплавы?
Медноникелевые сплавы отличаются большим удельным сопротивлением,
высокой коррозионной стойкостью, а некоторые также высокими механическими
свойствами и жаростойкостью.
16. Как маркируют медноникелевые сплавы?
Первая буква Н указывает на принадлежность сплава к никелевым,
последующие буквы обозначают содержащиеся в сплаве элементы. Содержание
этих элементов в процентах указывают следующие за буквами цифры.
17. Назовите области применения медноникелевых сплавов.

монель НМЖМц28-2,5-1,5 – применяют для изготовления изделий
высокой прочности и коррозионной стойкости

алюмель НМцАК и хромель НХ9,5 – для изготовления термопар

нейзильбер НМц65-20 – коррозионностойкие изделия

мельхиор НМ81 – бытовые детали и коррозионностойкие изделия

манганин НММц85-12 – для реостатов
18. Назовите удельный вес, температуру плавления и температуру
кипения алюминия.
Удельный вес – 2,7г/см3
температура плавления – 658,7 градуса
90
Температура кипения – 2500 градусов
19. Какую кристаллическую решетку имеет алюминий?
Алюминий имеет кристаллическую решетку гранецентрированного куба.
20. Какие материалы являются исходными при выплавке алюминия?
Кристаллический глинозем и криолит.
21. Какие сплавы называют силуминами?
Силумины – сплавы, содержащие 40-70% кремния и 30-60% алюминия.
22. Какую маркировку имеют алюминиевые литейные сплавы?
Алюминиевые литейные сплавы маркируются буквами АЛ и цифрой,
указывающей номер сплава (АЛ1, АЛ2 и т.д.)
23. Дайте характеристику следующим сплавам алюминия:

алюминия с магнием – АЛ8 (имеет сравнительно низкие литейные
свойства, но обладает высокой прочностью и пластичностью
σв = 28кг/мм2, δ = 9%)

алюминия с медью – АЛ7 (имеет сравнительно низкие литейные
свойства, но после термообработки приобретает высокую механическую
прочность). АЛ12 (имеет хорошие литейные свойства, тверд и хрупок)

алюминия с кремнием и цинком – АЛ11 (имеет высокие литейные
свойства)
24. На какие две группы делятся деформируемые алюминиевые сплавы?


сплавы, не упрочняемые термической обработкой
сплавы, подвергаемые для упрочнения термической обработке
25. Какие элементы входят с состав дюралюминия?
Медь (2,2-5,2%), магний (0,2-1,6 %), марганец (0,3-11%),
кремний (0,4-1,3%), железо (не более 0,7 %)
26. Каким образом защищают дюралюминий от коррозии?
Для защиты от коррозии листовой дюралюминий подвергают плакированию –
покрывают слоем чистого алюминия путем совместной горячей прокатки
дюралюминиевой заготовки и накрывающих ее листов чистого алюминия.
91
27. Каким образом маркируют дюралюминий?
Дюралюминий маркируют буквой Д и цифрой, показывающей условный
порядковый номер сплава.
28. Назовите примерный химический
алюминиевых сплавов для ковки и штамповки.
состав
деформируемых
Медь (1,8-4,5%), магний (0,4-0,8%), марганец (0,4-0,8%),
никель (1,8-2,3%), железо (0,5-41%), кремний (0,5-1,2%), остальное –
алюминий.
29. Назовите удельный вес и температуру плавления магния.
Удельный вес магния 1,74 г/см3
Температура плавления магния 650 градусов.
30. Какую кристаллическую решетку имеет магний?
Кристаллическая решетка магния – гексагональная.
31 .Как маркируют литейные и деформируемые магниевые сплавы?
Литейные магниевые сплавы обозначают буквами МЛ, цифры показывают
порядковый номер сплава.
Деформируемые сплавы – буквами МА и цифрами, обозначающими
порядковый номер.
32. Назовите удельный вес и температуру плавления титана.
Удельный вес титана – 4,5 г/см3
Температура плавления – 660 градусов.
33. Какими свойствами обладает титан?
Титан удовлетворительно обрабатывается давлением, сваривается дуговой
сваркой в атмосфере защитных газов. Имеет высокую стойкость против коррозии
в пресной, морской воде и в некоторых кислотах.
34. Какие сплавы титана применяют в машиностроении в качестве
конструкционных материалов?
Как конструкционные материалы в машиностроении применяются сплавы
титана с ванадием, молибденом, хромом, марганцем, вольфрамом, танталом,
ниобием, углеродом, алюминием и оловом.
92
35. Какими свойствами должны обладать антифрикционные сплавы?

иметь достаточную пластичность для лучшей прирабатываемости к
поверхности вращающегося вала и твердость, не вызывающую сильного
истирания вала, но достаточную для вкладыша как для опоры вала;

придавать рабочей поверхности вкладыша микрокапиллярность, то есть
способность удерживать смазку;

иметь малый коэффициент трения с материалом вращающегося вала.
36. Какие сплавы применяют в качестве подшипниковых?
В качестве подшипниковых сплавов, в зависимости от скорости вращения и
удельного давления вала применяются следующие сплавы:

антифрикционный серый чугун;

подшипниковые сплавы на медной основе – бронзы;

белые антифрикционные сплавы – баббиты.
37 .Объяснит принцип маркировки баббитов.
Буква Б указывает название сплава (баббит), а следующая за ней цифра –
среднее содержание олова в процентах. Буквы Т,Н,С,К обозначают наличие в
баббите теллура, никеля, свинца, кальция (Б16,Б6,БН,БС,БК).
38. Назовите области применения баббитов.
Б16 применяют для электродвигателей, прокатных станов, дробилок.
БК – для вагонных подшипников.
БН – для подшипниковых тракторных и автомобильных моторов
центробежных насосов, гидротурбин.
Коррозия металлов
1. Какой процесс называется коррозией?
Коррозией называется процесс химического или электрохимического
разрушения металлов и сплавов, вследствие взаимодействия их с окружающей
средой.
2. Назовите два основных вида коррозии.
Различают два основных вида коррозии: химическую и электрохимическую.
93
3. Причины возникновения химической коррозии.
Химическая коррозия возникает в результате действия на поверхность
металлов и сплавов атмосферы воздуха, сухих газов и жидкостей, не проводящих
электрического тока.
4. Причины возникновения электрохимической коррозии.
Электрохимическая коррозия развивается при действии
электрорлитов, то есть жидкостей, проводящих электрический ток.
на
металл
5. Что понимают под термином электродный потенциал металла?
Разность потенциалов, создающаяся на поверхности соприкосновения металла
с жидкостью (электролитом) и характеризующая способность металла к
растворению, называется электродным потенциалом.
6. На какие виды можно разделить коррозионные разрушения по
внешним признакам?
По внешним признакам коррозионные разрушения можно разделить на три
вида:



поверхностную (равномерную) коррозию
местную коррозию
межкристаллическую коррозию
7. Перечислите методы защиты металлов от коррозии.





покрытия неметаллическими веществами;
металлические покрытия
покрытия пленками окиси
протекторная защита неметаллических конструкций
получение химически стойких сплавов.
Неметаллические материалы, пластмассы
1. Какие материалы называют пластическими массами?
Пластическими массами называют материалы на основе природных или
синтетических
высокомолекулярных
соединений,
которые
способны
перерабатываться в изделие методами пластической деформации под влиянием
нагрева и давления, а затем сохранять приданную им в результате охлаждения
форму.
94
2. Какие соединения называют полимерами?
Полимер – вещество, характеризующееся многократным повторением
одного или более составных звеньев, соединенных между собой в количестве,
достаточном для проявления комплекса свойств, которое остается практически
неизменным при добавлении или удалении одного или нескольких звеньев.
3. Что является характерной особенностью пластмасс?
Характерной особенностью пластмасс является их способность при
определенных температуре и давлении хорошо формоваться в изделие и
сохранять полученную форму.
4. Перечислите исходные материалы для производства пластмасс.
Источниками сырья для изготовления пластмасс служат:
природный газ, нефть, уголь, воздух.
5. Какой процесс называется полимеризацией?
Полимеризация – процесс соединения
низкомолекулярных веществ в одну молекулу.
большого
числа
молекул
6. Какой процесс называется поликонденсацией?
Поликонденсация – процесс образования высокомолекулярного вещества
в результате соединения большого числа молекул низкомолекулярных веществ,
происходящий с одновременным выделением воды, спирта, аммиака,
хлороводорода или других низкомолекулярных продуктов.
7. На какие две группы в зависимости от химических свойств
применяемых смол подразделяются пластмассы?


термопластичные
термореактивные
8. Какие пластмассы называют термопластичными?
Термопластичные массы получают на основе полимеризационных смол.
Они не переходят в неплавкое и нерастворимое состояние, поэтому их снова
можно использовать для прессования. Термопласты обладают высокими
электроизоляционными свойствами.
95
9. Перечислите пластмассы на основе полимеризационных смол.
Полихлорвинил, оргстекло, полистирол, фторопласт.
10. Какие пластические массы называют термореактивными?
Термореактивные массы получают на основе поликонденсационных смол.
Они отличаются тем, что в процессе прессования при действии повышенных
температур (150-175 градусов) претерпевают ряд внутренних химических
изменений и становятся необратимыми к перепрессованию.
11. Перечислите термореактивные пластмассы.
Фенопласты, аминопласты, грифталь.
12. Какими физико-химическими и механическими свойствами обладают
пластмассы?


качества
сравнительно небольшой удельный вес (0,5-1,8 г/см3)
значительная механическая прочность и высокие фрикционные
Резины
1. Что называется резиной?
Резина – продукт переработки при повышенной температуре смеси,
состоящей из каучука, серы и специальных добавок.
Резины – пластмассы с редкосетчатой структурой, в которых связующим
выступает полимер, находящийся в высокоэластичном состоянии.
2. Перечислите основные компоненты резины.
Натуральный или синтетический каучук, сера.
3. Какой процесс называется вулканизацией?
Вулканизацией называется химическое связывание молекул каучука с
атомами серы (140-150 градусов).
4. С какой целью в состав резины вводят:


красители – для придания окраски
пластификаторы – для облегчения формования
96


антиокислители – для замедления процессов старения
порообразователи – для изготовления пористых губчатых резин.
5. Что называется сырой резиной?
Сырая резина – не подвергавшаяся вулканизации механическая смесь
каучука, серы, наполнителей и других ингредиентов.
6. С какой целью проводят армирование резиновых изделий?
Для увеличения прочности деталей из резины последняя совмещается с
арматурой – тканями, проволочными каркасами, металлической оплеткой и т.п.
7. Как изменяются свойства резины в зависимости от температуры?
С понижением температуры резины предел прочности растет, а
эластичность падает.
8.
Какие процессы, происходящие в резине принято называть
старением?
Старение – совокупность всех изменений, происходящих в резине в
процессе длительного окисления.
9. Как изменяются свойства резины от контакта с жидкостями?

вода в течение длительного времени не оказывает заметного влияния на
свойства резины

от длительного контакта с нефтепродуктами резиновые изделия намного
увеличиваются в объеме, у них уменьшается прочность, эластичность и
твердость.
Абразивные материалы
1. С какой целью применяют абразивные материалы?
Абразивные материалы применяются для шлифования деталей с целью
придания им точности, повышения чистоты поверхности, а также для заточки
инструментов.
2. Назовите преимущества
инструментами.

абразивов
перед
другими
режущими
не нуждаются в заточке, т.е. являются самозатачивающимися;
97


получают из дешевого сырья;
простота изготовления.
3. На какие две группы делятся абразивные материалы?
Естественные и искусственные.
4. Перечислите абразивы материалы, относящиеся к естественным.
Песчаник, наждак, корунд, алмаз.
5. Перечислите абразивы материалы, относящиеся к искусственным.
Электрокорунд (нормальный, белый, монокорунд), карбид кремния, карбид
бора.
Лакокрасочные материалы
1. Для чего предназначены лакокрасочные материалы?
Лакокрасочные материалы предназначены для нанесения на поверхность
сооружений, строений, автомобилей и отдельных деталей тонкой сплошной
покровной пленки, которую после соответствующей обработки принято называть
лакокрасочным покрытием.
2. Каким требованиям должны отвечать лакокрасочные покрытия?

прочно связываться с окрашиваемой поверхностью, т.е. иметь
высокую адгезию;

обладать возможно более высокой прочностью, твердостью и
необходимой эластичностью;

по возможности меньше пропускать влагу, пары жидкостей, газы,
солнечные лучи и не изменять своих свойств под действием перечисленных
факторов;

в случае повреждения легко восстанавливаться;

в виду массового использования быть дешевыми.
3. Перечислите основные компоненты лакокрасочных материалов.



пленкообразователи
растворители
пигменты
98



разбавители
пластификаторы
сиккативы
4. Назовите преимущества и недостатки масляного покрытия.






Преимущества:
высокая адгезия
хорошая атмосферостойкость
большая эластичность
нерастворимость в нефтепродуктах
Недостатки:
низкая скорость высыхания
отсутствие блеска
5. Какие краски называются нитроэмалевыми?
Суспензии из нитролаков и того или иного пигмента называются
нитроэмалевыми красками, а чаще всего – просто нитроэмалями.
6. Назовите преимущества и недостатки нитроэмалевых покрытий.



Преимущества:
способность быстро высыхать
достаточная твердость
хороший блеск
Клеи
1. Какие вещества называют клеями?
Клеями называют жидкие или пастообразные многокомпонентные системы,
основой (связующим) которых являются высокомолекулярные вещества,
обладающие высокой адгезией к твердым поверхностям.
2. На какие группы делятся клеи в зависимости от природы связующего?
В зависимости от природы связующего различают клеи органического
происхождения (животного и растительного) и синтетические.
3. На каких процессах основан механизм отверждения различных клеев?

испарение растворителя
99

химические превращения (полимеризация и поликонденсация)

испарение растворителя и химические изменения связующего
компонента
4. От чего зависит прочность клеевого соединения?
Прочность клеевого шва в равной мере зависит от сил сцепления внутри
затвердевшего клея (когезии) и от сил адгезии.
5. Какой признак является классификационным для клеев?
Классификационным признаком клеев является вид связующего, в
соответствии, с чем различают клеи карбинольные, фенольные, эпоксидные,
полиамидные, полиакриловые, полиуретановые, резиновые и др.
Древесные материалы
1. Назовите достоинства древесины.

недефицитность

способность легко обрабатываться

сочетание небольшой плотности с достаточно высокой прочностью
2. Дайте определение понятию влажность.
Влажностью (абсолютной) называется отношение (выраженное в процентах)
массы воды, содержащейся в древесине, к массе самой (безводной) древесины.
Автомобильные эксплуатационные материалы
1. Назовите примерный химический состав нефти.
Нефть на 80% состоит из углеводородов различного состава и строения. В ней
присутствуют также соединения, имеющие в своей молекуле кислород, серу и
азот, но содержание этих компонентов обычно не превышает нескольких
процентов.
2. Перечислите углеводороды, входящие в состав нефти.




парафины (предельные углеводороды)
нафтены (циклические углеводороды)
ароматические углеводороды
олефины (непредельные углеводороды)
100
3. Какая особенность положена в основу первичной переработки нефти?
Различные температуры кипения углеводородов входящих в состав нефти.
4. Какая фракция нефти называется автомобильным бензином?
Смесь углеводородов с температурами кипения от 40 до 200 градусов
называется автомобильным бензином.
5. Какая фракция нефти называется дизельным топливом?
Фракция нефти, извлекаемая из нее в диапазоне температур от 200 до 350
градусов, представляет собой дизельное топливо.
6. В чем состоит основное назначение крекинга?
Основное назначение крекинга состоит в том, чтобы из тяжелых
нефтепродуктов (например, мазута) в процессе расщепления получить больше
бензина, который преимущественно состоит из углеводородов с числом атомов
углерода от 5 до 12.
7. В чем отличие каталитического крекинга от термического.
Термический крекинг протекает при температуре 500-550 градусов и давлении
около 5 МПа, а каталитический осуществляется при более мягких условиях
(температура 450-500 градусов, давление около 0.15 МПа) в присутствии
катализатора.
8. Каковы основные требования, предъявляемые к бензинам?
Бензины должны:

иметь определенную испаряемость и требующуюся детонационную
стойкость

быть в необходимой степени физически и химически стабильными

обладать минимальным коррозионным воздействием на металлы

не содержать механических примесей и воды.
9. Что называется фракционным составом нефтепродуктов?
Фракционным составом нефтепродуктов называется содержание в них тех или
иных фракций, выраженное в объемных или массовых процентах.
101
10. Назовите виды сгорания рабочей смеси в карбюраторном двигателе.



нормальное сгорание
калильное зажигание
детонационное сгорание
11. Что называется детонацией?
Детонацией называется ненормальная работа двигателя с воспламенением
от искры, вызванная взрывным (детонационным) сгоранием части горючей смеси
и сопровождающаяся металлическими стуками, появлением в отработавших газах
черного дыма, падением мощности, перегревом двигателя и другими вредными
последствиями вплоть до механического повреждения отдельных деталей
двигателя.
12. Что называется детонационной стойкостью бензинов?
Детонационной стойкостью бензинов называется способность
обеспечивать работу двигателей без детонации.
13. Какой показатель называется октановым числом бензина?
их
Октановым числом называется условный показатель детонационной
стойкости бензина, равный процентному содержанию изооктана в такой смеси с
гептаном, которая эквивалентна по детонационной стойкости испытуемому
бензину.
14. Назовите методы повышения октанового числа бензинов.


воздействие на химический состав бензинов
введение в состав бензинов специальных присадок – антидетонаторов
15. Какой показатель характеризует склонность топлив к окислению и
смолообразованию при их хранении?
Индукционный период – выраженное в минутах время, в течении
которого испытуемый бензин в среде чистого кислорода под давлением 0.7МПа и
при температуре 100 градусов практически не подвергается окислению.
16. Какими веществами обусловлено коррозионное воздействие бензинов
на металлы?


минеральные кислоты
щелочи



органические кислоты
сера
сернистые соединения
102
17. Перечислите основные требования, предъявляемые к дизельному
топливу.
Дизельные топлива должны:

сохранять подвижность (текучесть) до возможно более низких
температур

иметь определенные вязкость и самовоспламеняемость

быть в необходимой степени химически стабильными

обладать минимальным коррозионным воздействием на металлы

не содержать механических примесей и воды
18. Какой процесс называют застыванием дизельного топлива?
Потерю подвижности нефтепродуктов вследствие образования из
кристаллизующихся углеводородов каркаса или структурной сетки, принято
называть застыванием.
19. Какую температуру, называют температурой помутнения дизельного
топлива?
Температурой помутнения называется температура, при которой в безводном
прозрачном дизельном топливе в процессе охлаждения появляются первые
признаки помутнения, видимого невооруженным глазом.
20. Какую температуру, называют температурой застывания дизельного
топлива?
Температурой застывания называется наивысшая (т.е. первая в процессе
охлаждения) температура, при которой дизельное топливо в стандартном
приборе, наклоненном под углом 45 градусов, в течение одной минуты не
обнаруживает подвижность.
21. Что называется самовоспламеняемостью дизельных топлив?
Самовоспламеняемостью дизельных топлив называется способность их
паров воспламеняться без источников зажигания.
22. Какой показатель называют цетановым числом дизельного топлива?
Цетановым
числом
называется
условный
показатель
самовоспламеняемости дизельных топлив, равный процентному содержанию
цетана в такой его смеси с альфа-метилнафталином, на которой получается такой
103
же период задержки самовоспламенения, как и на испытуемом дизельном
топливе.
23. Назовите методы повышения самовоспламеняемости дизельных
топлив.


воздействие на химический состав
введение специальных присадок (этилнитрат, изопропилнитрат).
24. Назовите марки дизельных топлив и области их применения.



Л – при температурах наружного воздуха 0 и выше
З – при минус 20 и выше
А – при минус 45 и выше
25. Назовите виды газового топлива применяемого на автомобильных
двигателях.
Сжиженные и сжатые газы.
26. Перечислите преимущества и недостатки газовых топлив.

огромные природные ресурсы горючих газов и простота добычи

высокая детонационная стойкость

повышение срока службы двигателей почти в 2 раза за счет снижения
износа цилиндро-поршневой группы, уменьшения количества отложений и
предотвращения смывания масляной пленки со стенок цилиндров и колец

улучшение работы свечей зажигания

уменьшение расхода масла

снижение в 3-4 раза содержания окиси углерода в отработанных газах
27. Какие фракции нефти называют смазочными маслами?
Смазочными маслами называют фракции нефти, основу которых составляют
углеводороды с температурами кипения выше 350 градусов.
28. На какие виды подразделяются смазочные
производства?


масла по способу
дистиллятные (получают разгонкой мазута)
остаточные
104
29. На какие четыре типа делятся масла нефтяного происхождения?




моторные
трансмиссионные
специальные
различного назначения
30. Сформулируйте в общем, виде эксплуатационные требования,
предъявляемые к маслам.
Масла должны:

иметь возможно более низкую температуру застывания и
определенные вязкостные свойства

быть в необходимой степени физически и химически стабильными

обладать минимальным коррозионным воздействием на металлы

не содержать механических примесей и воды.
31. Какие три зоны можно выделить в двигателе в зависимости от
условий работы масла?

высокотемпературную, включающую камеру сгорания, обращенную к
ней поверхность днища поршня и верхнюю часть цилиндра

среднетемпературную, охватывающую весь поршень с поршневыми
кольцами и пальцем, верхнюю часть шатуна и стенки цилиндра

низкотемпературную, к которой относятся области коленчатого вала,
картера и т.п.
32. Назовите виды присадок, вводимых в масла.
Антиокислительные присадки, моющие присадки, противоизносные присадки
и др.
33. Назовите основную функцию, выполняемую пластичной смазкой.
Уменьшение износа деталей, снижение коэффициента трения и защита
металлов от коррозии.
34. Перечислите требования, предъявляемые к охлаждающим жидкостям
для двигателей.




Охлаждающая жидкость должна обладать:
высокой температурой кипения
возможно большей удельной теплоемкостью
низкой температурой замерзания
определенной вязкостью
105
35. Дайте характеристику воде как охлаждающей жидкости.
Вода обладает наивысшей из всех жидкостей удельной теплоемкостью (4,2
кДж/кг оС), низкой вязкостью, обеспечивающей легкость циркуляции в системе
охлаждения, а также достаточно высокой температурой кипения (105-108 оС при
давлениях 0,11-0,12 МПа в закрытых системах охлаждения). Вода доступна,
дешева, негорюча, имеет нейтральную реакцию и безвредна для здоровья.
36. Чем обусловлено образование накипи в системе охлаждения двигателя
при использовании воды как охлаждающей жидкости?
Образование накипи обусловлено жесткостью природной воды, т.е. наличием
в ней растворенных солей кальция и магния. С течением времени эти соли,
изменяя свой химический состав, становятся нерастворимыми и откладываются в
виде слоя накипи.
37. Назовите марки антифризов и тосолов применяемых в системах
охлаждения двигателей?
Антифриз марки 40 (с температурой замерзания не выше минус 40 оС),
антифриз марки 65 (температурой замерзания не выше минус 65 оС),
Тосол – А 40 и Тосол – А 65 с температурами замерзания не выше
минус 40 оС и минус 65 оС.
38. Перечислите требования,
гидравлических систем.
предъявляемые
к
жидкостям
для
Жидкости для гидравлических систем должны иметь:

низкую температуру замерзания

хорошие защитные (консервационные), антикоррозионные и
вязкостно-температурные свойства

высокую смазывающую способность

высокую физическую стабильность

хорошую совместимость с конструкционными материалами.
39. Назовите марки тормозных жидкостей применяемых в тормозных
системах автомобилей.


жидкости).
БСК (спирто-касторовая жидкость)
«Нева», ГТЖ – 22М, ГТЖ – 22РК, «Томь» (гликолевые
106
Приложение 2.
Практическое занятие. Тема «Изучение методов определения твердости
по Бринеллю и Роквеллу»
107
Приложение 3.
Практические занятия
«Диаграмма состояния сплавов железо-цементит. Назначение режимов
термической обработки стали с использованием диаграммы железоцементит», «Выбор материалов для изготовления деталей машин и
инструментов»
108
Приложение 4.
Задания для промежуточного контроля, обобщения и систематизации
материала учебной дисциплины
109
Приложение 5.
Контрольные работы для внеаудиторной самостоятельной работы
обучающихся
(Задание выдается в начале изучения учебной дисциплины. Выполнение контрольной
работы осуществляется в течение учебного года и является обязательным условием
допуска студентов к экзамену)
Вариант 1
1. Дайте определение сплаву «сталь». Укажите влияние примесей на свойства
углеродистой стали.
2. Выберите и обоснуйте марки сплавов для следующих изделий:
а) крыла грузового автомобиля, изготовленного холодной штамповкой
б) неразъемного вкладыша подшипника скольжения
в) радиаторных трубок автомобиля
3. На полученное с базы дизельное топливо марки
Л был выдан паспорт
Показатели качества
Значения
показателей
Цетановое число
42
50% перегоняется при температуре, ºС
290
90% перегоняется при температуре, ºС
365
2
Кинематическая вязкость при 20 С мм /с
4
Температура застывания для умеренного климата, ºС
-3
Поясните влияние отклонений каждого показателя качества дизельного топлива от
требований ГОСТ 305-82 на работу двигателя и долговечность его систем и механизмов.
4. Низкозамерзающие охлаждающие жидкости, их марки и характеристики
5. Классификация газовых топлив. Их преимущества и недостатки.
Вариант2.
1. Понятие о металлическом сплаве. Виды сплавов, состав и кристаллические решетки.
Понятие о системе и сплавах.
2. При испытании твердости по методу Бринелля образца из катанной стали толщиной 15
мм взят шарик диаметром D =10 мм, нагрузка Р = 30000Н и получен отпечаток d = 4,6 мм.
Подсчитайте твердость НВ в НМ/м2 (кгс/мм2 и определите по эмперической формуле
предел прочности данной стали σв МН/м2 (кгс/мм2)
3. На полученный с нефтебазы бензин марки Премиум Евро-95
Показатели качества
был выдан паспорт:
Значения
показателей
92
Октановое число, не менее:
- по исследовательскому методу
Концентрация серы, %, не более
0,1
Индукционный период на месте производства, мин
550
Давление насыщенных паров мм рт.ст.
430
Поясните влияние отклонений каждого показателя качества бензина от требований
ГОСТ Р 51866-2002 на работу двигателя и долговечность его систем и механизмов.
4. Основные компоненты лакокрасочных материалов и их назначение.
5. Процесс вулканизации. Оборудование и материалы, применяемые при вулканизации
шин.
110
Вариант 3.
1. Определите твердость латуни НВ МН\м2 по методу Бринелля при толщине образца 15
мм, если при испытании шариком D=2.5 мм получен отпечаток диаметром d= 0.7 мм. Нагрузка
при испытании Р = 156Н.
2. Выберите и обоснуйте марки сплавов для следующих изделий:
а) вал шестерен заднего хода коробки передач грузового автомобиля;
б) поршневой палец двигателя;
в) радиаторная трубка автомобиля.
Укажите примерный химический состав выбранных сплавов по маркировке.
3. На полученный с нефтебазы бензин марки Регуляр- 92( классификация по испаряемости
класс 4) был выдан паспорт:
Показатели качества
Значения
показателей
Октановое число, не менее:
92
- по исследовательскому методу
Концентрация серы,мг/кг, не более
52,0
Индукционный период на месте производства, мин
340
Давление насыщенных паров кПа
75
Температура 90%, ºС
175
Поясните влияние отклонений каждого показателя качества бензина от требований
ГОСТ Р 51866-2002 на работу двигателя и долговечность его систем и механизмов.
4. Антипенные, противокоррозионные и защитные свойства масел.
5. Горючесмазочные материалы, применяемые при эксплуатации автомобилей ВАЗ 2109.
Для каждого вида материла, укажите марку и действующие ГОСТ или ТУ.
Вариант 4.
1. Дайте определение сплаву «сталь». Укажите влияние примесей на свойства
легированной стали.
2. Кратко опишите термическую обработку – диффузионный и полный отжиг для стали 35.
Определите температуру нагрева , охлаждающую среду. Укажите структуры данной стали
до и поле термической обработки.
3. На полученную с нефтебазы пластичную смазку Litol-24 был выдан паспорт:
Показатели качества
Значения
показателей
Температура каплепадения, ºС
170
Коллоидная стабильность, %, выделенного масла
12
Массовая доля механических примесей, %,
0,07
Вязкость при минус 20 ºС, Па
6400
Поясните влияние отклонений каждого показателя качества бензина от требований
ГОСТ 21150-87 на работу смазываемых узлов и деталей.
4. Жесткая и мягкая работа дизельных двигателей. Основные факторы влияющие на
жесткую работу двигателя.
5. Полупроводниковые материалы.
111
Вариант 5.
1. Охарактеризуйте механические и технологические свойства металлов. Их значение при
выборе для изготовления деталей машин.
2. Начертите упрощенную диаграмму состояния сплавов «Fe-Fe3C» с указанием структур
во всех областях диаграммы. Кратко опишите структурные превращения сплава с 0,6% С при
медленном охлаждении от 1600 ºС до комнатной температуры.
3. На полученное с нефтебазы дизельное топливо марки Л-0,2-40 был выдан паспорт:
Показатели качества
Цетановое число
50% перегоняется при температуре, ºС
96% перегоняется при температуре, ºС
Кинематическая вязкость при 20 С мм2/с
Температура застывания для умеренного климата, ºС
Значения
показателей
43
285
370
2,7
-7
Поясните влияние отклонений каждого показателя качества дизельного топлива от
требований ГОСТ 305-82 на работу двигателя и долговечность его систем и механизмов.
4. Классификация легированных сталей.
5. Требования предъявляемые к лакокрасочным покрытиям. Строение и технология
создания лакокрасочных покрытий.
Вариант 6.
1. Кратко опишите метод определения твердости материалов по Бринеллю. Укажите его
достоинства и недостатки.
2. Начертите упрощенную диаграмму состояния сплавов «Fe-Fe3C» с указанием структур
во всех областях диаграммы. Кратко опишите структурные превращения сплава с 5,2% С при
медленном охлаждении от 1600 ºС до комнатной температуры. Дайте определение каждой
структуре, полученной при охлаждении данного сплава.
3. На полученное с нефтебазы дизельное топливо марки А-0.4 был выдан паспорт:
Показатели качества
Температура застывания для холодного климата, ºС
Зольность, %
Концентрация фактических смол, мг на 100 см3 топлива
Коэффициент фильтруемости
50% перегоняется при температуре, ºС
Значения
показателей
-45
0,009
35
4
250
Поясните влияние отклонений каждого показателя качества дизельного топлива от
требований ГОСТ 305-82 на работу двигателя и долговечность его систем и механизмов.
4. Диффузионная металлизация.
5. Латуни. Состав, свойства и маркировка деформируемых латуней.
Вариант 7.
1. Кратко опишите метод определения твердости материалов по Роквеллу. Укажите его
достоинства и недостатки.
2. Подберите марки сплавов для изготовления следующих деталей машин и инструментов:
а) блока цилиндров из недефицитного литейного алюминиевого сплава;
112
б) неразъемного вкладыша подшипника скольжения;
в) корпуса редуктора, изготовленного методом литья.
Выбор марок обоснуйте соответственно требованиям, предъявляемым к данным деталям.
Расшифруйте их примерный химический состав по принятой ГОСТом маркировке.
3. Начертите схему резания при точении, покажите на ней главное движение и движение
подачи. Перечислите основные виды работ, выполняемых на токарном станке.
4. Технологические пробы. Виды и назначение.
5. Наука химотология и ее основные задачи.
Вариант 8.
1. При испытании твердости по методу Бринелля на твердость катаной стали толщиной 14
мм диаметр лунки (отпечаток) оказался равным 4,0 мм. Укажите при какой нагрузке Р,кг (кН), и
каким диаметром шарика производилось это испытание.
Пользуясь аналитическими и эмпирическими формулами, подсчитайте твердость и предел
прочности указанной стали, кГмм2 (МН/м2).
Приведите схему измерений с помощью лупы для полученного при испытании диаметра
лунки, равного 4,0 мм.
2. Выберите и обоснуйте марки сплавов для следующих изделий:
а) поршневого пальца из углеродистой стали;
б) ответственного коленчатого вала из легированной стали;
в) радиаторных трубок автомобиля.
Укажите примерный химический состав выбранных сплавов по маркировке.
3. На полученную с нефтебазы пластическую смазку марки ЦИАТИМ-203 был выдан
паспорт:
Значения
Показатели качества
показателей
1.Предел прочности при -20°С, Па с
350
-1
2. Вязкость при -30°С и 10с Па с
800
3. Коллоидная стабильность, %
12
4. Температура каплепадения, °С
165
5. Содержание воды, %
Отсутствует
Поясните влияние отклонений каждого показателя качества от требований ГОСТ 8773-71 на работу смазываемых узлов и деталей в различных условиях эксплуатации.
4. Низкотемпературные свойства бензинов.
5. Назначение пленкопреобразователей в лакокрасочных материалах.
ВАРИАНТ 9
1. Охарактеризуйте механические и технологические свойства металлов. Их значение при
выборе для изготовления деталей машин.
2. Выберите и обоснуйте марки сплавов для следующих изделий:
а) блок шестерен коробки передач грузовогоа втомобиля;
б) маховик двигателя автомобиля;
в) метчик для нарезания резьбы у мягких цветных сплавов.
Укажите примерный химический состав выбранных сплавов по маркировке.
113
3. На полученный с нефтебазы бензин марки Супер-98 ( зимний, неэтилированный) был
выдан паспорт:
Значения
Показатели качества
показателей
1. Массовая доля серы, %
0,06
2. Индукционный период на месте производства, мин
300
3. Концентрация фактических смол на месте
потребления,
5,8
мг/100см3
4. Октановое число по моторному методу
88
5. Конец кипения, °С
220
Поясните влияние отклонений каждого показателя качества бензина от требований ГОСТ
Р51105-97 на работу двигателя и долговечность его систем.
4. Особенности работы трансмиссионных масел. Основные марки масел в соответствии с
ГОСТ 17479.2.85.
5. Организация рационального применения и контроля за качеством топлива и смазочных
материалов в автотранспортных предприятиях.
Вариант10
1. Аллотропические превращения в металлах. Кривые нагревания и охлаждения железа.
2. Кратко опишите термическую обработку – закалку токами высокой частоты (ТВЧ) и
отпуск – поршневого пальца из стали 40 ( 0,4% С).
Определите температуру нагрева для закалки токами высокой частоты и охлаждающую
среду, температуру отпуска.
Укажите структуры данной стали до и после термообработки и изменение ее механических
свойств.
Температуру нагрева для закалки определите по упрощенной диаграмме состояния сплавов
"Fe-Fе3С". Диаграмму начертите полностью с указанием структур во всех областях диаграммы.
3. На полученный с ненфтебазы бензин марки А-76 (летний, неэтилированный) был выдан
паспорт:
Значения
Показатели качества
показателей
1. Октановое число по моторному методу
75
2. Температура начала перегонки, °С
33
3. 10% перегоняются при температуре, °С
68
3
4. Кислотность, мгКОН/100см бензин
2,5
5. Массовая доля серы, %
0,13
Поясните влияние отклонений каждого показателя качества бензина от требований ГОСТ
2084-77 на работу двигателя и долговечности его систем.
4. Характеристика процесса трения при работе сопряженных деталей, узлов и агрегатов.
5. Процесс вулканизации. Оборудование и материалы, применяемые при вулканизации
шин.
114
Вариант 11
1. При испытании твердости по методу Бринелля образца из катаной стали толщиной 15 мм
взят шарик диаметром Д = 10 мм, нагрузка Р = 30000 Н и получен отпечаток d=4,6мм.
Подсчитайте твердость НВ в МН/м2 (кгс/мм2) и определите по эмпирической формуле
предел прочности данной стали σв МН/м2 (кгс/мм2) [1 МН/м2 ≈ 0,1 кгс/мм2].
2. Кратко опишите термическую обработку – отжиг стали У10 (1% С).
Определите температуру нагрева для отжига, охлаждающую среду. Укажите структуры
данной стали до и после термообработки и изменение ее механических свойств. Температуру
нагрева для отжига определите по упрощенной диаграмме состояния сплавов "Fe-Fе3С".
Диаграмму начертите полностью с указанием структур во всех областях диаграммы.
3. На полученное с нефтебазы масло марки М-63/10ГI был выдан паспорт:
Показатели качества
1. Кинематичесая вязкость, мм2/с, при -18°С
2. Моющие свойства, баллы
3. Щелочное число, мгКОН на 1 г масла
4. Зольность, %
5. Индекс вязкости
Значения
показателей
10500
0,3
9,0
1,5
135
Поясните влияние отклонений каждого показателя качества масла от требований ГОСТ
10541-78 на работу двигателя и долговечность его систем и механизмов.
4. Виды сгорания бензина в двигателе. Детонационная стойкость.
5. Свойства масляных красок и их применение при ремонте подвижного состава
автомобильного транспорта.
Вариант 12
1. При испытании на растяжениие стального цилиндрического образца диаметром
d0 =10 мм и начальной расчетной длиной ℓ0 = 100 мм наибольшая нагрузка, предшествующая
разрушению образца, равнялась Рв = 50000 Н.
Определите:
- предел прочности при растяжении σв МН/м2 (кгс/мм2);
- относительное удлинение δ, %, если длина образца после разрыва ℓ1 = 120 мм;
- относительное сужение Ψ, %, если площадь в месте разрыва F1 = 70 мм2
[ I МН/м2 ≈ 0,1 кгс/мм2].
2. Начертите упрощенную диаграмму состояния сплавов "Fe-Fе3С" с указанием структур во
всех областях диаграммы.
Кратко опишите структурные превращения сплава 4,3% С при нагреве от t = 600°С до t =
1300°С. Дайте определение каждой структуре, получаемой при нагреве данного сплава.
3. На полученное с нефтебазы масло марки М-8БI был выдан паспорт:
115
Показатели качества
1. Кинематическая вязкость при 0°С, мм2/с
2. Массовая доля воды, %
3. Температура застывания, °С
4. Моющие свойства, баллы
5. Зольность, %
Значения
показателей
1300
0,045
-20
4,0
0,4
Поясните влияние отклонений каждого показателя качества масла от требований ГОСТ
10541-78 на работу двигателя и долговечность его систем и механизмов.
4. Требования, предъявляемые к качеству автомобильных бензинов. Характеристика
вязкости.
5. Состав резины. Назначение и характеристика свойств ее ингредиентов.
Вариант 13
1. Опишите методы испытания металлов на усталость. Вычертите схему испытания на
усталость изгибом при вращении образца.
2. Ситаллы. Методы их получения, свойства. Детали автомобиля, изготавливаемые из
ситаллов.
3. На полученное с нефтебазы дизельное топливо марки 3 – 0,2 - 35, высший сорт был
выдан паспорт:
Показатели качества
1. Коэффициент фильтруемости
2. Кинематическая вязкость при 20°С, мм2/с
3. Коксуемость 10% остатка, %
4. Массовая доля серы в топливе вида 1, %
5. 50% перегоняется при температуре, °С
Значения
показателей
4
6,5
0,15
0,3
295
Поясните влияние отклонений каждого показателя качества дизельного топлива от
требований ГОСТ 305-82 на работу двигателя и долговечность его систем и механизмов.
4. Особенности синтетических масел и их применение.
5. Эксплуатационные требования, предъявляемые к автомобильным бензинам.
Вариант14
1. Кратко опишите сущность производства титана.
2. Начертите в масштабе упрощенную диаграмму состояния сплавов «железо-цементит» и
укажите во всех областях диаграммы структуры, получающиеся при медленном охлаждении
железоуглеродистых сплавов. Пользуясь этой диаграммой, поясните в самой краткой форме
структурные превращения, происходящие в белом чугуне, содержащем 5,2% углерода, в
процессе первичной и вторичной кристаллизации при медленном его охлаждении от
температуры 1250°С до комнатной температуры. Определите температуру конца первичной
кристаллизации и температуру аллотропического превращения для этого чугуна.
3.Пользуясь диаграммой «железо-цементит», произведите отжиг сверла, изготовленного из
крупнозернистой стали У10 (1% С). Определите температуру после отжига. Укажите изменения
ее механических свойств.
116
3. На полученный с нефтебазы бензин марки Супер-98 ( зимний, неэтилированный) был
выдан паспорт:
Значения
Показатели качества
показателей
1. Массовая доля серы, %
0,06
2. Индукционный период на месте производства, мин
300
3. Концентрация фактических смол на месте
потребления,
5,8
3
мг/100см
4. Октановое число по моторному методу
88
5. Конец кипения, °С
220
Поясните влияние отклонений каждого показателя качества бензина от требований ГОСТ
Р51105-97 на работу двигателя и долговечность его систем.
4. Особенности работы трансмиссионных масел. Основные марки масел в соответствии с
ГОСТ 17479.2.85.
5. Выполните схему резания при сверлении, покажите на ней главное движение и движение
подачи. Перечислите виды инструмента, применяемого на сверлильных станках.
Вариант15
1. При испытании на растяжение стального цилиндрического образца диаметром d0 = 3 мм
и начальной расчетной длиной ℓ0 = 30 мм наибольшая нагрузка, предшествующая разрушению
образца, равнялась Рв = 7200 Н.
Определите:
- предел прочности при растяжении σв , МН/м2 (кгс/мм2) [ I МН/м2 ≈ 0,1 кгс/мм2 ];
- относительное удлинение δ, %, если длина образца после разрыва ℓ1 = 120 мм;
- относительное сужение Ψ, %, если площадь в месте разрыва F1 = 5 мм2.
2. Начертите упрощенную диаграмму состояния сплавов "Fe-Fе3С" с указанием структур во
всех областях диаграммы.
Кратко опишите структурные превращения сплава с 3,2% С при медленном охлаждении от
1400°С до комнатной температуры.
Дайте определение каждой структуре, получаемой при охлаждении данного сплава.
3. На полученную с нефтебазы пластичную смазку графитную марки УСсА был выдан
паспорт:
Показатели качества
1. Содержание воды, %
2. Коллоидная стабильность, %
3. Вязкость при 0°С и 10 с-1 Па с
4. Предел прочности при 20°С, Па с
5. Температура каплепадения, °С
Значения
показателей
6,0
2,0
110
750
70
Пояснить влияние отклонений каждого показателя от требований ГОСТ 3333-80 на работу
смазываемых узлов и деталей в различных условиях эксплуатации.
4. Наука химмотология и ее основные задачи.
5. Влияние содержания воды и механических примесей в бензинах и дизельных топливах на
работоспособность систем питания двигателей.
117