ОПД.Ф.3.1 Материаловедениеx

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Дальневосточный федеральный университет»
(ДВФУ)
ФИЛИАЛ В г. АРСЕНЬЕВЕ
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДИСЦИПЛИНЫ
«МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ»
Специальность 151001.65 Технология машиностроения
Шифр и название специальности (направления) подготовки
Форма обучения заочная
Филиал ДВФУ в г. Арсеньеве
Кафедра Самолето- и вертолетостроения
Курс 3
Лекции 12 час.
Практические занятия 2 час.
Семинарские занятия 0 час.
Лабораторные работы 8 час.
Консультации
Всего часов аудиторной нагрузки 22 час.
Самостоятельная работа 97 час.
Контрольные работы 1
Курсовые работы Зачет - курс
Экзамен 3 курс
Учебно-методический комплекс составлен в соответствии с требованиями
государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования,
утверждённого 28.02.2001 № 513 тех/дс..
Учебно-методический комплекс обсужден на заседании кафедры Самолето- и вертолетостроения,
протокол от «29» июня 2012 № 9 .
Заведующий кафедрой: д.т.н., профессор С.И. Феоктистов
Составитель: доцент Е.С. Бронникова
29. 06. 2012
АННОТАЦИЯ
УМКД «Материаловедение»
Дисциплина
«Материаловедение»
входит
в
цикл
общепрофессиональных
дисциплин. Общая трудоемкость освоения дисциплины составляет 119 часов. Учебным
планом предусмотрены следующие виды занятий: лекционные занятия (12 час.),
лабораторные занятия (8 час.), практические занятия (2 час.), – самостоятельная работа
студента 97 час. Дисциплина реализуется на 3 курсе.
Основная
цель
изучения
дисциплины
–
формирование
профессионально-
деятельностной компоненты системы знаний в области материаловедения, выработка у
студентов научно-обоснованных навыков по выбору оптимальных материалов для
изготовления
машиностроительных
конструкций,
рациональных
методов
их
упрочняющей обработки, методов модифицирования и защиты от коррозии
Главная цель преподавания дисциплины «Материаловедение» – сформировать
профессиональные умения и навыки студентов в области материаловедения, полно и
последовательно изложить на современной научной основе знания о наиболее важных для
эффективного использования в машиностроении и авиастроении физических и
химических превращениях в металлах и сплава, а также знания о строении металлов и
сплавов, неметаллических материалов, композиционных материалов, формирующихся в
результате этих превращений.; знания о свойствах основных конструкционных и
инструментальных материалов, которые определяются их составом и строением.
Дисциплина «Материаловедение» логически и содержательно связана с такими
дисциплинами, как: химия, физика, технологические процессы в машиностроении,
сопротивление материалов, детали машин и основы конструирования,
материалов,
режущий
инструмент,
проектирование
заготовок,
резание
технология
машиностроения.
Учебно-методический комплекс включает в себя следующие документы:
1. Рабочую учебную программу дисциплины
2. Контрольно-измерительные
материалы
(тесты,
экзаменационные задания и вопросы);
Автор-составитель учебно-методического комплекса
доцент кафедры самолёто- и вертолётостроения филиала
Е.С. Бронникова
2
индивидуальные
задания,
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Дальневосточный федеральный университет»
(ДВФУ)
ФИЛИАЛ В г. АРСЕНЬЕВЕ
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
«МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ»
Специальность 151001.65 Технология машиностроения
Шифр и название специальности (направления) подготовки
Форма обучения заочная
Филиал ДВФУ в г. Арсеньеве
Кафедра Самолето- и вертолетостроения
Курс 3
Лекции 12 час.
Практические занятия 2 час.
Семинарские занятия 0 час.
Лабораторные работы 8 час.
Консультации
Всего часов аудиторной нагрузки 22 час.
Самостоятельная работа 97 час.
Контрольные работы 1
Курсовые работы Зачет - курс
Экзамен 3 курс
Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями государственного
образовательного стандарта высшего профессионального образования, утверждённого
28.02.2001 № 513 тех/дс..
Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры Самолето- и вертолетостроения,
протокол от «29» июня 2012 № 9 .
Заведующий кафедрой: д.т.н., профессор С.И. Феоктистов
Составитель: доцент Е.С. Бронникова
3
29. 06. 2012
Рабочая программа пересмотрена на заседании кафедры:
Протокол от «_____» _________________ 200 г. № ______
Заведующий кафедрой _______________________________ __________________
(подпись)
(И.О. Фамилия)
II. Рабочая программа пересмотрена на заседании кафедры:
Протокол от «_____» _________________ 200 г. № ______
Заведующий кафедрой ________________________________ __________________
(подпись)
(И.О. Фамилия)
4
Требования к обязательному минимуму содержания дисциплины
«Материаловедение» по ГОС ВПО
1. Строение материалов
2. Кристаллизация и структура металлов и сплавов
3. Диффузионные и бездиффузионные превращения
4. Классификация сплавов.
5. Диаграммы состояния сплавов
6. Деформация и разрушение
7. Механические свойства материалов
8. Способы упрочнения металлов и сплавов
9. Железо и его сплавы
10. Диаграмма железо-цементит
11. Стали. Общая классификация
12. Стали автоматные
13. Чугуны: белые, серые, высокопрочные, ковкие
14. Влияние легирующих компонентов на превращения, структуру, свойства сталей
15. Теория термической обработки.
16. Диаграмма изотермического превращения аустенита.
17. Виды
и
разновидности
термической
обработки:
отжиг,
закалка,
отпуск,
нормализация
18. Поверхностная закалка
19. Химико-термическая обработка: цементация, азотирование, нитроцементация,
ионное азотирование.
20. Углеродистые и легированные конструкционные стали: назначение, термическая
обработка, свойства.
21. Стали, устойчивые против коррозии, жаропрочные стали и сплавы
22. Инструментальные материалы: инструментальные и быстрорежущие стали,
твердые сплавы, режущая керамика, сверхтвердые материалы, материалы
абразивных инструментов
23. Цветные металлы и сплавы, их свойства и назначение
24. Медные, алюминиевые, титановые и цинковые сплавы
25. Неметаллические материалы
26. Полимеры: строение, полимеризация и поликонденсация, свойства.
27. Пластмассы: термопластичные, термореактивные, газонаполненные, эластомеры.
28. Резины.
5
29. Клеи.
30. Герметики.
31. Стекло: неорганическое и органическое, металлические стекла.
32. Полиморфные модификации углерода и нитрида бора.
33. Композиционные материалы.
Введение
Дисциплина
«Материаловедение»
входит
в
состав
дисциплин
цикла
общепрофессиональных дисциплин и обеспечивает совместно с другими дисциплинами
качественную подготовку дипломированных специалистов по специальности 151001.65
Технология машиностроения.
Цели и задачи дисциплины
Основная цель изучения дисциплины – выработать у студентов научно-обоснованные
профессиональные умения и навыки по выбору оптимального материала для изготовления
деталей машин и элементов конструкций, рациональных методов упрочняющей
обработки. Полно и последовательно изложить на современной научной основе знания о
наиболее важных для эффективного использования в машиностроении физических и
химических превращениях в металлах и сплавах, а также знания о строении металлов и
сплавов, формирующихся в результате этих превращений; знания о свойствах основных
конструкционных и инструментальных материалов, которые определяются их составом и
строением. Изучение дисциплины является предпосылкой для успешного усвоения ряда
специальных и общепрофессиональных дисциплин.
Начальные требования к освоению дисциплины
Дисциплина «Материаловедение» изучается на третьем курсе, для освоения данной
дисциплины необходимы знания по химии, физике, технологическим процессам в
машиностроении, сопротивления материалов.
Обеспечивающие дисциплины и темы представлены в табл. 1.
6
Табл. 1 - Обеспечивающие дисциплины
Наименование
дисциплины,
курс
Химия
1 курс
Физика
Курс 2,3
Технологически
е процессы в
машиностроени
и
Курс 2
Сопротивление
материалов
Курс 2
Темы обеспечивающих дисциплин























Основные сведения о строении атомов.
Периодическая система Д.И. Менделеева.
Типы связей в твердых телах.
Энергетика химических процессов.
Правило фаз.
Общая характеристика химических элементов и их соединений.
Теория коррозии металлов. Способы защиты металлов от
коррозии
Полимерные материалы.
Основы молекулярной физики и термодинамики.
Законы диффузии, термодинамики и др.
Элементы физики и атомного ядра и элементарных частиц.
Материалы, применяемые в машиностроении.
Черные и цветные металлы и сплавы
Неметаллические материалы
Методы получения конструкционных материалов.
Методы получения заготовок.
Термическая обработка в технологическом процессе изготовления изделий.
Износостойкие, антикоррозионные и декоративные покрытия.
Сварные, паянные, клеевые и комбинированные соединения.
Характеристики механических свойств материалов, их опытное
определение при растяжении (сжатии). Диаграмма растяжения
(сжатия) пластичных материалов.
Испытания на удар. Ударная вязкость.
Расчеты на прочность при переменных напряжениях. Диаграммы выносливости. Факторы, влияющие на предел выносливости.
Современные проблемы сопротивления материалов. Вопросы
надежности
и
долговечности.
Использование
новых
материалов.
Требования к уровню освоения содержания дисциплины
В результате теоретического изучения дисциплины студент должен знать:

физическую сущность явлений, происходящих в материалах при воздействии на
них различных факторов в условиях производства и эксплуатации, и показать их
влияние на свойства материалов;

основные
свойства
исходных
материалов,
обуславливающих
технологических процессов и изделий машиностроения
7
качество

основные группы металлических и неметаллических материалов, их свойства и
область применения;

теорию и практику различных способов упрочнения материалов, защиты от
коррозии, обеспечивающих высокую надежность и долговечность деталей машин,
инструмента и других изделий;

закономерности влияния свойств материалов на ресурсосбережение и надежность
технологических
процессов,
средств
технологического
оснащения
и
автоматизации.
В результате практического изучения дисциплины студент должен уметь:

в результате анализа условий эксплуатации и производства правильно выбирать
материал, назначать его обработку в целях получения заданной структуры и
свойств, обеспечивающих высокую надежность, качество и долговечность деталей
машин и элементов конструкций;

устанавливать
закономерности
при
выборе
материалов
для
изготовления
конкретных изделий;

должен получить навыки:

проведения макро- и микроанализа металлов и сплавов; анализа дефектов деталей
и заготовок машиностроительного производства;

проведения испытаний материалов.
Объём дисциплины и виды учебной работы.
Объём дисциплины и виды учебной работы показаны в табл. 2
Табл. 2 - Объём дисциплины и виды учебной работы
Вид учебной работы
Общая трудоемкость дисциплины
Лекции
Лабораторные занятия
Практические занятия
Всего самостоятельная работа
В том числе:
1. Самостоятельное изучение и повторение
учебного материала.
2. Контрольная работа.
Вид итогового контроля
8
Всего
часов
Распределение по
курсам.
3 курс
119
12
8
2
97
119
12
8
2
97
70
70
27
экзамен
27
экзамен
Содержание дисциплины
Распределение учебного материала по видам занятий показано в табл. 3
Табл. 3 - Распределение учебного материала по видам занятий
№ п/п
Наименование раздела дисциплины
1.
Предмет и цели изучения дисциплины.
Материаловедение и проблемы обеспечения
качества изделий машиностроения.
Строение
материалов.
Механические
свойства и конструктивная прочность
металлов
и
сплавов.
Пластическая
деформация.
Диффузионные
и
бездиффузионные
превращения. Диаграммы фазового равновесия.
Железо и его свойства. Диаграмма
состояния
железо-цементит. Стали и
чугуны.
Теория термической обработки стали.
Технология термической обработки стали.
Химико-термическая обработка стали.
Легированные стали. Конструкционные
стали. Инструментальные материалы. Стали
и сплавы с особыми свойствами.
2.
3.
4.
5.
Распределение по видам (час.)
Лек
ЛР
ПЗ СРС
2
4
16
Цветные металлы и сплавы.
Неметаллические и композиционные материалы.
6
Итого:
2
-
-
16
2
2
2
16
2
-
-
16
2
-
-
16
2
2
-
17
12
8
2
97
Содержание лекционного курса
Содержание лекционного курса представлено в табл. 3
Табл. 3- Содержание лекционного курса
Кол-во
часов
Наименование раздела дисциплины,
тема, краткое содержание.
2
Предмет и цели изучения дисциплины «Материаловедение».
Место
дисциплины в инженерной подготовке. Роль материалов в современной
технике. Современное материаловедение и его значение в ускорении научнотехнического прогресса. Показатели эффективности производства
9
2
2
2
2
2
(материалоемкость, металлоемкость продукции, коэффициент использования
металла).
Общая
классификация
материалов
машиностроения.
Материаловедение
и
проблемы
обеспечения
качества
изделий
машиностроения Строение материалов. Общая характеристика металлов.
Атомно-кристаллическая структура металлов. Структурные методы
исследования металлов и сплавов. Реальное строение металлов. Основные
положения теории дислокации. Связь дислокационного строения металлов со
свойствами металлов. Механические свойства и конструктивная прочность
металлов и сплавов. Пластическая деформация. Наклеп и рекристаллизация.
Изменение структуры и свойств наклепанного и рекристаллизованного металла.
Формирование структуры металлов при кристаллизации. Диффузионные и
бездиффузионные превращения. Диаграммы фазового равновесия.
Железо и его свойства. Компоненты и фазы в системе железо-углерод.
Свойства фаз. Диаграмма состояния. Кривые охлаждения. Фазовые и
структурные превращения в сплавах. Стали. Общая классификация.
Классификация по химическому составу, назначению, качеству, структуре.
Стали автоматные. Углеродистые стали. Примеси в сталях. Классификация,
маркировка, область применения. Белые чугуны. Графитизированные: серые,
ковкие, высокопрочные чугуны. Процессы образования графита.
Классификация, маркировка, область применения графитизированных
чугунов.
Теория и технология термической обработки стали. Отжиг, нормализация,
закалка,
отпуск.
Назначение
режима
термообработки.
Влияние
термообработки на структуру и свойства стали, проблемы обеспечения
качества термообработки изделий машиностроения.
Поверхностное
упрочнение стальных изделий. Поверхностное упрочнение стальных
изделий. Химико-термическая обработка стали: цементация, азотирование,
нитроцементация, ионное азотирование. Проблемы обеспечения качества
химико-термической обработки изделий машиностроения.
Легированные стали. Легирующие элементы в сталях. Влияние легирующих
элементов на превращения, структуру и свойства стали. Фазы, образуемые
легирующими элементами с железом и углеродом. Классификация, маркировка легированных сталей. Конструкционные стали. Строительные стали.
Машиностроительные стали: цементуемые, улучшаемые, пружиннорессорные, повышенной обрабатываемости резанием, шарикоподшипниковые, износостойкие стали. Термообработка, способы защиты от
коррозии. Инструментальные материалы. Инструментальные стали и сплавы.
Требования к ним. Классификация. Стали для режущего инструмента.
Быстрорежущие стали. Твердые сплавы и режущая керамика, сверхтвердые
материалы, материалы абразивных инструментов. Штамповые стали. Стали
для
измерительного инструмента. Химико-термическая обработка
инструментов. Нитридные и карбидные покрытия. Стали и сплавы с особыми
свойствами. Конструкционные коррозионно-стойкие и жаростойкие стали и
сплавы. Жаропрочные стали. Магнитомягкие и магнитотвердые стали и
сплавы. Проблемы обеспечения качества конструкционных, инструментальных
сталей и сплавов и методов их упрочнения в машиностроении
Алюминий и сплавы на основе алюминия. Деформируемые и литейные
сплавы. Термообработка, область применения. Медь и сплавы на основе
меди. Латуни и бронзы. Классификация, применение. Титан и его сплавы.
Влияние легирующих на свойства сплавов титана. Классификация, мар-
10
кировка, термообработка, область применения. Магний и его сплавы.
Свойства, взаимодействия с легирующими элементами. Литейные и
деформируемые. Термообработка, способы защиты от коррозии. Область
применения. Цинковые сплавы. Антифрикционные сплавы. Проблемы
обеспечения качества цветных сплавов и методов их упрочнения в
машиностроении. Неметаллические
и
композиционные материалы.
Полимеры: пластмассы, резины, клеи, герметики, стекло, полиморфные
модификация углерода и нитрида бора. Композиционные материалы.
Классификация. Способы получения. Требования к матрицам и
упрочнителям. Типы упрочнителей. Область применения. Проблемы
обеспечения качества неметаллических и композиционных материалов и
изделий из них
Содержание лабораторных работ
Содержание лабораторных работ по дисциплине представлено в табл. 4
Табл.4- Содержание лабораторных работ
№
п/п
1
2
№
раздела
1
1
3
3
4
6
Наименование
лабораторной работы
Макро- и микроанализ металлов и сплавов.
Испытания материалов на твердость
Изучение микроструктуры и свойств сталей в
равновесном состоянии.
Изучение микроструктуры и свойств цветных
металлов и сплавов
Кол-во часов
2
2
2
2
ИТОГО:
8
Содержание практических занятий
Содержание практических занятий по дисциплине представлено в табл. 5
Табл. 5- Содержание практических занятий
№
п/п
№
раздела
1
3
Наименование
практического занятия
Изучение и анализ диаграммы состояния железоцементит.
ИТОГО:
Кол-во часов
2
2
11
График изучения дисциплины
График изучения дисциплины представлен в табл. 6
Табл. 6 - График изучения дисциплины
Установочная сессия
Вид занятий
Количество часов
Лекции
12
Выдача контрольной работы
Работа в межсессионный период
Консультации по выполнению контрольной работы и самостоятельному изучению
теоретического материала – 2 часа в неделю по отдельному расписанию, а так же через
Интернет
Экзаменационная сессия
Лабораторные работы
8
Практические занятия
2
Консультации
2 час. в неделю
Экзамен
0,25 час. на студента
12
Учебно-методическое обеспечение дисциплины
Основная литература:
1. Агеева, Н.Д. Электротехническое материаловедение : учеб.- метод. комплекс / Н.Д.
Агеева, Н.Г. Винаковская, В.Н. Лифанов. – Владивосток : Изд-во ДВГТУ,2008. – 256 с.
2. Колесов, С.Н. Материаловедение и технология конструкционных материалов : учебник
для вузов / С.Н. Колесов, И.С. Колесов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М. : Высшая школа,
2008. – 535 с. : ил.
3. Материаловедение и технология металлов : учебник / Г.П. Фетисов, М.Г. Карпман, В.М.
Матюнин и др.; под ред. Г.П. Фетисова. – 6-е изд., доп. – М. : Высшая школа, 2008. – 877
с. : ил.
4. Материаловедение и технология конструкционных материалов : учебник для вузов / под
ред. В.Б. Арзамасова, А.А. Черепахина. – М. : Академия, 2007. – 448 с.
5. Мутылина, И.Н. Материаловедение. Цветные металлы и сплавы на их основе : учеб.метод. комплекс / И.Н. Мутылина. – Владивосток : Изд-во ДВГТУ, 2008. – 157 с.
6. Мутылина, И.Н. Материаловедение: лабораторный практикум : учеб. пособие / И.Н.
Мутылина. – Владивосток : Изд-во ДВГТУ, 2008. – 38 с.
7. Огнев, Ю.Ф. Анализ дефектов заготовок и деталей машиностроительного производства
: учеб. пособие / Ю.Ф. Огнев, Е.С. Бронникова, И.П. Ягодин; ДВГТУ. – Владивосток :
ДВГТУ, 2008. – 272 с. : ил.
8. Попович, Т.А. Стандартизация, сертификация и метрология в материаловедении :
учебное пособие / Т.А. Попович, А.А. Попович. – Владивосток : ДВГТУ,2008. – 102 с.
Дополнительная литература:
1.Арзамасов Б.Н., Крашенинников А.И. и др., Научные основы материаловедения. – М.:
Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1994. - 366 с.
2. Лахтин, Ю. М. Материаловедение: Учебник для вузов/Ю.М. Лахтин, В.П. Леонтьева.-3е изд., перераб. и доп. -М: Машиностроение,1990.-528с.:ил.
3.Огнев Ю.Ф., Бронникова Е.С., Ягодин И.П. Анализ дефектов заготовок и деталей
машиностроительного производства. Учебное пособие. 2008 г.– 354 с.
4.Технология конструкционных материалов: учебник для вузов/под ред. А.М. Дальского.6-е изд., испр. и доп.-М.:Машиностроение,2005.-592 с.
5.Экономика предприятия. Под. ред. В.Я. Горфинкеля, М.: «ЮНИТИ», 2001. - 713 с.
13
Справочная литература:
1.Авиационные материалы. Справочник. Т.1,2,3,4,5,6,7,8,9. Под ред. Туманова А.Т.
ОНТИ, 1983.
2.Александров В.Г., Базанов Б.И. Справочник по авиационным материалам и технологии
их обработки – М.: Транспорт. 1979.- 263 с.
3. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. Т.1 – М.: Машиностроение,
1982. - 729 с.
4. Александров В.Г., Базанов Б.И. Справочник по авиационным материалам и технологии
их обработки – М.: Транспорт, 1979. - 263 с.
5. Конструкционные материалы. Справочник. Под. ред. Арзамасова Б.Н. – М.:
Машиностроение, 1990. - 687 с.
6. Марочник сталей и сплавов. Под. ред. Сорокина В.Г. – М.: Машиностроение, 1984, 639
с.
7. Фиргер И.В. Термическая обработка сплавов. Справочник. – Л.: Машиностроение, 1982.
- 303 с.
Периодическая литература:
Журналы:
1.Технология металлов
2. Экономика
Интернет-ресурсы
1. Богодухов, С.И. Курс материаловедения в вопросах и ответах : учеб. пособие / С.И.
Богодухов, А.В. Синюхин, Е.С. Козин. – 3-е изд., испр. и доп. – М. : Изд-во
«Машиностроение», 2010. – 352 с. - http://e.lanbook.com/view/book/718/
2. Зубарев, Ю.М. Современные инструментальные материалы : учебник / Ю.М. Зубарев. –
СПб. : Изд-во «Лань», 2008. – 224 с. : ил. - http://e.lanbook.com/view/book/595/
3. Материаловедение и технология материалов: Учебное пособие / Под ред. А.И.
Батышева, А.А. Смолькина. - М.: ИНФРА-М, 2012. - 288 с.: http://znanium.com/bookread.php?book=232019
14
Технические средства обучения
1. Интерактивная доска TRIUMPH BOARD (Projection) 78" прямой проекции (ауд.Д-201)
2. Персональный компьютер DNS Office s/n F5CA001340-18, доступ к Интернет
3. Вычислительный центр корпус «В» (работа по отдельному расписанию)
4. Электронная библиотека, доступ к Интернет
Учебное оснащение
1. Плакаты в электронном виде по различным темам курса.
2. Наборы заготовок и изделий, полученных различными методами.
3. Коллекции металлов, сплавов, неметаллических материалов.
4. Специальное оборудование для выполнения лабораторных работ представлено в табл. 8
Табл. 8 - Специальное оборудование для выполнения лабораторных работ
1.
2.
Наименование оборудования
Комплекс металлографический цифровой
Персональный компьютер
Модель
Альтами МЕТ вариант 1
DNS Office s/n F5CA001340-18
3.
4.
Принтер
Сканер
HP Deskejt 3070A
Epson Perfection V100 Photo s/n
J85W027315
Canon А-550
5.
Фотоаппарат цифровой
6.
Лупы различного увеличения для макроанализа
7.
Микроскоп для макроанализа
8.
Микроскоп металлографический
9.
Микроскоп металлографический -2 шт.
10.
Печь лабораторная муфельная
11.
Твердомер для испытания на микротвёрдость
12.
Твёрдомер для испытания на твёрдость по Бринеллю
13.
Твёрдомер для испытания на твёрдость по Виккерсу
14.
Твёрдомер для испытания на твёрдость по Роквеллу
15.
Твёрдомер для испытания на твёрдость СуперРоквелл
16.
Установка для шлифования и полирования макро- и
микрошлифов
17.
Набор химическая посуда.
18.
Набор химических реактивов
19.
Спирт этиловый
МБС-9
МИМ-7
МИМ-8
СНОЛ- 1100, Р =3 кВт, f =50 Гц
ПМТ-3
ТБ-5004
ТП
ТР 5006
ТКС 14-250
Текущий и итоговый контроль по дисциплине
1. Формы и методы для текущего контроля (на консультациях, при защите лабораторных
работ, контрольной работы).
Текущий контроль проводится в виде тестирования по дидактическим единицам:
15
1. Структура и свойства материалов
2. Пластическая деформация и механические свойства
3. Неметаллические материалы
4. Композиционные материалы
5. Классификация и маркировка сталей
6. Диаграмма состояния «железо-цементит»
7. Структура и свойства углеродистых сталей
8. Чугуны
9. Легирование сталей
10. Термообработка сталей
11. Сплавы на основе алюминия, титана, меди
Примерное содержание тестов
Задание 1.
Характеристика кристаллической решетки, определяющая число частиц (атомов, молекул
или ионов), находящихся на наименьшем равном расстоянии от данной частицы,
называется…
Варианты ответа:
индексом плоскости
периодом решетки
координационным числом
коэффициентом компактности
Задание 2.
Процесс формирования субзерен, разделенных малоугловыми границами, в процессе
нагрева деформированного металла называется …
Варианты ответа:
наклепом
полигонизацией
рекристаллизацией
возвратом
Задание 3.
В соответствии с приведенной диаграммой состояния, максимальная растворимость меди
в алюминии составляет приблизительно ___%.
16
Ди агр ам м а со сто яни я Al-C u :
ш т р и х о в а я л и н и я - т е мп е р а т у р а з а к а л к и с п л а в о в
t,700
°С
Ж
Ж+α
600
548
α
500
б
с
tзак
a
400
300
α+
эвтектика
(α + CuAl2)
α + CuAl2
200
100
a 0,5
0
0
1
5,7
2
3
4
5
6
7
8
C9 u,%
10
Варианты ответа:
33
5,7
60
0,5
Задание 4.
При температуре 727 оС в сплавах системы «железо – цементит» протекает …
Варианты ответа:
эвтектоидное превращение
образование ледебурита
образование вторичного цементита
эвтектическое превращение
Задание 5.
Бейнит (структура стали, образующаяся в результате промежуточного превращения
аустенита) состоит из смеси частиц …
Варианты ответа:
пересыщенного углеродом феррита и мартенсита
аустенита и мартенсита
пересыщенного углеродом феррита и карбида железа
мартенсита и карбида железа
17
Задание 6.
В результате проведения полного отжига стали …
Варианты ответа:
увеличивается пластичность и уменьшается химическая неоднородность
увеличиваются пластичность и химическая неоднородность
уменьшаются пластичность и химическая неоднородность
уменьшается пластичность и увеличивается химическая неоднородность
Задание 7.
Оптимальная температура нагрева стали У12 под закалку составляет ___ о С
Варианты ответа:
760–780
680–710
850–870
1400–1420
Задание 8.
Цементации целесообразно подвергать изделия из стали …
Варианты ответа:
60С2ХФА
18ХГТ
У12А
40ХНМА
Задание 9.
По металлургическому качеству сталь 40Х относится к …
Варианты ответа:
высококачественным
легированным
качественным
спокойным
Задание 10.
Примесью, вызывающей хладноломкость сталей, является…
Варианты ответа:
фосфор
никель
марганец
сера
Задание 11.
Прокаливаемость сталей при легировании хромом, никелем, молибденом …
Варианты ответа:
увеличивается
меняется неоднозначно
практически не меняется
уменьшается
Задание 12.
18
В чугуне марки ВЧ80 форма графитовых включений …
Варианты ответа:
шаровидная
хлопьевидная
пластинчатая
вермикулярная
Задание 13.
Для холодной штамповки целесообразно использовать сталь …
Варианты ответа:
Х12Ф1
08сп
08кп
ШХ4
Задание 14.
Из ниже приведенных жаропрочной сталью является …
Варианты ответа:
40Х9С2
40ХФА
Р6М5К5
18ХГТ
Задание 15.
Углеродистой инструментальной сталью является …
Варианты ответа:
60
Р18
Ст6
У10А
Задание 16.
Для деталей, работающих на износ в условиях абразивного трения и высоких давлений и
ударов (траков гусеничных машин, щек дробилок и пр.), целесообразно использовать
сталь …
Варианты ответа:
Р6М5
А12
110Г13Л
ШХ15
Задание 17.
БрОЦС4-4-2,5 представляет собой сплав на основе …
Варианты ответа:
алюминия, содержащий в среднем 4% олова, 4% цинка и 2,5% кремния
меди, содержащий в среднем 4% олова, 4% цинка и 2,5% свинца
алюминия, содержащий в среднем 4% олова, 4% цинка и 2,5% свинца
меди, содержащий в среднем 4% олова, 4% цинка и 2,5% кремния
Задание 18.
19
Из ниже приведенных деформируемым не упрочняемым термообработкой сплавом на
основе алюминия является …
Варианты ответа:
АМц
В95
Д1
А995
Задание 19.
Основным легирующим элементом α-титановых сплавов является …
Варианты ответа:
молибден
углерод
железо
алюминий
Задание 20.
Сплавы БК можно использовать для изготовления …
Варианты ответа:
подшипников скольжения
сварных строительных конструкций
шариков и роликов подшипников качения
режущего инструмента
Задание 21.
Гомоцепным полимером является …
Варианты ответа:
полиформальдегид
полиэтилен
полисилоксан
капрон
Задание 22.
Неполярным термопластом является …
Варианты ответа:
поливинилхлорид
резольная смола
текстолит
полипропилен
Задание 23
К органическим стеклам относится (-ятся) …
Варианты ответа:
полиэтилен
политетрафторэтилен
полиамиды
полистирол
Задание 24.
20
К неметаллическим композиционным материалам относится …
Варианты ответа:
фенолоформальдегидная смола
стеклопластик
булат
оргстекло
Перечень типовых экзаменационных вопросов
Итоговый контроль знаний студентов по дисциплине проводится в форме
экзамена. В экзаменационные билеты входят два теоретических вопроса, практические
вопросы по чертежам деталей и вопросы по маркам материалов.
1.Перечень теоретических вопросов
1. Основные
направления
развития
материаловедения.
Материаловедение
и
проблемы обеспечения качества изделий машиностроения
2. Общая классификация материалов для машиностроения. Марки, свойства, область
применения материалов по каждой группе сплавов.
3. Механические свойства материалов.
4. Испытания на растяжение, диаграмма растяжения, ее характерные точки.
5. Методы испытания на твердость.
6. Особенности металлического типа связи и характерные свойства металлов.
7. Кристаллическое строение металлов.
8. Типы кристаллических решеток металлов. Основные параметры кристаллических
решеток.
9. Полиморфизм
10. Изотропия и анизотропия металлов.
11. Прочность металлов идеального кристаллического строения и реальных металлов.
Типы несовершенств в кристаллическом строении металлов (точечные, линейные,
поверхностные, объемные). Кривая Одинга.
12. Дислокации, их перемещения как главный механизм пластической деформации
реальных металлов.
13. Создание барьеров на пути перемещения дислокации – физическая основа
существующих технологических методов упрочнений.
14. Перемещение вакансий, как основной механизм диффузии. Коэффициент
диффузии.
15. Кристаллизация металлов.
16. Термодинамические условия превращения вещества из одного агрегатного
состояния в другое.
21
17. Свободная энергия и ее изменение в процессе превращения.
18. Кривые охлаждения, влияние скорости охлаждения на величину переохлаждения.
19. Закон кристаллизации, его графическая интерпретация.
20. Влияние скорости охлаждения на величину зерна и свойства металлов.
21. Модифицирование, как способ повышения прочности металлов и сплавов.
22. Теория сплавов: понятия: сплав, компонент, фаза.
23. Классификация
сплавов:
твердые
растворы;
химические
соединения;
механические смеси.
24. Диаграмма состояния двухкомпонентного сплава для случая образования
компонентами механической смеси.
25. Диаграмма состояния двухкомпонентного сплава для случаев образования
компонентами твердого с неограниченной растворимостью компонентов в
твердом состоянии.
26. Диаграмма состояния двухкомпонентного сплава для случаев образования
компонентами твердого с ограниченной растворимостью компонентов в твердом
состоянии.
27. Диаграмма состояния для случая образования компонентами химического
соединения.
28. Определение концентрации компонентов в фазах и количественного соотношения
фаз.
29. Зависимость
свойств
сплавов
от
их
строения
и
химического
состава
(закономерности Н.С. Курнакова).
30. Упрочнение при пластической деформации – наклеп. Влияние на структуру и
свойства.
31. Рекристаллизация. Температура рекристаллизации. Холодная и горячая обработка
давлением.
32. Методы исследования металлов и сплавов.
33. Соединения железа и углерода. Фазы и структуры сплавов.
34. Диаграмма состояния «железо-цементит».
35. Стали. Общая классификация (по структуре, назначению, качеству).
36. Влияние углерода и постоянных примесей на свойства стали.
37. Углеродистые конструкционные и инструментальные стали.
38. Автоматные стали.
39. Чугуны. Классификации. Графитизация чугунов.
22
40. Серые чугуны. Структура, классификация. Способы получения, свойства, марки,
область применения.
41. Высокопрочные
чугуны.
Структура,
классификация.
Способы
получения,
свойства, марки, область применения.
42. Ковкие чугуны. Структура, классификация. Способы получения, свойства, марки,
область применения.
43. Термическая обработка. Термическая обработка сталей. Графики термообработки.
Параметры режима термообработки. Место термообработки в технологическом
процессе изготовления деталей и элементов конструкций.
44. Превращения в сталях при нагреве.
45. Превращения переохлажденного аустенита в ферритно-цементитные структуры.
46. Диаграмма изотермического распада аустенита.
47. Мартенситное превращение и его особенности.
48. Превращения при нагреве закаленной на мартенсит стали (отпуск мартенсита).
49. Виды термообработки стали, нормализации, закалка, отпуск закаленной стали.
50. Отжиг. Назначение отжига. Виды. Выбор температур нагрева. Влияние на
структуру и свойства сталей.
51. Нормализация стали. Назначение. Виды. Выбор температур нагрева. Влияние на
структуру и свойства сталей.
52. Закалка стали. Назначение. Виды. Выбор температур нагрева. Влияние на
структуру и свойства сталей.
53. Способы закалки сталей.
54. Поверхностная закалка стали с нагревом токами высокой частоты (ТВЧ).
55. Отпуск закаленной стали. Назначение. Виды. Выбор температур нагрева. Влияние
на структуру и свойства сталей.
56. Химико-термическая обработка стали. Процессы, протекающие при Х.Т.О.
Цементация стали.
57. Химико-термическая обработка стали. Процессы, протекающие при Х.Т.О.
Азотирование стали.
58. Химико-термическая обработка стали. Процессы, протекающие при Х.Т.О.
Цианирование и нитроцементация стали.
59. Диффузионная металлизация. Виды. Влияние на свойства.
60. Легированные стали. Легирующие элементы, их влияние на свойства сталей.
Классификация легированных сталей. Маркировка.
23
61. Конструкционные легированные стали. Группы, марки, термообработка, область
применения.
62. Инструментальные материалы для режущего инструмента, критерии выбора.
Группы. Сравнительные свойства и область рационального применения.
63. Инструментальные стали. Требования к сталям для режущего инструмента.
Теплостойкость. Углеродистые инструментальные стали. Марки, свойства,
термообработка. Область применения.
64. Инструментальные стали. Требования к сталям для режущего инструмента.
Теплостойкость.
Инструментальные
легированные
стали,
повышенной
прокаливаемости. Марки, свойства, термообработка. Область применения.
65. Быстрорежущие
стали.
Марки,
свойства,
теплостойкость,
особенности
термообработки, область применения.
66. Инструментальные твёрдые сплавы. Технология получения. Группы, марки.
Свойства, область применения.
67. Минералокерамические инструментальные материалы. Группы, марки, свойства.
Особенности применения.
68. Сверхтвёрдые инструментальные материалы на основе алмаза и кубического
нитрида бора. Группы. Свойства, особенности применения.
69. Стали для штампов горячего и холодного деформирования металлов. Требования,
марки, свойства, термообработка. Область применения.
70. Методы дефектоскопии по обнаружению внутренних и внешних микродефектов.
71. Инструментальные
твердые
сплавы.
Группы,
марки,
свойства,
область
применения.
72. Медь. Свойства. Область применения. Сплавы на основе меди. Влияние цинка на
свойства латуней. Диаграмма состояния медь-цинк.
73. Алюминий. Свойства. Область применения. Общая классификация сплавов на
основе алюминия. Деформируемые сплавы. Марки, термообработка. Область
применения. Диаграмма состояния алюминий – медь. Способы защиты от
коррозии.
74. . Алюминий. Свойства. Область применения. Общая классификация сплавов на
основе
алюминия.
модифицирование.
Литейные
Диаграмма
алюминиевые
состояния
сплавы.
алюминий
-
Марки,
кремний.
свойства,
Область
применения сплавов. Способы защиты от коррозии.
24
75. Сплавы на основе магния. Общая характеристика, классификация, марки, область
применения, способ защиты от коррозии.
76. Сплавы на основе титана. Общая характеристика, классификация, марки, область
применения, способ защиты от коррозии.
77. Неметаллические
материалы.
Экономические
неметаллических
материалов
в
предпосылки
машиностроении.
применения
Пластмассы.
Общая
классификация. Термопласты. Группы. Свойства, область применения.
78. Пластмассы. Общая классификация. Термореактопласты. Группы. Свойства,
область применения.
79. Резины. Состав резин. Реакция вулканизации.
80. Композиционные
материалы.
Принципы
создания
и
основные
типы.
Композиционные материалы с нуль-мерными наполнителями. Свойства. Область
применения.
81. Композиционные
материалы.
Принципы
создания
и
основные
типы.
Композиционные материалы с волокнистыми наполнителями. Свойства. Область
применения.
2. Перечень практических вопросов:
Информационный поиск. Работа по чертежам деталей.
Задание. Руководствуясь информацией, заложенной в чертеже детали, провести
информационный поиск и ответить на следующие вопросы (работа выполняется с
использованием справочной литературы):
1.
Дать характеристику материала деталей. Расшифровать марку материала. Указать
механические свойства материала.
2.
Назначить режим термообработки (Т.О.), построить график Т.О.
3.
На соответствующей диаграмме состояния компонентов указать температуру нагрева
при Т.О.
4.
Описать влияние Т.О. на структуру и свойство материала, зарисовать конечную
микроструктуру материала с указанием структурных составляющих.
5.
Указать способ защиты от коррозии.
6.
Выбрать
марку
инструментального
материала
инструмента
для
обработки
поверхности________________(по заданию преподавателя)
7. Назначить метод неразрушающего контродя
25
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Дальневосточный федеральный университет»
(ДВФУ)
ФИЛИАЛ В г. АРСЕНЬЕВЕ
КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
по дисциплине «МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ»
151001.65 Технология машиностроения
г. Арсеньев
2012
26
Текущий и итоговый контроль по дисциплине
1. Формы и методы для текущего контроля (на консультациях, при защите
лабораторных работ, контрольных работ).
Текущий контроль проводится в виде тестирования по различным дидактическим
единицам:
Основы строения и свойства материалов. Фазовые превращения.
Основы термической обработки и поверхностного упрочнения
Железо и сплавы на его основе
Промышленные стали
Цветные металлы и сплавы
Неметаллические и композиционные материалы
Примерное содержание тестов
Задание 1.
Характеристика кристаллической решетки, определяющая число частиц (атомов,
молекул или ионов), находящихся на наименьшем равном расстоянии от данной частицы,
называется…
Варианты ответа:
индексом плоскости
периодом решетки
координационным числом
коэффициентом компактности
Задание 2.
Процесс формирования субзерен, разделенных малоугловыми границами, в процессе
нагрева деформированного металла называется …
Варианты ответа:
наклепом
полигонизацией
рекристаллизацией
возвратом
Задание 3.
В соответствии с приведенной диаграммой состояния, максимальная растворимость меди
в алюминии составляет приблизительно ___%.
27
Варианты ответа:
33
5,7
60
0,5
Задание 4.
При температуре 727 оС в сплавах системы «железо – цементит» протекает …
Варианты ответа:
эвтектоидное превращение
образование ледебурита
образование вторичного цементита
эвтектическое превращение
Задание 5.
Бейнит (структура стали, образующаяся в результате промежуточного превращения
аустенита) состоит из смеси частиц …
Варианты ответа:
пересыщенного углеродом феррита и мартенсита
аустенита и мартенсита
пересыщенного углеродом феррита и карбида железа
мартенсита и карбида железа
Задание 6.
В результате проведения полного отжига стали …
Варианты ответа:
увеличивается пластичность и уменьшается химическая неоднородность
28
увеличиваются пластичность и химическая неоднородность
уменьшаются пластичность и химическая неоднородность
уменьшается пластичность и увеличивается химическая неоднородность
Задание 7.
Оптимальная температура нагрева стали У12 под закалку составляет ___ºС
Варианты ответа:
760–780
680–710
850–870
1400–1420
Задание 8.
Цементации целесообразно подвергать изделия из стали …
Варианты ответа:
60С2ХФА
18ХГТ
У12А
40ХНМА
Задание 9.
По металлургическому качеству сталь 40Х относится к …
Варианты ответа:
высококачественным
легированным
качественным
спокойным
Задание 10.
Примесью, вызывающей хладноломкость сталей, является…
Варианты ответа:
фосфор
никель
марганец
сера
Задание 11.
Прокаливаемость сталей при легировании хромом, никелем, молибденом …
Варианты ответа:
увеличивается
меняется неоднозначно
практически не меняется
уменьшается
Задание 12.
В чугуне марки ВЧ80 форма графитовых включений …
Варианты ответа:
шаровидная
хлопьевидная
пластинчатая
вермикулярная
29
Задание 13.
Для холодной штамповки целесообразно использовать сталь …
Варианты ответа:
Х12Ф1
08сп
08кп
ШХ4
Задание 14.
Из ниже приведенных жаропрочной сталью является …
Варианты ответа:
40Х9С2
40ХФА
Р6М5К5
18ХГТ
Задание 15.
Углеродистой инструментальной сталью является …
Варианты ответа:
60
Р18
Ст6
У10А
Задание 16.
Для деталей, работающих на износ в условиях абразивного трения и высоких
давлений и ударов (траков гусеничных машин, щек дробилок и пр.), целесообразно
использовать сталь …
Варианты ответа:
Р6М5
А12
110Г13Л
ШХ15
Задание 17.
БрОЦС4-4-2,5 представляет собой сплав на основе …
Варианты ответа:
алюминия, содержащий в среднем 4% олова, 4% цинка и 2,5% кремния
меди, содержащий в среднем 4% олова, 4% цинка и 2,5% свинца
алюминия, содержащий в среднем 4% олова, 4% цинка и 2,5% свинца
меди, содержащий в среднем 4% олова, 4% цинка и 2,5% кремния
Задание 18.
Из ниже приведенных деформируемым не упрочняемым термообработкой сплавом
на основе алюминия является …
Варианты ответа:
АМц
30
В95
Д1
А995
Задание 19.
Основным легирующим элементом α-титановых сплавов является …
Варианты ответа:
молибден
углерод
железо
алюминий
Задание 20.
Сплавы БК можно использовать для изготовления …
Варианты ответа:
подшипников скольжения
сварных строительных конструкций
шариков и роликов подшипников качения
режущего инструмента
Задание 21.
Гомоцепным полимером является …
Варианты ответа:
полиформальдегид
полиэтилен
полисилоксан
капрон
Задание 22.
Неполярным термопластом является …
Варианты ответа:
поливинилхлорид
резольная смола
текстолит
полипропилен
Задание 23
К органическим стеклам относится (-ятся) …
Варианты ответа:
полиэтилен
политетрафторэтилен
полиамиды
полистирол
Задание 24.
К неметаллическим композиционным материалам относится …
Варианты ответа:
фенолоформальдегидная смола
стеклопластик
булат
31
оргстекло
Оценка качества контрольных тестов
Менее 60 %
От 61 % до 74 %
От 75 % до 89 %
От 90 % до 100 %
не зачтено
зачтено
зачтено
зачтено
32
неудовлетворительно
удовлетворительно
хорошо
отлично
Перечень типовых экзаменационных вопросов
Итоговый контроль знаний студентов по дисциплине проводится в форме экзамена.
В экзаменационные билеты входят два теоретических вопроса, практические вопросы по
чертежам деталей и вопросы по маркам материалов.
Перечень теоретических вопросов
1.
1. Основные направления развития материаловедения. Материаловедение и проблемы
обеспечения качества изделий в авиастроении
2. Общая классификация материалов для конструкций летательных аппаратов. Марки,
свойства, область применения материалов по каждой группе сплавов.
3. Механические свойства материалов.
4. Методы испытания на твердость.
5. Кристаллическое строение металлов.
6. Типы кристаллических решеток металлов. Основные параметры кристаллических
решеток.
7. Полиморфизм металлов
8. Прочность металлов идеального кристаллического строения и реальных металлов.
Типы несовершенств в кристаллическом строении металлов (точечные, линейные,
поверхностные, объемные). Кривая Одинга.
9.
Кристаллизация металлов.
10. Теория сплавов: понятия: сплав, компонент, фаза.
11. Классификация сплавов: твердые растворы; химические соединения; механические
смеси.
12. Диаграмма состояния двухкомпонентного сплава для случая образования
компонентами механической смеси.
13. Диаграмма
состояния
двухкомпонентного
сплава
для
случаев
образования
компонентами твердого с неограниченной растворимостью компонентов в твердом
состоянии.
14. Диаграмма
состояния
двухкомпонентного
сплава
для
случаев
образования
компонентами твердого раствора с ограниченной растворимостью компонентов в твердом
состоянии.
15. Диаграмма
состояния
для
случая
образования
компонентами
химического
соединения.
16. Упрочнение при пластической деформации – наклеп. Влияние на структуру и
свойства.
33
17. Рекристаллизация. Температура рекристаллизации. Холодная и горячая обработка
давлением.
18. Методы исследования металлов и сплавов.
19. Соединения железа и углерода. Фазы и структуры сплавов.
20. Диаграмма состояния «железо-цементит».
21. Стали. Общая классификация (по структуре, назначению, качеству).
22. Влияние углерода и постоянных примесей на свойства стали.
23. Углеродистые конструкционные и инструментальные стали.
24. Чугуны. Классификации. Графитизация чугунов.
25. Термическая обработка. Превращения в сталях при нагреве.
26. Превращения переохлажденного аустенита в ферритно-цементитные структуры.
27. Превращения при нагреве закаленной на мартенсит стали (отпуск мартенсита).
28. Виды термообработки стали, нормализации, закалка, отпуск закаленной стали.
29. Отжиг. Назначение отжига. Виды. Выбор температур нагрева. Влияние на структуру и
свойства сталей.
30. Нормализация стали. Назначение. Виды. Выбор температур нагрева. Влияние на
структуру и свойства сталей.
31. Закалка стали. Назначение. Виды. Выбор температур нагрева. Влияние на структуру и
свойства сталей.
32. Способы закалки сталей.
33. Поверхностная закалка стали с нагревом токами высокой частоты (ТВЧ).
34. Отпуск закаленной стали. Назначение. Виды. Выбор температур нагрева. Влияние на
структуру и свойства сталей.
35. Химико-термическая
обработка
стали.
Процессы,
протекающие
при
Х.Т.О.
обработка
стали.
Процессы,
протекающие
при
Х.Т.О.
Цементация стали.
36. Химико-термическая
Азотирование стали.
37. Диффузионная металлизация. Виды. Влияние на свойства.
38. Легированные стали. Легирующие элементы, их влияние на свойства сталей.
Классификация легированных сталей. Маркировка.
39. Конструкционные легированные стали. Группы, марки, термообработка, область
применения. Конструкционные легированные стали
для конструкций летательных
аппаратов
40. Инструментальные материалы для режущего инструмента, критерии выбора. Группы.
Сравнительные свойства и область рационального применения.
34
41. Инструментальные стали. Требования к сталям для режущего инструмента.
Теплостойкость.
Углеродистые
инструментальные
стали.
Марки,
свойства,
термообработка. Область применения.
42. Инструментальные стали. Требования к сталям для режущего инструмента.
Теплостойкость. Инструментальные легированные стали, повышенной прокаливаемости.
Марки, свойства, термообработка. Область применения.
43. Быстрорежущие
стали.
Марки,
свойства,
теплостойкость,
особенности
термообработки, область применения.
44. Инструментальные твёрдые сплавы. Технология получения. Группы, марки. Свойства,
область применения.
45. Методы дефектоскопии по обнаружению внутренних и внешних микродефектов.
46. Медь. Свойства. Область применения. Сплавы на основе меди. Влияние цинка на
свойства латуней. Диаграмма состояния медь-цинк.
47. Алюминий. Свойства. Область применения. Общая классификация сплавов на основе
алюминия для конструкций летательных аппаратов. Деформируемые сплавы. Марки,
термообработка. Область применения. Диаграмма состояния алюминий – медь. Способы
защиты от коррозии.
48. Алюминий. Свойства. Область применения. Общая классификация сплавов на основе
алюминия. Литейные алюминиевые сплавы для конструкций летательных аппаратов.
Марки, свойства, модифицирование. Диаграмма состояния алюминий - кремний. Область
применения сплавов. Способы защиты от коррозии.
49. Сплавы на основе магния для конструкций летательных аппаратов. Общая
характеристика, классификация, марки, область применения, способ защиты от коррозии.
50. Сплавы на основе титана для конструкций летательных аппаратов. Общая
характеристика, классификация, марки, область применения, способ защиты от коррозии.
51. Неметаллические материалы. Технологические и экономические предпосылки
применения
неметаллических
материалов
в
авиастроении.
Пластмассы.
Общая
классификация. Термопласты. Группы. Свойства, область применения для конструкций
летательных аппаратов.
52. Пластмассы. Общая классификация. Термореактопласты. Группы. Свойства, область
применения для конструкций летательных аппаратов.
53. Резины. Состав резин. Реакция вулканизации.
54. Композиционные материалы. Принципы создания и основные типы. Композиционные
материалы с нуль-мерными наполнителями. Свойства. Область применения для
конструкций летательных аппаратов.
35
55. Композиционные материалы. Принципы создания и основные типы. Композиционные
материалы с одномерными наполнителями.
Свойства. Область применения для
конструкций летательных аппаратов.
Перечень практических вопросов:
Информационный поиск. Работа по чертежам деталей.
Задание. Руководствуясь информацией, заложенной в чертеже детали, провести
информационный поиск и ответить на следующие вопросы (работа выполняется с
использованием справочной литературы):
1.
Дать характеристику материала деталей. Расшифровать марку материала. Указать
механические свойства материала.
2.
Назначить режим термообработки (Т.О.)
3.
На соответствующей диаграмме состояния компонентов указать температуру
нагрева при Т.О.
4.
Описать влияние Т.О. на структуру и свойства материала, зарисовать конечную
микроструктуру материала с указанием структурных составляющих.
5.
Указать способ защиты от коррозии.
6.
Выбрать марку инструментального материала инструмента для обработки
поверхности___________________________________.
7. Назначить метод неразрушающего контроля.
Методические рекомендации для самостоятельного изучения дисциплины и
вопросы для самоконтроля:
Металловедение
1.1. Строение материалов. Кристаллизация и структура металлов и сплавов.
Рассмотрите типы химической связи в твердых телах. Основное внимание обратите на
особый тип металлической связи. Металлический тип связи обусловливает свойства
металлов: высокую электропроводность и теплопроводность, высокую пластичность и
металлический блеск. Металлические тела характеризуются кристаллическим строением.
Однако свойства реальных кристаллов определяются известными несовершенствами
кристаллического строения. В связи с этим необходимо разобраться в видах
несовершенств и особенно в строении дислокаций (линейных несовершенств), причинах
36
их легкого перемещения в кристаллической решетке и влияния на механические
свойства.
Термодинамические причины фазовых превращений являются одним из частных
случаев общего закона природы: стремления любой системы к состоянию с наименьшим
запасом энергии (в данном случае свободной энергии). Разберитесь в теоретических
основах процесса кристаллизации, состоящего из двух элементарных процессов;
зарождения и роста кристаллов и в определяющем влиянии на эти параметры степени
переохлаждения.
При изучении процесса кристаллизации необходимо иметь в виду решающее значение
реальной среды в формировании структуры литого металла, а также возможность
искусственного воздействия на строение путем модифицирования.
Вопросы для самоконтроля
1. В чем сущность металлического, ионного и ковалентного типов связи? 2. Каковы
характерные свойства металлов и чем они определяются? 3. Что такое элементарная
ячейка? 4. Какие сингонии занимают господствующее положение среди кристаллических
структур металлов? 5. Что такое период кристаллической решетки, плотность упаковки,
координационное число и базис? 6. Что такое индексы Миллера? 7.Назовите
кристаллографические идентичные плоскости граней куба, додекаэдра и октаэдра. 8. Что
такое мозаичная структура? 9. Виды дислокаций и их строение. 10. Каково строение
краевых и винтовых дислокаций? 11.Что такое вектор Бюргерса? 12. Что такое
полиморфизм?
10.
Что
такое
анизотропия
свойств
кристаллов?
10.
Каковы
термодинамические условия фазового превращения? 11. В чем физическая сущность
процесса кристаллизации? 12. В чем физическая сущность процесса плавления? 13.
Каковы параметры процесса кристаллизации? 14. Что такое переохлаждение? 15. Какова
связь между величиной зерна, скоростью зарождения, скоростью роста кристаллов и
степенью переохлаждения? 16. Формы кристаллов и влияние реальной среды на процесс
кристаллизации.
Образование
дендритной
структуры.
17.
В
чем
сущность
модифицирования?
1.2. Теория сплавов. Диаграммы состояния сплавов.
Необходимо отчетливо представлять строение металлов и сплавов в твердом
состоянии. Уяснить, что такое твердый раствор, химическое (металлическое) соединение,
механическая смесь Наглядное представление о состоянии любого сплава в зависимости
37
от его состава и температуры дают диаграммы состояния. Нужно усвоить общую
методику построения диаграмм состояния для различных случаев взаимодействия
компонентов в твердом состоянии.
При изучении диаграмм состояния уметь применять правило отрезков (для
определения доли каждой фазы или структурной составляющей в сплаве), правило фаз
(для построения кривых нагревания и охлаждения), определять химический состав фаз
С помощью правил Курнакова уметь установить связь между составом, строением и
свойствами сплава.
Вопросы для самоконтроля
1 Что такое компонент, фаза, физико-химическая система? 2. Каковы формы
взаимодействия компонентов сплава? 3. Каковы особенности химических соединений
различных металлов? 4. Какие фазы называются твёрдым раствором? 5. Какие виды
твёрдых растворов встречаются в сплавах? 6. Особенности химических соединений.
7.Основные группы металлических соединений и их особенности. 8. Фазы внедрения.
Электронные соединения. Фазы Лавеса.
9. Как строятся диаграммы фазового равновесия? 10. Приведите уравнение правила фаз и
объясните физический смысл числа степеней свободы. 11. Объясните принцип построения
кривых нагревания и охлаждения с помощью правила фаз. 12. Как будет выглядеть
участок кривой охлаждения, если число степеней свободы равно двум и имеется одна
фаза? То же, для числа степеней свободы, равного единице, в случае выпадения твердой
фазы из жидкой. То же, для числа степеней свободы, равного нулю. 13. Начертите и
проанализируйте диаграмму состояния для случая образования непрерывного ряда
твердых растворов. 14. Начертите и проанализируйте диаграмму со стояния для случая
полной нерастворимости компонентов в твердом состоянии.
15. Начертите и
проанализируйте диаграмму состояния для случая образования эвтектики, состоящей из
ограниченных твердых растворов.
16. Какие линии имеются на диаграммах состояний и каков их физический смысл?
17. Каким образом определяются концентрация фаз и их количественное соотношение?
18. В чем различие между эвтектической и перитектической кристаллизациями? 19. В чем
различие между эвтектоидным и эвтектическим превращениями? 20. Виды ликвации и
методы их устранения. 21. Правила Курнакова.
1.3. Деформация и разрушение. Механические свойства материалов.
Способы упрочнения металлов и сплавов.
38
Рассмотрите физическую природу деформации и разрушения Особое внимание
уделите
механизму
пластической
деформации,
ее
влиянию
на
микро-
и
субмикроструктуру, а также на плотность дислокаций. Уясните влияние пластической
деформации на структуру и основные характеристики механических свойств металлов.
Разберитесь в сущности явления наклепа и его практическом использовании. Разберитесь
в понятии сверхпластичности металлов и сплавов и её разновидностях.
Изучите основные методы исследования механических свойств металлов и
физический смысл определяемых при разных методах испытания характеристик.
Обратите внимание на то, что свойства, полученные на гладких образцах, не совпадают со
свойствами готового изделия, выполненного из предварительно испытанного материала.
Это связано с наличием в реальных деталях отверстий, надрезов и других концентраторов
напряжений, а также с различием в характере напряженного состояния образца и детали.
Отсюда вытекает важность испытаний образцов с надрезами, позволяющих приблизить
условия испытаний к условиям эксплуатации материала и получить результаты,
характеризующие конструкционную прочность металла. Рассмотрите группы критериев
оценки механических свойств металлов и сплавов.
Разберитесь в механизме зарождения трещин и в причинах хрупкого и вязкого
разрушения.
Вопросы
для
самоконтроля
I. В чем различие между упругой и пластической деформациями? 2. Как изменяется
строение металла в процессе пластического деформирования? 3. Что такое текстура
деформации? 4. Как изменяется плотность дислокаций при пластической деформации?
5. Как влияют дислокации на прочность металла? 5. Почему наблюдается огромное
различие теоретической и практической прочности? 6. Как влияет изменение строения на
свойства деформированного металла? 7. В чем сущность явления наклепа и какое он
имеет практическое использование? 8. Какие характеристики механических свойств
определяются при испытании на растяжение? 9. Что такое твердость? Какие методы
определения твердости вы знаете? 10. Каковы критерии выбора метода испытания на
твёрдость? 11. Что такое вязкость разрушения? 12. Для каких материалов наиболее
целесообразно определять вязкость разрушения К1с. 13. Как влияют температура и
скорость нагружения на характер разрушения? 14. Что такое ударная вязкость? 15. Что
такое порог хладноломкости? 16. Что такое конструктивная прочность? 17. От чего
зависит и как определяется конструктивная прочность? 18. Пути повышения прочности
металлов и сплавов.
39
1.4. Влияние нагрева на структуру и свойства деформированного металла
Необходимо
полигонизации.
знать
сущность
первичной
рекристаллизационных
рекристаллизации,
процессов:
собирательной,
возврата,
вторичной
рекристаллизации, протекающих при нагреве деформированного металла. Уяснить, как
при этом изменяются механические и физико-химическпе свойства. Установить влияние
состава сплава и степени пластической деформации на протекание рекристаллизационных
процессов. Научитесь назначать режим рекристаллизационного отжига, получите четкое
представление о практическом значении рекристаллизационного отжига. Уясните
различие между холодной и горячей пластическими деформациями, холодной и горячей
обработкой давлением.
Вопросы
для
самоконтроля
1. Как изменяются свойства деформированного металла при нагреве? 2.
В чем
сущность процесса возврата? 3. Что такое полигонизация? 4. В чем сущность процессов
первичной и вторичной рекристаллизации? 5. Как влияют состав сплава и степень
пластической деформации на температуру рекристаллизации? 6. Что такое критическая
степень деформации? 7. В чем различие между холодной и горячей пластической
деформациями?
8. Как изменяются строение и cвойства металла при горячей
пластической деформации?
9. Каково назначение рекристаллизационного отжига и
как он осуществляется?
1.5. Железо и его сплавы. Диаграмма состояния железо – цементит. Стали. Общая
классификация. Чугуны. Влияние легирующих компонентов на превращения, структуру и
свойства сталей.
Студент обязан уметь на память вычертить диаграмму состояния железо-цементит и
определить все фазы и структурные составляющие этой системы, а так же построить с
помощью правила фаз кривые охлаждения (или нагревания) для любого сплава, чётко
разбираться в классификации железоуглеродистых сплавов. Разные классы сплавов
принципиально различны по структуре и свойствам. Необходимо знать, что технические
железоуглеродистые сплавы состоят не только из железа и углерода, но и обязательно
содержат постоянные и случайные примеси, попадающие в сплав в результате
предыдущих операций при выплавке.
Разберите диаграмму состояния железо — графит, которая по графическому
начертанию почти не отличается от диаграммы железо — цементит, что облегчает ее
запоминание. Качественное изменение заключается в замене в структуре во всех случаях
цементита графитом.
40
Изучите влияние легирующих элементов
на
критические точки железа и стали и
объясните, при каком сочетании углерода и соответствуюшего легирующего элемента
могут быть
получены легированные стали ферритного, перлитного, аустенитного и
ледебуритного классов.
Уясните влияние постоянных примесей на строение чугуна и разберитесь в различии
металлической основы серых чугунов разных классов. Запомните основные механические
свойства и назначение чугунов различных классов и их маркировку. Обратите внимание
на способы получения ковких и высокопрочных чугунов. Изучите физическую сущность
процесса графитизации.
Вопросы
для
самоконтроля
1. Что такое феррит, аустенит, перлит, цементит и ледебурит? 2. Какие превращения
происходят в сплавах при температурах: А1, А2, А3, А4, Аcm. 3. Построить с помощью
правила фаз кривую охлаждения для стали с 0,8 % С и для чугуна с 4,3% С. 4. Каковы
структура и свойства технического железа, стали и белого чугуна?
5. Как классифицируют по равновесной структуре стали и белые чугуны?
6. В каких условиях выделяется первичный, вторичный и третичный цементиты?
7. Каково строение ледебурита при комнатной температуре, немного выше эвтектоидной
температуры 727°С и немного ниже эвтектической температуры 11470С? 8. Как влияют
легирующие элементы на положение критических точек А1, А2, А3, А4, Аcm. 9. Какие
легирующие элементы способствуют графитизации? 10. Какие легирующие элементы
являются карбидообразующими? 11. Как влияют легирующие элементы на свойства
феррита и аустенита? 12. Как классифицируют легированные стали по структуре в
равновесном состоянии? 13. В чем отличие серого чугуна от белого? 14. Каково строение
эвтектики и эвтектоида в сером и белом чугунах? 15. Каковы классификация и
маркировка серых чугунов? 16. Каковы структуры серых чугунов? 17. Как получают
высокопрочный чугун? Его строение, свойства и назначение. 18. В чем различие в
строении ковкого и модифицированного чугунов? 19. Сравните механические свойства
серого, ковкого и высокопрочного чугунов.
1.6. Теория термической обработки стали. Диаграмма изотермического распада аустенита.
Теория и практика термической обработки стали — главные вопросы металловедения.
Термическая обработка — один из основных способов влияния на строение, а
следовательно, и на свойства сплавов.
41
Рассмотрите превращения в стали при нагреве и условия образования аустенита. Рост
зерна аустенита Перегрев и пережог. Влияние легирующих элементов на рост зерна
аустенита
При изучении превращений переохлажденного аустенита особое внимание обратите на
диаграмму
изотермического
температурными
распада
аустенита,
устанавливающую
связь
между
условиями превращения, интенсивностью распада и строением
продуктов превращения. Разберитесь в механизме и особенностях перлитного,
промежуточного и мартенситного превращений, происходящих соответственно в верхней,
средней и нижней температурных областях. Уясните строение и свойства перлита,
сорбита, троостита, бейнита, мартенсита и особенно различие и сходство одноименных
структур, получаемых при распаде аустенита и отпуске закаленной стали. Запомните
практическое значение термокинетических диаграмм.
Изучите влияние легирующих элементов на кинетику и характер превращения
аустенита в перлитной, промежуточной и мартенситной областях. В связи с влиянием
легирующих элементов на диаграммы изотермического распада аустенита, рассмотрите
причины получения различных классов по структуре (перлитного, мартенситного,
аустенитного). Уясните влияние легирующих элементов на превращения при отпуске.
Следует помнить, что легирующие элементы, как правило, затормаживают процессы
превращений.
Вопросы
для
самоконтроля
1. Какой технологической процесс называется термообработкой стали? 2. Какими
параметрами характеризуется режим термообработки? 3. Каков механизм образования
аустенита при нагреве стали? 4. Каковы механизмы и температурные районы образования
структур перлитного типа (перлита, сорбита, троостита) и бейнита? 5. В чем различие
между перлитом, сорбитом и трооститом? 6. Что такое мартенсит и в чем сущность и
особенности маргенситного превращения? 7. Что такое критическая скорость закалки?
8. В чем сущность превращений, происходящих при отпуске? 9. Что такое коагуляция и
как изменяются структура и свойства стали в связи с коагуляцией карбидной фазы при
отпуске? 10. Чем отличаются структуры троостита, сорбита и перлита отпуска от одноименных структур, образующихся при распаде переохлажденного аустенита? 11.
Каково
практическое
значение
термокинетических
диаграмм?
12.
Как
влияют
легирующие элементы на перлитное превращение? 13. Как влияют легирующие элементы
на мартенситное превращение? 14. Как влияют легирующие элементы на прекращения
при отпуске? 15. В чем сущность явления отпускной хрупкости? 17. Как можно устранить
отпускную хрупкость второго рода?
42
1.7. Технология термической обработки
Уясните влияние скорости охлаждения на структуру и свойства стали и физическую
сущность процессов отжига, нормализации, закалки и обработки «холодом». При
изучении технологических процессов термической обработки особое внимание обратите
на разновидности режимов и их назначение Для выяснения причин брака при
термической обработке стали следует прежде всего разобраться в природе термических и
фазовых напряжений
Уясните различие между закаливаемостью и прокаливаемостью стали, а также
факторы, влияющие на эти характеристики. Разберитесь в сущности способа получения
высокопрочных деталей — термомеханической обработке.
Различные виды поверхностной закалки позволяют получить особое сочетание свойств
поверхностного слоя и сердцевины, что приводит к повышению эксплуатационных
характеристик изделия. При изучении индукционной закалки уясните связь между
глубиной проникновения закаленного слоя и частотой тока. Закалка при нагреве токами
высокой частоты приводит к получению более высоких механических свойств, чем при
обычном нагреве. Для получения оптимальных результатов следует руководствоваться
диаграммами допустимых и преимущественных режимов нагрева под закалку токами
высокой частоты.
Современные автоматические и полуавтоматические агрегаты для термической
обработки могут быть включены в технологические линии машиностроительных заводов,
в связи с чем при массовом производстве отпадает необходимость в специальных
термических цехах и отделениях.
Вопросы для
самоконтроля
1. Приведите определение основных процессов термической обработки: отжига,
нормализации и закалки. 2. Какие вам известны разновидности процесса отжига и для
чего они применяются? 3. Какова природа фазовых и термических напряжений? 4. Какие
вам известны разновидности закалки и в каких случаях они применяются? 5. Как
определить температуру нагрева углеродистой стали под закалку? 6. Какие виды и
причины брака при закалке? 7. Какие вам известны группы охлаждающих сред и каковы
их особенности? 8. Каковы основные требования к закалочным средам? 9. Or чего зависит
прокаливаемость стали и в чем ее технологическое значение? 10. Как оценить
прокаливаемость стали? 11. Какие вам известны технологические приемы уменьшения
деформации при термической обработке? 12. Для чего и как производится обработка
«холодом»? 13. Как изменяются скорость и температура нагрева изделий из легированной
43
стали
по
сравнению
термомеханической
с
углеродистой?
обработки?
15.
14.
Как
В
чем
влияет
сущность
и
поверхностная
особенности
закалка
на
эксплуатационные характеристики изделия? 16. Как регулируется глубина закаленного
слоя при нагреве токами высокой частоты? 17. Каковы сущность и назначение диаграммы
допустимых и преимущественных режимов нагрева под закалку токами высокой частоты?
18. Каковы преимущества поверхностной индукционной закалки?
1.8.Химико-термическая обработка стали и поверхностное упрочнение наклепом
При изучении основ химико-термической обработки следует исходить из того, что
принципы
химико-термической
обработки
едины.
Процесс
химико-термической
обработки состоит из выделения атомарного насыщающего вещества внешней средой,
захвата (сорбции) этих атомов поверхностью металла и диффузии их внутрь металла.
Поэтому нужно рассмотреть реакции в газовой среде при цементации или азотировании и
усвоить современные представления о диффузии в металлах. В большинстве случаев
насыщение может происходить из твердой, жидкой и газовой сред, а поэтому нужно знать
наиболее удачные варианты насыщения для каждого метода химико-термической
обработки и конечные результаты (поверхностное упрочнение и изменение физикохимических свойств).
Разберитесь в технологии проведения отдельных видов химико-термической обработки.
Уясните
преимущества
и
области
использования
цементации,
азотирования,
цианирования, нитроцементации и различных видов диффузионной металлизации.
Объясните влияние легирования на механизм формирования структуры поверхностного
слоя. Рассмотрите сущность и назначение дробеструйного поверхностного наклепа и его
влияние на эксплуатационные свойства деталей машин.
Вопросы для
самоконтроля
1 Что называется химико-термической обработкой? 2. В чем заключаются физические
основы химико-термической обработки? 3. Что является необходимой предпосылкой
диффузии? 4. Химические процессы, проходящие при
азотировании. 5. Химические
процессы, проходящие при цементации. 6.Назначение и режим термической обработки
после цементации. 7. Чем отличаются режимы цементации легированной стали и
углеродистой? 8. Каковы свойства цементированных и азотированных изделий?
9.Сущность ионного азотирования. 10. Химизм и назначение процессов цианирования и
нитроцементации. 11. В чем различие между диффузионным и гальваническим
хромированием? 12. Сущность и назначение процесса алитирования, борирования,
силицирования. 13. Как изменяются свойства изделий при дробеструйной обработке и
44
какова природа этих изменений? 14. Как влияет поверхностное упрочнение на
эксплуатационные характеристики изделий?
1.8. Углеродистые и легированные конструкционные стали.
Необходимо усвоить принципы маркировки стали и уметь по маркировке определить
состав и особенности данной стали, знать признаки классификации сталей, иметь
представление о разных группах стали.
Хорошо разберитесь во влиянии легирующих элементов на изменение структуры и
свойств стали. Особое внимание уделите технологическим особенностям термической
обработки легированной стали различных групп.
Рассмотрите способы классификации (по структуре в нормализованном состоянии и,
что особенно важно для машиностроителей, по назначению), основные принципы выбора
для
различного
назначения
цементируемых,
улучшаемых,
пружинно-рессорных,
износостойких, высокопрочных, нержавеющих, жаропрочных и других сталей.
При изучении жаропрочных сталей обратите внимание на особенности поведения
металла в условиях нагружения при повышенных температурах. Уясните сущность
явления ползучести и основные характеристики жаропрочности; каковы предельные
рабочие температуры и области применения сталей различного структурного класса.
В качестве примеров указать две-три марки стали каждой группы, расшифровать
состав, назначить режим термической обработки и охарактеризовать структуру, свойства
и область применения.
Вопросы для
самоконтроля
1. Дайте характеристику и расшифруйте химический состав сталей и сплавов марок:
ВСт.3кп, сталь 45, 20Х, ЗОХГСА, ЗОХГСА – СШ, 12ХН3А, 50ХФА, 40ХН2МА, А40Г,
ШХ15,
18Х2Н4ВА,
ЕХ5К5,
12Х18Н9Т,
Н18К8М5Т.
2.
Как
классифицируются
легированные конструкционные стали? 3. Каковы пути улучшения механических свойств
легированных конструкционных сталей? 4. Как классифицируются конструкционные
стали по технологии термической обработки? 5. Какие требования предъявляются к
цементуемым изделиям? 5. Чем определяется выбор марки цементуемой стали для
изделий различного назначения^ Приведите примеры марок стали, используемых в
различных условиях работы. 6. Какова термическая обработка цемснтуемых деталей? 7.
Чем объясняется назначение процесса улучшения для конструкционной стали? 8. Как
влияет степень легирования на механические свойства улучшаемой стали? 9. Какова
термическая обработка улучшаемых сталей? 10. Чем определяется выбор марки
улучшаемой стали для изделий различного назначения. Приведите примеры марок стали,
45
используемых в различных условиях работы. 11. Какие требования предъявляются к
рессорно-пружинныы сталям и как они классифицируются по прочностным свойствам?
12. Приведите примеры марок стали для рессор и пружин, работающих в различных
условиях. 13. Термическая обработка рессорно-пружинной стали. 14. Какие вы знаете
износостойкие стали?
15. Каковы особенности мартенситостареющих сталей? 16.
Приведите примеры марок высокопрочной стали, назначьте режим обработки. 17. Каковы
требования,
предъявляемые
к
нержавеющим
сталям?
18.
В
чем
сущность
электрохимической коррозии (основы теории)? 19. Укажите способы защиты металлов и
сплавов от коррозии.
состав,
20.. Укажите марки хромистых нержавеющих сталей. Их
термическая
обработка,
свойства
и
назначение.
21.
Укажите
марки
хромоникелевых нержавеющих сталей Их свойства, состав, термическая обработка,
назначение. 22. Что такое окалиностойкость? 23. Каковы требования, предьявляемые к
жаростойким сталям? 24. Какими способами можно повысить окалиностойкость? 25.
Каковы требования, предъявляемые к жаропрочным сталям? 26. В чем сущность явления
ползучести? 27. Приведите определения предела ползучести и предела длительной
прочности. Что такое скорость ползучести? Каков физический смысл этих характеристик?
28. Какими способами можно повысить жаропрочность стали? Объясните природу
упрочнения. 29. Приведите примеры жаропрочных сталей перлитного, мартенситною и
аустенитного классов. Укажите их состав, обработку, свойства и области примирения.
1.9. Инструментальные стали
Изучите классификацию инструментальных сталей в зависимости от применения
инструмента и в связи с этим рассмотрите основные эксплуатационные свойства
инструмента каждой группы. Особое внимание уделите быстрорежущим сталям. Уясните
причины их высокой теплостойкости и особенности термической обработки.
При изучении штамповых сталей необходимо различать условия работы штампов для
деформирования в холодном состоянии и штампов для деформирования в горячем
состоянии.
Изучите стали. применяемые для изготовления измерительного инструмента,
особенности их термообработки.
Изучите
особенности,
инструментальных
твёрдых
группы,
сплавов,
марки,
свойства
режущей
и
область
минералокерамики,
применения
сверхтвёрдых
материалов и материалов для абразивного инструмента.
Студент обязан уметь выбрать марку стали для инструмента различного назначения,
расшифровать ее состав, назначить режим термической обработки, объяснить сущность
46
происходящих при термической обработке превращений и указать получаемые структуру
и свойства.
Вопросы
для
самоконтроля
1. Дайте характеристику, расшифруйте химический состав стали и сплавов марок:
У10А, 9ХС, ХВГ, Р18, Р18К5Ф2, Р9К5, Р9М4К8, 11Р3АМ3Ф2, Х12М, 6ХВ2С, ВК8,
Т15К6, ТТ7К12, ВК3-М, ВК6-ОМ, ВОК60, эльбор (К01), композит 05, АСВ, АСПК.
2. Перечислите признаки классификации инструментальных сталей. 3. Требования,
предъявляемые к сталям для режущего инструмента. 4. Каковы критерии выбора
инструментальных сталей. 5.Что называется теплостойкостью инструментальных сталей,
какова теплостойкость для различных групп инструментальных сталей, применяемых для
изготовления
режущего
инструмента?
6.Приведите
примеры
углеродистых
и
легированных сталей, используемых для режущего инструмента. Укажите их состав,
режим термической обработки, структуру и свойства. 7. Укажите и расшифруйте
основные марки быстрорежущей стали. 8. Какова термическая обработка быстрорежущей
стали и её особенности? 9. Признаки классификации и классификация штамповых сталей.
Требования, предьявляемые к штамповым сталям для деформирования металла в
холодном состоянии и к сталям — для деформирования металла в горячем состоянии. 10.
Какие стали применяются для штампов холодной штамповки? Укажите их состав,
термическую обработку, структуру и свойства". 11. Какие стали применяются для прессформ литья под давлением? 12. Какие требования предъявляются к сталям для
измерительного инструмента? Укажите марки стали, их состав, термическую обработку,
структуру и свойства. 13. Что представляют собой инструментальные твердые сплавы?
14. Укажите группы и марки инструментальных твердых сплавов, их состав, основные
свойства и назначение. 15.Укажите группы и марки режущей минералокерамики,
сверхтвёрдых материалов и материалов для абразивного инструмента, их особенности и
область применения.16. Укажите способы повышения стойкости инструмента из
различных инструментальных материалов.
1.10. Специальные сплавы
В этом разделе изучаются стали и сплавы, обладающие особыми физическими
свойствами: магнитные,
с особенностями теплового расширения и электрического
сопротивления, а также сплавы новой техники на основе никеля, кобальта и тугоплавких
металлов.
Необходимо знать требования, предьявляемые к каждой группе сплавов, и их
назначение. В качестве примеров укажите марки сплавов данной группы, расшифруйте
47
их состав, определите режим термической обработки с объяснением происходящих
структурных превращений, охарактеризуйте получаемую структуру и свойства.
Обратите внимание на использование сплавов на основе никеля и кобальта. Уясните,
каковы преимущества, предельные температуры и области использования указанных
сплавов.
Вопросы
для
самоконтроля
1. Укажите признаки классификации магнитных сталей и сплавов. Требования,
предъявляемые
к
магнитомягким
материалам
и
требования,
предъявляемые
к
магнитотвердым материалам. 2. Какие вы знаете магнитомягкие стали и сплавы? Укажите
их состав, свойства и назначение. 3. Какие вы знаете магннтотвердые материалы?
Укажите их состав, термическую обработку, свойства и назначение. 4. Какие требования
предъявляются к сплавам с высоким электросопротивлением? Приведите примеры таких
сплавов с указанием их состава, структуры, свойств и области применения 5. Приведите
примеры сплавов с особенностями теплового расширения. Их состав, свойства и
назначение. 6. Какие вы знаете сплавы с заданными упругими свойствами? Приведите их
состав, свойства и назначение. 7. Каковы особенности никелевых сплавов и области их
применения? 8. Какой термической обработке подвергают сплавы на основе никеля. 9.
Приведите примеры сплавов на основе никеля. Укажите их состав, обработку, свойства и
области применения.11. То же, о сплавах на основе кобальта. 12. То же, о сплавах на
основе тугоплавких металлов таких, как молибден, вольфрам, хром, тантал, ниобий и
цирконий.
1.11.Цветные металлы и сплавы, их свойства и назначение
Медные, алюминиевые, титановые, магниевые и цинковые сплавы
1.11.1.Медь и ее сплавы
Изучите классификацию медных сплавов и уясните маркировку, состав, структуру,
свойства и области применения разных групп медных сплавов.
Вопросы
для
самоконтроля
1. Как влияют примеси на свойства чистой меди? 2. Дайте характеристику и
расшифруйте указанные сплавы:
ЛАЖ 60-1-1, ЛС 59-1, Л70, ЛЦ40С, ЛЦ30А3,
Бр.ОФ10-1, БР.ОЦС4-4-2,5, Бр.О4Ц4С17, Бр.О3Ц12С5. 3.Как классифицируют медные
сплавы? 4. Какие сплавы относят к латуням? Как влияет цинк на свойства латуней.
Классификация латуней по технологическому признаку: деформируемые и литейные
латуни. Их маркировка и состав. 5. Приведите несколько примеров латуней с указанием
48
их состава, структуры, свойств и назначения. 6. Какие сплавы относят к бронзам?
Классификация по технологическому признаку: деформируемые и литейные бронзы. Их
маркировка и состав. 7. Укажите строение, свойства и назначение различных бронз. 8.
Какой термической обработке подвергают бериллиевую бронзу? Как она влияет на
механические свойства бронзы?
Обратите внимание на основные преимущества алюминиевых, титановых и магниевых
сплавов, связанные с их высокой удельной прочностью
1.11.2.Алюминий и его сплавы
Рассмотрите классификацию алюминиевых сплавов и обоснуйте технологический способ
изготовления изделий из сплавов каждой группы. Разберитесь в основах теории
термической обработки отжиге, закалке и старении алюминиевых сплавов. Обоснуйте
выбор способа упрочнения и защиты от коррозии деформируемых и литейных сплавов.
Вопросы
для
самоконтроля
1. Свойства и применение алюминия. 2. Признаки классификации и классификация
алюминиевые сплавы? 3. Дайте характеристику и расшифруйте указанные марки
алюминиевых сплавов: Д16АМ, Д16АТ, Д16АТ1, Д16Н, Д16УП, В95, АК4, АК6, АМг5П,
1420, АМц3, АЛ1, АЛ2, АЛ13, ВАЛ10. 4. Укажите группы деформируемых упрочняемых
и не упрочняемых термообработкой сплавов, их марки, состав, режим термической
обработки, свойства, способы защиты от коррозии. 5. Укажите особенности алюминеволитиевых сплавов, перспективы их применения в конструкциях летательных аппаратов. 6.
В чем сущность процесса отжига, закалки и старения алюминиевых сплавов? 7. Какие
сплавы упрочняются нагартовкой? 8. Какие вы знаете литейные алюминиевые сплавы?
Приведите их марки, состав, термообработку, свойства, способы защиты от коррозии? 9.
Как и для чего производится модифицирование силумина? 10. Какие вы знаете
жаропрочные алюминиевые сплавы? Укажите предельные рабочие температуры их
использования. 11.. Назовите алюминиевые сплавы, получаемые методом порошковой
металлургии, и укажите область их применения.
1.11.3. Титан и его сплавы
Рассмотрите классификацию титановых сплавов, группы, марки, свойства, особенности
термообработки, защиты от коррозии и применение.
Вопросы
для
самоконтроля
1. Укажите основные свойства титана и его сплавов и преимущества перед другими
сплавами, применяемыми в машиностроении. 2. Какие примеси в титане ухудшают его
49
свойства?
3.Влияние легирующих элементов на свойства титановых сплавов.
4.Перечислите элементы, являющиеся α – стабилизаторами и β-стабилизаторами.
5.Классификация титановых сплавов по структуре. 6. В чём отличие α – сплавов от (α + β)
– сплавов? 7. Можно ли α – сплавы упрочнить термообработкой и какую термообработку
проводят для них? 8. Какую упрочняющую термообработку проходят (α + β) – сплавы?
9. Почему не рекомендуется нагревать для отжига и закалки титановые сплавы до области
β – фазы? 10. Какую упрочняющую термообработку проходят(α + β) – сплавы?
11.
Приведите примеры титановых сплавов, их свойства, термообработку, способы защиты от
коррозии и область применения.
1.11.4. Магний и его сплавы
Рассмотрите классификацию магниевых сплавов, группы, марки, свойства, особенности
термообработки, защиты от коррозии и применение.
1.Каковы
свойства
магния?
2.
Как
классифицируются
магниевые
сплавы
по
технологическому признаку? 3. Дайте общую характеристику магниевых сплавов,
укажите их положительные свойства. 4. Дайте характеристику и расшифруйте указанные
марки сплавов: МА1, МА14, МЛ5, МЛ5Пч. 5.Какие легирующие элементы вводятся в
магниевые сплавы для улучшения их механических свойств? 6. Каким видам
термообработки
подвергаются
магниевые
сплавы?
7.Укажите
марки,
состав,
термообработку, свойства, защиту от коррозии и назначение деформируемых и литейных
сплавов на основе магния. 8.В чём сущность закалки магниевых сплавов? 9. Чем
обусловлено упрочнение магниевых сплавов при старении?
1.11.5. Сплавы на основе цинка, олова, свинца.
Основное внимание обратите на области применения сплавов на основе цинка, свинца,
олова. Укажите, каким должно быть строение антифрикционных сплавов в связи с
предъявляемыми к ним требованиями.
Вопросы для
самоконтроля
1. Укажите назначение и свойства сплавов на основе цинка.
2. Каковы требования, предъявляемые к антифрикционным сплавам? 3. Укажите состав,
свойства и области применения сплавов на основе олова. 4. То же, о сплавах на основе
свинца.
5.
Какая
структурная
особенность
баббитов
определяет
их
высокие
антифрикционные свойства? 6. Какие мягкие и твёрдые составляющие входят в состав
баббитов Б83, Б89? 7. Какой компонент является основным в баббитах: Б16, Б6, БТ, БН?
Неметаллические материалы
50
2.1. Полимеры: строение, полимеризация и поликонденсация, свойства.
К неметаллическим материалам относятся полимерные материалы органические и
неорганические:
различные
виды
пластмасс,
композиционные
материалы
на
неметаллической основе, каучуки и резины, клеи, герметики, лакокрасочные покрытия,
графит, стекло, керамика. Такие их свойства, как: достаточная прочность, очень часто –
высокая удельная прочность и удельная жесткость, светопрозрачность, химическая,
коррозионная, биологическая стойкость, свето- и радиопрозрачность, немагнитность,
высокие диэлектрические свойства, - делают эти материалы часто незаменимыми, Также
следует отметить их технологичность и эффективность при использовании.
Вопросы для
самоконтроля
1. Перечислите признаки классификации полимеров. 2. Классификация полимеров по
составу. 3. Приведите примеры органических, элементоорганических, неорганических
полимеров, каковы особенности каждой группы полимеров? 5. Классификация полимеров
по форме макромолекул, фазовому состоянию, полярности и отношению к нагреву,
приведите примеры и укажите особенности каждой группы материалов. 6. В чём
заключается ориентационное упрочнение полимеров? 7.Поясните понятие «старение»
полимеров.
2.2. Пластические массы.
При изучении раздела « Пластические массы» хорошо усвойте, что пластмассами
называют искусственные материалы, получаемые на основе органических полимерных
связующих веществ, Эти материалы способны при нагреве размягчаться, становиться
пластичными, и тогда под давлением им можно придавать заданную форму, которая затем
сохраняется. В зависимости от природы связующего переход отформованной массы в
твёрдое состояние совершается при дальнейшем её нагреве или при последующем
охлаждении.
Вопросы для
самоконтроля
1. Дайте определение пластмасс. Назовите их состав и дайте общую характеристику
свойств. 2. Как классифицируются пластмассы по связующему и наполнителю?
3.Назовите основные термопластические массы, их состав, свойства и область
применения, в том числе в конструкциях летательных аппаратов. 4. Назовите
термореактивные пластмассы, перечислите основные свойства и область применения, в
том
числе,
органического
в
конструкциях
стекла
и
летательных
способы
аппаратов.
повышения
51
его
5.
Перечислите
качества.
6.
свойства
Перечислите
газонаполненные
пластмассы,
их
свойства
и
область
применения.
6.
Какова
экономическая эффективность применения пластмасс.
2.2 Резиновые материалы
Как технический материал резина отличается от других материалов высокими
эластичными свойствами, что связано со свойствами самой основы резины — каучука.
Уясните состав резины, способы получения и влияние различных добавок на ее свойства.
Подробно рассмотрите влияние порошковых и органических наполнителей на свойства
резины, изучите физико-механические свойства и области применения резин различных
марок.
Вопросы
для
самоконтроля
1. Какие материалы называются резинами? 2.Каков состав и назначение отдельных
компонентов резин? 3. В чём сущность процесса вулканизации, как изменяются свойства
резины после вулканизации? 4. Назовите основные синтетические каучуки, их состав и
области применения резин на их основе. 5. Перечислите основные физико – механические
свойства резин, области применения. 8. Укажите резины и резино – технические изделия,
применяемые в конструкциях летательных аппаратов. 9.В чём сущность старения резин?
10.Способы защиты резин и резино – технических изделий от старения? 11. Укажите
резины и резино – технические изделия, применяемые в конструкциях летательных
аппаратов. 12. Как изменяются свойства резин под действием озона, температуры,
радиации, вакуума?
2.3. Клеи и герметики.
Клеи и герметики относятся к плёнкообразующим материалам. Они представляют
собой растворы или расплавы полимеров, а также неорганические вещества, которые
наносятся на поверхность и после высыхания (затвердевания) образуют прочные плёнки.
В зависимости от назначения плёнкообразующие материалы делят на клеящие,
применяемые для склейки различных материалов, и герметики, обеспечивающие
уплотнение и герметизацию швов, стыков, ёмкостей и других изделий.
Вопросы
для
самоконтроля.
1. Укажите достоинства и недостатки клеевых соединений. 2. Как классифицируются
клеящие материалы? 3. Назовите смоляные клеи для склейки металлов, их
разновидности и свойства. 4.Перечислите теплостойкие клеи, каковы их свойства? 5.
Каково назначение герметиков? 6. Требования, предъявляемые к герметикам? 7.
Назовите основные виды герметиков, их состав, свойства и область применения.
52
2.4. Неорганические полимерные материалы.
Поскольку большинство неорганических материалов содержит различное соединение
кремния с другими элементами, эти материалы получили общее название силикатных
материалов. Обратите внимание на внутреннее строение неорганического стекла. Уясните
сущность стеклообразного состояния как разновидности аморфного состояния вещества.
Разберитесь в изменении свойств стекла в зависимости от состава. Рассмотрите
стеклокристаллические материалы (ситаллы) и их отличие от стекла минерального.
Уясните причины образования кристаллической структуры ситаллов. В группу
неорганических полимеров входит также графит и его полиморфные модификации,
керамические материалы, в том числе – кубический нитрид бора, уясните их свойства,
особенности строения и область применения.
Вопросы для
самоконтроля
1.Опишите неорганическое техническое стекло, назовите его состав, разновидности,
свойства и применение. Какими способами повышают качество стекла? 2. Что такое
ситаллы, укажите способы их получения, разновидности, свойства и область применения.
3. Что представляет собой техническая керамика? Её разновидности? 4.Назовите
представителей керамики на основе чистых оксидов. 5. Какие вы знаете виды
бескислородной керамики, перечислите группы, область применения. 6. Что представляет
собой нитрид бора, его свойства, область применения. 7. Укажите особенности строения
графита и его свойства. 8. Как изменяются свойства графита
в зависимости от
температуры? 9. Охарактеризуйте технический и пиролитический графиты, назовите
области их применения.
Композиционные материалы
Композиционные материалы обладают комплексом свойств, отличающихся
от традиционных конструкционных материалов, что и предопределяет их успешное
применение для совершенствования современных и разработки принципиально
новых конструкций. Обратите внимание на особенности состава, строения, свойств
и применения композиционных материалов.
Вопросы
для
самоконтроля
1. Какие материалы называются композиционными. 2.Принципы создания и основные
типы КМ 3.Перечислите характерные признаки композиционных материалов. 4.Как
классифицируют композиционные материалы? 5. Приведите примеры КМ с нульмерными и одномерными наполнителями, перечислите их особенности, свойства и
53
область
применения.
6.
Приведите
примеры
армирующих
материалов
и
их
свойств.7.Приведите примеры композиционных материалов на алюминиевой и никелевой
матрицах, их свойства. 8.Приведите примеры эвтектических КМ на основе алюминия и
никеля. 9. Чем обусловлена высокая термическая стабильность свойств эвтектических
КМ? 10.Приведите примеры КМ с полимерной матрицей, их преимущества, свойства и
область применения.
Задания на контрольную работу
Задания на контрольные работы выдают индивидуально каждому студенту. Задание
включает вопросы и задачи по основным разделам курса.
При выполнении контрольных работ студенты изучают методику выбора и назначения
сталей для изготовления конкретных деталей машин и различного вида инструментов, а
также знакомятся с особенностями строения, технологией получения и областью
применения наиболее распространенных неметаллических материалов. Одновременно
студент должен научиться пользоваться рекомендуемыми справочными материалами, с
тем, чтобы уметь в дальнейшем правильно выбрать материал при курсовом и дипломном
проектировании. Диаграмма состояния: Железо – карбид железа, - необходимая для
выполнения контрольной работы, приведена в приложении. Все задания по задаче №3 Вы
можете выполнить, используя приведённый электронный вариант диаграммы, и применяя
приёмы редактора WORD.
Выбор варианта контрольной работы.
Вариант контрольной работы выбирается по двум последним цифрам студенческой
книжки (шифра студента).
Цифры от 01 до 44 и от 51 до 94
Последние цифры шифра
Соответствующий номер варианта
01, 02, …, 09, 10, 11, …, 44
1, 2, …, 9, 10,11, …, 44
51, 52, 53, …, 60
1, 2, …, 9, 10
61, 62, 63, …, 70
11, 12, 13, …, 20
71, 72, 73, …, 80
21, 22, 23, …, 30
81, 82, 83, …, 94
31, 32, 33, …, 44
Цифры от 45 до 50 и от 95 до 99 и 00
Последние цифры шифра
Соответствующий номер варианта
45, 46, 47, 48, 49, 50
5, 6, 7, 8, 9, 10
95, 96, 97, 98, 99, 00
15, 16, 17, 18, 19, 20
Контрольная работа оформляется на листах формата А4 в соответствии с правилами
оформления текстовых и графических материалов согласно ЕСКД.
Вариант
1.
54
1. Что такое ликвация? Виды ликвации, причины их возникновения и способы их
устранения.
2. Испытания металлов на трещиностойкость. Критический коэффициент
интенсивности напряжений в условиях плоской деформации.
3. Вычертите диаграмму состояния железо — карбид железа, укажите структурные
составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте
кривую охлаждения с применением правила фаз для сплава, содержащего 1,6%
углерода. Выберите для заданного сплава любую температуру между линиями
ликвидус и солидус и определите состав фаз, т. е. процентное содержание углерода
в фазах; количественное соотношение фаз.
4. В чем отличие процесса цементации в твердом карбюризаторе от процесса газовой
цементации. Как можно исправить крупнозернистую структуру перегрева
цементированных изделий? Назначьте режим термообработки шестерни из стали
12Х2Н4А с твердостью зуба, равной 58…62 HRCэ. Опишите микроструктуру и
свойства поверхности зуба и сердцевины шестерни после термической обработки.
5. Для изготовления свёрл выбрана сталь Р6М5К5. Дайте характеристику, укажите
состав стали и определите, к какой группе по назначению относится данная сталь.
Назначьте и обоснуйте режим термической обработки, для получения твёрдости
60…62 HRCэ. Опишите микроструктуру и свойства стали после термической
обработки.
6. Для тяжело нагруженных узлов самолётов МИГ29 применяется сталь ВНС5
(13Х15Н4АМЗ). Дайте характеристику, укажите состав стали. Назначьте режим
термической обработки для получения предела прочности σв = 1400 МПа и
приведите его обоснование. Укажите микроструктуру стали после термической
обработки.
7. Для изготовления деталей летательных аппаратов выбран сплав Д16чАТ. Дайте
характеристику, укажите состав сплава, опишите, каким способом производится
упрочнение этого сплава, и объясните природу упрочнения. Укажите
характеристики механических свойств сплава.
8. Полимерные композиционные материалы, их особенности, преимущества, состав,
свойства, область применения в конструкции летательных аппаратов.
Вариант 2.
1. Опишите основные элементы дислокационной структуры (дислокации, атмосферы
Котрелла, атмосферы Сузуки, высокодисперсные твёрдые включения – стопоры).
2. Методы испытания материалов на твёрдость. Критерии выбора метода испытания
на твёрдость.
3. Вычертите диаграмму состояния железо — карбид железа. Укажите структурные
составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте
кривую нагревания с применением правила фаз для сплава, содержащего 0,6%
углерода. Выберите для заданного сплава любую температуру между линиями
ликвидус и солидус и определите состав фаз, т. е. процентное содержание углерода
в фазах; количественное соотношение фаз.
55
4. Сталь 45 подвергалась закалке от температур 760 и 840° С. Опишите превращения,
происходящие при данных режимах закалки. Укажите, какие образуются
структуры и обьясните причины получения разных структур. Какой режим закалки
следует рекомендовать?
5. Метчик изготовлен из стали ХВГ. Дайте характеристику, укажите состав стали и
определите, к какой группе по назначению, химическому составу, качеству
относится данная сталь. Назначьте и обоснуйте режим термической обработки, для
получения твёрдости 59…63 HRCэ. Опишите микроструктуру и свойства стали
после термической обработки.
6. Для изготовления кронштейнов летательных аппаратов выбран сплав АК6Т1.
Дайте характеристику, укажите состав сплава, опишите, каким способом
производится упрочнение этого сплава, и объясните природу упрочнения.
Укажите характеристики механических свойств сплава.
7. Для деталей арматуры выбрана бронза Бр.АЖН10-4-4. Укажите состав и опишите
структуру сплава. Объясните назначение легирующих элементов и приведите
механические свойства сплава.
8. Композиционные материалы с нуль-мерными наполнителями. Их особенности,
состав, область применения.
Вариант
3
1. Механические свойства, определяемые при динамическом нагружении. Испытания
на ударную вязкость.
2. Вычертите диаграмму состояния системы алюминий — кремний. Опишите
взаимодействие компонентов в жидком и твердом состояниях, укажите
структурные составляющие во всех областях диаграммы состояния и объясните
характер изменения свойств сплавов в данной системе с помощью правил
Курнакова.
3. Вычертите диаграмму состояния железо — карбид железа, укажите структурные
составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте
кривую охлаждения с применением правила фаз для сплава, содержащего 1,7%
углерода. Выберите для заданного сплава любую температуру между линиями
ликвидус и солидус и определите состав фаз, т. е. процентное содержание углерода
в фазах; количественное соотношение фаз.
4. Требуется произвести поверхностное упрочнение изделий из стали 20ХГНР.
Назначьте вид обработки, опишите технологию, происходящие в стали
превращения, структуру и свойства.
5. Корпус компрессора изготовлен из сплава АЛ9. Дайте характеристику, укажите
состав сплава, опишите, каким способом производится упрочнение
этого
сплава.
Какие способы защиты от коррозии применяют для данного сплава.
Укажите характеристики механических свойств сплава.
6. Сплавы на основе магния деформируемые. Общая характеристика, марки,
свойства, методы упрочнения и защиты от коррозии, область применения.
7. Инструментальные твёрдые сплавы. Группы, марки, особенности структуры,
свойства и область применения. Назначьте марку сплава для чернового
фрезерования уступа детали из стали 30ХГСЛ.
8. Эвтектические композиционные материалы на алюминиевой основе, состав,
особенности структуры, область применения.
Вариант 4.
56
1. Испытания металлов на хладноломкость и критическую температуру хрупкости.
2. Вычертите диаграмму состояния сплавов для случая неограниченной
растворимости компонентов в твёрдом состоянии. Укажите структурные
составляющие во всех областях диаграммы состояния и объясните характер
изменения свойств сплавов в данной системе с помощью правил Курнакова.
3. Вычертите диаграмму состояния железо—карбид железа, укажите структурные
составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте
кривую нагревания с применением правила фаз для сплава, содержащего 1,7%
углерода. Выберите для заданного сплава любую температуру между линиями
ликвидус и солидус и определите состав фаз, т. е. процентное содержание углерода
в фазах; количественное соотношение фаз.
4. Необходимо произвести поверхностное упрочнение детали: Плунжер, - из стали
38Х2МЮА. Назначьте вид обработки, опишите технологию, происходящие в стали
превращения, структуру и свойства.
5. Быстрорежущие стали. Характеристика, группы, марки, теплостойкость, свойства,
особенности термообработки. Выберите марку быстрорежущей стали для
обработки детали из стали 09Х18Н9Т, расшифруйте мару стали, назначьте режим
термообработки для получения твёрдости 63…65 HRCэ.
6. Элементы силовых конструкций крылатого космического корабля многоразового
использования «Буран» изготовлены из сплава ВТ-23. Дайте характеристику,
расшифруйте сплав, укажите группу, способ упрочнения на предел прочности
σв = 1150…1300 МПа.
7. Для изготовления деталей путем глубокой вытяжки применяют латунь Л68.
Укажите состав и опишите структуру сплава. Назначьте режим термической
обработки, применяемый между отдельными операциями вытяжки, и обоснуйте
его выбор. Приведите общие характеристики механических свойств сплава.
8. Органическое стекло. Опишите его свойства, способы повышения качества и
область применения в машиностроении
Вариант
5
1. Вычертите диаграмму состояния системы алюминий — кремний. Опишитe
взаимодействие компонентов в жидком и твердом состояниях, укажите
структурные составляющие во всех областях диаграммы состояния и объясните
характер изменения свойств сплавов в данной системе с помощью правил
Курнакова.
2. Для каких практических целей применяют наклеп и почему?
3. Вычертите диаграмму состояния железо — карбид железа. Укажите структурные
составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте
кривую охлаждения с применением правила фаз для сплава, содержащего 1,8%
углерода. Выберите для заданного сплава любую температуру между линиями
солидус и ликвидус и определите: состав фаз, т. е. процентное содержание
углерода в фазах; количественное соотношение фаз.
4. Назначьте режим термической обработки (температуру закалки, охлаждающую
среду и температуру отпуска) пружин из стали 70. Опишите сущность
происходящих превращений, микроструктуру и свойства стали после термической
обработки.
5. Для изготовления фрез выбрана сталь Р6М3. Укажите состав и определите, к какой
группе относится данная сталь по назначению. Назначьте и обоснуйте режим
термической обработки, объяснив влияние легирования на превращения,
57
происходящие на всех этапах термической обработки данной стали. Опишите
микроструктуру и главные свойства стали после термической обработки.
6. Для некоторых деталей (щеки барабанов, шары дробильных мельниц и т. п.)
выбрана сталь 110Г13. Укажите состав и определите группу стали по назначению.
Назначьте режим термической обработки и обоснуйте его выбор. Опишите
микроструктуру стали и причины ее высокой износоустойчивости.
7. Для изготовления деталей в авиастроении применяется сплав МА14. Расшифруйте
состав сплава, укажите способ изготовления деталей из данного сплава, способ
упрочнения и опишите характеристики механических свойств этого сплава.
8. Классификация пластмасс по виду наполнителя, по реакции связующего полимера
к повторным нагревам, по применению. Термопластичные пластмассы:
полиэтилен, полистирол, политетрафторэтилен, свойства, область применения в
машиностроении.
Вариант 6
1. Дислокационный механизм упругопластической деформации.
2. Вычертите диаграмму состояния для сплавов, образующихся при сплавлении
компонентов, имеющих ограниченную растворимость друг в друге. Опишитe
взаимодействие компонентов в жидком и твердом состояниях, укажите
структурные составляющие во всех областях диаграммы состояния и объясните
характер изменения свойств сплавов в данной системе с помощью правил
Курнакова.
3. Вычертите диаграмму состояния железо — карбид железа, укажите структурные
составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте
кривую нагревания с применением правила фаз для сплава, содержащего 1,8% С.
Для заданного сплава при температуре 1300° С определите: состав фаз, т. е.
процентное содержание углерода в фазах; количественное соотношение фаз
4. После закалки углеродистой стали 45 со скоростью охлаждения выше критической
была получена структура, состоящая из феррита и мартенсита. Проведите на
диаграмме состояния «железо — карбид железа фигуративную прямую для данной
стали, укажите принятую в данном случае температуру нагрева под закалку и
опишите превращения, которые совершились в стали при нагреве и охлаждении.
Как называется такой вид закалки?
5. В результате термической и химико-термической обработки шестерни должны
получить твердый износоустойчивый поверхностный слой при вязкой сердцевине.
Для изготовления их выбрана сталь 18ХГТ. Укажите состав и определите, к какой
группе относится данная сталь по назначению. Назначьте и обоснуйте режим
химико-термической обработки, объяснив влияние легирования на превращения,
происходящие на всех этапах термической обработки данной стали. Опишите
микроструктуру и свойства поверхности и сердцевины шестерни после
термической обработки.
6. Для некоторых деталей точных приборов выбран сплав элинвар. Укажите состав и
определите, к какой группе относится данный сплав по назначению. Опишите
влияние легирующих элементов на основную характеристику сплава и причины
выбора данного сплава.
7. Для деталей арматуры выбрана бронза БрОЦС4-4-2,5. Расшифруйте состав и
опишите структуру сплава. Объясните назначение легирующих элементов.
Приведите характеристики механических свойств сплава.
8. Композиционные материалы с полимерной матрицей: стеклопластики,
углепластики, боропластики, - марки, свойства, область применения в самолёто- и
вертолётостроении.
58
Вариант 7
1. Опишите физическую сущность и механизм процесса кристаллизации.
2. Для чего проводится рекристаллизационный отжиг? Как назначается режим этого
вида отжига? Приведите режим рекристаллизационного отжига для заготовки из
латуни Л96, прошедшей операцию холодной листовой штамповки.
3. Вычертите диаграмму состояния железо—карбид железа, укажите структурные
составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте
кривую охлаждения с применением правила фаз для сплава, содержащего 0,45%
углерода. Выберите для заданного сплава любую температуру между линиями
ликвидус и солидус И определите: состав фаз, т. е. процентное содержание
углерода в фазах; количественное соотношение фаз.
4. Вычертите диаграмму изотермического превращения аустенита стали У8.
Нанесите на неё кривую режима изотермической обработки, обеспечивающей
твёрдость 20…25 HRСэ. Укажите, как этот режим называется и какая структура
образуется в данном случае.
5. В турбиностроении используют сталь 40Х12Н8Г8МФБ (ЭИ481). Укажите состав и
определите группу стали по назначению. Назначьте режим термической обработки
и обоснуйте его. Опишите структуру после термической обработки. Как влияет
температура эксплуатации на механические свойства данной стали?
6. Для оснащения режущей части токарного резца применили инструментальный
твёрдый сплав марки Т15К6. Дайте характеристику, расшифруйте марку сплава,
укажите особенности структуры, получение и свойства сплава.
7. Для изготовления детали корпус компрессора, - применили сплав АЛ2. Дайте
характеристику, расшифруйте марку сплава. Применив диаграмму состояния Al
– Si, укажите пути улучшения структуры и свойств сплава.
8. Резины, состав, технология приготовления резиновых смесей и формообразования
деталей из резины.
Вариант 8
1. Сущность процесса модифицирования. Приведите пример использования
модификаторов для улучшения свойств силуминов.
2. В чём различие между холодной и горячей пластической деформацией? Опишите
особенности указанных видов деформации.
3. Вычертите диаграмму состояния железо — карбид железа, укажите структурные
составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте
кривую нагревания в интервале температур с применением правила фаз для
сплава, содержащего 0,3% углерода. Выберите для заданного сплава любую
температуру между линиями ликвидус и солидус и определите состав фаз, т. е.
процентное содержание углерода в фазах; количественное соотношение фаз.
4. Термомеханическая обработка стали, сущность и особенности, разновидности:
НТМО и ВТМО, - рекомендации по применению.
5. В результате термической обработки пружины должны получить высокую
упругость и твёрдость не менее 49…53 HRCэ. Для их изготовления выбрана сталь
60С2ХФА. Укажите состав, назначьте и обоснуйте режим термообработки.
Опишите структуру и свойства пружин после термообработки.
6. Для изготовления накатной плашки применили сталь Х12МФ. Дайте
характеристику, расшифруйте марку стали. Назначьте и обоснуйте режим
термообработки для получения твёрдости не менее 60HRCэ. Укажите структуру и
свойства плашки после термообработки.
59
7. Элементы крыла истребителя МИГ – 23 изготовлены из сплава В95оч. Дайте
характеристику, расшифруйте марку сплава, укажите режим термообработки для
получения предела прочности не менее 600 МПа.
8. Термореактивные пластмассы. Группы, свойства, область применения.
Вариант 9
1. Охарактеризуйте особенности металлического типа связи и основные свойства
металлов.
2. Вычертите диаграмму состояния системы свинец — сурьма. Опишите
взаимодействие компонентов в жидком и твердом состояниях, укажите
структурные составляющие во всех областях диаграммы состояния и объясните
характер изменения свойств сплавов В данной системе с помощью правил
Курнакова.
3. Вычертите диаграмму состояния железо — карбид железа, укажите структурные
составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте
кривую охлаждения с применением правила фаз для сплава, содержащего 2,5% С.
Выберите для заданного сплава любую температуру между линиями ликвидус и
солидус и определите: состав фаз, т. е. процентное содержание углерода в фазах
при этой температуре; количественное соотношение фаз
4. Плашки из стали У12А закалены: первая — от температуры 760° С, вторая — от
температуры 9000 С. Используя диаграмму состояния железо — карбид железа,
объясните, какая из этих плашек закалена правильно, имеет более высокие
режущие свойства и почему.
5. Для изготовления концевых фрез выбрана сталь Р9К5Ф5. Укажите состав,
назначьте и обоснуйте режим термической обработки, объяснив влияние
легирования на превращения, происходящие на всех этапах термической
обработки данной стали. Опишите структуру и главные свойства стали после
термической обработки.
6. Опишите характеристики жаропрочности, характер деформации и разрушения
сплавов, работающих в условиях длительного нагружения при повышенных
температурах.
7. В качестве материала для вкладышей ответственных подшипников скольжения
выбран сплав Б83. Укажите состав и определите, к какой группе относится данный
сплав по назначению. Зарисуйте и опишите микроструктуру сплава. Приведите
остальные требования, предъявляемые к баббитам.
8. Текстолиты. Влияние наполнителей на свойства текстолитов. Укажите область
применения текстолита в машиностроении.
Вариант 10.
1. Опишите явление полиморфизма применительно железу. Укажите полимофные
модификации железа, дайте их характеристику, опишите свойства.
2. Волочение проволоки проводят в несколько переходов. Если волочение
выполняют без промежуточных операций отжига, то проволока на последних
переходах даст разрыв. Объяснить причины разрывов и указать меры для
предупреждения этого.
3. Вычертите диаграмму состояния железо—карбид железа, укажите структурные
составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте
кривую нагревания с применением правила фаз для сплава, содержащего 2,5%
60
углерода. Выберите для заданного сплава любую температуру между линиями
ликвидус и солидус и определите: состав фаз, т. е. процентное содержание
углерода в фазах при этой температуре; количественное соотношение фаз
4. С помощью диаграммы железо — карбид железа определите температуры
нормализации, отжига и закалки для стали У10. Охарактеризуйте эти режимы
термической обработки и кратко опишите микроструктуру и свойства стали после
каждого вида обработки.
5. Для сплава Д16 укажите режим упрочняющей термообработки. Опишите влияние
упрочняющей термообработки на структуру и свойства сплава.
6. С помощью диаграммы состояния Al –Cu, обоснуйте выбор температур нагрева
под закалку, укажите состав упрочняющих фаз, образующихся при старении
сплава.
7. Для дисков и роторов турбин используется сталь 15Х12ВНМФ. Укажите состав и
определите группу стали по назначению. Назначьте и обоснуйте режим
термообработки и опишите структуру стали, охарактеризуйте механические
свойства стали.
8. Полярные термопласты, их основные представители, свойства, область
применения.
Вариант 11
1. Опишите дефекты кристаллической решетки. Вектор Бюргерса.
2. Вычертите диаграмму состояния системы медь — никель. Опишите
взаимодействие компонентов в твердом и жидком состояниях, укажите
структурные составляющие во всех областях диаграммы состояния и объясните
характер изменения свойств сплавов в данной системе с помощью правил
Курнакова
3. Как и почему при пластической деформации изменяются свойства металлов'
4. Вычертите диаграмму состояния железо — карбид железа, укажите структурные
составляющие во всех областях диаграммы состояния, опишите превращения и
постройте кривую охлаждения с применением правил фаз для сплава, содержащего
0,2% углерода. Выберите для заданного сплава любую температуру между
линиями ликвидус и солидус и определите: состав фаз, т. е. процентное
содержание углерода, в фазах при этой температуре; количественное соотношение
фаз.
5. Вычертите диаграмму изотермического превращения аустенита для стали У8,
нанесите на нее кривую режима изотермической обработки, обеспечивающей
получение твердости 50 HRCэ. Укажите, как этот режим называется, опишите
сущность превращений и какая структура получается в данном случае.
6. Выберите быстрорежущую сталь для изготовления фрезы, предназначенной для
обработки детали из коррозионно – стойкой стали. Назначьте режим
термообработки, укажите его особенности, опишите сущность происходящих при
термообработки процессов, структуру и свойства инструмента после
термообработки.
7. Для изготовления масло-, бензопроводов летательных аппаратов применяют сплав
Амг6. Укажите состав и характеристики механических свойств сплава, способ и
природу упрочнения сплава, способы защиты от коррозии.
8. Опишите стеклопластики. Укажите характеристики наполнителя, требования,
предъявляемые к связующему. Укажите достоинства и недостатки
стеклопластиков и область их применения.
Вариант 12
61
1. Что такое степень переохлаждения и как оно влияет на структуру
кристаллизующегося металла?
2. Вычертите диаграмму состояния системы алюминий — медь. Опишите
взаимодействие компонентов в жидком и твердом состояниях, укажите
структурные составляющие во всех областях диаграммы состояния и объясните
характер изменения свойств сплавов в данной системе с помощью правил
Курнакова.
3. Как и почему изменяются механические свойства металлов при холодной
пластической деформации?
4. Вычертите диаграмму состояния железо— карбид железа, укажите структурные
составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте
кривую нагревания с применением правила фаз для сплава, содержащего 0,2%
углерода. Выберите для заданного сплава любую температуру между линиями
ликвидус и солидус и определите: состав фаз, т. е. процентное содержание
углерода, в фазах при этой температуре; количественное соотношение фаз.
5. Выберите инструментальный твёрдый сплав для чистового фрезерования
поверхностей детали из стали 30ХГСА. Дайте характеристику, расшифруйте
выбранную марку сплава, опишите особенности структуры и свойства сплава.
6. В результате термической обработки пружины должны получить высокую
упругость и твёрдость не менее 44…45 HRCэ. Для их изготовления выбрана сталь
50ХФА. Дайте характеристику, укажите состав стали, выберите и обоснуйте режим
термообработки, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие
при термообработке. Опишите структуру и свойства стали после термообработки.
7. Для изготовления дисков компрессора авиадвигателя применили сплав АК4-1.
Дайте характеристику, укажите состав и характеристики механических свойств
сплава, способ и природу упрочнения сплава, способы защиты от коррозии.
8. Опишите группы, свойства газонаполненных пластмасс, приведите примеры
пластмасс из каждой группы, их свойства и область применения в онструциях
летательных аппаратов.
Вариант 13
1. Что такое твёрдые растворы внедрения? Приведите примеры.
2. Какие процессы протекают при нагреве ранее деформированного металла выше
температуры рекристаллизации? Как изменяется при этом структура и свойства
металла?
3. Вычертите диаграмму состояния железо— карбид железа, укажите структурные
составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте
кривую нагревания с применением правила фаз для сплава, содержащего 0,3%
углерода. Выберите для заданного сплава любую температуру между линиями
ликвидус и солидус и определите: состав фаз, т. е. процентное содержание
углерода, в фазах при этой температуре; количественное соотношение фаз.
4. В чем отличие простой закалки в одном охладителе
от ступенчатой и
изотермической? Каковы преимущества и недостатки каждого из этих видов
закалки?
5. В результате термической обработки шестерни диаметром 70 мм должны получить
повышенную прочность по всему сечению и твердость не менее 358…362 НВ. Для
их изготовления выбрана сталь З0ХГСА. Дайте характеристику, укажите состав и
определите группу стали по назначению. Назначьте и обоснуйте режим
термической обработки, объяснив влияние легирования на превращения,
происходящие на всех этапах термической обработки данной стали. Опишите
структуру и свойства стали после термической обработки.
62
6. Для изготовления некоторых деталей в авиастроении применяется сплав МЛ5Пч.
Дайте характеристику, расшифруйте состав, укажите способ изготовления деталей
из этого сплава, способ упрочнения и защиты от коррозии, опишите
характеристики механических свойств.
7. Выберите марку инструментального твёрдого сплава для чернового точения
детали из серого чугуна. Дайте характеристику, расшифруйте марку сплава,
укажите особенности структуры, получение и свойства сплава.
8. Опишите пенопласты, их свойства и область применения в конструкциях
летательных аппаратов.
Вариант 14
1. Механические свойства, определяемые при статическом нагружении, испытания на
растяжение, диаграмма растяжения, её характерные точки.
2. Диаграмма состояния для случая, когда сплавляемые компоненты образуют
химическое соединение. Опишите взаимодействие компонентов в твердом и
жидком состояниях, укажите структурные составляющие во всех областях
диаграммы состояния и объясните характер изменения свойств сплавов в данной
системе с помощью правил Курнакова
3. Вычертите диаграмму состояния железо — карбид железа, укажите структурные
составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте
кривую охлаждения с применением правила фаз для сплава, содержащего 0,8%
углерода. Выберите для заданного сплава любую температуру между линиями
ликвидус и солидус и определите: состав фаз, т. е. процентное содержание
углерода в фазах при этой температуре; количественное соотношение фаз.
4. Покажите графически режим отжига для получения перлитного ковкого чугуна.
Опишите структурные превращения, происходящие в процессе отжига, и
механические свойства чугуна после термической обработки.
5. Выберите и обоснуйте марку быстрорежущей стали для изготовления
резьбонарезного инструмента. Дайте характеристику, расшифруйте марку стали,
назначьте режим термообработки, объясните особенности термообработки стали,
укажите структуру и свойства стали после термообработки.
6. Детали точного приборостроения, например, упругие элементы электронных
приборов, мембраны, - изготавливают из берриллиевых бронз. Приведите примеры
марок, дайте характеристику, расшифруйте марки бронз, укажите упрочняющую
обработку, свойства бронз после термообработки.
7. Для изготовления деталей летательных аппаратов выбран сплав Д16чАТ. Дайте
характеристику, укажите состав сплава, опишите, каким способом производится
упрочнение этого сплава, и объясните природу упрочнения. Укажите
характеристики механических свойств сплава, способы защиты деталей из данного
сплава от коррозии.
8. Приведите примеры пластмасс с порошковыми наполнителями, опишите их
свойства, методы получения и область применения.
Вариант 15
1. Охарактеризуйте особенности металлического типа связи и основные свойства
металлов
2. Вычертите диаграмму состояния системы свинец — сурьма. Опишите
взаимодействие компонентов в жидком и твердом состояниях, укажите
структурные составляющие во всех областях диаграммы и объясните характер
изменения свойств сплавов в данной системе с помощью правил Курнакова.
3. Вычертите диаграмму состояния железо — карбид железа. Укажите структурные
составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте
63
кривую нагревания с применением правила фаз для сплава, содержащего 1,9%
углерода. Для заданного сплава выберите любую температуру между линиями
ликвидус и солидус и определите: состав фаз, т. е. процентное содержание
углерода в фазах; количественное соотношение фаз.
4. Втулки из стали 45 закалены: первая — от температуры 770° С, вторая—от
температуры 840° С. Используя диаграмму состояния железо — карбид железа,
объясните, какая из этих втулок имеет более высокую твердость и лучшие
эксплуатационные свойства.
5. Для изготовления штампов, обрабатывающих металл в горячем состоянии,
выбрана сталь 5ХНМ. Укажите состав и определите группу стали по назначению.
Назначьте режим термической обработки, приведите его обоснование, объяснив
влияние легирования на превращения, происходящие на всех этапах термической
обработки данной стали. Опишите структуру и свойства стали после термической
обработки.
6. Для изготовления некоторых деталей двигателя внутреннего сгорания выбран
сплав АК2. Укажите состав, способ изготовления деталей из этого сплава, способ
упрочнения, опишите характеристики механических свойств, способы защиты
сплава от коррозии.
7. Выберите и обоснуйте марку быстрорежущей стали для изготовления инструмента
для черновых операций при обработке деталей из улучшенных сталей.. Дайте
характеристику, расшифруйте марку стали, назначьте режим термообработки,
объясните особенности термообработки стали, укажите структуру и свойства
стали после термообработки.
8. Опишите термомеханические свойства полимеров.
Вариант 16
1. Опишите явление полиморфизма в приложении к железу
2. Механические свойства материалов, определяемые при знакопеременных
нагрузках. Испытания на выносливость.
3. Вычертите диаграмму состояния железо — карбид железа. Укажите структурные
составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте
кривую нагревания с применением правила фаз для сплава, содержащего 1,9%
углерода. Для заданного сплава выберите любую температуру между линиями
ликвидус и солидус и определите: состав фаз, т. е. процентное содержание
углерода в фазах; количественное соотношение фаз.
4. Вычертите диаграмму изотермического превращения аустенита для стали У8,
нанесите на нее кривую режима изотермической обработки, обеспечивающей
получение твердости НВ450. Укажите, как этот режим называется, опишите
сущность превращений и какая структура получается в данном случае.
5. Деталь: Шестерня, - изготовлена из стали 30Х2НВА. Необходимо получить
высокую поверхностную твёрдость шестерни HV не менее 700 при достаточно
вязкой и пластичной сердцевине детали. Дайте характеристику стали,
расшифруйте, назначьте режим термообработки, опишите процессы, проходящие
про термообработке, структуру и свойства стали после термообработки.
6. Для изготовления направляющих втулок выпускных клапанов некоторых
авиационных
двигателей
применяется
бронза
Бр.АЖН10-4-4.
Дайте
характеристику, расшифруйте марку бронзы, укажите способ упрочнения.
микроструктуру и свойства бронзы после термообработки.
7. Для изготовления деталей летательных аппаратов выбран сплав В95. Дайте
характеристику, укажите состав сплава, опишите, каким способом производится
упрочнение этого сплава, и объясните природу упрочнения. Укажите
64
характеристики механических свойств сплава, способы защиты деталей из данного
сплава от коррозии.
8. Опишите сущность процесса вулканизации и его влияние на свойства резины.
Вариант 17
1. Что такое ликвация? Виды ликвации и причины ее возникновения.
2. Для каких практических целей применяется наклёп? Объясните сущность этого
явления.
3. Вычертите диаграмму состояния железо — карбид железа, укажите структурные
составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте
кривую охлаждения с применением правила фаз для сплава, содержащего 3,5%
углерода. Выберите для заданного сплава любую температуру между линиями
ликвидус и солидус и определите: состав фаз, т. е. процентное содержание
углерода в фазах; количественное соотношение фаз.
4. В результате термической обработки пружины должны получить высокую
упругость и твёрдость не менее 420…475 HВ. Для их изготовления выбрана сталь
60С2ХА. Укажите состав, назначьте и обоснуйте режим термообработки. Опишите
структуру и свойства пружин после термообработки.
5. Выберите и обоснуйте марку быстрорежущей стали для изготовления инструмента
для черновых и получистовых операций при обработке деталей из улучшенных
легированных и коррозионно-стойких сталей. Дайте характеристику, расшифруйте
марку стали, назначьте режим термообработки, объясните особенности
термообработки стали, укажите структуру и свойства стали после термообработки.
6. Для изготовления постоянных магнитов сечением 50 х 50 мм выбран сплав
ЕХ9К15. Укажите состав, назначьте режим термической обработки и опишите
структуру и свойства сплава после обработки. Объясните, почему для магнитов
больших размеров нельзя применять сталь У12.
7. Для изготовления деталей двигателя внутреннего сгорания выбран
сплав
АК4-1. Укажите состав и способ изготовления деталей из этого сплава. Укажите
способ упрочняющей обработки для сплава. Приведите характеристики
механических свойств АК4-1 при повышенных температурах и объясните, за счет
чего они достигаются.
8. Опишите свойства углепластиков. Приведите примеры марок, состав, свойства и
область применения углепластиов.
Вариант 18.
1.
2.
3.
4.
5.
Что представляют собой твёрдые растворы замещения и внедрения? Приведите
примеры.
Как и почему при холодной пластической деформации изменяются свойства
металлов?
Вычертите диаграмму состояния железо — карбид железа, укажите
структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения
и постройте кривую охлаждения с применением правила фаз для сплава,
содержащего 0,5% углерода. Для заданного сплава определите процентное
содержание углерода в фазах при температуре 750° С.
Опишите сущность, достоинства процесса поверхностной закалки сталей с
нагревом токами высокой частоты. Приведите пример режима поверхностной
закалки для стали 40Х для получения поверхностной твёрдости 55…60 HRCэ.
В результате термической обработки пружины должны получить высокую
упругость. Для их изготовления выбрана сталь 70СЗА. Укажите состав и
65
6.
7.
8.
определите группу стали по назначению. Назначьте и обоснуйте режим
термической обработки, объяснив влияние легирования на превращения,
происходящие на всех этапах термической обработки данной стали. Опишите
структуру и свойства стали после термической обработки.
Для оснащения режущей части токарного резца выбран сплав ВК8. Дайте
характеристику, укажите состав сплава, способ получения, особенности
структуры, свойства.
Для изготовления некоторых деталей самолета выбран сплав Амг3.
Расшифруйте состав, опишите способ упрочнения этого сплава, объяснив
природу упрочнения. Приведите характеристики механических свойств
сплава.
Укажите основные особенности пластмасс, как конструкционного материала,
и рекомендации по их применению в машиностроению.
Вариант 19
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Какими свойствами обладают металлы, и какими особенностями типа связи эти
свойства обусловлены?
Какая температура разделяет области холодной и горячей пластической
деформации и почему. Рассмотрите данный вопрос на примере меди.
Вычертите диаграмму состояния железо — карбид железа, укажите
структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения
и постройте кривую охлаждения с применением правила фаз для сплава,
содержащего 0,5% углерода. Выберите для заданного сплава любую
температуру между линиями ликвидус и солидус и определите: состав фаз, т е.
процентное содержание углерода в фазах; количественное соотношение фаз.
Назначьте режим термической обработки шестерни из стали 20Х с
поверхностной твердостью зуба 58…62 HRCэ. Опишите микроструктуру и
свойства поверхности и сердцевины зуба после термической обработки.
В качестве материала для заливки вкладышей подшипников скольжения
выбран сплав Б89. Укажите состав и определите группу, к которой относится
этот сплав по назначению. Зарисуйте микроструктуру и укажите основные
требования, предъявляемые к сплавам данной группы.
Для оснащения режущей части токарного резца выбран сплав Т30К4. Дайте
характеристику, укажите состав сплава, способ получения, особенности
структуры, свойства.
Назначьте марку нержавеющей стали для работы в слабоагрессивных средах
(водные растворы солей и т.п.). Дайте характеристику стали, приведите
химический состав стали, необходимую термообработку и получаемую
структуру. Объясните физическую природу коррозионной устойчивости стали
и роль каждого легирующего элемента.
Текстолиты. Влияние наполнителей на свойства пластмасс. Укажите область
применения текстолитов в машиностроении.
Вариант 20
1.
Опишите условия получения мелкозернистой структуры металла при
самопроизвольно развивающейся кристаллизации (используя кривые
Таммана).
66
Вычертите диаграмму состояния системы алюминий — кремний. Опишите
взаимодействие компонентов в жидком и твердом состояниях, укажите
структурные составляющие во всех областях диаграммы состояния, обьясните
характер изменения свойств сплавов в дайной системе с помощью правил
Курнакова. С помощью диаграммы состояния поясните влияние
модифицирования на структуру и свойства силуминов.
3.
Укажите, какой вид термической обработки необходимо применять к сплавам,
имеющим структуру твердого раствора для устранения ликвации. Опишите,
какие процессы проходят при данном виде термообработки.
4.
Вычертите диаграмму состояния железо — карбид железа, укажите
структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите
превращения и постройте кривую нагревания с применением правила фаз для
сплава, содержащего 0,4% С. Выберите для заданного сплава любую
температуру между линиями ликвидус и солидус и определите: состав фаз, т е.
процентное содержание углерода в фазах, количественное соотношение фаз.
5.
Два изделия из чугуна имеют примерно одинаковые механические свойства (σ в
= 400 МПа и б = 3…4%), но разную форму графита: хлопьевидную — в одном
изделии, шаровидную — в другом. Укажите название чугунов, способы
получения и процессы, которые привели к получению различной формы
графита в этих чугунах.
6.
В результате термической обработки полуоси должны получить повышенную
прочность по всему сечению и твёрдость не менее … 230…280 НВ. Для их
изготовления выбрана сталь 40ХН2МА. Укажите состав и определите группу
стали по назначению. Назначьте режим термической обработки данной стали,
приведите его обоснование, объяснив влияние легирования на превращения,
происходящие на всех этапах термической обработки данной стали. Опишите
структуру и свойства стали после термической обработки.
7.
Для изготовления отдельных деталей летательных аппаратов применяется
сплав ВАЛ10. Дайте характеристику сплаву, расшифруйте, укажите
упрочняющую термообработку для получения σв = 400 МПа, опишите
процессы, проходящие при термообработке, приводящие к упрочнению сплава.
8.
Приведите примеры пластмасс, применяющихся, в качестве антифрикционных
материалов, опишите их свойства, достоинства .
Вариант 21
2.
1.
2.
3.
4.
Какие фазы называются твёрдыми растворами? Твёрдые растворы внедения и
замещения. Условия, необходимые для образования твёрдых растворов с
неограниченной растворимостью твердый раствор?
Опишите виды несовершенств кристаллического строения металлов и их
влияние на свойства металлов.
Вычертите диаграмму состояния железо — карбид железа, укажите
структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите
превращения и постройте кривую охлаждения с применением правила фаз для
сплава, содержащего 2,8% С. Выберите для заданного сплава любую
температуру между линиями ликвидус и солидус и определите: состав фаз, т е.
процентное содержание углерода в фазах; количественное соотношение фаз.
После закалки углеродистой стали 35 со скоростью охлаждения выше
критической была получена структура, состоящая из феррита и мартенсита
Проведите на диаграмме состояния железо — карбид железа фигуративную
прямую, соответствующую составу заданной стали, укажите принятую в
данном случае температуру нагрева под закалку и опишите превращения,
которые совершились в стали при нагреве и охлаждении.
67
Для элементов обшивки летательных аппаратов использован сплав ВТ6. Дайте
характеристику данного сплава, укажите состав, влияние легирующих
элементов на свойства, укажите режим упрочняющей термообработки и
получаемую структуру. Какие процессы проходят при термообработке сплава?
6.
Выберите марку однофазной латуни для изготовления уплотнительных колец,
работающих в морской воде, укажите свойства латуни. С помощью диаграммы
состояния Cu – Zn: объясните влияние цинка на свойства латуней, опишите
структуру латуни. Укажите способ упрочнения латуни и её основные свойства
после упрочнения.
7.
Для изготовления концевой фрезы выбрана сталь Р9К5Ф5. Дайте
характеристику, расшифруйте марку стали, назначьте режим термообработки,
укажите особенности термообработки стали, свойства стали после
термообработки и её структуру.
8.
Приведите примеры термореактивных пластмасс, укажите их особенности,
свойства, область применения.
Вариант 22
5.
Как влияет степень переохлаждения на величину зерна при кристаллизации?
Что такое относительно удлинение – δ (%), относительное сужение – ψ (%),
какое свойство металлов эти показатели характеризуют, как эти показатели
определяются, приведите значения этих показателей для стали 45 после
улучшения.
3.
Вычертите диаграмму состояния железо — карбид железа, укажите
превращения и постройте кривую нагревания с применением правила фаз для
сплава, содержащего 2,8% углерода. Выберите для заданного сплава любую
температуру между линиями ликвидус и солидус и определите: состав фаз, т е.
процентное содержание углерода в фазах; количественное соотношение фаз.
4.
Что такое нормализация стали. Используя диаграмму состояния железо –
карбид железа, назначьте температуру нормализации для сталей: сталь 45,
У12А. Опишите превращения, происходящие в сталях при выбранном режиме
обработки, получаемую структуру и свойства.
5.
Для изготовления деталей штампов, обрабатывающих металл в холодном
состоянии, выбрана сталь Х12М. Укажите состав, назначьте и обоснуйте
режим термической обработки стали, объяснив влияние легирования на
превращения, происходящие на всех этапах термической обработки. Опишите
микроструктуру и свойства стали после термической обработки.
6.
Для поршней двигателей внутреннего сгорания, работающих при
температурах 200…250°С используется сплав АЛ1. Расшифруйте состав и
укажите способ изготовления деталей из данного сплава. Опишите режим
упрочняющей термической обработки и объясните природу упрочнения
сплава.
7.
Для арматуры, работающей под давлением, применяю, в частности, латунь
ЛАЖМц 66-6-3-2. Дайте характеристику, расшифруйте марку латуни, с
помощью диаграммы состояния Cu – Zn объясните влияние цинка на свойства
латуней, опишите структуру латуни. Укажите способ упрочнения латуни и её
основные свойства после упрочнения.
8.
Приведите примеры неполярных термопластических пластмасс. Опишите их
свойства, область применения.
Вариант 23.
1.
2.
1.
Начертите диаграмму состояния сплавов с полной растворимостью
компонентов в твёрдом состоянии. Опишите взаимодействие компонентов в
68
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
жидком и твердом состояниях, укажите структурные составляющие во всех
областях диаграммы состояния. На примере любого сплава объясните правило
концентрации (состава) фаз и правило отрезков, устанавливающее
соотношение твёрдой и жидкой фаз в сплаве.
Укажите критерии выбора метода испытания на твёрдость металлов и сплавов.
Опишите метод испытания на твёрдость по Роквеллу: сущность метода,
область применения.
Вычертите диаграмму состояния железо — карбид железа, укажите
структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите
превращения и постройте кривую охлаждения с применением правила фаз для
сплава, содержащего 3,5%углерода. Выберите для заданного сплава любую
температуру между линиями ликвидус и солидус и определите: состав фаз, т е.
процентное содержание углерода в фазах; количественное соотношение фаз.
С помощью диаграммы состояния железо — карбид железа определите
температуру полного и неполного отжига и нормализации для стали 40 и
кратко опишите микроструктуру и свойства стали после каждого вида
термической обработки.
Для изготовления машинных метчиков и плашек выбрана сталь Р9Ф5. Дайте
характеристику,
укажите состав, назначьте и обоснуйте режим
термообработки. Укажите особенности термообработки, микроструктуру и
свойства стали после термообработки.
Для изготовления заклёпок часто применяют сплав Д18П. Дайте
характеристику данному сплаву. Укажите состав, вид упрочняющей обработки,
природу упрочнения сплава.
Для изготовления ряда деталей для судостроения применяют латунь ЛО70-2.
Дайте характеристику, расшифруйте марку латуни, с помощью диаграммы
состояния Cu – Zn объясните влияние цинка на свойства латуней, опишите
структуру латуни. Укажите способ упрочнения латуни и её основные свойства
после упрочнения.
Приведите примеры термостойких пластмасс. Опишите их свойства, область
применения в машиностроении.
Вариант 24
1.
2.
3.
4.
Начертите диаграмму состояния для случая полной нерастворимости
компонентов в твёрдом состоянии. Укажите структурные составляющие во всех
областях диаграммы и опишите строение типичных сплавов различного
состава, встречающихся в данной системе.
Укажите критерии выбора метода испытания на твёрдость металлов и сплавов.
Опишите метод испытания на твёрдость по Виккерсу: сущность метода,
область применения.
Вычертите диаграмму состояния железо — карбид железа, укажите
структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите
превращения и постройте кривую нагревания с применением правила фаз для
сплава, содержащего 4,3% С. Для заданного сплава определите процентное
содержание углерода в фазах при температуре 850° С
После термической обработки углеродистой инструментальной стали У10А
получена структура цементит и мартенсит отпуска. Проведите на диаграмме
состояния железо — карбид железа фигуративную прямую для заданной стали
и укажите температуру нагрева этой стали под закалку. Назначьте температуру
69
отпуска, обеспечивающую получение заданной структуры, опишите все
превращения, которые совершились в стали в процессе закалки и отпуска.
5.
Для изготовления фрезы применили сталь Р18К5Ф2. Дайте характеристику,
укажите состав, назначьте и обоснуйте режим термообработки. Укажите
особенности термообработки, микроструктуру и свойства стали после
термообработки.
6.
Для изготовления деталей летательных аппаратов используется сплав ВТ22.
Дайте характеристику, укажите состав сплава и приведите механические
свойства сплава, опишите, каким способом производится упрочнение этого
сплава и природу упрочнения.
7.
Для изготовления некоторых деталей в авиастроении применяется сплав
МЛ4Пч. Дайте характеристику, расшифруйте состав, укажите способ
изготовления деталей из этого сплава, способ упрочнения и защиты от
коррозии, опишите характеристики механических свойств.
8.
Опишите ситаллы и методы их получения, Влияние состава и величины
кристаллов.
Вариант 25
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Приведите примеры и начертите элементарные кристаллические решетки
металлов, принадлежащих к кубической и гексагональной сингониям. Какие
металлы имеют такие элементарные кристаллические решетки? Укажите
параметры кристаллических решёток.
Вычертите диаграмму состояния железо — карбид железа, укажите
структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите
превращения и постройте кривую охлаждения с применением правила фаз для
сплава, содержащего 5,2% углерода. Выберите для заданного сплава любую
температуру между линиями ликвидус и солидус и определите: состав фаз, т. е.
процентное содержание углерода в фазах; количественное соотношение фаз.
Детали из стали 45 закалены: одни – от температуры 7600С, а другие – от
температуры 8300С. Проведите на диаграмме состояния железо — карбид
железа фигуративную прямую для стали 45, укажите обе температуры нагрева
под закалку и, используя диаграмму, опишите процессы, происходящие в
стали при закалке, а также объясните какие из этих деталей имеют более
высокую твёрдость и лучшие эксплуатационные характеристики.
Опишите, в чем заключается низкотемпературная термомеханическая
обработка конструкционной стали. Объясните с позиций теории дислокаций,
почему этот процесс приводит к получению высокой прочности стали. Какими
преимуществами
и
недостатками
обладает
низкотемпературная
термомеханическая обработка по сравнению с высокотемпературной
термомеханической обработкой?
Для изготовления машинных метчиков и плашек выбрана сталь Р9Ф5. Укажите
состав, назначьте и обоснуйте режим термической обработки, объяснив
влияние легирующих элементов на превращения, происходящие на всех этапах
термической обработки. Опишите микроструктуру и свойства стали после
термической обработки.
Для изготовления силовых лопаток авиационных газовых турбин выбран сплав
ХН77ТЮР. Укажите состав и определите группу сплава по назначению.
Назначьте режим термической обработки и опишите влияние температуры на
характеристики жаропрочности этого сплава в сравнении с жаропрочными
сталями.
Для изготовления детали методом глубокой вытяжки применили латунь Л0701. Укажите состав и опишите структуру сплава. Назначьте режим термической
70
обработки, применяемой между отдельными операциями вытяжки. Обоснуйте
выбранный режим и приведите общую характеристику механических свойств
сплава.
8.
Приведите примеры полярные термопластичных пластмасс, опишите их
состав, свойства и область применения в машиностроении.
Вариант 26
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Объясните сущность явления дендридной ликвации и методы её устранения.
Укажите назначение и правила выбора режима рекристаллизационного отжига,
Рассмотрите этот вопрос на примере меди.
Вычертите диаграмму состояния железо — карбид железа, укажите
структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите
превращения и постройте кривую нагревания с применением правила фаз для
сплава, содержащего 5,3% углерода. Для заданного сплава определите
процентов содержание углерода в фазах при температуре 900° С.
Для изготовления отдельных деталей летательных аппаратов применяют
литейные алюминиевые сплавы – силумины, Приведите примеры сплавов,
дайте им характеристику, укажите состав, методы улучшения микроструктуры
(объясните это с помощью диаграммы состояния Al – Si ), методы упрочнения.
Укажите температуры, при которых производится процесс прочностного
азотирования. Объясните, почему азотирование не производится при
температурах ниже 500 и выше 700° С (используя диаграмму состояния железо
— азот). Назовите марки сталей, применяемых для азотирования, и опишите
полный цикл их термической и химико-термической обработки. Опишите
сущность ионного азотирования.
Для изготовления деталей штампов выбрана сталь 6ХС. Укажите состав и
определите, к какой группе относится данная сталь по назначению. Назначьте
режим термической обработки, приведите его обоснование. Опишите
микроструктуру и свойства стали после термической обработки.
Пружина из стали 60С2 после правильно выполненной закалки и
последующего отпуска имеет твердость значительно выше, чем это
предусматривается техническими условиями. Чем вызван этот дефект, и как
можно его исправить? Укажите структуру и твердость, которые обеспечивают
высокие упругие свойства пружин.
Приведите характеристики механических и технологических свойств
стеклопластиков. Укажите область применения их в машиностроении.
Вариант 27
1.
2.
3.
Опишите явление полиморфизма в приложении к железу, а также строение и
основные
характеристики
кристаллической
решетки
(параметры,
координационное число, плотность упаковки) для различных модификаций
железа.
Детали из меди, штампованные в холодном состоянии, имели низкую
пластичность. Объясните причину этого явления и укажите, каким способом
можно повысить относительное удлинение. Рекомендуйте режим обработки и
приведите характер изменения механических свойств.
Вычертите диаграмму состояния железо — карбид железа, укажите
структурные составляющие во всех областях диаграммы состояния.
Опишите превращения и постройте кривую охлаждения с применением
правила фаз для сплава, содержащего 5,4% углерода. Выберите для заданного
71
сплава любую температуру между линиями ликвидус и солидус и определите:
состав фаз, т. е. процентное содержание углерода в фазах; количественное
соотношение фаз.
4.
На диаграмме состояния железо — карбид железа проведите фигуративную
прямую для стали 45, с помощью диаграммы определите температуру полной и
неполной закалки для стали, дайте краткое описание микроструктуры и
свойств стали после каждого вида термической обработки.
5.
Для оснащения режущей части токарного резца выбран инструментальный
сплав Т30К4. Дайте характеристику, расшифруйте марку сплава, укажите
особенности структуры, получение и свойства сплава, методы повышения
стойкости инструмента.
6.
Назначьте марку жаропрочной стали (сильхром) для клапанов автомобильных
двигателей небольшой мощности. Укажите состав, назначьте и обоснуйте
режим термической обработки стали. Опишите микроструктуру и основные
свойства стали после термической обработки.
7.
Для изготовления токопроводящих упругих элементов выбрана бронза БрБНТ1,7. Приведите химический состав сплава, режим термической обработки и
получаемые механические свойства материала. Опишите процессы,
происходящие при термической обработке, и объясните природу упрочнения в
связи с диаграммой состояния медь — бериллий.
8.
Композиционные материалы. Их преимущества по сравнению с
традиционными конструкционными материалами. Приведите примеры
преимуществ при использовании композиционных материалов в конструкциях
летательных аппаратов.
Вариант 28
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Вычертите диаграмму состояния для случая ограниченной растворимости
компонентов в твёрдом состоянии с перетектическим превращением. Укажите
структурные составляющие во всех областях диаграммы состояния. С
применением правила фаз постройте кривые охлаждения для любого до – и
заперетектического сплавов.
Объяснить, можно ли отличить по микроструктуре металл, деформированный в
холодном состоянии, от металла, деформированного в горячем состоянии, и
указать, в чем различие в микроструктуре.
Вычертите диаграмму состояния железо — карбид железа, укажите
структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите
превращения и постройте кривую нагревания с применением правила фаз для
сплава, содержащего 0,9 углерода. Для заданного сплава при температуре
1300°С определите: состав фаз, т. е. процентное содержание углерода в фазах;
количественное соотношение фаз.
Как изменяются структура и свойства стали 45 и У10 в результате закалки от
температуры 750 и 850° С. Объясните с применением диаграммы состояния
железо — карбид железа.
Выберите и обоснуйте марку стали для изготовления тяжелонагруженного
коленчатого вала диаметром 60 мм. Дайте характеристику, расшифруйте
состав стали. Выберите и обоснуйте режим упрочняющей термообработки,
обеспечивающий необходимый комплекс прочности и пластичности по всему
сечению вала. Охарактеризуйте структуру и свойства стали после
термообработки.
Для изготовления сверла выбрана сталь Р6М5К5. Укажите состав, назначьте и
обоснуйте
режим
термической
обработки,
объяснив
особенности
термообработки и влияние легирующих элементов на превращения,
72
происходящие на всех этапах термической обработки. Опишите
микроструктуру и свойства стали после термической обработки.
7.
В качестве материала для ответственных подшипников скольжения выбран
сплав Бр СЗО. Укажите состав и определите, к какой группе относится данный
сплав по назначению. Опишите основные свойства и требования,
предъявляемые к сплавам этой группы.
8.
Опишите свойства, область применения полиэтилена высокого и низкого
давления.
Вариант 29
Как влияет скорость охлаждения на строение кристаллизующегося металла?
Объясните сущность воздействия.
2.
Какая термическая обработка применяется после холодной пластической
деформации для устранения наклёпа? Обоснуйте выбор режима на примере
алюминия и опишите происходящие в металле превращения.
3.
Вычертите диаграмму состояния железо — карбид железа. Укажите
структурные составляющие во всех областях диаграммы состояния, опишите
превращения и постройте кривую нагревания с применением правила фаз для
сплава, содержащего 1,5 % углерода. Выберите для заданного сплава любую
температуру между линиями ликвидус и солидус и определите: состав фаз, т. е.
процентное содержание углерода в фазах; количественное соотношение фаз.
4.
В чем заключается обработка стали холодом и в каких случаях она
применяется?
5.
Выберите и обоснуйте марку стали для изготовления шестерни, диаметром 100
мм, работающей в тяжелых условиях. Дайте характеристику, расшифруйте
состав стали. Выберите и обоснуйте режим упрочняющей термообработки,
обеспечивающий необходимый комплекс прочности и пластичности по всему
сечению шестерни. Охарактеризуйте структуру и свойства стали после
термообработки.
6.
Для оснащения режущей части токарного резца выбран инструментальный
твёрдый сплав Т15К6. Дайте характеристику, расшифруйте марку сплава,
укажите особенности структуры, получение и свойства сплава, методы
повышения стойкости инструмента.
7.
Для изготовления кронштейна выбран сплав АК6. Дайте характеристику,
расшифруйте марку сплава. Укажите легирующие элементы, входящие в состав
сплава, их влияние на свойства. Выберите режим упрочняющей обработки
сплава, опишите превращения, происходящие на каждом этапе термообработки
в структуре и механических свойствах сплава. Укажите способы защиты сплава
от коррозии.
8.
Укажите классификацию, состав, физико – механические свойства и область
применения резин в машиностроении.
Вариант 30
1.
1.
2.
3.
Как влияет модифицирование на строение и свойства литого металла?
Объясните причину воздействия.
Что такое предел выносливости? Опишите методику определения этой
характеристики свойств металла.
Вычертите диаграмму состояния железо — карбид железа, укажите
структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите
превращения и постройте кривую охлаждения с применением правила фаз для
сплава, содержащего 4,6% углерода. Выберите для заданного сплава любую
73
4.
5.
6.
7.
8.
температуру между линиями ликвидус и солидус и определите: состав фаз, т. е.
процентное содержание углерода в фазах; количественное соотношение фаз.
В результате термической и химико-термической обработки червяки должны
получить твердый износоустойчивый поверхностный слой при вязкой
сердцевине. Для их изготовления выбрана сталь 12Х2Н4А. Укажите состав
стали и определите, к какой группе относится данная сталь по назначению.
Назначьте и обоснуйте режим термической и химико-термической обработки,
объяснив влияние легирования на превращения, происходящие на всех этапах
обработки данной стали. Опишите микроструктуру и свойства червяка в
готовом виде.
Выберите и обоснуйте марку быстрорежущей стали для изготовления
машинных метчиков. Назначьте режим упрочняющей термообработки.
Укажите особенности термообработки, опишите процессы, происходящие в
стали на всех этапах термообработки, структуру и свойства метчика после
термообработки.
Назначьте марку алюминиевой бронзы для изготовления мелких ответственных
деталей (втулок, фланцев т. п.). Укажите ее состав, опишите структуру,
используя диаграмму состояния медь — алюминий, и основные свойства
бронзы.
Для изготовления деталей летательных аппаратов выбран сплав Д16чАТ. Дайте
характеристику, укажите состав сплава, опишите, каким способом
производится упрочнение
этого
сплава,
и
объясните
природу
упрочнения. Укажите характеристики механических свойств сплава после
упрочняющей обработки, способы защиты сплава от коррозии.
Приведите примеры термопластичных
и термореактивных полимеров.
Опишите их свойства, укажите различие между ними и область применения.
Вариант 31
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Опишите точечные несовершенства кристаллического строения металлов.
Каково их влияние на свойства металлов?
Критерии выбора метода испытания металлов и сплавов на твёрдость,
Сущность и область применения испытания на твёрдость по методу Бринелля.
Вычертите диаграмму состояния железо — карбид железа, укажите
структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите
превращения и постройте кривую охлаждения с применением правила фаз для
сплава, содержащего 0,6% Суглерода. Выберите для заданного сплава любую
температуру между линиями ликвидус и солидус и определите: состав фаз, т. е.
процентное содержание углерода в фазах; количественное соотношение фаз.
Вычертите диаграмму изотермического превращения аустенита для стали У8,
нанесите на нее кривую режима термической обработки, обеспечивающей
получение твердости 60…63 HRCэ. Укажите, как этот режим называется,
опишите сущность превращений и какая структура стали при этом получается.
Выберите и обоснуйте марку быстрорежущей стали для изготовления свёрл для
обработки отверстий в легированных сталях. Назначьте режим упрочняющей
термообработки. Укажите особенности термообработки, опишите процессы,
происходящие в стали на всех этапах термообработки, структуру и свойства
метчика после термообработки.
Для изготовления деталей, работающих в окислительной атмосфере при 8000С,
выбрана сталь 12Х18Н9Т. Дайте характеристику, укажите состав, обоснуйте
выбор стали для заданных условий работы.
74
7.
8.
Для изготовления отдельных деталей двигателей внутреннего сгорания
применили сплав АК8, Дайте характеристику, укажите состав и способ
изготовления заготовок для деталей из данного сплава, укажите способ
упрочняющей обработки, приведите характеристики механических свойств при
повышенных температурах.
Общая классификация лакокрасочных материалов, применяемых в
самолётостроении для защиты деталей от коррозии. Приведите примеры
грунтовок, шпатлёвок, эмалей. лаков, применяемых для этих целей, их
свойства.
Вариант 32.
Вычертите диаграмму состояния для случая образования эвтектики, состоящей
из твёрдых растворов с ограниченной растворимостью. Укажите структурные
составляющие в каждой области диаграммы, Выберите до- и заэвтектический
сплавы и опишите, процессы, происходящие при охлаждении сплавов.
Постройте кривые охлаждения с применением правила фаз.
2.
Как изменяются механические и другие свойства при нагреве ранее
наклепанного металла и почему?
3.
Вычертите диаграмму состояния железо — карбид железа, укажите
структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите
превращения и постройте кривую охлаждения с применением правила фаз для
сплава, содержащего 0,3% углерода. Выберите для заданного сплава любую
температуру между линиями ликвидус и солидус и определите: состав фаз, т. е.
процентное содержание углерода в фазах; количественное соотношение фаз.
4.
В результате термической обработки некоторые детали машин должны иметь
твердый износоустойчивый поверхностный слой при вязкой сердцевине. Для
изготовления их выбрана сталь 15ХФ. Укажите состав и определите группу
стали по назначению. Назначьте режим термической и химико-термической
обработки, приведите его обоснование, объяснив влияние легирования на
превращения, происходящие на всех этапах термической обрдботки данной
стали. Опишите структуру и свойства стали после термической обработки.
5.
Фреза из стали Р6М5К5 должна быть термообработана на максимальную
твёрдость. Назначьте режим термообработки, опишите сущность процессов,
происходящих в стали, структуру и свойства стали после термообработки
6.
Для деталей, работающих в слабых агрессивных средах, применяется сталь
30X13 Укажите состав и определите группу стали по структуре. Объясните
назначение хрома в данной стали, назначьте и обоснуйте режим термической
обработки.
7.
Для изготовления детали: Качалка,- системы управления
летательным
аппаратом выбран сплав МА14. Дайте характеристику сплаву, расшифруйте
марку сплава, укажите состав. Укажите упрочняющую термообработку для
сплава, опишите природу упрочнения, способ защиты от коррозии.
8.
Приведите примеры газонаполненных пластмасс, особенности их строения,
свойства и область применения.
Вариант 33
1.
1.
2.
Как влияют модификаторы на процесс кристаллизации? Приведите примеры
практического использования процесса модифицирования.
Под действием каких напряжений возникает пластическая деформация? Как
при этом изменяются структура и свойства металлов и сплавов?
75
3.
4.
5.
6.
Вычертите диаграмму состояния железо — карбид железа, укажите
структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите
превращения и постройте кривую охлаждения с применением правила фаз для
сплава, содержащего 0,7% углерода.. Выберите для заданного сплава любую
температуру между линиями ликвидус и солидус и определите: состав фаз, т е.
процентное содержание углерода в фазах; количественное соотношение фаз.
В результате термической обработки втулки должны получить повышенную
прочность по всему сечению (твердость 250…280 НВ), Для изготовления их
выбрана сталь 30ХГСА. Укажите состав и определите, к какой группе
относится данная сталь по назначению. Назначьте и обоснуйте режим
термической обработки, объяснив влияние легирования на превращения,
происходящие на всех этапах термической обработки данной стали. Опишите
структуру и свойства стали после термической обработки.
Для оснащения режущего инструмента из группы сверхтвёрдых
инструментальных материалов применяются композиты на основе кубического
нитрида бора. Приведите примеры, опишите структуру и свойства этих
материалов, их область применения.
Для изготовления токопроводящих упругих элементов выбран сплав
Бр БНТ-1,9. Приведите химический состав, режим термической обработки и
получаемые механические свойства материала. Опишите процессы,
происходящие при термической обработке, и объясните природу упрочнения в
связи с диаграммой состояния медь — бериллий.
Для изготовления кронштейнов выбран сплав АК6. Дайте характеристику,
расшифруйте марку сплава. Укажите состав сплава, упрочняющую
термообработку, опишите природу упрочнения, способы защиты от коррозии.
8.
Клеевые соединения, их преимущества по сравнению с другими видами
неразъёмных соединений. Клеящие материалы, классификация и состав.
Приведите марки клеев, их свойства, применяемые в самолёто- и
вертолётостроении.
Вариант 34
7.
1.
2.
3.
4.
5.
Конструкционная прочность металлов. Критерии конструкционной прочности.
Влияние различных факторов на конструкционную прочность.
Вычертите диаграмму состояния железо — карбид железа, укажите
структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите
превращения и постройте кривую охлаждения с применением правила фаз для
сплава, содержащего 0,7% углерода. Для заданного сплава при температуре
1450° С определите: состав фаз, т. е. процентное содержание углерода в фазах;
количественное соотношение фаз.
Опишите влияние углерода и постоянных примесей на структуру и свойства
углеродистых сталей
Режущий инструмент из стали У10 был перегрет при закалке. Чем вреден
перегрев и как можно исправить этот дефект?
Кулачки должны иметь минимальную деформацию и высокую твердость и
износоустойчивость поверхностного слоя (750…1000 HV). Для изготовления
их выбрана сталь З8ХМЮА. Укажите состав и определите группу стали по
назначению. Назначьте и обоснуйте режим термической и химикотермической обработки, объяснив влияние легирования на превращения в
стали при ее термической обработке. Опишите структуру и свойства
поверхностного слоя и сердцевины кулачка.
76
Для изготовления деталей, работающих в активных коррозионных средах,
выбрана сталь 08Х18Н12Т. Укажите состав и объясните причины введения
легирующих элементов в эту сталь. Назначьте и обоснуйте режим термической
обработки и опишите микроструктуру данной стали после термической
обработки
7.
Для изготовления детали: Кронштейн, - выбран сплав АЛ9. Дайте
характеристику. Укажите состав сплава, с помощью диаграммы состояния: Al
– Si, - объясните пути улучшения микроструктуры и свойств сплава.
8.
Герметики. Классификация. Приведите примеры герметиков, применяющихся в
самолёто- и вертолётостроении, укажите их состав, свойства и применение.
Вариант 35.
6.
Опишите линейные несовершенства кристаллического строения. Как они
влияют на свойства металлов и сплавов? Кривая Одинга. Анализ влияния
плотности дислокаций на прочность металлов.
2.
Вычертите диаграмму состояния железо — карбид железа, укажите
структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите
превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для
сплава, содержащего 0,8% С. Выберите для заданного сплава любую
температуру между линиями ликвидус и солидус и определите состав фаз, т. е.
процентное содержание углерода в фазах; количественное соотношение фаз.
3.
Превращения закалённой стали при отпуске и старении.
4.
Требуется произвести поверхностное упрочнение изделий из стали 15Х.
Назначьте вид обработки, опишите его технологию, происходящие в стали
превращения, структуру и свойства поверхностных слоёв и сердцевины
изделия.
5.
В результате термической обработки вал должен получить повышенную
прочность по всему сечению, твёрдость 250…280 НВ. Для изготовления вала
выбрана сталь 40ХН. Дайте характеристику. Укажите состав стали. Назначьте и
обоснуй те режим термообработки, объяснив влияние легирования на
превращения, происходящие при термической обработки стали. Опишите
структуру и свойства вала после термообработки.
6.
Минералокерамические инструментальные материалы. Приведите примеры
марок, состав, область применения и особенности данных инструментальных
материалов.
7.
Отдельные детали летательных аппаратов изготавливаются методами литья или
жидкой штамповки из сплава ВАЛ14. Дайте характеристику сплаву. Укажите
состав, упрочняющую обработку, опишите механические свойства сплава.
8.
Композиционные материалы с металлической матрицей, их особенности.
Свойства и область применения.
Вариант 36
1.
1.
2.
3.
Начертите диаграмму состояния для случая образования устойчивого
химического соединения. Укажите структурные составляющие во всех областях
этой диаграммы и опишите строение типичных сплавов различного состава,
встречающихся в данной системе.
Как можно исправить крупнозернистую структуру кованой стали 30?
Обоснуйте выбранный режим термической обработки
Вычертите диаграмму состояния железо — карбид железа, укажите
структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите
превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для
сплава, содержащего 0,6% С. Выберите для заданного сплава любую
77
4.
5.
6.
7.
8.
температуру между линиями ликвидус и солидус и определите состав фаз, т. е.
процентное содержание углерода в фазах; количественное соотношение фаз.
Кулачки должны иметь минимальную деформацию и высокую
износоустойчивость (твердость поверхностного слоя 750…1000 HV), Для их
изготовления выбрана сталь 38Х2М2ЮА. Расшифруйте состав стали и
oпределите, к какой группе относится данная сталь по назначению. Назначьте и
обоснуйте режим термической и химико-термической обработки, объяснив
влияние легирования на превращения, происходящие на всех этапах обработки
данной стали Опишите микроструктуру и свойства стали после термической
обработки
В результате термической обработки пружины должны получить высокую
уг.ругость. Для изготовления их выбрана сталь 60С2ВА. Расшифруйте состав,
назначьте и обоснуйте режим термической обработки. Опишите
микроструктуру и свойства стали после термической обработки.
Инструментальные двухкарбидные твёрдые сплавы. Дайте характеристику,
укажите способ получения и основные операции технологического процесса
получения сплавов, Приведите примеры марок, укажите состав сплавов,
свойства, область применения.
Для изготовления ряда деталей в авиастроении применяется сплав МА2.
Расшифруйте состав, приведите характеристики механических свойств и
укажите способ изготовления деталей из этого сплава.
Опишите антикоррозионные покрытия металлов полимерами. Приведите
характеристику их свойств и условия применения.
Вариант 37.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Опишите физическую сущность и механизм процесса кристаллизации.
Опишите сущность явления наклёпа и примеры его практического
применения.
Вычертите диаграмму состояния железо — карбид железа. Укажите
структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите
превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для
сплава, содержащего 0,9% углерода. Выберите для заданного сплава любую
температуру между линиями ликвидус и солидус и определите: состав фаз, т. е.
процентное содержание углерода -в фазах; количественное соотношение фаз.
Вычертите диаграмму изотермического превращения аустенита для стали У8,
нанесите на нее кривую режима изотермической обработки, обеспечивающей
получение твердости 200 НВ. Укажите, как этот режим называется, опишите
сущность превращений и какая структура получается в данном случае.
Выберите углеродистую сталь для изготовления сверл. Назначьте режим
термической обработки, опишите сущность происходящих превращений,
структуру и свойства инструмента.
Шестерни должны иметь минимальную деформацию и высокую
износоустойчивость поверхностного слоя при твердости 700…850 HV. Для их
изготовления выбрана сталь 30Х2НВА. Укажите состав и определите, к какой
группе относится данная сталь по назначению. Назначьте и обоснуйте режим
термической и химико-термической обработки, объяснив влияние легирования
на превращения, происходящие на всех этапах обработки данной стали.
Опишите структуру и свойства стали после обработки.
В качестве материала для заливки вкладышей подшипников скольжения
выбран сплав Б16. Укажите состав и определите, к какой группе относится
78
8.
данный сплав по назначению. Опишите микроструктуру сплава и основные
требования, предъявляемые к сплавам этой группы.
Термопластичные пластмассы, их особенность и область применения.
Приведите примеры важнейших термопластов.
Вариант 38
В чём сущность металлического, ионного и ковалентного типов связи?
Каким способом можно восстановить пластичность холоднокатанных медных
лент? Назначьте режим термообработки и опишите сущность происходящих
процессов.
3.
Вычертите диаграмму состояния железо — карбид железа, укажите
структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите
превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для
сплава, содержащего 0,2% углерода. Выберите для заданного сплава любую
температуру между линиями ликвидус и солидус и определите; состав фаз, т. е.
процентное содержание углерода в фазах; количественное соотношение фаз.
4.
В результате термической обработки оправки должны получить повышенную
прочность по всему сечению (твердость 250…280 НВ). Для изготовления их
выбрана сталь 40ХФА. Укажите состав и определите, к какой группе относится
данная сталь по назначению. Назначьте и обоснуйте режим термической
обработки, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие на
всех этапах термической обработки этой стали. Опишите структуру и свойства
стали после термической обработки
5.
Инструментальные однокарбидные твёрдые сплавы. Дайте характеристику,
укажите способ получения и основные операции технологического процесса
получения сплавов, Приведите примеры марок, укажите состав сплавов,
свойства, область применения.
6.
Для поршней двигателей внутреннего сгорания, работающих при
температурах 200…250°С используется сплав АЛ1. Расшифруйте состав и
укажите способ изготовления деталей из данного сплава. Опишите режим
упрочняющей термической обработки и объясните природу упрочнения
сплава.
7.
Для арматуры, работающей под давлением, применяю, в частности, латунь
ЛАЖМц 66-6-3-2. Дайте характеристику, расшифруйте марку латуни, с
помощью диаграммы состояния Cu – Zn объясните влияние цинка на свойства
латуней, опишите структуру латуни. Укажите способ упрочнения латуни и её
основные свойства после упрочнения.
8.
Опишите антифрикционные полимерные покрытия, их свойства, способ
нанесения и условия применения.
Вариант 39.
1.
2.
1.
2.
3.
Охарактеризуйте параметры процессы кристаллизации. Их влияние на
величину зерна кристаллизующегося металла.
Испытания металлов на трещиностойкость. Критический коэффициент
интенсивности напряжений в условиях плоской деформации.
Вычертите диаграмму состояния железо — карбид железа, укажите
структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите
превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для
сплава, содержащего 1,0% углерода. Выберите для заданного сплава любую
79
температуру между линиями ликвидус и солидус и определите; состав фаз, т. е.
процентное содержание углерода в фазах; количественное соотношение фаз.
4.
Назначьте режим термической обработки (температуру закалки, охлаждающую
среду и температуру отпуска) деталей из стали ЗОХГСА, которые должны
иметь твердость 230…250 НВ. Опишите микроструктуру и свойства стали
после термической обработки.
5.
Для изготовления машинных метчиков выбрана сталь Р18К5Ф2. Укажите
состав и определите, к какой группе относится данная сталь по назначению.
Назначьте режим термической обработки, приведите его обоснование,
объяснив влияние легирования на превращения, происходящие на всех этапах
термической обработки данной стали Опишите микроструктуру и свойства
стали после термической обработки.
6.
Для изготовления постоянных магнитов сечением 50 х 50 мм выбран сплав
ЕХ9К15. Укажите состав, назначьте режим термической обработки и опишите
структуру и свойства сплава после обработки. Объясните, почему для
магнитов больших размеров нельзя применять сталь У12.
7.
Для изготовления деталей двигателя внутреннего сгорания выбран сплав АК41. Укажите состав и способ изготовления деталей из этого сплава. Приведите
характеристики механических свойств АК4-1 при повышенных температурах
и обьясните, за счет чего они достигаются.
8.
Полиметилметакрилат (органическое стекло). Укажите состав, характерные
свойства, способ переработки, упрочнения и область его применения,
Вариант 40
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Как влияет изменение структуры на свойства деформированного металла? В
чем сущность и каково практическое применение наклепа?
Вычертите диаграмму состояния железо — карбид железа, укажите
структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите
превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для
сплава, содержащего 1,3% углерода. Выберите для заданного сплава любую
температуру между линиями ликвидус и солидус и определите; состав фаз, т. е.
процентное содержание углерода в фазах; количественное соотношение фаз.
С помощью диаграммы состояния системы железо — карбид железа
определите температуру нормализации, отжига и закалки стали 45 и кратко
опишите микроструктуру и свойства после каждого вида термической
обработки.
На изделиях из стали 15 требуется получить поверхностный слой высокой
твердости. Приведите обоснование выбора метода химико-термической
обработки, опишите его технологию и структуру изделия после
окончательной термической обработки.
В результате термической обработки рессоры должны получить высокую
упругость. Для изготовления их выбрана сталь 70СЗА. Укажите состав,
назначьте режим термической обработки, приведите его обоснование.
Опишите микроструктуру и свойства стали после термической обработки.
Для обшивки сверхзвуковых самолетов применяются сплавы на основе
титана. Обоснуйте причины применения этих сплавов взамен алюминиевых.
Приведите примеры титановых сплавов и сравните их механические
характеристики с характеристиками алюминиевых сплавов при температуре
200…5000С.
Для изготовления деталей путем глубокой вытяжки применяется латунь Л96.
Укажите состав, опишите структуру сплава и назначьте режим
промежуточной термической обработки, применяемой между отдельными
80
операциями вытяжки, обоснуйте выбранный режим.
Приведите общую
характеристику механических свойств сплава
8.
Опишите механические свойства полимеров в кристаллическом состоянии.
Вариант 41.
Опишите виды несовершенств кристаллического строения металлов.
Как изменяются эксплуатационные характеристики деталей после
дробеструйной обработки и почему?
3.
Вычертите диаграмму состояния железо — карбид железа, укажите
структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите
превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз)
для сплава, содержащего 3,1% углерода. Выберите для заданного сплава
любую температуру между линиями ликвидус и солидус и определите: состав
фаз, т. е. процентное содержание углерода в фазах; количественное
соотношение фаз.
4.
Покажите графически режим отжига для получения ферритного ковкого
чугуна. Опишите структурные превращения, происходящие в процессе отжига,
и укажите, каковы механические свойства чугуна после термической
обработки.
5.
Изделия из стали 40Х требуется подвергнуть улучшению. Назначьте режим
термической обработки, опишите сущность происходящих превращений,
структуру и свойства стали
6.
Для изготовления обрезных штампов выбрана сталь Х6ВФ. Укажите состав,
назначьте и обоснуйте режим термической обработки, объяснив влияние
легирования на превращения, происходящие на всех этапах термической
обработки. Опишите структуру и свойства стали после термической обработки.
7.
Для отливок сложной конфигурации используется бронза Бр.ОФ10-1. Укажите
состав сплава, его структуру и назначьте режим термической обработки для
снятия внутренних напряжений возникающих после отливки
8.
Опишите основные свойства керамики и область применения ее в
машиностроении.
Вариант 42
1.
2.
1.
2.
3.
4.
5.
Начертите диаграмму состояния для случая полной нерастворимости
компонентов в твёрдом состоянии. Укажите структурные составляющие во всех
областях диаграммы и опишите строение типичных сплавов различного
состава, встречающихся в данной системе.
Какой термической обработкой можно восстановить пластичность
холоднодеформированных полос из стали 10? Назначьте режим
термообработки и опишите сущность происходящих процессов.
Вычертите диаграмму состояния железо — карбид железа. Укажите
структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите
превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз)
для сплава, содержащего 1,1% углерода. Для заданного сплава при
температуре 14000С определите: состав фаз, т. е. процентное содержание
углерода в фазах; количественное соотношение фаз.
Опишите структуру и свойства стали 45 и У12 после закалки от температур
760 и 8400 С (объясните с применением диаграммы состояния железо —
карбид железа). Выберите оптимальный режим нагрева под закалку для
каждой стали.
В результате термической обработки полуоси должны получить повышенную
прочность по всему сечению и твёрдость не менее
230…280 НВ. Для их
81
изготовления выбрана сталь 40ХНМА. Укажите состав и определите группу
стали по назначению. Назначьте режим термической обработки данной стали,
приведите его обоснование, объяснив влияние легирования на превращения,
происходящие на всех этапах термической обработки данной стали. Опишите
структуру и свойства стали после термической обработки.
6.
Фреза из стали Р6М5К5 должна быть термообработана на максимальную
твёрдость. Назначьте режим термообработки, опишите сущность процессов,
происходящих в стали, структуру и свойства стали после термообработки
7.
Для изготовления отдельных деталей летательных аппаратов применяется
сплав ВАЛ10. Дайте характеристику сплаву, расшифруйте, укажите
упрочняющую термообработку для получения σв = 400 МПа, опишите
процессы, проходящие при термообработке, приводящие к упрочнению сплава.
8.
Укажите классификацию, состав, физико – механические свойства и область
применения резин в машиностроении.
Вариант 43.
Что такое эвтектика? Приведите пример какого-либо сплава, Имеющего
строение эвтектики.
2.
Какие процессы происходят при горячей пластической деформации и как при
этом изменяются строение и свойства металла?
3.
Вычертите диаграмму состояния железо—карбид железа, укажите
структурные составляющие во всех областях диаграммы состояния, опишите
превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз)
для сплава, содержащего 3,2% углерода. Выберите для заданного сплава
любую температуру между линиями ликвидус и солидус и определите: состав
фаз, т. е. процентное содержание углерода в фазах; количественное
соотношение фаз.
4.
Вычертите диаграмму изотермического превращения аустенита для стали У8,
нанесите на нее кривую режима изотермической обработки, обеспечивающей
получение твердости HRC50. Укажите, как этот режим называется, опишите
сущность превращений и какая структура получается в данном случае.
5.
Для изготовления штампов горячей штамповки выбрана сталь 5ХНВ Укажите
состав и определите группу стали по назначению Назначьте и обоснуйте режим
термической обработки, объяснив влияние легирования на превращения,
происходящие на всех этапах термической обработки этой стали. Укажите
микроструктуру и свойства стали после термической обработки.
6.
Для изготовления деталей подшипников качения выбрана сталь ШХ15СГ
Укажите состав стали, назначьте режим термический обработки и приведите
свойства стали после термической обработки.
7.
Укажите группы, приведите примеры марок, состав и свойства
инструментальных твёрдых сплавов. Опишите способ получения сплавов и
укажите операции технологического процесса получения сплавов.
8.
Приведите классификацию технической керамики по составу и укажите
область ее применения в машиностроении
Вариант 44
1.
1.
2.
3.
Что такое ликвация. Причины её возникновения и способы устранения.
Сохраняется ли наклёп металл, если пластическая деформация осуществляется
при температуре выше температуры рекристаллизации. Дайте подробное
объяснение.
Вычертите диаграмму состояния железо — карбид железа, укажите
структурные составляющие во всех областях диаграммы, Опишите
82
4.
5.
6.
7.
8.
превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз)
для сплава, содержащего 1,2% углерода. Выберите для заданного сплава
любую температуру между линиями ликвидус и солидус и определите: состав
фаз, т. е. процентное содержание углерода в фазах; количественное
соотношение фаз.
После закалки углеродистой стали 30 со скоростью охлаждения выше
критической была получена структура, состоящая из феррита и мартенсита.
Проведите на диаграмме состояния железо — карбид железа фигуративную
прямую для данной стали, укажите принятую в данном случае температуру
нагрева под закалку и опишите превращения, которые совершились в стали при
нагреве и охлаждении. Как называется такой вид закалки?
Для изготовления пресс-форм выбрана сталь ЗХ2В8. Укажите состав и
определите группу стали по назначению. Назначьте и обоснуйте режим
термической обработки, объяснив влияние легирования на превращения,
происходящие на всех этапах термической обработки данной стали. Опишите
структуру и свойства стали после термической обработки.
Для некоторых деталей (щеки барабанов, шары дробильных мельниц и т. п.)
выбрана сталь 110Г13. Укажите состав и определите группу стали по
назначению. Назначьте режим термической обработки и обоснуйте его выбор.
Опишите микроструктуру стали и причины ее высокой износоустойчивости.
Для изготовления деталей летательных аппаратов выбран сплав Д16чАТ. Дайте
характеристику, укажите состав сплава, опишите, каким способом
производится упрочнение
этого
сплава,
и
объясните
природу
упрочнения. Укажите характеристики механических свойств сплава, способы
защиты деталей из данного сплава от коррозии.
Опишите принципиальное отличие процессов кристаллизации полимеров и
металлов.
83
84
Форма
заполнения титульного листа, первого и последующих листов контрольной
работы.
Титульный лист является
первым листом контрольной работы или
комплекта отчётов по лабораторным работам и выполняется согласно требованиям
ДВФУ.
На втором листе контрольной работы необходимо поместить раздел «Содержание»
контрольной работы
В контрольной работе обязательны ссылки на техническую литературу, кроме того,
в конце работы необходимо указать перечень использованной литературы.
85
№ варианта
№ группы
\
М.КР._____ _____
Изм. Лист
№ докум.
Разраб.
Ф.И.О.
Провер.
Ф.И.О.
Подпись Дата
Лит.
86
КОНТРОЛЬНАЯ
РАБОТА
Листов
Подпись Дата
Лист
Филиал ДВФУ в г. Арсеньеве
М.КР.______._____
Н. Контр.
№ докум.
Лист
2
Реценз.
Утверд.
Изм.
Лист
Список литературы:
3