Контрольная работа по дисциплине «Материаловедение» для ИРНИТУ

Вариант 11 1. Дайте определение твердости. Какими методами измеряют твердость металлов и сплавов? Опишите их. 2. Вычертите диаграмму состояния «железо – карбид железа», укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите фазовые и структурные превращения в сплаве с 1,5% углерода при охлаждении из 13 жидкого состояния. Постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз Гиббса) для этого сплава. Какова структура сплава при комнатной температуре, как сплав называется? По правилу Курнакова определите количество фаз в сплаве при температуре 1300 °С. 3. Для каких сталей и с какой целью применяется отжиг на зернистый перлит? Приведите описание этого вида термообработки с указанием изменений структуры и свойств для выбранной вами марки стали. 4. В результате термообработки пружины должны получить высокую упругость. Для их изготовления использована сталь 50С2. Приведите химический состав данной стали, определите группу стали по назначению, опишите влияние легирующих элементов на свойства стали. Назначьте и обоснуйте температуру закалки и отпуска, охлаждающие среды. Опишите сущность происходящих при термообработке превращений, микроструктуру и свойства. 5. Для изготовления деталей в авиастроении применяется сплав МЛ5. Приведите состав сплава, укажите способ изготовление деталей из данного сплава. Назначьте режим термической обработки и опишите структуру и свойства сплава. Вариант 12 1. Волочение медной проволоки проводят в несколько переходов. В некоторых случаях проволока на последних переходах разрывается. Объясните причину разрыва и укажите способ его предупреждения. 2. Вычертите диаграмму состояния «железо – карбид железа», укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите фазовые и структурные превращения в сплаве с 1,6% углерода при охлаждении из жидкого состояния. Постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз Гиббса) для этого сплава. Какова структура сплава при комнатной температуре, как сплав называется? По правилу Курнакова определите количество фаз в сплаве при температуре 1300 °С. 3. Назначьте режим обработки шестерни из стали 20, обеспечивающий твердость зуба 58÷62 HRC. Опишите происходящие в стали превращения, структуру и свойства поверхности зуба и сердцевины шестерни после термической обработки. 4. Выберите марку чугуна для изготовления ответственных деталей машин (коленчатые валы, шатуны и пр.). Укажите состав, обработку, структуру и основные механические свойства деталей из этого чугуна. 5. Для изготовления деталей методом глубокой вытяжки применяют латунь Л96. Укажите состав. Используя диаграмму медь-цинк, определите структуру сплава. Назначьте режим термообработки, применяемый между отдельными операциями вытяжки, обоснуйте его выбор. Приведите общие характеристики механических свойств сплава. Вариант 13 1. Что такое прочность? Какими стандартными характеристиками механических свойств оценивается прочность металлов и сплавов? Как эти характеристики определяются? В каких единицах измеряются? 2. Вычертите диаграмму состояния «железо – карбид железа», укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите фазовые и структурные превращения в сплаве с 1,7% углерода при охлаждении из жидкого состояния. Постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз Гиббса) для этого сплава. Какова структура сплава при комнатной температуре, как сплав называется? По правилу Курнакова определите количество фаз в сплаве при температуре 1200 °С. 3. Углеродистая сталь 60 после закалки и отпуска имеет твердость 44÷46 HRC. Используя диаграмму состояния «железо – карбид железа» и учитывая превращения, происходящие в стали при отпуске, выберите температуру закалки и температуру отпуска. Опишите превращения, которые происходят при выбранных режимах термообработки и окончательную структуру. 4. В результате обработки червяки должны получить твердую износостойкую поверхность и вязкую сердцевину. Для их изготовления использована сталь 20ХГР. Приведите химический состав данной стали, определите группу стали по назначению, опишите влияние легирующих элементов на свойства стали. Назначьте и обоснуйте режим химико-термической и термической обработки. Опишите сущность происходящих при термообработке превращений, микроструктуру и свойства поверхности и сердцевины шестерни после всей обработки. 5. В качестве материала для заливки вкладышей ответственных подшипников скольжения выбран сплав Б83. Укажите состав и определите группу сплава по назначению. Опишите микроструктуру сплава, основные свойства и требования, предъявляемые к сплавам этой группы. Вариант 14 1. Каким способом можно восстановить пластичность холоднокатаной медной ленты? Назначьте режим термообработки (температура плавления меди 1083 °С) и опишите сущность процессов, происходящих при холодной деформации и последующем отжиге. 2. Вычертите диаграмму состояния «железо – карбид железа», укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите фазовые и структурные превращения в сплаве с 1,8% углерода при охлаждении из 15 жидкого состояния. Постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз Гиббса) для этого сплава. Какова структура сплава при комнатной температуре, как сплав называется? По правилу Курнакова определите количество фаз в сплаве при температуре 1200 °С. 3. Детали машин из стали 50 закалены: одна – от температуры 740 °С, другая – от 820 °С. Используя диаграмму состояния «железо – карбид железа», нанесите выбранные температуры нагрева, назовите виды закалок. Какая из этих деталей имеет более высокую твердость и лучшие эксплуатационные свойства и почему. 4. Копиры должны иметь минимальную деформацию и высокую износостойкость при твердости поверхностного слоя 750÷1000HV. Для их изготовления использована сталь 38ХМФА. Приведите химический состав данной стали, определите группу стали по назначению, опишите влияние легирующих элементов на свойства стали. Назначьте и обоснуйте режим термической и химико-термической обработки. Опишите сущность происходящих при термообработке превращений, микроструктуру и свойства копиров после всей обработки. 5. Для изготовления ряда деталей самолета выбран сплав Д16. Приведите состав, опишите способ упрочнения сплава и объясните природу упрочнения. Укажите микроструктуру и характеристики механических свойств сплава после термообработки. Вариант 15 1. Что такое степень переохлаждения, и как она влияет на величину зерна кристаллизующегося металла, а также на его свойства? Как получить металл в аморфном состоянии? 2. Вычертите диаграмму состояния «железо – карбид железа», укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите фазовые и структурные превращения в сплаве с 1,9% углерода при охлаждении из жидкого состояния. Постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз Гиббса) для этого сплава. Какова структура сплава при комнатной температуре, как сплав называется? По правилу Курнакова определите количество фаз в сплаве при температуре 1200 °С. 3. Углеродистая сталь У8 после одного вида термообработки получила структуру пластинчатого перлита, а после другого вида термообработки – зернистого перлита. Опишите виды термообработки, примененные в каждом случае. Какие свойства в том и в другом случае приобрела сталь? 4. Назначьте коррозионно-стойкую сталь для изготовления режущего инструмента. Приведите состав стали, необходимую термообработку и получаемую структуру. Объясните физическую природу коррозионной устойчивости стали и роль хрома. 5. Выберите марку латуни для изготовления деталей на станках-автоматах. Укажите состав. Используя диаграмму медь-цинк, определите структуру сплава. Для чего в этот сплав вводят свинец? Приведите свойства сплава.