Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Саратовский государственный технический университет
Балаковский институт техники, технологии и управления
МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
Методические указания
к выполнению контрольных работ
по курсу «МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ»
для студентов специальности 120100
заочной формы обучения
Одобрено
редакционно-издательским советом
Балаковского института техники,
технологии и управления
Балаково 2009
ВВЕДЕНИЕ
Прогресс в области машиностроения тесно связан с созданием и освоением новых, наиболее экономичных материалов, новейших методов упрочнения металлов и других промышленных материалов; расширением сортамента выпускаемых материалов.
Совершенствование производства, выпуск современных разнообразных машиностроительных конструкций, специальных приборов и машин невоз-можны без дальнейшего развития производства металлических сплавов, которые в настоящее время являются основными материалами в Машино-строении. В зависимости от назначения к сплавам предъявляются различные требования. Некоторые из них должны отличаться высокой прочностью, другие — пластичностью, третьи — высокой электропроводностью или высоким электрическим сопротивлением, четвертые — специальными магнитными свойствами и т. д. Получение тех или иных свойств определяя-ется внутренним строением сплавов. В свою очередь, строение сплава зависит от состава и характера предварительной обработки. Следовательно, между всеми этими характеристиками существуют определенные связи: между составом и строением (первая связь), между обработкой и строением (вторая связь) и между строением и свойствами (третья связь). Изучение этих связей составляет предмет дисциплины, которая называется «Материало-ведение». В этой дисциплине изучаются, с одной стороны, физические осно-вы указанных выше связей; с другой стороны, материаловедение является первой инженерной дисциплиной, данные которой широко используются при курсовом и дипломном проектировании, а также в практической деятель-ности инженеров-машиностроителей. Контрольные задания имеют по десять вариантов. Студент выполняет тот вариант задания, номер которого соответ-ствует последней цифре шифра. Например, студент, имеющий шифр 176245, выполняет вариант 5, а имеющий шифр 1761020 выполняет вариант 10.
ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К СОДЕРЖАНИЮ И
ОФОРМЛЕНИЮ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ
Содержание контрольной работы должно соответствовать установлен-ному варианту. Произвольные отклонения от порядка выбора задания не допускаются и контрольные варианты, выполненные не на тему или с отклонениями от нее, не засчитываются. Контрольные задания выполняют в письменном виде. Текст вопросов должен быть написан перед ответом на вопрос и подчеркнут. Ответы на вопросы контрольных заданий должны быть четкими и ясными, основываться на теоретических положениях, изложенных в рекомендуемых учебниках, иллюстрироваться схемами, эскизами, а также примерами из учебной литературы или из практики предприятия, на котором студент работает. Ответы на вопросы контрольных заданий следует давать своими словами, а не переписывать соответствующий текст учебника или учебного пособия. Эскизы, схемы и чертежи выполняются от руки в масштабе с указанием основных размеров, сечений и разрезов по правилам Единой системы конструкторской документации (ЕСКД). Страницы контрольной работы, таблицы и рисунки необходимо пронумеровать, при этом рисунки, эскизы и схемы должны иметь поясняющие подписи. При ответе следует ссылаться на иллюстративный материал. На страницах работы необходимо оставить поля для замечаний рецензента. Страницы контрольной работы нумеруются внизу справа. Объем выполняемого задания – 10 - 12 страниц стандартной ученической тетради. В конце выполненного задания студент приводит список использованной литературы по ГОСТ 7.1-2003, указывает дату выполнения работы и ставит свою подпись.
Если работа не зачтена, то она посылается на исправление, согласно сделанным замечаниям. Исправленная контрольная работа сдается в деканат повторно. Без выполненной контрольной работы студенты не допускаются к экзамену,
ВОПРОСЫ КОНТРОЛЬНОГО ЗАДАНИЯ № 1
Вариант 1
1. Опишите физическую сущность процесса кристаллизации [1, с. 64].
2. Вычертите диаграмму состояния системы висмут – сурьма. Опишите взаимодействие компонентов в жидком и твердом состояниях, укажите струк-турные составляющие во всех областях диаграммы состояния и объясните характер изменения свойств сплавов в данной системе с помощью правил Курнакова (рис.1) [7,с.50].
Рис. 1. Диаграмма состояния висмут – сурьма (Bi – Sb)
3. Какой вид напряжений приводит к вязкому разрушению путем среза? Объясните природу разрушения [2, с. 64].
4. Вычертите диаграмму состояния железо — карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения в интервале температур от 1600 до 0°С (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 2,6%С. Для заданного сплава определите процентное содержание углерода в фазах при температуре 1000°С [7, с. 64].
5. Вычертите диаграмму изотермического превращения аустенита для стали У8, нанесите на нее кривую режима термической обработки, обеспечивающей получение твердости HRC60 — 63. Укажите, как этот режим называется, опишите сущность превращений и какая структура получается при этом [1, с. 103].
Вариант 2
1. Опишите строение и основные характеристики кристаллической решетки магния (параметры, координационное число, плотность упаковки) [1, с. 62].
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 в данной системе с помощью правил Курнакова (рис. 2) [7, с. 50].
Рис. 2. Диаграмма состояния свинец – сурьма (Pb – Sb)
3. Как изменяются механические и другие свойства при нагреве наклё-панного металла [1, с. 27]?
4. Вычертите диаграмму состояния железо — карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превра-щения и постройте кривую нагревания в интервале температур от 0 до 1600°С (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 3,3%С. Для заданного сплава при температуре 1200° С определите: процентное содержание углерода в фазах; количественное соотношение фаз [7, с. 64].
5. С помощью диаграммы состояния железо — карбид железа определите температуру полного и неполного отжига и нормализации для стали 20. Охарак-теризуйте эти режимы термической обработки и приведите краткое описание микроструктуры и свойств стали после каждого вида обработки [1, с. 104].
Вариант 3
1. Постройте с применением правила фаз кривую нагревания для алюминия [4, с. 384].
2. Вычертите диаграмму состояния системы медь — серебро. Опишите взаимодействие компонентов в жидком и твёрдом состояниях, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы состояния и объясните характер изменения свойств в данной системе с помощью правила Курнакова (рис.3) [7, с. 50].
Рис. 3. Диаграмма состояния медь – серебро (Cu – Ag)
3. Опишите линейные несовершенства кристаллического строения. Как они влияют на свойства металлов и сплавов [7, с. 12]?
4. Вычертите диаграмму состояния железо — карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения в интервале температур от 1600 до 0°
С (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 2,3%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 [7, с. 64].
5. Используя диаграмму изотермического превращения аустенита, объяс-ните, почему нельзя получить в стали чисто мартенситную структуру, при охлаждении её со скоростью, меньшей критической скорости закалки [1, с. 103].
Вариант 4
1. Дайте определение твердости. Какими методами измеряют твердость металлов и сплавов? Опишите их [7, с. 37].
2. Вычертите диаграмму состояния системы свинец — олово, опишите взаимодействие компонентов в жидком и твердом состояниях, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы состояния и объясните характер изменения свойств сплавов с помощью правил Курнакова (рис.4) [7, с. 50].
Рис. 4 Диаграмма состояния свинец – олово
3. Для чего применяется отжиг в процессе изготовления холоднокатаной стальной ленты? Как называется такой вид отжига [1, с. 104]?
4. Вычертите диаграмму состояния железо — карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую нагревания в интервале температур от 0 до 1600°С (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 2,4%С. Для заданного сплава при температуре 1250°С определите: состав фаз, т. е. процентное содер-жание углерода в фазах; количественное соотношение фаз [7, с. 64].
5. Вычертите диаграмму изотермического превращения аустенита эвтек-тоидной стали и нанесите на нее кривую режима изотермического отжига. Опишите превращения и получаемую после такой обработки структуру [1, с. 103].
Вариант 5
1. Опишите явление полиморфизма в приложении к титану, а также строение и основные характеристики кристаллической решетки (параметры, координа-ционное число, плотность упаковки) для кубической модификации титана [1, стр. 62].
2. Вычертите диаграмму состояния системы магний — кальций. 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 (рис. 5) [7, с. 50].
Рис. 5 Диаграмма состояния магний – кальций (Mg – Ca)
3. Что такое блочная (мозаичная) структура и как она изменяется в процессе холодной пластической деформации [7, с. 25]?
4. Вычертите диаграмму состояния железо — карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превра-щения и постройте кривую охлаждения в интервале температур от 1600 до 0°С (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 0,7%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 [7, с. 64].
5. В структуре углеродистой стали 30 после закалки не обнаруживается остаточного аустенита. В структуре углеродистой стали У12 после закалки наблюдается до 30% остаточного аустенита. Объясните причину этого явления в связи с мартенситными кривыми для данных сталей. Какой обработкой можно устранить остаточный аустенит [1, с. 106]?
Вариант 6
1. Опишите явление полиморфизма в приложении к железу [7, с. 22].
2. Вычертите диаграмму состояния системы медь – мышьяк (Cu – As). 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 (рис. 6) [7, с. 50].
Рис. 6. Диаграмма состояния медь – мышьяк (Cu – As)
3. Опишите точечные несовершенства кристаллического строения [7, c.12].
4. Вычертите диаграмму состояния железо — карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превра-щения и постройте кривую охлаждения в интервале температур от 1600 до 0°С (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 4,8% С. Выберите для данного сплава любую температуру между линиями ликвидус и солидус и определите: состав фаз, т. е. процентное содержание углерода в фазах; количественное соотношение фаз [7, с. 64].
5. 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 [1, с. 103].
Вариант 7
1. Что такое ограниченные и неограниченные твёрдые растворы? Каковы необходимые условия образования неограниченных твердых растворов?
2. Вычертите диаграмму состояния системы магний – германий (Mg – Ge). 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 (рис. 7) [7, с. 50].
Рис. 7. Диаграмма состояния магний – германий (Mg – Ge)
3. Опишите сущность явления наклёпа и примеры его практического использования [7, с. 27].
4. При непрерывном охлаждении стали У8 получена структура тростит + мартенсит. Нанесите на диаграмму изотермического превращения аустенита кривую охлаждения, обеспечивающую получение данной структуры. Укажите интервалы температур превращения и опишите характер превращения каждой из них [1, с. 103].
5. С помощью диаграммы состояния железо-цементит установите темпе-ратуру полной и неполной закалки для стали 45 и опишите структуру и свойства стали после каждого вида термической обработки [1, с. 106].
Вариант 8
1. Опишите строение и основные характеристики кристаллической решетки хрома (параметры, координатное число, плотность упаковки) [1, с . 62].
2. Вычертите диаграмму состояния системы сурьма – германий. Опишите взаимодействие компонентов в жидком и твёрдом состояниях, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы и объясните характер изменения свойств сплавов в данной системе с помощью правил Курнакова (рис. 8) [7, с. 50].
Рис. 8. Диаграмма состояния сурьма – германий (Sb – Ge)
3.
Как изменяются строение и свойства при нагревании предварительно деформированного металла [7, с. 29]?
4.
Вычертите диаграмму состояния железо - карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превра-щения и постройте кривую нагревания в интервале температур от 0 до 1600°С (с применением правил фаз) для сплава, содержащего 1,7% С. Для данного сплава определите при температуре 1400°С: процентное содержание углерода в фазах; количественное соотношение фаз [7, с. 64].
5.
Углеродистые стали У8 и 35 имеют после закалки и отпуска структуру мартенсит отпуска и твёрдость: первая - НRС60, вторая - НRС50. Используя диаграмму состояния железо - карбид железа и учитывая превращения, происходящие при отпуске, укажите температуру отпуска для каждой стали. Опишите все превращения, происходящие в этих сталях в процессе отпуска, и объясните, почему сталь У8 имеет большую твёрдость, чем сталь 35 [1, с. 106].
Вариант 9
1. Опишите строение и основные характеристики кристаллической решетки свинца (параметры, координационное число, плотность упаковки) [1, с. 62].
2. Вычертите диаграмму состояния системы кадмий – цинк (Cd – Zn). 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 (рис. 9) [7, с. 50].
Рис. 9. Диаграмма состояния кадмий – цинк (Cd – Zn)
3. В чем различие между упругой и пластической деформацией [7, с. 25]?
4. Вычертите диаграмму состояния железо — карбид железа, укажите превращения и постройте кривую нагревания в интервале температур от 0 до 1600°С (с применением правил фаз) для сплава, содержащего 2,8%С. Для заданного сплава определите при температуре 1250°С: состав фаз, т. е. процентное содержание углерода в фазах; количественное соотношение фаз [7, с. 64].
5. Почему для изготовления инструмента применяется сталь с исходной структурой зернистого перлита? В результате какой термической обработки можно получить эту структуру [1, с. 102]?
Вариант
10
1. Как влияет скорость охлаждения на строение кристаллизующегося металла [2, с. 39]?
2. Вычертите диаграмму состояния системы алюминий – медь (Al – Cu). 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 (рис. 10) [7, с. 50].
Рис. 10. Диаграмма состояния алюминий – медь (Al – Cu)
3. Как влияют состав сплава и степень пластической деформации на протекание рекристаллизационных процессов? Что такое критическая степень деформации [7, с. 28]?
4. Вычертите диаграмму состояния железо — карбид железа, укажите структурные сос
5. Вычертите диаграмму изотермического превращения аустенита для стали У8, нанесите на нее кривую режима изотермической обработки, обеспечивающей получение твердости НRС45. Укажите, как этот режим называется, опишите сущность превращений и какая структура получается в данном случае [1, с. 103].
ВОПРОСЫ КОНТРОЛЬНОГО ЗАДАНИЯ № 2
Вариант 1
1. Назначьте режим термической обработки (температуру закалки, охлаждающую среду и температуру отпуска) зубил из стали У8. Опишите структуру и твердость инструмента после термической обработки [1, с. 123].
2. В результате термической обработки полуоси должны получить повышенную прочность по всему сечению (твердость НВ230 — 280). Для изготовления их выбрана сталь 30ХГС: а) расшифруйте состав и определите группу стали по назначению; б) назначьте режим термической обработки, приведите его обоснование, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие на всех этапах термической обработки данной стали; в) опишите структуру и свойства стали после термической обработки [1, с. 158].
3. Для изготовления деталей высокой прочности используется мартен-ситостареющая сталь Н18К8М3: а) расшифруйте состав и укажите группу стали по назначению; б) назначьте и обоснуйте режим термической обработки, объяснив влияние легирующих элементов на превращения в стали; в) охарактеризуйте структуру и основные свойства стали [7, с. 158].
4. Металлокерамические жаропрочные сплавы. Состав, свойства и область применения их в машиностроении [7, с. 252].
5. Термореактивные пластмассы, их особенности и область применения [7, с. 235].
Вариант 2
1. В результате термической обработки некоторые детали машин должны иметь твердый износоустойчивый поверхностный слой при вязкой сердцевине. Для изготовления их выбрана сталь 15ХФ: а) расшифруйте состав и определите группу стали по назначению; б) назначьте режим термической и химико-термической обработки, приведите его обоснование, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие на всех этапах термической обработки данной стали; в) опишите структуру и свойства стали после термической обработки [1, с. 123].
2. В результате термической обработки втулки должны получить повышенную прочность по всему сечению (твердость НВ250 — 280). Для изготовления их выбрана сталь 40ХГР: а) расшифруйте состав и определите, к какой группе относится данная сталь по назначению; б) назначьте и обоснуйте режим термической обработки, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие на всех этапах термической обработки данной стали; в) опишите структуру и свойства стали после термической обработки [1, с. 120].
3. Для деталей, работающих в слабых агрессивных средах, применяется сталь 8X13: а) расшифруйте состав и определите группу стали по структуре; б) объясните назначение хрома в данной стали; в) назначьте и обоснуйте режим термической обработки [4, с. 349].
4. Для изготовления токопроводящих упругих элементов выбран сплав БрБНТ-1,9. Приведите химический состав, режим термической обработки и получаемые механические свойства материала. Опишите процессы, проис-ходящие при термической обработке, и объясните природу упрочнения в связи с диаграммой состояния медь — бериллий [4, с. 406].
5. Опишите ситаллы и методы их получения, Влияние состава и величины кристаллов на свойства ситаллов. Укажите область их применения [7, с. 257].
Вариант 3
1. Выберите углеродистую сталь для изготовления метчиков. Назначьте режим термической обработки, опишите сущность происходящих превра-щений, структуру и свойства инструмента [1, с. 123].
2. В результате термической обработки полуоси должны получить по всему сечению повышенную прочность (твердость HRC28 — 35). Для их изготовления выбрана сталь 40ХНМА: а) расшифруйте состав и определите, к какой группе относится данная сталь по назначению; б) назначьте и обоснуйте режим термической обработки, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие на всех этапах термической обработки данной стали; в) опишите микроструктуру и свойства стали после термической обработки [1, с. 120].
3. Для изготовления калибров выбрана сталь 9X18. Ответьте на пункты а), б), в) предыдущего вопроса [4, с. 357].
4. Для изготовления некоторых деталей самолета выбран сплав АЛ2: а) расшифруйте состав и укажите способ изготовления деталей из данного сплава; б) опишите методы повышения механических свойств сплава и сущность этого явления [1, с. 133].
5. Достоинства и недостатки пластмасс. Применение пластмасс для штамповой оснастки [7, с. 235].
Вариант 4
1. Назначьте режим термической обработки (температуру закалки, охлаждающую среду и температуру отпуска) рессор из стали 55СГ. Опишите их микроструктуру и свойства после обработки [4, с. 285].
2. В результате термической обработки шестерни должны получить твердый износоустойчивый поверхностный слой при вязкой сердцевине. Для их изготовления выбрана сталь 18ХГТ: а) расшифруйте состав и определите группу стали по назначению; б) назначьте режим термической и химико-термической обработки, приведите его обоснование, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие на всех этапах обработки данной стали; в) опишите структуру и свойства стали после термической обработки [7, с. 158].
3. Опишите применение металлокерамических твердых сплавов в производстве штампов. Укажите их строение, состав и свойства [7, с. 252].
4. Для изготовления некоторых деталей самолета выбран сплав B95T1: а) расшифруйте состав и укажите характеристики механических свойств; б) опишите, каким способом производится упрочнение этого сплава, и объясните природу упрочнения [4, с. 384].
5. Опишите современное представление о молекулярном строении полимеров. Укажите структуру термопластических и термореактивных полимеров [7, с. 230].
Вариант 5
1.
Назначьте режим термической обработки (температуру закалки, охлаждающую среду и температуру отпуска) резьбовых калибров из стали У9А. Опишите микроструктуру и твердость инструмента после термической обработки [1, с. 123].
2.
Для изготовления пресс-форм выбрана сталь 3Х2В8: а) расшифруйте состав и определите группу стали по назначению; б) назначьте и обоснуйте режим термической обработки, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие, на всех этапах термической обработки данной стали; в) опишите структуру и свойства стали после термической обработки [4, с. 349].
3.
Для некоторых приборов точной механики выбран сплав инвар Н36: а) расшифруйте состав и определите, к какой группе сплавов относится инвар по назначению; б) опишите влияние легирующих элементов на основную харак-теристику сплава и причины выбора данного состава (в связи с аномалией изменения коэффициента термического расширения) [1, с. 141].
4. Назначьте марку латуни, коррозионно-устойчивой в морской воде: а) расшифруйте ее состав и опишите структуру, используя диаграмму состояния медь - цинк; б) укажите способ упрочнения латуни и основные свойства [4, с. 406].
5. Укажите состав и свойства керамики, применяемой в электропри-боростроении [7, с. 252].
Вариант 6
1. Кратко изложите сущность процесса жидкостного высокотемпературною цианирования и применяемой после цианирования термической обработки [2, с. 299].
2. Для изготовления фрез выбрана сталь 9ХС. Укажите состав и опреде-лите, 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 микроструктуру и свойства стали после термической обработки [1, с. 123].
3. Для элементов сопротивления выбран сплав манганин МНМцЗ-12. Расшифруйте состав сплава и укажите, к какой группе относится данный сплав по назначению. Опишите структуру и электротехнические характерис-тики этого сплава [4, с. 406].
4. Для изготовления деталей самолета выбран сплав Д1. Расшифруйте состав, опишите способ упрочнения сплава и объясните природу упрочнения. Укажите характеристики механических свойств сплава [1, с. 133].
5. Стекловолокнит СВАМ. Опишите свойства, способ получения, изготовления деталей и применения его в машиностроении [7, с. 243].
Вариант 7
1. Выберите марку чугуна для изготовления умеренно нагруженных деталей машин, работающих без трения, к которым предъявляются, главным образом, требования легкости, а не прочности (плиты, крышки корпуса, шкивы стойки, планшайбы). Укажите состав, обработку, структуру и основные механические свойства [4, с. 144].
2. Кулачки должны иметь минимальную деформацию и высокую износоустойчивость (твердость поверхностного слоя HV 750 — 1000). Для их изготовления выбрана сталь 35ХМФА: а) расшифруйте состав стали и определите, к какой группе относится данная сталь по назначению; б) назначьте и обоснуйте режим термической и химико-термической обработки, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие на всех этапах обработки данной стали; в) опишите микроструктуру и свойства стали после термической обработки [1, с. 120].
3. Для изготовления калибров выбрана сталь 9X16: а) расшифруйте состав стали и определите, к какой группе относится данная сталь по назначению; б) назначьте и обоснуйте режим термической обработки, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие на всех этапах термической обработки данной стали; в) опишите микроструктуру и главные свойства стали после термической обработки [1, с. 123].
4. Для изготовления ряда деталей в авиастроении применяется сплав МА2. Расшифруйте состав сплава, приведите характеристики механических свойств и укажите способ изготовления деталей из этого сплава [1, с. 140].
5. Опишите антифрикционные покрытия металлов полимерами. Приве-дите характеристику их свойств и условия применения [1, с. 148].
Вариант 8
1. Назначьте режим термической обработки (температуру закалки, охлаждающую среду и температуру отпуска) деталей машин из стали 45, которые должны иметь твердость HRC40 — 45. Опишите сущность проис-ходящих превращений при термической обработке, микроструктуру и свойства [7, с. 153].
2. Для изготовления разверток выбрана сталь ХГ: а) расшифруйте состав и определите, к какой группе относится данная сталь по назначению; б) назначьте и обоснуйте режим термической обработки; в) опишите микро-структуру и свойства стали после термической обработки [3, с. 349].
3. В котлостроении используется сталь 12Х1МФ: а) расшифруйте состав и определите группу стали по назначению; б) назначьте режим термической обработки и приведите его обоснование. Опишите структуру стали после термической обработки; в) как влияет температура эксплуатации на механи-ческие свойства данной стали [1, с. 123]?
4. Для изготовления деталей путем глубокой вытяжки применяется латунь Л68: а) расшифруйте состав и опишите структуру сплава; б) назначьте режим термической обработки, применяемой между отдельными операциями вытяжки, и обоснуйте его выбор; в) приведите общую характеристику механи-ческих свойств сплава [2, с. 512].
5. Опишите влияние порошковых и волокнистых наполнителей на свойства резины [7, с. 246].
Вариант 9
1. Плашки из стали У7А закалены: первая — от температуры 760°С, вторая — от температуры 850°С. Используя диаграмму состояния железо — карбид железа, объясните, какая из этих плашек закалена правильно, имеет более высокие режущие свойства и почему [1, с. 123].
2. Для изготовления молотовых штампов выбрана сталь 5ХГМ: а) рас-шифруйте состав и определите, к какой группе относится данная сталь по назначению; б) назначьте и обоснуйте режим термической обработки, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие на всех этапах термической обработки данной стали; в) опишите структуру и главные свойства стали после термической обработки [4, с. 349].
3. Опишите характеристики жаропрочности, характер деформации и разрушения сплавов, работающих в условиях длительного нагружения при повышенных температурах [1, с. 126].
4. В качестве материала для вкладышей ответственных подшипников скольжения выбран сплав Б83: а) расшифруйте состав и определите, к какой группе относится данный сплав по назначению; б) зарисуйте и опишите микроструктуру сплава; в) укажите основные требования, предъявляемые к баббитам [2, с. 524].
5. Текстолиты. Влияние хлопчатобумажной, стеклянной и асбестовой тканей на свойства пластмасс. Укажите область применения текстолита в машиностроении [7, с. 242].
Вариант 10
1. Выберите марку чугуна для изготовления ответственных деталей машин, испытывающих вибрационные нагрузки (коленчатые валы, шатуны и т. п.). Укажите состав, обработку, структуру и основные механические свойства деталей из этого чугуна [4, с. 144].
2. Для изготовления плит высокого класса точности выбрана сталь ХВГ: а) расшифруйте состав и определите группу стали по назначению; б) назначьте и обоснуйте режим термической обработки, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие на всех этапах термической обработки данной стали; в) опишите структуру и свойства стали после термической обработки [1, с. 123].
3. Назначьте нержавеющую сталь для работы в средах средней агрес-сивности. Приведите состав стали, необходимую термическую обработку и получаемую структуру. Объясните физическую природу коррозионной устойчивости материала и роль каждого легирующего элемента [1, с. 126].
4. Для изготовления токопроводящих упругих элементов выбрана бронза БрБНТ-1,7. Приведите химический состав, режим термической обработки и получаемые механические свойства материала. Опишите процессы, происхо-дящие при термической обработке, и объясните природу упрочнения в связи с диаграммой состояния медь — бериллий [4, с. 406].
5. Укажите основные особенности пластмасс как конструкционного материала и рекомендации по использованию пластмасс в машиностроении [7, с. 235].
ЛИТЕРАТУРА
1. Дриц М. Е., Москалев М.А. Технология конструкционных материалов и материаловедение – М., 1990. – 447 с.: ил.
2. Гуляев А.П. Материаловедение: учебник для вузов. – М.: Металлургия, 1986. – 544с.
3. Солнцев Ю.П., Пряхин Е. И., Войткун Ф.: учебник для вузов. Материаловедение под. ред. Ю.П. Солнцева М: МИСиС, 1999. – 600с.: ил.
4. Лахтин Ю. М., Леонтьева В.В. Материаловедение. учебник для вузов. – М.: Машиностроение, 1990. – 528с.: ил.
5. Технология конструкционных материалов: Учебник / Г.А. Прейс, Н. А. Сологуб, И.А. Рожнецкий и др. – К.: Высш. шк., 1991. – 391 с.: ил.
6. Материаловедение: учебник для вузов под общ. ред. Б.Н. Арзамасова, Г.Г. Мухина – 5 е изд. – М.: Изд-во МГУ им. Н.Э. Баумана, 2003. - 648.: ил.
7. Пейсахова А.М., Кучер А.М. Материаловедение и технология конструкционных материалов. учебник. – СПб.: Изд-во Михайлова В.А., 2003.– 407с.
СОДЕРЖАНИЕ
стр.
Введение 2
Требования, предъявляемые к содержанию и оформлению
контрольных работ 3
Вопросы контрольного задания № 1 4
Вопросы контрольного задания № 2 15
Литература 23
МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
Методические указания
к выполнению контрольных работ
по курсу «МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ»
для студентов специальности 120100
заочной формы обучения
Составили: КУДАШЕВА Ирина Олеговна
Рецензент Т.И. Перелыгина
Редактор Л.В. Максимова
Корректор Е.В. Рубан
Подписано в печать Формат 60x84 1/16
Бум. тип. Усл. печ.л. 1,5 Уч.-изд.л. 1,5
Тираж 100 экз. Заказ Бесплатно
Саратовский государственный технический университет
410054, г. Саратов, ул. Политехническая, 77
Копипринтер БИТТиУ, 413840, г. Балаково, ул. Чапаева, 140