Задания на контрольную работу. Контрольная работа состоит из пяти вопросов
Контрольная работа состоит из пяти вопросов.
Вопрос 1 Вычертите диаграмму состояния «железо-карбид железа (цементит)», укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, подробно опишите превращения и постройте кривую нагрева в интервале температур от 20 до 1600 оС (с применением правила фаз) для сплава, содержащего заданный процент углерода (таблица А.1). Какова структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?
Выберите для заданного сплава любую температуру в двухфазной области, определите химический состав фаз, находящихся в равновесии, и их количественное соотношение.
Литература: [1, гл. II, IV, V]; [2, гл. II, IV, VIII]; [3, гл.3,4].
Вопрос 2 Вычертите диаграмму изотермического превращения аустенита для заданной стали (таблица А.2), нанесите на нее две кривые изотермической обработки, обеспечивающие получение твердости НВ 180 и НВ400 (для доэвтектоидных сталей) или НВ500 (для заэвтектоидных сталей). Укажите, как эти режимы называются, какие получаются структуры, с применением диаграммы состояния «Fe-Fe3C» опишите сущность превращений.
Литература: [1, гл. X]; [2, гл. X]; [3, гл. 5].
Вопрос 3 Для заданной марки стали (таблица А.2) укажите химический состав и определите группу стали по назначению, укажите типовые изделия, изготавливаемые из нее. С помощью диаграммы «железо-карбид железа», определите температуры нормализации, полного и неполного отжига для заданной стали. Опишите фазовые превращения, микроструктуру и свойства после каждого вида обработки.
Сталь заданной марки подвергалась закалке от температур 750 и 860 оС. Опишите превращения, происходящие при данных режимах закалки. Укажите, какие образуются структуры, и объясните причины получения разных структур. Какой режим закалки для заданной стали следует рекомендовать?
Если изделия после правильно выполненной закалки имеют твердость более низкую, чем предусмотрено техническими условиями, то чем вызван этот дефект и как можно его исправить?
Литература: [1, гл. X, XI]; [2, гл. X, XI]; [3, гл. 5].
Вопрос 4 Для заданной марки стали (таблица А.3) укажите химический состав и определите группу стали по назначению, укажите типовые изделия, изготавливаемые из нее.
Назначьте и обоснуйте вид и температуру закалки, охлаждающую среду, вид и температуру отпуска, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие на всех этапах термической обработки этой стали. Опишите микроструктуру и свойства стали после различных этапов термообработки.
Литература: [1, гл. XI, XIV, XVI, XVII]; [2, гл. XI, XIV, XVI]; [3, гл. 5, 7].
Вопрос 5. Для заданного сплава (таблица А.4) определите химический состав и группу сплава по назначению, укажите типовые изделия, изготавливаемые из него. Опишите требования, предъявляемые к сплавам этой группы, типовую термическую обработку для данного сплава, фазовые и структурные изменения на всех этапах термической обработки, основные свойства.
Литература: [1, гл. XVI, XVII, XXIV, XXVI, XXVII]; [2, гл. XIV, XVI, XVII, XX, XXII]; [3, гл. 7, 8].
Список литературы
1 А. П. Гуляев, Металловедение./А.П. Гуляев - М.: Металлургиздат, 1986.
2 Ю.М. Лахтин, Металловедение и термическая обработка. / Ю.М. Лахтин - М.: Металлургия, 1983.
3 Г.П.Фетисов и др., Материаловедение и технология металлов./ Г.П.Фетисов -М.: Высш. шк., 2002.
Приложение А
(обязательное)
Таблица А.1 – Содержание углерода в сплаве В процентах
| Последняя цифра зачетной книжки | ||||||||||
| Пр. | ||||||||||
| 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | 1,0 | |
| 1,1 | 1,2 | 1,3 | 1,4 | 1,5 | 1,6 | 1,7 | 1,8 | 1,9 | 2,0 | |
| 2,1 | 2,2 | 2,3 | 2,4 | 2,5 | 2,6 | 2,7 | 2,8 | 2,9 | 3,0 | |
| 3,1 | 3,2 | 3,3 | 3,4 | 3,5 | 3,6 | 3,7 | 3,8 | 3,9 | 4,0 | |
| 4,1 | 4,2 | 4,3 | 4,4 | 4,5 | 4,6 | 4,7 | 4,8 | 4,9 | 5,0 | |
| 0,15 | 0,25 | 0,35 | 0,45 | 0,55 | 0,65 | 0,75 | 0,85 | 0,95 | 1,05 | |
| 1,15 | 1,25 | 1,35 | 1,45 | 1,55 | 1,65 | 1,75 | 1,85 | 1,95 | 2,05 | |
| 2,15 | 2,25 | 2,35 | 2,45 | 2,55 | 2,65 | 2,75 | 2,85 | 2,95 | 3,05 | |
| 3,15 | 3,25 | 3,35 | 3,45 | 3,55 | 3,65 | 3,75 | 3,85 | 3,95 | 4,05 | |
| 0,15 | 0,25 | 0,35 | 0,45 | 0,55 | 0,65 | 0,75 | 0,85 | 0,95 | 1,05 | |
| Примечание – Пр. - предпоследняя цифра зачетной книжки |
Таблица А.2 – Марки стали
| Последняя цифра зачетной книжки | ||||||||||
| Пр. | ||||||||||
| 38ХМ | 60С2 | |||||||||
| У7 | У8 | У9 | У10 | У11 | У12 | У13 | Х2ВФ | 38ХА | ||
| 40Х | 45Х | 50Х | 55Х | 60Г | 65Г | 70Г | 75Г | 30ХН | 50ХГ | |
| У11 | 50Х | В1 | Х | 35Г | 35ХН | ХВСГ | ||||
| 4ХС | 6ХС | ХВГ | 9ХС | 50Х | В2Ф | 40Г | 40ХН | 12Х1 | ||
| 50Х | Х | 30Х | У11 | 45Г | 55ХН | 38ХЮ | ||||
| Ф | 35Х | 35Г | 40Х | 9Х | У10 | 50Г | 5ХНМ | 33ХС | ||
| 40Х | 7ХФ | 40Г | 50Х | 60Г | Ф | 35ХМ | 40ХС | |||
| Х | 45Г | 8ХФ | Ф | В1 | 50Х | 11ХФ | 38ХС | |||
| 35ГС | 80С | 13Х | 50Г | У11 | 35Х | 9ХФ | Х | 6ХВГ | 9ХВГ | |
| Примечание – Пр. - предпоследняя цифра зачетной книжки |
Таблица А.3 – Марки стали
| Последняя цифра зачетной книжки | ||||||||||
| Пр. | ||||||||||
| 40ХФА | У11 | 4Х5В2ФС | Р12 | В1 | ШХ15СГ | 35Г | Р18Ф2 | ХВСГ | ||
| 40ХГТР | Ф | 4ХВ2С | 4ХС | 40Х | 9Х | У10 | 50Г | 5ХНМ | 33ХС | |
| 40Х1НВА | 7ХФ | 6ХВ2С | Р9Ф5 | 50Х | 40ХН | 60Г | Ф | Р10К5Ф5 | 40ХС | |
| Р6М5К5 | 35ГС | ШХ6 | В1 | 60С2ХФА | 38ХМ | 60С2 | ||||
| 40ХН2МА | Р9 | 9Х5ВФ | 70Г | 8ХФ | Ф | Р6М3 | 50Х | 11ХФ | 38ХС | |
| 60С2Н2А | У7 | Х6ВФ | У9 | 60Г2С | У11 | ШХ9 | У13 | Х2ВФ | 38ХА | |
| 70С3А | 80С | Х12М | 50Г | У11 | 35Х | 9ХФ | Х | 6ХВГ | 9ХВГ | |
| 38ХМЮА | 50Х | 5ХНСВ | ХВГ | Р18 | У11 | 50ХГФА | 45Г | Р9К5 | 38ХЮ | |
| 40ХМФА | 45Х | 4Х5В4ФСМ | 55Х | 60Г | 65Г | Р9Ф5 | 75Г | Р14Ф4 | 50ХГ | |
| 6ХВГ | 6ХС | 5ХВ2С | 9ХС | 7ХФ | 50Х | В2Ф | 40Г | Р9К10 | 6ХВ2С | |
| Примечание – Пр. - предпоследняя цифра зачетной книжки |
Таблица А.4 – Марки сплавов
| Последняя цифра зачетной книжки | ||||||||||
| Пр. | ||||||||||
| Б89 | АЛ18 | Т15К6 | Л90 | САП-1 | ЛО70-1 | АЛ4 | Б16 | ВК25 | Б83 | |
| ЛС74-3 | Д16 | ЛН65-5 | В94 | ВК2 | Б6 | 0Х13 | АМг2 | ВЧ50 | БН | |
| АЛ12 | ТТ7К12 | АК8 | Д19 | Б83 | Т14К8 | Бр.А5 | БС | 3Х13 | АК8 | |
| БС | ЛО60-1 | В93 | Бр. ОФ4-0,25 | Бр.АЖ9-4 | Бр. ОЦ4-3 | Бр. ОЦС5-5-5 | ВК3 | Бр. ОЦС3-12-5 | Л63 | |
| ВК4 | Г13 | АЛ25 | АМг3 | Бр.А7 | ЛС60-1 | В95 | БК | ТТ10К8 | КЧ60-3 | |
| АК4 | Бр. ОЦС3-8-5 | ВК6 | ЕХ5К5 | Х14 | БТ | 4Х13 | Бр.А7 | КЧ8 | Т5К10 | |
| АК6 | АЛ14 | АЛ3 | Бр.Б2 | Б89 | ВК8 | АЛ26 | ВЧ60 | АЛ25 | АЛ10 | |
| ЛА77-2 | ВК25 | Л80 | Д1 | Л85 | БН | ЛО62-1 | ВК10 | КЧ50-4 | Д18 | |
| Л90 | ЕХ3 | ТТ10К8 | Бр.А5 | Д20 | В94 | Е7В6 | Л96 | Х5ВФ | КЧ30-6 | |
| АЛ30 | Б16 | АЛ22 | АМг6 | Л96 | ВК20 | 9Х18 | АЛ9 | ЛО90-1 | АМг5 | |
| Примечание – Пр. - предпоследняя цифра зачетной книжки |
Приложение Б
(справочное)
Перечень типовых вопросов к экзамену по курсу «Материаловедение»
1 Металлический тип связи. Характерные свойства металлов. Кристаллическое строение металлов, типы решеток, понятие о координационном числе.
2 Строение реальных кристаллов. Линейные дефекты кристаллической решетки.
3 Схема скольжения краевой дислокации.
4 Поверхностные и объемные дефекты кристаллической решетки.
5 Механизм кристаллизации металлов. Уравнение свободной энергии системы.
6 Критический размер зародыша, его зависимость от степени переохлаждения.
7 Механизм самопроизвольного образования и роста зародыша.
8 Скорость процесса кристаллизации.
9 Влияние технологических факторов на величину образующихся зерен. Модифицирование I и II рода.
10 Строение металлических слитков. Понятие транскристаллической структуры.
11 Полиморфные превращения в металлах. Кривые охлаждения и нагрева металлов, испытывающих полиморфные превращения.
12 Понятие фазы, типы фаз в сплавах. Схемы искажений кристаллической решетки при образовании твердых растворов.
13 Анализ типовых диаграмм состояния сплавов.
14 Фазовые превращения в неравновесных условиях.
15 Механические свойства, определяемые при статических испытаниях (sт, sв, d, j, sизг.).
16 Методы определения твердости и микротвердости (HB, HRA, HRB, HRC, HV).
17 Механические свойства, определяемые при динамических испытаниях. Определение порога хладноломкости (KCU, KCV, KCT).
18 Дефекты макроструктуры.
19 Дефекты поверхности и формы.
20 Фазы в железоуглеродистых сплавах. Основные характеристики железа и углерода.
21 Диаграмма состояния «железо-цементит», фазовые превращения, структуры.
22 Структуры до-, за- и эвтектоидной сталей, до-, за- и эвтектических чугунов.
23 Влияние углерода и постоянных примесей на свойства углеродистых сталей.
24 Классификация и маркировка углеродистых сталей обыкновенного качества и область их применения.
25 Классификация и маркировка углеродистых качественных сталей и область их применения.
26 Диаграмма состояния «железографит».
27 Схемы образования структур при графитизации чугуна.
28 Классификация, свойства и области применения чугунов.
29 Влияние постоянных примесей на свойства чугуна.
30 Серый чугун. Модифицированный серый чугун. Их получение, структуры, свойства, область применения и маркировка.
31 Ковкие чугуны. Схема отжига белого чугуна на ковкий перлитный и ковкий ферритный. Их свойства, области применения и маркировка.
32 Высокопрочные чугуны. Их получение, структура, свойства, область применения, маркировка.
33 Определения и классификация видов термической обработки.
34 Четыре превращения при термической обработке стали.
35 Диаграмма изотермического образования аустенита. Четыре этапа превращения П 
А. Влияние скорости нагрева.
36 Рост зерна аустенита в зависимости от температуры и типа наследственности стали. Влияние размера зерна на механические свойства стали.
37 Превращение переохлажденного аустенита. Диаграммы изотермического превращения аустенита в до-, за-, и эвтектоидных сталях.
38 Перлитное превращение и его продукты.
39 Промежуточное превращение, его механизмы.
40 Мартенситное превращение, его особенности.
41 Превращение аустенита при непрерывном охлаждении. Критическая скорость закалки и факторы, влияющие на нее.
42 Четыре превращения при отпуске.
43 Термические и фазовые напряжения, возникающие при нагревании металлических изделий.
44 Проблемы, возникающие при нагреве стали и методы их устранения.
45 Отжиг 1 рода, его разновидности и назначения.
46 Отжиг 2 рода, его разновидности и назначения.
47 Изотермический отжиг. Сфероидезация. Нормализация.
48 Закалка. Основные способы закалки.
49 Закалочные среды, их преимущества и недостатки. Прокаливаемость и закаливаемость.
50 Внутренние напряжения I, II и III рода. Основные дефекты при закалке и методы их устранения.
51 Цементация и нитроцементация. Термическая обработка после цементации и нитроцементации. Строение и свойства наружных и внутренних слоев.
52 Азотирование, борирование. Строение и свойства поверхностных слоев. Области применения азотирования. Стали для азотирования.
53 Диффузионное насыщение металлами. Алитирование, хромирование. Их назначение, структуры поверхностных слоев.
54 Фазы, образуемые легирующими элементами. Карбидная фаза в легированных сталях. Свойства легированного феррита.
55 Влияние легирующих элементов на полиморфизм железа.
56 Влияние легирующих элементов: на кинетику распада аустенита; на мартенситные превращения; на превращение при отпуске.
57 Классификация легированных сталей: по структуре после охлаждения на воздухе; по составу; по назначению.
58 Три критерия оценок механических свойств материалов.
59 Механические свойства, определяемые при статических испытаниях. Методы измерения твердости.
60 Механические свойства, определяемые при динамических испытаниях. Определение порога хладноломкости. Понятие о вязком и хрупком разрушении. Факторы, влияющие на характер разрушения.
61 Классификация цементируемых легированных сталей в зависимости от упрочнения их сердцевины. Структуры поверхностных и внутренних зон.
62 Улучшаемые легированные стали. Классификация их по прокаливаемости и маркировка.
63 Отпускная хрупкость I и II рода.
64 Способы повышения прочности сталей при сохранении пластичности. Высокопрочные стали.
65 Механизмы образования сварочных трещин. Строительные и арматурные стали. Требования, предъявляемые к ним. Маркировка, область применения.
66 Рессорно-пружинные стали. Требования, предъявляемые к ним. Маркировка, термообработка, структура, свойства, область применения.
67 Шарикоподшипниковые стали. Требования, предъявляемые к ним. Маркировка, термообработка, структура, свойства, область применения.
68 Процесс ползучести металлов. Пути устранения ползучести.
69 Классификация и маркировка жаропрочных материалов.
70 Перлитные жаропрочные стали. Маркировка, структура, свойства, область применения.
71 Аустенитные жаропрочные стали. Маркировка, структура, свойства, область применения.
72 Сплавы на никелевой основе.
73 Классификация и маркировка инструментальных сталей: по теплостойкости; по назначению.
74 Инструментальные стали, не обладающие теплостойкостью, пониженной прокаливаемости. Маркировка, термическая обработка, структура, свойства, область применения.
75 Инструментальные стали, не обладающие теплостойкостью, повышенной прокаливаемости. Маркировка, термическая обработка, структура, свойства, область применения.
76 Быстрорежущие стали. Маркировка, термическая обработка, структура, свойства, область применения.
77 Твердые сплавы. Классификация. Маркировка, механические свойства, область применения.
78 Литые твердые сплавы. Составы сплавов, структуры, область применения.
79 Штамповые стали для деформирования в холодном состоянии. Маркировка, термическая обработка, структура, свойства, область применения.
80 Штамповые стали для деформирования в горячем состоянии. Маркировка, термическая обработка, структура, свойства, область применения.
81 Стали для измерительного инструмента. Требования, предъявляемые к ним. Маркировка, термическая обработка, структура, свойства, область применения.
82 Нержавеющие и кислотостойкие стали. Маркировка, термическая обработка, структура, свойства, область применения.
84 Алюминиевые сплавы. Классификация, типовые диаграммы состояния. Маркировка, термическая обработка, структура, свойства, область применения.
85 Медные сплавы. Классификация, типовые диаграммы состояния. Маркировка, термическая обработка, структура, свойства, область применения.
86 Термопласты. Классификация, состав, свойства, область применения.
87 Реактопласты. Классификация, состав, свойства, область применения.
Приложение В
(справочное)