Контрольная работа Дайте определение следующим понятиям Теоретическая прочность

• Название: Контрольная работа Дайте определение следующим понятиям Теоретическая прочность
• Дата: 27.02.2019
• Размер: 498.9 Kb.
• Имя файла: Kontrolnaja_rabota.docx
• Тип: Контрольная работа; #69068

Контрольная работа

1. 
   Дайте определение следующим понятиям:
   

Теоретическая прочность – прочность идеального бездефектного твердого тела, определяется силами связи между правильно расположенными атомами. Теоретическая прочность – это критическое напряжение, которое необходимо квазистатически (медленно) приложить к идеальному телу, чтобы вызвать его необратимую диссоциацию.
Наклёп - упрочнение металла в результате холодной пластической деформации

HRC - обозначения твёрдости, определённой по методу Роквелла, используется символ HR, к которому добавляется буква, указывающая на шкалу по которой проводились испытания С - алмазный конус с углом 120°
2. Начертите диаграмму железо-цементит, укажите структуры во всех областях и постройте кривые охлаждения для сплавов с заданным количеством углерода (в %). Все получающиеся структуры охарактеризуйте.

27) 1.2, 4.5


рис.1 – Диаграмма состояния железо - цементит
Охлаждение сплава содержанием углерода 1,2 %

При содержании углерода 1,0% в данном сплаве этот сплав относится к заэвтектоидным сталям. При охлаждении этого сплава получаем следующую картину.

Выше линии ВС сплав находится в жидкой фазе. Сплав кристаллизуется в интервале температур, ограниченном линиями ВС и JЕ. Данный сплав в интервале температур 1470 - 1320С состоит из жидкой фазы и аустенита. В процессе кристаллизации состав жидкой фазы изменяется по линии ликвидус, а аустенита – по линии солидус. После затвердевания (ниже температуры 1310С) сплав получает однофазную структуру – аустенит.

Аустенит – (γ) – твердый раствор внедрения углерода в железе γ.

Максимальная растворимость – 2,14 % при 1147⁰С, минимальная – 0,8 % при 727⁰С. Имеет решетку ГЦК. Аустенит немагнитен, пластичен.

Далее в интервале температур 1310 - 860С происходит охлаждение аустенита. При температуре 860С аустенит оказывается насыщенным углеродом, и при понижении температуры из него выделяется вторичный цементит. В связи с этим при температуре ниже 860С сплавы становятся двухфазными (аустенит + вторичный цементит). По мере выделения цементита концентрация углерода в аустените уменьшается согласно линии SE.

Цементит - химическое соединение железа с углеродом –– Fe₃C образуется при содержании углерода 6,67 %, имеет сложную ромбическую решетку с плотной упаковкой атомов. К характерным особенностям цементита относятся высокая твердость (HV800-850) и очень малая пластичность. Условная температура плавления 1500⁰С.

При снижении температуры до А₁ (727°С) из аустенита в результате эвтектоидного превращения образуется феррито – цементитная смесь (перлит):

А_s→Ф_р + Fe₃С.

На кривой охлаждения имеем площадку.

Перлит – эвтектоидная смесь феррита и цементита. Имеет чаще всего пластинчатое строение, т.е. состоит из чередующихся пластинок феррита и цементита.

Феррит – (α) – твердый раствор внедрения углерода в железе α. Максимальная растворимость – 0,02 % при 727⁰С. Имеет ОЦК решетку, пластичен.

После охлаждения данный сплав состоит из перлита и вторичного цементита, который выделяется в виде сетки по границам бывшего зерна аустенита или в виде игл (пластин), закономерно ориентированных относительно аустенита.

Выделение вторичного цементита в виде сетки или игл делает сталь хрупкой, поэтому специальной термической обработкой и деформацией ему придают зернистую форму.


рис.2 – Кривая охлаждения сплава, содержащего 1,2 %С
Охлаждение сплава содержанием углерода 4,5 %

При содержании углерода 4,5% в данном сплаве этот сплав относится к заэвтектическим чугунам. При охлаждении этого сплава получаем следующую картину.

При достижении температуры примерно 1190⁰ С из жидкой фазы выделяются кристаллы цементита. Концентрация углерода в жидком сплаве при охлаждении понижается по линии CD.

При температуре 1147⁰ С жидкость достигает эвтектической концентрации 4,3% С и затвердевает с образованием ледебурита. На кривой охлаждения отмечаем площадку.

Ледебурит – эвтектическая смесь аустенита и цементита, имеет сотовое или пластинчатое строение.

После затвердевания сплав состоит из первичного цементита и ледебурита. Фазовый состав после затвердевания – аустенит и цементит.

При дальнейшем понижении температуры эвтектический аустенит обедняется углеродом вследствие выделения избыточного цементита и при температуре 727⁰С распадается с образованием перлита. На кривой охлаждения отмечаем площадку.

После охлаждения до 20⁰С сплав состоит из первичного цементита, имеющего форму пластинок, и ледебурита (цементит + перлит). Фазовый состав – феррит и цементит.




рис.3 – Кривая охлаждения сплава, содержащего 4,5 %С

3. 
   Для заданных материалов приведите состав, свойства и примеры применения:
   

1. 
   25ХГМ – сталь конструкционная легированная, ограниченно свариваемая. Применяется в зубчатых колесах коробки передач.
   

Химический состав стали 25ХГМ, в%

C	Si	Mn	Ni	S	P	Cr	Mo	Cu
0.23 - 0.29	0.17 - 0.37	0.9 - 1.2	до   0.3	до   0.035	до   0.035	0.9 - 1.2	0.2 - 0.3	до   0.3

Механические свойства при Т=20^oС материала 25ХГМ .

Сортамент	Размер	Напр.	в	T	5		KCU	Термообр.
-	мм	-	МПа	МПа	%	%	кДж / м2	-
Пруток, ГОСТ 4543-71			1180	1080	10	45	780	Закалка и отпуск

Твердость   25ХГМ   ,     Прокат       ГОСТ 4543-71   -   устанавливается по согласованию с заказчиком
Твердость   25ХГМ   ,     Прокат       ГОСТ 4543-71	HB 10-1= -1   МПа

2. 
   Р9М4К8 – сталь инструментальная быстрорежущая. Применяется для обработки высокопрочных нержавеющих и жаропрочных сталей и сплавов в условиях повышенного разогрева режущей кромки: зуборезный инструмент, фрезы, фасонные резцы, зенкеры, метчики и т.д.
   

Химический состав стали Р9М4К8, в %

C	Si	Mn	Ni	S	P	Cr	Mo	W	V	Co	Cu
1 - 1.1	0.2 - 0.5	0.2 - 0.5	до   0.6	до   0.03	до   0.03	3 - 3.6	3.8 - 4.3	8.5 - 9.5	2.3 - 2.7	7.5 - 8.5	до   0.25

Механические свойства стали Р9М4К8

в	T	5		KCU	Термообр.
МПа	МПа	%	%	кДж / м2	-
960	540	7	10	80	Состояние поставки

3. 
   40Х10С2М – сталь жаропрочная высоколегированная. Применяется при производстве клапанов авиадвигателей, дизельных двигателей, крепежных деталей двигателей.
   

Химический состав стали 40Х10С2М, в %

C	Si	Mn	Ni	S	P	Cr	Mo	Ti	Cu
0.35 - 0.45	1.9 - 2.6	до   0.8	до   0.6	до   0.025	до   0.03	9 - 10.5	0.7 - 0.9	до   0.2	до   0.3

Технологические свойства материала 40Х10С2М

Свариваемость:	трудносвариваемая.
Флокеночувствительность:	не чувствительна.
Склонность к отпускной хрупкости:	не склонна.

Механические свойства при Т=20^oС материала 40Х10С2М

Сортамент	Размер	Напр.	в	T	5		KCU	Термообр.
-	мм	-	МПа	МПа	%	%	кДж / м2	-
Пруток, ГОСТ 5949-75	Ø 60		930	735	10	35	200	Закалка 1010 - 1050oC, воздух, Отпуск 720 - 780oC, масло,

Твердость   40Х10С2М   после отжига ,   Пруток   ГОСТ 5949-75

HB 10-1= 197 - 269   МПа

4. 
   Б16 – свинцовые баббиты. Применяются для изготовления баббитов в чушках, применяемых для заливки подшипников и других деталей. Температура заливки 480-500^оС, температура расплавления 240^оС, характеристика нагрузки спокойная.
   

Химический состав Б16, в %

Fe	Al	Cu	As	Pb	Zn	Sb	Bi	Sn
до   0.1	до   0.01	1.5 - 2	до   0.3	63.34 - 68.5	до   0.15	15 - 17	до   0.1	15 - 17

Примечание: Pb - основа; процентное содержание Pb дано приблизительно

Литейно-технологические свойства материала Б16

Температура плавления :	410   °C
Температура заливки :	480 - 500   °C

Механические свойства при Т=20^oС материала Б16

Сортамент	Размер	Напр.	в	T	5		KCU	Термообр.
-	мм	-	МПа	МПа	%	%	кДж / м2	-
ГОСТ 1320-74			147	86

Твердость   Б16   ,             ГОСТ 1320-74

HB 10-1= 30   МПа

5. 
   БрОЦС4-4-4 – бронза оловянная, обрабатываемая давлением. Применяется для изготовления лент и полос, применяемых для прокладок во втулках и подшипниках автомобилей и тракторов.
   

Химический состав БрОЦС4-4-4, в %

Fe	Ni	P	Al	Cu	Pb	Zn	Sb	Bi	Sn	Примесей
до   0.05	до   0.3	до   0.03	до   0.002	85 - 90.5	3.5 - 4.5	3 - 5	до   0.002	до   0.002	3 - 5	всего 0.2

Примечание: Cu - основа; процентное содержание Cu дано приблизительно

Литейно-технологические свойства материала БрОЦС4-4-4

Температура плавления :

1015   °C

Механические свойства при Т=20^oС материала БрОЦС4-4-4

Сортамент	в	T	5		KCU	Термообр.
-	МПа	МПа	%	%	кДж / м2	-
Сплав мягкий	320-360		30-40
Сплав твердый	500-600		1-2

Твердость   БрОЦС4-4-4   ,     Сплав мягкий

HB 10-1= 61   МПа

6. 
   МА8 – магниевый деформируемый сплав. Применяется для листов, плит, штамповок сложной конфигурации, для сварных конструкций. Предельная рабочая температура 200 ^оС
   

Химический состав МА8, в %

Fe	Si	Mn	Ni	Ce	Al	Cu	Be	Mg	Zn	Примесей
до   0.05	до   0.1	1.3 - 2.2	до   0.007	0.15 - 0.35	до   0.1	до   0.05	до   0.002	96.84 - 98.55	до   0.3	всего 0.3

Примечание: Mg - основа; процентное содержание Mg дано приблизительно

Механические свойства при Т=20^oС материала МА8 .

Сортамент	в	T	5		KCU	Термообр.
-	МПа	МПа	%	%	кДж / м2	-
Лист отожжен., ГОСТ 22635-77	220-230	110-120	10-12
Лист полунагартован., ГОСТ 22635-77	220-230	140-150	6-8
Трубы, ГОСТ 19441-74	230		8
Пруток, ГОСТ 18351-73	175-215		1-4

Твердость   МА8   ,

HB 10-1= 40   МПа

7. 
   Полипропилен - синтетический термопластичный неполярный полимер, принадлежащий к классу полиолефинов. Продукт полимеризации пропилена. Твердое вещество белого цвета. Материал для производства плёнок (особенно упаковочных), мешков, тары, труб, деталей технической аппаратуры, пластиковых стаканчиков, предметов домашнего обихода, нетканых материалов, электроизоляционный материал, в строительстве для вибро- и шумоизоляции межэтажных перекрытий в системах «плавающий пол». При сополимеризации пропилена с этиленом получают некристаллизующиеся сополимеры, которые проявляют свойствакаучука, отличающиеся повышенной химической стойкостью и сопротивлением старению. Для вибро- и теплоизоляции также широко применяется пенополипропилен (ППП). Близок по характеристикам к пенополиэтилену. Также встречаются декоративные экструзионные профили из ППП, заменяющиепенополистирол. Атактический полипропилен используют для изготовления строительных клеев, замазок, уплотняющих мастик, дорожных покрытий и липких пленок.
   

Формула полипропилена nCH₂=CH(CH₃) → [-CH₂-CH(CH₃)-]_n
Cвойства полипропилена

Плотность, г/см	0,90-0,92
изотактической фракции	95...98
атактической фракции	5...2
Предел прочности при разрыве, кг/см2	260-400
Отностительное удлинение при разрыве, %	200-700
Температура плавления, 0С	160-170
Температура стеклования, 0С	-10...-20
Степень кристалличности, %	50-75
Морозостойкость, 0С	-10 и ниже
Теплопроводность, кал/сексмград	0,00033
Удельная теплоемкость, кал/гград	0,40-0,50
Коэффициент объемного расширения при 20 0С	0,00033
Влагопоглощение за 30 сут при 20 0С, %	0,03
Тангенс угла диэлектрических потерь при 10^6 Гц	(3-5)10^-4
Диэлектрическая проницаемость при 10^6 Гц	2,2
Удельное объемное электрическое сопротивление, Омсм	10^17
Удельное поверхностное электрическое сопротивление, Ом	10^16
Электрическая прочность на переменном токе на пластинах толщиной 1 мм, кв/мм	30-35

Литература

1. 
   Гуляев А.П. Материаловедение: Учебник для вузов.6-е изд, перераб. и доп.- М.Металлургия, 1986.-544с.
   
2. 
   Лахтин Ю.М, Леонтьева В.П. Материаловедение: Учебник для вузов. – М., «Машиностроение»,1980. – 492с.