Материаловедение варианты(1). Металловедение

• Название: Металловедение
• Анкор: Материаловедение варианты(1).doc
• Дата: 09.05.2017
• Размер: 24.25 Mb.
• Имя файла: Материаловедение варианты(1).doc
• Тип: Документы; #7353
• страница: 16 из 16

Вариант 95

1. Для изготовления фрез выбрана сталь Р6М5:

а) расшифруйте состав и определите, к какой группе относится данная сталь по назначению;

б) назначьте режим термической обработки, приведите подробное его обоснование, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие на всех этапах термической обработки данной стали;

в) опишите микроструктуру и главные свойства стали после термической обработки.

2. 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 5,5% С. Для заданного сплава определите при температуре 1250°С состав фаз (т.е. процентное содержание углерода в фазах) и количественное соотношение фаз.

3. Для изготовления матриц холодной штамповки выбрана сталь Х12Ф1. Укажите состав, назначьте и обоснуйте режим термической обработки, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие при термической обработке данной стали. Опишите структуру и свойства матриц после термической обработки.

4. Для изготовления разверток выбрана сталь ХГ:

а) расшифруйте состав и определите, к какой группе относится данная сталь по назначению;

б) назначьте режим термической обработки, приведите подробное его обоснование, объяснив влияние легирования на всех этапах термической обработки данной стали;

в) опишите микроструктуру и свойства стали после термической обработки.

5. 
   Опишите способы внепечной обработки стали для повышения ее качества. Отметьте факторы, способствующие улучшению качества стали в каждом способе.
   
6. 
   По эскизу детали (рис.11) разработайте эскизы элементов литейной формы, модели стержневого ящика, собранной литейной формы (в разрезе). Опишите последовательность изготовления литейной формы методом ручной формовки. Материал детали – чугун СЧ20.
   
7. 
   Изложите сущность способа литья в оболочковые формы и приведите поясняющие эскизы. Укажите достоинства, недостатки и области применения этого способа литья.
   

5. 
   Изобразите схему и опишите сущность процесса автоматической сварки в среде углекислого газа. Укажите особенности и достоинства сварки в углекислом газе. Разработайте процесс сварки коробчатой балки (рис.39) из стали марки Ст3. Укажите тип соединения, форму разделки кромок под сварку (по ГОСТу) и приведите эскиз сечения шва с указанием размеров. Выберите марку и диаметр электродной проволоки, подберите режим сварки. Укажите вылет электрода, род тока и полярность. По размерам шва подсчитайте массу наплавленного металла. Определите расход электродной проволоки с учетом потерь, расход электроэнергии и время сварки изделия. Укажите методы контроля качества сварного шва.
   

Вариант 96

1. Вычертите диаграмму состояния железо - карбид железа. Укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и по стройте кривую нагревания в интервале температур от 0 до 1600°С (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 3.5% С. Для заданного сплава при температуре 1200°С определите: процентное содержание углерода в фазах и количественное соотношение фаз.

2. Углеродистые стали У8 и 35 имеют после закалки и отпуска структуру мартенсит отпуска и твердость: первая -HRC60. вторая - HRC50. 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 закалки и отпуска, и объясните, почему сталь У8 имеет большую твердость, чем сталь 35.

3. Копиры должны иметь минимальную деформацию и высокую износоустойчивость поверхностного слоя при твердости 750... 1000 HV. Для их изготовления выбрана сталь 38ХВФЮА. Расшифруйте состав и определите группу стали по назначению. Назначьте режим термической и химико-термической обработки, приведите его обоснование, объясниввлияние легирования на превращения, происходящие при обработке данной стали. Опишите структуру и свойства копиров после обработки.

4. Для изготовления обрезных штампов выбрана сталь Х6ВФ:

а) расшифруйте состав и определите, к какой группе относится данная сталь по назначению;

б) назначьте режим термической обработки, приведите подробное его обоснование, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие на всех этапах термической обработки;

в) опишите структуру и свойства стали после термической обработки.

5. 
   Опишите способы вторичного переплава слитков, повышающие их качество. Отметьте факторы, способствующие повышению качества слитков в каждом способе.
   
6. 
   По эскизу детали (рис.12) разработайте эскизы элементов литейной формы, модели стержневого ящика, собранной литейной формы (в разрезе). Опишите последовательность изготовления литейной формы методом ручной формовки. Материал детали – чугун СЧ20.
   
7. 
   Изложите сущность литья в кокили, приведите эскизы, поясняющие конструкцию кокилей. Отметьте технологические особенности этого способа литья, достоинства, недостатки и области его применения.
   

5. 
   Изобразите схему и опишите сущность процесса контактной точечной электросварки. Начертите и опишите циклограмму процесса точечной сварки. Объясните, за счет чего металл ядра в месте контакта заготовок доводится до жидкопластичного состояния. Разработайте процесс сварки панели (рис.40) из стали марки Ст3. Шаг точек t=5d_T. Производство массовое. Укажите подготовку заготовок под сварку. По толщине свариваемых заготовок выберите тип машины и укажите ее технические данные. Рассчитайте площадь контактной поверхности электрода. По значениям j (А/мм²) и p (мН/м²) определите сварочный ток и усилие, приложенное на электродах. Определите время сварки изделия. Укажите возможные дефекты и причины их возникновения.
   

Вариант 97

1. Каким способом можно восстановить пластичность холоднокатаных медных лент? Назначьте режим термической обработки и опишите физическую сущность происходящих процессов.

2. Для изготовления токопроводящих упругих элементов выбрана бронза БрБНТ-1,7. Приведите химический состав, режим термической обработки и получаемые механические свойства материала. Опишите процессы, происходящие при термической обработке, объясните природу упрочнения в связи с диаграммой состояния медь- бериллий.

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 5,2% С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?

4. Углеродистая сталь У8 после закалки и отпуска имеет твердость 55...60 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 термической обработки и окончательную структуру.

5. 
   Приведите характеристику свойств титана и укажите области его применения. Опишите последовательность технологического процесса производства титана из ильменитовых руд магниетермическим способом.
   
6. 
   По эскизу детали (рис.13) разработайте эскизы элементов литейной формы, модели стержневого ящика, собранной литейной формы (в разрезе). Опишите последовательность изготовления литейной формы методом ручной формовки. Материал детали – чугун СЧ20.
   
7. 
   Изложите принципы конструирования технологичных литых деталей с учетом литейных свойств сплавов.
   

5. 
   Изобразите схему и опишите сущность процесса контактной шовной (роликовой) сварки. Начертите и опишите циклограмму процесса шовной сварки. Объясните, за счет чего металл ядра в месте контакта заготовок доводится до жидкопластичного состояния. Разработайте процесс сварки бензобака (рис.41) из стали марки Ст3. Производство массовое. Укажите подготовку заготовок под сварку. По толщине свариваемых заготовок выберите тип машины и укажите ее технические данные. Рассчитайте площадь контактной поверхности электрода(для случая отсутствия вращения ролика). По значениям j (А/мм²) и p (мН/м²) определите сварочный ток и усилие, приложенное на роликах, время сварки изделия. Укажите возможные дефекты и причины их возникновения.
   

Вариант 98

1. Для изготовления некоторых деталей двигателя внутреннего сгорания выбран сплав АК2:

а) расшифруйте состав и укажите способ изготовления деталей из этого сплава;

б) опишите характеристики механических свойств данного сплава.

2. Опишите механизм и характер деформации полимеров в стеклообразном и вязкотекучем состояниях. Укажите область применения полимеров в этих состояниях.

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% С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?

4. Вычертите диаграмму изотермического превращения аустенита для стали У8. Нанесите на нее кривую режима изотермической обработки, обеспечивающей твердость 500 НВ. Укажите, как этот режим называется и какая структура при этом получается.

5. 
   Приведите характеристику свойств меди и укажите области ее применения. Опишите последовательность технологического процесса производства меди пирометаллургическим способом.
   
6. 
   По эскизу детали (рис.14) разработайте эскизы элементов литейной формы, модели стержневого ящика, собранной литейной формы (в разрезе). Опишите последовательность изготовления литейной формы методом ручной формовки. Материал детали – сталь 45 Л.
   
7. 
   Изложите вопросы автоматизации и механизации изготовления литейных форм. Приведите схему автоматической формовочной линии и опишите ее работу.
   

5. 
   Изобразите схему и опишите сущность процесса контактной стыковой сварки сопротивлением. Начертите и опишите циклограмму процесса стыковой сварки сопротивлением. Объясните, почему в месте контакта заготовок выделяется наибольшая тепловая энергия. Разработайте процесс сварки стержней (рис.42) из стали марки Ст3. Производство крупносерийное. Укажите подготовку заготовок под сварку. По площади сечения заготовок выберите тип машины и укажите ее технические данные. Рассчитайте площадь контактной поверхности электрода(для случая отсутствия вращения ролика). По значениям j (А/мм²) и p (мН/м²) определите ток и усилие осадки. Укажите возможные дефекты и причины их возникновения.
   

Вариант 99

1. Для каких целей применяется наклеп и почему?

2. 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 вариант низкотемпературной термомеханической обработки по сравнению с высокотемпературной термомеханической обработкой?

3. Назначьте режим термической обработки штампов холодной штамповки из стали У11. Приведите его обоснование и опишите структуру и свойства штампов. Объясните, почему из данной стали изготовляют штампы небольшого сечения.

4. В результате термической обработки полуоси должны получить по всему сечению повышенную прочность (твердость НКС28-35).Для их изготовления выбрана сталь 40ХНМА:

а) расшифруйте состав и определите, к какой группе относится данная сталь но назначению;

б) назначьте режим термической обработки, приведите подробное его обоснование, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие на всех этапах термической обработки данной стали;

в) опишите микроструктуру и свойства стали после термической обработки.

5. 
   Приведите характеристику свойств алюминия и укажите области его применения. Опишите последовательность технологического процесса производства глинозема и электролитического получения алюминия.
   
6. 
   По эскизу детали (рис.15) разработайте эскизы элементов литейной формы, модельных плит, стержневого ящика, собранной литейной формы (в разрезе). Опишите последовательность изготовления формы одним из методом машинной формовки. Материал детали – чугун СЧ20.
   
7. 
   Опишите микроструктуру и свойства отливок из высокопрочного чугуна. Приведите примеры маркировки высокопрочного чугуна по Государственному стандарту. Изложите технологические особенности получения отливок из высокопрочного чугуна и укажите области их применения.
   

5. 
   Изобразите схему и опишите сущность процесса контактной стыковой сварки оплавлением. Начертите и опишите циклограмму процесса стыковой сварки оплавлением. Объясните, за счет чего происходит процесс сварки труб (рис. 43) из стали марки Ст3. Производство массовое. Укажите подготовку заготовок под сварку. По площади сечения свариваемых заготовок выберите тип машины и укажите ее технические данные. По значениям j (А/мм²) и p (мН/м²) определите ток и усилие осадки. Определите установочную длину с учетом припуска на оплавление, осадку и время сварки изделия. Укажите возможные дефекты и причины их возникновения.
   

Вариант 100

1. Для чего применяется отжиг после холодной пластической деформации?

2. Вы чертите диаграмму состояния железо - карбид железа. Укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и по стройте кривую нагревания в интервале температур от 0 до 1600°С (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 1,2% С. Для заданного сплава при температуре 1400°С определите состав фаз (т.е. процентное содержание компонентов в фазах углерода) и количественное соотношение.

3. После закалки углеродистой стали со скоростью охлаждения выше критической была получена структура, состоящая из феррита и мартенсита. Проведи те на диаграмме состояния железо - карбид железа ординату, соответствующую составу заданной стали, укажите принятую в - данном случае температуру нагрева под закалку и опишите все превращения, которые совершались в стали при нагреве и охлаждении. Как называется такой вид закалки?

4. В результате термической обработки шестерни должны получить твердый износоустойчивый поверхностный слой при вязкой сердцевине. Для изготовления их выбрана сталь ЗОХГТ:

а) расшифруйте состав и определите, к какой группе относится данная сталь по назначению;

б) назначьте режим термической обработки, приведите подробное его обоснование, объяснив влияние легирования на все превращения, происходящие на всех этапах термической и химико-термической обработки;

в) опишите микроструктуру и свойства стали после обработки.

5. 
   Приведите характеристику свойств магния и области его применения. Опишите последовательность технологического процесса производства магния из карналлита.
   
6. 
   По эскизу детали (рис.16) разработайте эскизы элементов литейной формы, модельных плит, стержневого ящика и собранной литейной формы (в разрезе). Опишите последовательность изготовления формы одним из методом машинной формовки. Материал детали – сталь 35Л.
   
7. 
   Опишите микроструктуру и свойства отливок из ковкого чугуна. Приведите примеры маркировки ковкого чугуна по Государственному стандарту. Изложите технологические особенности получения отливок из ковкого чугуна и укажите области их применения.
   

5. 
   Изобразите схему и опишите сущность процесса автоматической сварки под слоем флюса. Укажите назначение флюса и флюсовой подушки. Разработайте процесс односторонней сварки плиты из стали марки Ст3 (рис.36). Производство крупносерийное. Укажите тип соединения, форму разделки кромок под сварку (по ГОСТу) и приведите эскиз сечения шва с указанием размеров. Выберите марку и диаметр электродной проволоки и флюса, подберите режим сварки. По размерам шва подсчитайте массу наплавленного металла. Определите расход электродной проволоки и флюса с учетом потерь, расход электроэнергии и время сварки изделия. Укажите методы контроля качества сварного шва.
   

ТЕМЫ РЕКОМЕНДУЕМЫХ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

1. Микроанализ. Ознакомление с конструкцией металомикроскопов и методикой изготовления шлифов.

2. Изучение процессов кристаллизации.

3. Исследование превращений в сплавах методом термического и микроскопического анализов (построение диаграмм состояния).

4. Изучение влияния холодной пластической деформации и рекристаллизации на свойства металлов.

5. Изучение структуры и свойств отожженной стали.

6. Изучение структуры и свойств чугунов

7. Закалка и отпуск углеродистой стали (влияние температуры нагрева в скорости охлаждения при закалке и температуры отпуска на свойства стали).

8. Влияние отжига, нормализации и улучшения углеродистой стали на ее свойства.

9. Изучение структуры стали после термической и химико-термической об работки.

10. Определение прокаливаемости стали методом торцевой закалки.

11. Изотермическая обработка стали (построение диаграммы изотермического превращения аустенита, ступенчатая и изотермическая закалка).

12. Изучение структуры легированных сталей (конструкционных, инструментальных и с особыми свойствами).

13. Изучение структуры цветных металлов и сплавов.

14. Термическая обработка дюралюмина.

15. Исследование влияния состава пластмасс на их физико-механические свойства.

16. Влияние температуры нагрева на механические свойства пластмасс.

17. Определение физико-механичсских свойств резиновых материалов.

18. Изучение свойств органических стекол.

Библиографический список:

1. Лахтин, Ю.М. Материаловедение / Ю.М. Лахтин, В. П.Леонтьева. - М.: Машиностроение, 1990. - 528 с.

2. Лахтин, Ю.М. Металловедение и термическая обработка / Ю.М. Лахтин. - М : Металлургия, 1979г. - 407 с.

3. Гуляев, А.Г1. Металловедение / А.П. Гуляев. - М. : Металлург ия, 1978г. - 648 с.

4. Мозберг, Р.К. Материаловедение / Р.К. Мозберг. - М. : Высшая школа, 1991 г. - 448 с.

5. Геллер Ю.А., Рахштадт А.Г. Материаловедение / Ю.А. Геллер, А.Г. Рахнггадт. - М. : Металлургия, 1984г. - 384 с.

6. Гарифуллин Ф.А. Лекции по материаловедению : учебное пособие / Ф.А Гарифуллин. - Казань :Идель-Пресс, 2002. - 624 с.

7. Гарифуллин, Ф.А. Лабораторный практикум по материаловедению : учебное пособие / Ф.А. Гарифуллин, Ф.Ф. Ибляминов. - Казань : Дом печати, 2004. - 86 с.

8. Гарифуллин, Ф.А. Лабораторный практикум по материаловедению : учебное пособие / Ф.А. Гарифуллин, Ф.Ф. Ибляминов. -- М.: Профиль, 2004. - 128 с.

9. Методы получения и свойства порошковых материалов : методические указания к лабораторным работам / Ф.А. Гарифуллин, Ф.Ф. Ибляминов. Казань : Изд-во Казан, гос. технол. ун-та, 2005. - 12 с

10. Ю.П. Соянцев Металловедение и технология металлов / Дальский А.М. ТКМ 1988 г.

11. Термическая обработка черных и цветных металлов и сплавов методические указания к лабораторным работам / Ф.А. Гарифуллин, Ф.Ф. Ибляминов. - Казань : Изд-во Казан, гос. технол. ун-та, 2005. - 36 с.

12. Микроструктурный анализ черных и цветных металлов и сплавов : методические указания к лабораторным работам / Ф.Л. Гарифуллин, Ф.Ф. Ибляминов. - Казань : Изд-во Казан, гос. технол. ун-та, 2005. - 48 с.

13. Гарифуллин, Ф.А. Лабораторный практикум по материаловедению : учебное пособие / Ф.А. Гарифуллин, Ф.Ф. Ибляминов, B.C. Манько. - Казань : Изд-во Казан, гос. технол. ун-та, 2002 г.

Приложение

Диаграмма состояния двойных металлических сплавов.

Рис. 1 - Диаграмма состояния Fe– Fe₃C.



Рис.2. Диаграмма состояния системы Си – Ag.



Рис.3. Диаграмма состояния системы Pb–Mg.



Рис.4. Диаграмма состояния системы Сu–Ni.



Рис.5. Диаграмма состояния системы Сu - As.



Рис.6. Диаграмма состояния системы Pb–Sb.



Рис.7. Диаграмма состояния системы Pb–Sn.



Рис.8. Диаграмма состояния системы Al – Cu.



Рис. 9 Диаграмма состояния системы Al – Si.



Рис. 10 Диаграмма состояния системы Sn–Zn



Рис. 11 Диаграмма состояния системы Cd – Zn.



Рис. 12 Диаграмма состояния системы Mg – Ca.



Рис. 13 Диаграмма состояния системы Al – Ge.



Рис. 14 Диаграмма состояния системы Mg – Ge.



Рис. 15 Диаграмма состояния системы Sb – Ge.

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

Ф.А. Гарифуллин, Ф.Ф. Ибляминов, В.С. Манько

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ

Корректор Д.С. Степанов