Шпоры по материаловедению (стр. 1 из 2)
ВОПРОС 1. Цели и задачи дисциплины. Схема маш. Процесса.
Цель дисциплины – методы изучения св-в мат-ов, сравнение мат., выбор для различных конструкций.
Выбор мат – пр-во мат – пр-во загот – пр. дет. – сборка узлов – сборка машин-конт.
Сущ. 3 критерия выбора мат-ов. Этим занимается конструкторское бюро.
Сущ. 3 метода заготовки.
1) Литьё; 2) Обработка давлением; 3) Сварочное пр-во.
Виды пр-ва деталей:
1) Электроиозионные; 2) Лучевая; 3) Ультразвуковая; 4) Аозерная; 5) Электрохимические.
Тех. Св-ва показ. Отношение мат-ов к различным технол. Про-ва.
1) Литейные св.; 2) Ковкость; 3) Свариваемость; 4) Обр. резанием; 5) др. виды обработки.
ВОПРОС 2. Основные км, применяемые в машиностроении. Перспективы развития их пр.
Км – это мат применяемые в машиностроении, для пр-ва деталей машин. Они делятся на металлические и не металлические.
1) сталь – основной км. Мех св-ва – прочность, хор обраб, пластичность, недорогая, около 800 млн в год в России.
2) чугун – 350-400 млн. в России
3) Алюминий – в виде сплавов. Россия 1 место по пр-ву.
4) Медь – коррозийная стойкость.
5) титановые сплавы – жаростойкие.
Речь идёт о: совершенстве технологий, повышение качества металлов, более полное использование мет.
ВОПРОС 3. Физические и химические св-ва км.
Физические св-ва: Показыв отношение мат-ов к различным природным явлениям. Плотность, электропроводность, теплопроводность, термоэлектронная эмиссия.
Химические св-ва: Показ отношение мат-ов к различным хим процессам – коррозии, друг к другу, к сферам.
ВОПРОС 4. Механические и технологич св-ва км.
Механические св-ва: показ отношение мат-ов к различным мех воздействиям. По ним рассчитыв конструкции:
1) Прочность; 2) предел текучести; 3) предел пропорциональности; 4) ударная вязкость.
Технологические св-ва: показ отношение мет-ов к различным технологиям обработки.
1) Литейные св-ва – как мат-л относится к литью
2) Ковкость 0 отнош-е м-ов к диф-ям под давлением
3) Свариваемость
4) Обработка резанием
5) отношение к физико-хим методам обработки
ВОПРОС 5. Критерии выбора км.
1) Эксплуатационный – учит. В каких усл-ях будет работать данная машина. Оценивают физ св-ва, хим св-ва, мех св-ва.
2) Технологический – технологичность, как они будут обрабатываться;
3) Экономический – медные сплавы в 8 раз дороже стали, Ni– 25 раз, титан – 80 раз, родий – 45000 раз.
ВОПРОС 6. Кр. строение мет и сплав.
Все металлы кр тела, состоящие из кр-ов. В каждом отд кр атомы имеют строгое положение и обр пространственную решётку
Для мет. хар 3 вида решёток:1) Объёмно-центрированно кубическая (Fe, W, молибден).
2) Гране-центрированно кубическая (Al, Pb, Ni, Au, Ag, Pl).
3) Гексогонально плотноупакованная (кобальт, кадмий).
Св-ва металлов зависят от типа решёток.
Параметры решёток:
1) Период решётки – расстояние между атомами в узлах.
2) Координационное число – кол-во атомов, нах на наим расст от взятого тела.
3) Базис – кол-во атомов приходящ на 1я.
Чем больше 2 и 3 тем больше атомов нах в ячейке и это плотноупак реш.
Металлы с ОЦК и ГЦК более Тв.
ВОПРОС 7. Реальное строение металлов. Основные деф стр и их влияние на св-ва.
Все дефекты делятся на 3 гр.
1) Точечные; 2) Линейные; 3) Плоскостные.
ВОПРОС 8. Способы исслед строения и св-в км.
1) Макроанализ – пр-я на изломах и на макротрещинах; 2) микроанализ – анализ м-ов с пом-ю микроскопов. Имеется шкала сколько мы видим включений и какая бальность, чем больше вкл, тем больше баллов;
3) Электронная микроскопия – исследование тонкой стружки с помощью Эл микроскопа;
4) Рентгеноскопия – лучи попадают на металл, отр-я на пл-ть и улавливаются приборами..
Исследование св-в:
1) Испытание на растяжение и сжатие;
2) Определение Тв.
3) Определение вязкости.
ВОПРОС 11. Железо-углеродистые сплавы (стали и чугуны). Компоненты, структурные составляющие.
Fe-Fe3C
Эти сплавы наз-я «чёрными металлами» и представляют собой стали и чугуны. Сталь – сплав железа с углеродом 0-2,14%. Исходные компоненты Fe-Fe3C.
1) Железо – металл, при комнатной т имеет решётку ОЦК, плотность 7,8гр. Тпл=1539, имеет полиморфные превращения.
2) Углерод – не металл, плотность 3,5гр, Тпл=3500, в природе в виде: графит, уголь, алмаз.
Может обр сл виды сплавов:
1) Тв раствор;
2) Хим соединения;
3) Может быть в виде отд фаз;
4) Входит в состав мех смесей.
СТРУКТУРНЫЕ СОСТАВЛЯЮЩИЕ:
1) Феррит – Тв раствор внедрения углерода в железе альфа. Макс раствор 0,02%- при 727гр. Очень мягкий НВ=80.
2) Аустенит – ТВ. Раствор внедрения углерода в железе гамма, с огр раствор 2,14 при 1147гр., 0,8 при 727гр, НВ=160-180.
3) Цементит – хим. Соединение железа и углерода, НВ=800. может быть первичный, вторичный, третичный
4) Ледебурит – мех смесь мелкодисперсная 500НВ.
5) Перлит – мех смесь феррита и цементита втор, углерода 08, при 727гр, перлит эвтектоид, НВ=200.
ВОПРОС 13. Классификация сталей по структуре и назначению.
По структуре:
1) доэвтектоидные (углерод 0-0,8) в этой структуре наход. Феррит и перлит. Чем < С, тем >перлита, сталь прочнее.
2) эвтектоидные (С=0,8). У них в структуре один перлит, стали прочные.
3) заявтектоидные (С 0,8-2,14). У них в структуре нах П и Ц втор, стали очень твёрдые, менее вязки и пластичны.
По назначению:
1) строительные (С 0,8-2,14) эти стали достаточно прочные, хорошо прокатываются, свариваются.
2) Машиностроительные (С 0,3-0,8). У них больше перлита, поэтому они более ТВ, чем строительные, хотя сокр вязкость и пластичность.
3) Инструментальные (С от 0,7-1,3). Это высокоуглер стали, очень ТВ., не пластичные.
4) Литейные стали – сплавы идут на стальные отливки. С=0,035. малоуглеродистые стали.
ВОПРОС 14. Классификация сталей по способу про-ва и качеству.
По способу пр-ва:
1) Кислый способ;
2) Основной способ – нераскислённая сталь кп, спокойная СП, если после марки нет букв, то это спокойная сталь, если не полностью раскислённая, то пс.
По качеству:
В зависимости от содержания вредных примесей: серы и фосфора-стали подразделяют на:
Стали обыкновенного качества, содержание до 0.06% серы и до 0,07% фосфора. Сталь обыкновенного качества подразделяется еще и по поставкам на 3 группы:
1. сталь группы А поставляется потребителям по механическим свойствам (такая сталь может иметь повышенное содержание серы или фосфора);
2. сталь группы Б - по химическому составу;
3. сталь группы В - с гарантированными механическими свойствами и химическим составом.
1. Качественные - до 0,035% серы и фосфора каждого отдельно.
2.Высококачественные - до 0.025% серы и фосфора.
3. Особовысококачественные, до 0,025% фосфора и до 0,015% серы.
ВОПРОС 15. Классификация чугунов по структуре и виду нахождения углерода.
Чугунами называют сплавы железа с углеродом, содержащие более 2,14% углерода. Они содержат те же примеси, что и сталь, но в большем количестве. В зависимости от состояния углерода в чугуне, различают:
Белый чугун, в котором весь углерод находится в связанном состоянии в виде карбида, и чугун, в котором углерод в значительной степени или полностью находится в свободном состоянии в виде графита, что определяет прочностные свойства сплава, чугуны подразделяют на:
1) серые - пластинчатая или червеобразная форма графита;
2) высокопрочные - шаровидный графит;
3) ковкие - хлопьевидный графит. Чугуны маркируют двумя буквами и двумя цифрами,
соответствующими минимальному значению временного сопротивления δв при растяжении в МПа-10. Серый чугун обозначают буквами "СЧ" (ГОСТ 1412-85), высокопрочный - "ВЧ" (ГОСТ 7293-85), ковкий - "КЧ" (ГОСТ 1215-85).
СЧ10 - серый чугун с пределомпрочности при растяжении 100 МПа;
ВЧ70 - высокопрочный чугун с сигма временным при растяжении 700 МПа;
КЧ35 - ковкий чугун с δв растяжением примерно 350 МПа.
Для работы в узлах трения со смазкой применяют отливки из антифрикционного чугуна АЧС-1, АЧС-6, АЧВ-2, АЧК-2 и др., что расшифровывается следующим образом: АЧ - антифрикционный чугун:
С - серый, В - высокопрочный, К - ковкий. А цифры обозначают порядковый номер сплава согласно ГОСТу 1585-79.
ВОПРОС 16. Легированные стали. Легирующие элементы. Маркировка л/с.
Легированные стали широко применяют в тракторном и сельскохозяйственном машиностроении, в автомобильной промышленности, тяжелом и транспортном машиностроении в меньшей степени в станкостроении, инструментальной и других видах промышленности. Это стали применяют для тяжело нагруженных металлоконструкций.
Стали, в которых суммарное количество содержание легирующих элементов не превышает 2.5%, относятся к низколегированным, содержащие 2.5-10% - к легированным, и более 10% к высоколегированным (содержание железа более 45%).
Наиболее широкое применение в строительстве получили низколегированные стали, а в машиностроении - легированные стали.
Легированные конструкционные стали маркируют цифрами и буквами. Двухзначные цифры, приводимые в начале марки, указывают среднее содержание углерода в сотых долях процента, буквы справа от цифры обозначают легирующий элемент. Пример, сталь 12Х2Н4А содержит 0.12% С, 2% Cr, 4% Ni и относится к высококачественным, на что указывает в конце марки буква ІАІ.
Строительные низколегированные стали
Низко легированными называют стали, содержащие не более 0.22% С и сравнительно небольшое количество недефицитных легирующих элементов: до 1.8% Mn, до 1,2% Si, до 0,8% Cr и другие.
К этим сталям относятся стали 09Г2, 09ГС, 17ГС, 10Г2С1, 14Г2, 15ХСНД, 10ХНДП и многие другие. Стали в виде листов, сортового фасонного проката применяют в строительстве и машиностроении для сварных конструкций, в основном без дополнительной термической обработки. Низколегированные низкоуглеродистые стали хорошо свариваются.