Методические указания к выполнению контрольной работы №1,2 по курсу «материаловедение» для студентов специальности 120100 заочной формы обучения (стр. 2 из 4)

Вариант 5

1. Опишите явление полиморфизма в приложении к титану, а также строение и основные характеристики кристаллической решетки (параметры, координационное число, плотность упаковки) для кубической модификации титана.

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).

Рис. 5 Диаграмма состояния магний – кальций (Mg – Ca)

3. Что такое блочная (мозаичная) структура и как она изменяется в процессе холодной пластической деформации?

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 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 три этой температуре; количественное соотношение фаз.

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?

Вариант 6

1. Опишите явление полиморфизма в приложении к железу.

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).

Рис. 6. Диаграмма состояния медь – мышьяк (Cu – As)

3. Опишите точечные несовершенства кристаллического строения.

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 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.

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.

Вариант 7

1. Что такое ограниченные и неограниченные твёрдые растворы? Каковы необходимые условия образования неограниченных твердых растворов?

2. Опишите сущность явления наклёпа и примеры его практического использования.

3. 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).

Рис. 7. Диаграмма состояния магний – германий (Mg – Ge)

3. 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.

4. С помощью диаграммы состояния железо-цементит установите температуру полной и неполной закалки для стали 45 и опишите структуру и свойства стали после каждого вида термической обработки.

Вариант 8

1. Опишите строение и основные характеристики кристаллической решетки хрома (параметры, координатное число, плотность упаковки).

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).

Рис. 6. Диаграмма состояния сурьма – германий (Sb – Ge)

3. Как изменяются строение и свойства при нагревании предварительно деформированного металла?

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 правил фаз) для сплава, содержащего 1,7% С. Для данного сплава определите при температуре 1400° С: процентное содержание углерода в фазах; количественное соотношение фаз.

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.

Вариант 9

1. Опишите строение и основные характеристики кристаллической решетки свинца (параметры, координационное число, плотность упаковки).

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).

Рис. 9. Диаграмма состояния кадмий – цинк (Cd – Zn)

3. В чем различие между упругой и пластической деформацией?

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.

5. Почему для изготовления инструмента применяется сталь с исходной структурой зернистого перлита? В результате какой термической обработки можно получить эту структуру?

Вариант 10

1. Как влияет скорость охлаждения на строение кристаллизующегося металла?

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).

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?

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 2,7% С. Для заданного сплава определите процентное содержание углерода в фазах при температуре 950° С.

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.

ВАРИАНТЫ 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.

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.

3. Для изготовления деталей высокой прочности используется мартенситостареющая 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.

4. Металлокерамические жаропрочные сплавы. Состав, свойства и область применения их в машиностроении.