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

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Саратовский государственный технический университет

Балаковский институт техники, технологии и управления

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к выполнению контрольной работы № 1,2

по курсу «МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ»

для студентов специальности 120100

заочной формы обучения

Одобрено

редакционно-издательским советом

Балаковского института техники,

технологии и управления

Балаково 2008

ВВЕДЕНИЕ

Прогресс в области машиностроения тесно связан с созданием и освоением новых, наиболее экономичных материалов, в том числе полимерных и особо чистых; развитием и внедрением в производство новейших методов упрочнения металлов и других промышленных материалов; расширением сортамента выпускаемых материалов.

Совершенствование производства, выпуск современных разнообразных машиностроительных конструкций, специальных приборов и машин невозможны без дальнейшего развития производства металлических сплавов, которые в настоящее время являются основными материалами в машиностроении. В зависимости от назначения к сплавам предъявляются различные требования. Некоторые из них должны отличаться высокой прочностью, другие — пластичностью, третьи — высокой электропроводностью или высоким электрическим сопротивлением, четвертые — специальными магнитными свойствами и т. д. Получение тех или иных свойств определяется внутренним строением сплавов. В свою очередь строение сплава зависит от состава и характера предварительной обработки. Следовательно, между всеми этими характеристиками существуют определенные связи: между составом и строением (первая связь), между обработкой и строением (вторая связь) и между строением и свойствами (третья связь). Изучение этих связей составляет предмет дисциплины, которая называется «Материаловедение». В этой дисциплине изучаются, с одной стороны, физические основы указанных выше связей; с другой стороны, материаловедение является первой инженерной дисциплиной, данные которой широко используются при курсовом и дипломном проектировании, а также в практической деятельности инженеров-машиностроителей.

Контрольные задания имеют по десять вариантов. Студент выполняет тот вариант задания, номер которого соответствует последней цифре шифра. Например, студент, имеющий шифр 176245, выполняет вариант 5, а имеющий шифр 1761020 выполняет вариант 10.

ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К СОДЕРЖАНИЮ И

ОФОРМЛЕНИЮ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

Содержание контрольной работы должно соответствовать установленному варианту. Произвольные отклонения от порядка выбора задания не допускаются и контрольные варианты, выполненные не на тему или с отклонениями от нее, не засчитываются. Контрольные задания выполняют в письменном виде. Текст вопросов должен быть написан перед ответом на вопрос и подчеркнут. Ответы на вопросы контрольных заданий должны быть четкими и ясными, основываться на теоретических положениях, изложенных в рекомендуемых учебниках, иллюстрироваться схемами, эскизами, а также примерами из учебной литературы или из практики предприятия, на котором студент работает. Ответы на вопросы контрольных заданий следует давать своими словами, а не переписывать соответствующий текст учебника или учебного пособия. Эскизы, схемы и чертежи выполняются от руки в масштабе с указанием основных размеров, сечений и разрезов по правилам Единой системы конструкторской документации (ЕСКД). Страницы контрольной работы, таблицы и рисунки необходимо пронумеровать, при этом рисунки, эскизы и схемы должны иметь поясняющие подписи. При ответе следует ссылаться на иллюстративный материал. На страницах работы необходимо оставить поля для замечаний рецензента. Страницы контрольной работы нумеруются внизу справа. Объем выполняемого задания – 10-12 страниц стандартной ученической тетради. В конце выполненного задания студент приводит список использованной литературы по ГОСТ 7.1-2003, указывает дату выполнения работы и ставит свою подпись.

Если работа не зачтена, то она посылается на повторное выполнение. Исправленная контрольная работа сдается в деканат. Без выполненной контрольной работы студенты не допускаются к экзамену,

ВАРИАНТЫ КОНТРОЛЬНОГО ЗАДАНИЯ № 1

Вариант 1

1. Опишите физическую сущность процесса кристаллизации.

2. Вычертите диаграмму состояния системы висмут – сурьма. 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. 1).

Рис. 1. Диаграмма состояния висмут – сурьма (Bi – Sb)

3. Какой вид напряжений приводит к вязкому разрушению путем среза? Объясните природу разрушения.

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 2,6% С. Для заданного сплава определите процентное содержание углерода в фазах при температуре 1000° С.

5. Вычертите диаграмму изотермического превращения аустенита для стали У8, нанесите на нее кривую режима термической обработки, обеспечивающей получение твердости HRC60—63. Укажите, как этот режим называется, опишите сущность превращений и какая структура получается при этом.

Вариант 2

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

2. Вычертите диаграмму состояния системы свинец — сурьма. Опишите взаимодействие компонентов в жидком и твердом состояниях, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы состояния и объясните характер изменения свойств в данной системе с помощью правил Курнакова (рис. 2).

Рис. 2. Диаграмма состояния свинец – сурьма (Pb – Sb)

3. Как изменяются механические и другие свойства при нагреве наклепанного 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 правила фаз) для сплава, содержащего 3,3%С. Для заданного сплава при температуре 1200° С определите: процентное содержание углерода в фазах; количественное соотношение фаз.

5. С помощью диаграммы состояния железо — карбид железа определите температуру полного и неполного отжига и нормализации для стали 20. Охарактеризуйте эти режимы термической обработки и приведите краткое описание микроструктуры и свойств стали после каждого вида обработки.

Вариант 3

1. Постройте с применением правила фаз кривую нагревания для алюминия.

2.Вычертите диаграмму состояния системы медь — серебро, Опишите взаимодействие компонентов в жидком и твёрдом состояниях, укажите структурные составляющие, во всех областях диаграммы состояния и объясните характер изменения свойств в дан ной системе с помощью правила Курнакова (рис.3).

Рис. 2. Диаграмма состояния медь – серебро (Cu – Ag)

3. Опишите линейные несовершенства кристаллического строения. Как они влияют на свойства металлов и сплавов?

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 2,3% С. Выберите для заданного сплава любую температуру между линиями ликвидус и солидус и определите: состав фаз, т. е, процентное содержание углерода в фазах; количественное соотношение фаз.

5. Используя диаграмму изотермического превращения аустенита, объясните, почему нельзя получить в стали чисто мартенситную структуру, при охлаждении её со скоростью, меньшей критической скорости закалки.

Вариант 4

1. Дайте определение твердости. Какими методами измеряют твердость металлов и сплавов? Опишите их.

2. Вычертите диаграмму состояния системы свинец — олово, опишите взаимодействие компонентов в жидком и твердом состояниях, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы состояния и объясните характер изменения свойств сплавов с помощью правил Курнакова (рис.4).

Рис. 1 Диаграмма состояния свинец – олово

3. Для чего применяется отжиг в процессе изготовления холоднокатаной стальной ленты? Как называется такой вид отжига?

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 правила фаз) для сплава, содержащего 2,4%С. Для заданного сплава при температуре 1250°С определите: состав фаз, т. е. процентное содержание углерода в фазах; количественное соотношение фаз.

5. Вычертите диаграмму изотермического превращения аустенита эвтектоидной стали и нанесите на нее кривую режима изотермического отжига. Опишите превращения и получаемую после такой обработки структуру.