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 № 3
по курсу «МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ И ТКМ»
для студентов специальности 100400
(заочной формы обучения)
Одобрено
редакционно-издательским советом
Балаковского института техники,
технологии и управления
Балаково 2008
ВВЕДЕНИЕ
По курсу «Технология конструкционных материалов и материаловедение» выполняют три контрольные работы, цель которых проверить усвоение студентами содержания курса и приобретенных навыков сознательного использования полученных знаний в инженерной практике.
контрольная работа №3 содержит вопросы по разделу «Материаловедение и технология конструкционных материалов».
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 ЕОНТРОЛЬНОЙ 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 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 должны нумероваться внизу справа. Таблицы, рисунки, эскизы и схемы, кроме нумерации, должны иметь поясняющие подписи. 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. Без выполненной контрольной работа студенты не допускаются к экзамену, Исправленная контрольная работа сдается в деканат.
ВАРИАНТЫ КОНТРОЛЬНОГО ЗАДАНИЯ № 3
Вариант 1
1. Вычертите диаграмму состояния железо - карбит железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 1,1%. Какова структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?
2. 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.
3. Для элементов сопротивления выбран сплав манганин МНМцЗ-12. Расшифруйте состав сплава и укажите, к какой группе относится данный сплав по назначению. Опишите структуру и электротехнические характеристики этого сплава.
Вариант 2
1. 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.
2. Для изготовления фрез выбрана сталь 9ХС. Укажите состав и определите, к какой группе относится данная сталь по назначению. Назначьте и обоснуйте режим термической обработки, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие на всех этапах термической обработки данной стали. Опишите микроструктуру и свойства стали после термической обработки.
3. Для изготовления деталей самолета выбран сплав Д1. Расшифруйте состав, опишите способ упрочнения сплава и объясните природу упрочнения. Укажите характеристики механических свойств сплава.
Вариант 3
1. 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, то есть, процентное содержание углерода в фазах; количественное соотношение фаз.
2. 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.
3. Опишите свойства, способ получения, изготовления деталей и применения его в машиностроении спеченной алюминиевой пудры САП.
Вариант 4
1. Вычертите диаграмму состояния железо- цементит (карбид железа), укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения в сплаве, содержащем 0,8%С при температуре от 0° до 1600°С.
2. Используя диаграмму состояния железо-карбид железа и кривую изменения твердости в зависимости от температуры отпуска, назначьте для углеродистой стали 40 температуру закалки и температуру отпуска, необходимые для обеспечения твердости 400НВ. Опишите превращения на всех этапах термической обработки и получаемую структуру.
3. Для изготовления инструментов высокой производительности применяются быстрорежущие стали Р12 и Р10К5Ф2. Расшифруйте состав сталей и укажите, к какой группе относятся данные сплавы по назначению.
Вариант 5
1. 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 2,2%С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?
2. Вычертите диаграмму изотермического превращения аустенита для стали У8. Нанесите на нее кривую режима изотермической обработки, обеспечивающей получение твердости 150 НВ. Укажите, как этот режим называется и какая структура получается в данном случае.
3. Какой порошковый твёрдый сплав применяется для режущих инструментов при обработке материалов, дающих прерывистую стружку (чугун, цветные металлы, фарфор, керамика и т.п.). Приведите марки порошковых твёрдых сплавов, расшифруйте состав сплавов и область применения по основным группам.
Вариант 6
1. С помощью диаграммы состояния железо-цементит обоснуйте выбор режима термической обработки, применяемой для устранения цементитной сетки в заэвтектоидной стали. Дайте определение выбранного режима обработки и опишите превращения, которые происходят при нагреве и охлаждении.
2. Сталь 40 подвергалась закалке от температур 760 и 840°С. С помощью диаграммы состояния железо-цементит укажите, какие структуры образуются в каждом случае. Объясните причины образования разных структур и рекомендуйте оптимальный режим нагрева под закалку данной стали.
3. Опишите основные преимущества оснащения лезвийных инструментов сверхтвёрдыми материалами по сравнению с обычной быстрорежущей сталью.
Вариант 7
1. Вычертите диаграмму состояния железо - карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правша фаз) для сплава, содержащего 0,4%С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?
2. Используя диаграмму состояния железо-цементит, установите температуры нормализации, отжига и закалки для стали У12. Охарактеризуйте эти режимы термической обработки и опишите структуру и свойства стали после каждого вида обработки.
3. Для изготовления пресс-форм и штампов выбрана сталь 4ХВ2С. Расшифруйте состав, опишите способ упрочнения стали и объясните природу упрочнения. Укажите характеристики механических свойств стали.
Вариант 8
1. 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 0,7% С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?
2. Плашки из стали У11А закалены: первая - от температуры 760°С, вторая - от температуры 850°С. Используя диаграмму состояния железо — цементит, укажите температуры закалки, объясните, какая из этих плашек закалена правильно, имеет более высокие режущие свойства и почему
3. Для изготовления обшивки самолета выбран сплав В95. Расшифруйте состав, опишите способ упрочнения сплава и объясните природу упрочнения. Укажите характеристики механических свойств сплава.