Методические указания к выполнению контрольных работ по курсу «материаловедение» для студентов специальности 120100 заочной формы обучения (стр. 2 из 4)

5. Вычертите диаграмму изотермического превращения аустенита эвтек-тоидной стали и нанесите на нее кривую режима изотермического отжига. Опишите превращения и получаемую после такой обработки структуру [1, с. 103].

Вариант 5

1. Опишите явление полиморфизма в приложении к титану, а также строение и основные характеристики кристаллической решетки (параметры, координа-ционное число, плотность упаковки) для кубической модификации титана [1, стр. 62].

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) [7, с. 50].

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

3. Что такое блочная (мозаичная) структура и как она изменяется в процессе холодной пластической деформации [7, с. 25]?

4. Вычертите диаграмму состояния железо — карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превра-щения 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 при этой температуре; количественное соотношение фаз [7, с. 64].

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 [1, с. 106]?

Вариант 6

1. Опишите явление полиморфизма в приложении к железу [7, с. 22].

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) [7, с. 50].

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

3. Опишите точечные несовершенства кристаллического строения [7, c.12].

4. Вычертите диаграмму состояния железо — карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превра-щения 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 [7, с. 64].

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 [1, с. 103].

Вариант 7

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

2. 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) [7, с. 50].

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

3. Опишите сущность явления наклёпа и примеры его практического использования [7, с. 27].

4. 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 [1, с. 103].

5. С помощью диаграммы состояния железо-цементит установите темпе-ратуру полной и неполной закалки для стали 45 и опишите структуру и свойства стали после каждого вида термической обработки [1, с. 106].

Вариант 8

1. Опишите строение и основные характеристики кристаллической решетки хрома (параметры, координатное число, плотность упаковки) [1, с . 62].

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) [7, с. 50].

Рис. 8. Диаграмма состояния сурьма – германий (Sb – Ge)

3. Как изменяются строение и свойства при нагревании предварительно деформированного металла [7, с. 29]?

4. Вычертите диаграмму состояния железо - карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превра-щения 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 [7, с. 64].

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 [1, с. 106].

Вариант 9

1. Опишите строение и основные характеристики кристаллической решетки свинца (параметры, координационное число, плотность упаковки) [1, с. 62].

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) [7, с. 50].

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

3. В чем различие между упругой и пластической деформацией [7, с. 25]?

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 [7, с. 64].

5. Почему для изготовления инструмента применяется сталь с исходной структурой зернистого перлита? В результате какой термической обработки можно получить эту структуру [1, с. 102]?

Вариант 10

1. Как влияет скорость охлаждения на строение кристаллизующегося металла [2, с. 39]?

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) [7, с. 50].

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 [7, с. 28]?

4. Вычертите диаграмму состояния железо — карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превра-щения 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 [7, с. 64].

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 [1, с. 103].

ВОПРОСЫ 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 [1, с. 123].

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 [1, с. 158].

3. Для изготовления деталей высокой прочности используется мартен-ситостареющая 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 [7, с. 158].