На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти готовые бесплатные и платные работы или заказать написание уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов по самым низким ценам. Добавив заявку на написание требуемой для вас работы, вы узнаете реальную стоимость ее выполнения.

Здравствуйте гость!

Задание № 2115

Наменование:

Контрольная Материаловедение. Технология конструкционных материалов:

Предмет:

Другой

Бюджет:

0 руб.

Дата:

20.12.2010

Описание:

Вариант 9

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
ЮРГИНСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
___________________________________________________



Утверждаю
Зам. директора ЮТИ ТПУ по УР
______________ В.Л. Бибик
«____» _____________2008 г.









МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ


Методические указания и контрольные задания по курсу для студентов заочного отделения
направления 110300 «Агроинженерия» специальность 110304 «Технология обслуживания и ремонта машин в агропромышленном комплексе»












Издательство
Юргинского технологического института (филиал)
Томского политехнического университета
2008


УДК 621.313

Материаловедение. Технология конструкционных материалов: методические указания и контрольные задания по курсу для студентов заочного отделения направления 110300 «Агроинженерия» специальность 110304 «Технология обслуживания и ремонта машин в агропромышленном комплексе» / Сост. Д.П. Ильященко. – Юрга: Изд-во Юргинского технологического института (филиал) Томского политехнического университета, 2008. – 66 с.








Рецензент
доктор технических наук, доцент С.Б. Сапожков







Методические указания рассмотрены и рекомендованы к изданию методическим семинаром кафедры СП ЮТИ ТПУ « » 2008 г.









Зав. кафедрой СП
канд. техн. наук, доцент Е.А. Зернин






1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

1.1. Цели преподавания дисциплины

Учебная дисциплина «Материаловедение. Технология конструкционных материалов» изучает методы получения материалов, устанавливает закономерности зависимостей свойств материалов от химического состава, структуры, способов обработки и условий эксплуатации, и изучает технологические процессы машиностроительного производства изготовления из материалов заготовок, деталей и изделий.
Целью преподавания дисциплины – дать выпускникам вуза знания о природе и свойствах материалов, способах повышения их эксплутационных характеристик, познакомить с основными группами современных металлических и неметаллических материалов, познакомить с технологическими методами получения материалов и обработки заготовок, деталей изделий, вооружить будущих специалистов умениями обоснованно выбирать материалы, форму изделия и способы изготовления с учетом требований технологичности.
Студент, изучающий курс «Материаловедение. Технология конструкционных материалов» должен:
иметь представление:
- о связи курса с другими дисциплинами;
- о роли курса в практической деятельности специалиста;
- о перспективах развития материаловедения;
- о технологии производства и обработки материалов, как в научном, так и в практических аспектах.
знать:
- строение и свойства материалов, сущность явлений, происходящих в материалах в условиях их производства и эксплуатации изделий;
- современные способы производства материалов и изделий из них с заданным уровнем эксплутационных свойств;
- традиционные технологические процессы изготовления заготовок и деталей: литейные, деформационные, термической обработки, механической обработки, формирование неразъемных соединений.
уметь:
- обоснованно выбрать материал и назначить обработку в целях получения структуры и свойств, обеспечивающих высокую надежность изделий;
- выбрать наиболее рациональный способ получения заготовок и изделий, исходя из заданного уровня эксплутационных характеристик.

иметь опыт работы:
- со справочной литературой, государственными стандартами, производственной технологической документацией.

1.2. Задачи изложения и изучения учебной дисциплины

Учебная дисциплина «Материаловедение. Технология конструкционных материалов» состоит из общего введения и двух частей: «Материаловедение» и «Технология конструкционных материалов».
Основная задача изложения и изучения дисциплины – ознакомление студентов с основными группами металлических и неметаллических материалов; их свойствами; областями применения этих материалов; сущностью процессов получения металлов и сплавов; физической сущностью явлений проходящих в материалах при воздействии различных факторов в условиях производства и эксплуатации; особенностями формообразования заготовок различными способами; основами технологичности конструкций заготовок и деталей машин с учетом методов их получения и обработки; устройствами типового оборудования, инструмента и приспособлений для производства материалов и изделий из них; ознакомление с традициями и современными технологическими процессами в машиностроении.
Введение определяет цель и задачи дисциплины «Материаловедение. Технология конструкционных материалов», её место в подготовке специалистов машиностроительного производства. Роль современных материалов и технологий в развитии новых видов машиностроения, ремонта машин и оборудования. Общую характеристику технологических процессов и их роль в обеспечении качества продукции и экономической эффективности.
Часть «Технология конструкционных материалов» состоит из разделов: свойства и строение металлов и сплавов; основы металлургического производства; технология литейного производства; технология обработки металлов давлением; технология сварочного производства; технология обработки металлов резанием; электрофизические и электрохимические методы обработки; изготовление деталей из порошковых, неметаллических и композиционных материалов.
Часть «Материаловедение» состоит из разделов: свойства и строение металлов; формирование структуры металлов и сплавов при кристаллизации; пластическая деформация, влияние нагрева на структуру и свойства деформированного металла; железо и его сплавы; основы термической и химико-термической обработки стали; стали, сплавы специального назначения; цветные металлы и сплавы; неметаллические материалы; композиционные материалы; порошковые материалы.
Данная дисциплина является обще-профессиональной для студентов направления «Агроинженерия» и дает им представление о материалах и технологических процессах на машиностроительных предприятиях.
Курс «Материаловедение. Технология конструкционных материалов» опирается на знания полученные в школе и вузе по химии и физике.



2. СОДЕРЖАНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО РАЗДЕЛА ДИСЦИПЛИНЫ

Рабочая программа составлена на основании типовой программы дисциплины «Технологические процессы машиностроительного производства» Госкомитета РФ по народному образованию и типовой программы дисциплины «Технология конструкционных материалов» для машиностроительных специальностей высших учебных заведений Госкомитета РФ по народному образованию.
Индекс ГУМУ-14/2. Дата утверждения 20.06.1988 г.
Вторая часть программы составлена на основании типовой программы «Материаловедение» Госкомитета РФ по народному образованию.
Индекс ГУМУ-14/1. Дата утверждения 20.06.1988 г.

2.1. Технология конструкционных материалов

Введение
Во введение необходимо ознакомиться с целями, задачами и содержанием дисциплины, ее значением в технологической подготовке инженеров. Ознакомиться с общей характеристикой технологических процессов в машиностроении. Уяснить роль технологии в обеспечении качества продукции и экономической эффективности.

Контрольные вопросы

1. Какие задачи решаются при изучении данного курса?
2. Что представляет собой технологический процесс?

2.1.2. Тема 1. Свойства и строение металлов и сплавов, применяемых в машиностроении

Необходимо изучить классификацию сталей, чугунов, сплавов, цветных металлов, их физические, механические, эксплутационные, технологические свойства. Знать зависимость свойств металла от химического состава и содержания примесей. Составить понятие о легированных сталях. Хорошо знать маркировку. Для правильного выбора температурного интервала термической обработки железоуглеродистых сплавов следует изучить диаграмму состояния железо-цементит. Необходимо знать основные виды термической обработки и ее задачи.

Контрольные вопросы

1. Какие свойства металлов и сплавов называются механическим? Как определяют эти свойства?
2. Приведите основные технологические свойства металлов и сплавов.
3. Объясните понятие «фаза», «структура».
4. Назовите основные структурные составляющие железоуглеродистых сплавов, их химический состав.
5. Укажите, в каких областях диаграммы состояния железо-цементит, и при каких температурах находится аустенит, феррит, перлит, ледебурит?
6. По диаграмме состояния железо-цементит укажите области, в которых находятся доэвтектоидные, эвтектоидные, заэвтектоидные углеродистые стали и их примерный химический состав.
7. По диаграмме состояния железо-цементит покажите области, в которых находятся доэвтектические, эвтектические чугуны, их химический состав.
8. Изложите классификацию и маркировку углеродистых сталей согласно ГОСТ.
9. Изложите классификацию легированных сталей и маркировку. Приведите примеры и укажите химический состав.
10. Назовите виды чугунов и их маркировку.
11. Назовите основные свойства меди и ее сплавов. Приведите примеры обозначения латуней и бронз.
12. Назовите основные свойства алюминия и его сплавов, укажите деформируемые и литейные алюминиевые сплавы, принцип маркировки.

2.1.3. Тема 2. Основы металлургического производства

Для более четкого представления о составе различных сталей и сплавов и их свойствах необходимо знать металлургические процессы, при которых они производятся. Изучить физико-химические основы металлургического производства. Знать условия получения стали в конверторах, мартеновских и электрических печах. Знать способы разливки стали. Ознакомиться с кристаллизацией стали в изложнице, несовершенством строения слитка, ликвационными процессами. В результате уяснить условия, не удовлетворяющие высокому качеству стали при традиционных методах производства. Изучить способы повышения качества стали: внепечные способы, электрорафинирующие переплавы.

Контрольные вопросы

1. В чем сущность переработки чугуна в сталь?
2. Изложите технологию выплавки стали в основной печи.
3. В чем отличие кислого металлургического процесса от основного?
4. Чем отличается сталь кислого процесса от стали, полученной основным металлургическим процессом?
5. В чем особенность получения стали в электрических дуговых печах? Какие марки можно в них получать?
6. В чем особенность ведения плавки в индукционных тигельных печах?
Какие марки стали можно в них получать?
7. Объясните несовершенство строения и химического состава слитка.
8. Как влияют на качество стали внепечные способы рафинирования?
9. В чем отличие слитка стали, полученного методом электрошлакового переплава, от слитка, полученного обычной разливкой сверху?

2.1.4. Тема 3. Технология литейного производства

Следует ознакомиться с современным состоянием и значением литейного производства в машиностроении, уяснит, что этот вид производства является важнейшей заготовительной базой машиностроения. Необходимо уяснить основные преимущества получения литых деталей с точки зрения дешевизны по сравнению с другими способами и возможностями получать изделия самой сложной конфигурации из различных сплавов. При этом знать экологическое состояние в литейном производстве и потребности в сырье для изготовления форм.
Необходимо знать способы изготовления отливок: в песчаных формах; специальные способы литья. Технологические возможности специальные видов литья и области их применения.
Хорошо знать литейные свойства сплавов, технологические факторы, влияющие на литейные свойства сплавов. Влияние литейных свойств сплавов на качество отливок. Знать особенности изготовления отливок из чугуна, стали, медных, алюминиевых, тугоплавких сплавов.
Конструктор и технолог должен иметь представление об особенностях конструирования литых деталей с учетом литейных свойств сплавов, уровня напряжений в отливке, направленности затвердевания отливки, технологии изготовления литейных форм. Предусмотреть технологичность конструкции литых деталей.

Контрольные вопросы

1. Изложите основные литейные свойства сплавов.
2. Причины образования напряжений в отливках, в каких случаях появляются трещины и коробления отливок?
3. Технологические особенности конструирования отливок с учетом литейных свойств металлов и сплавов.
4. Какие дефекты возникают в литых деталях при усадке?
5. Назовите причину образования усадочных раковин, пор, горячих и холодных трещин, газовых раковин.
6. Какими литейными свойствами обладают чугуны, углеродистые стали, алюминиевые и медные сплавы?
7. Литейные, механические и эксплутационные свойства сплавов тугоплавких металлов.
8. Изложите способы изготовления отливок, области применения.
2.1.5. Тема 4. Технология обработки металлов давление

Обработка металлов давлением является одним из прогрессивных способов формообразования. В процессе пластической деформации достигается не только получение заготовок и деталей сложной конфигурации при малых отходах, но существенно улучшаются свойства металлов.
Следует знать физические основы обработки металлов давлением, требования, предъявляемые к процессу нагрева заготовок.
Для того, чтобы использовать наиболее полно продукцию прокатного производства, нужно ознакомиться со способами получения машиностроительных профилей прокаткой, прессованием, волочением. Определиться понятиями профиля и сортамента.
Изучая данную тему, следует уяснить понятия горячей и холодной обработки давлением, какими явлениями они характеризуются. Изучить механизм пластической деформации.
Знать способы получения поковок ковкой, горячей штамповкой. Условия формирования высокого качества металла при ковке из слитков. Технологические возможности ковки. Разновидности горячей объемной штамповки в открытых и закрытых штампах. Прогрессивные малоотходные способы штамповки: выдавливанием, штамповкой в разъемных матрицах, поперечно-клиновой вальцовкой, ротационным обжатием.
Прежде всего, следует уяснить, что различают объемную и листовую холодную штамповку. Необходимо познакомиться с подготовительными, разделительными и формоизменяющими операциями (осадкой, высадкой, выдавливанием), процессами холодной штамповки с локальным деформированием.
Затем изучить сущность процесса и операции листовой штамповки. Способы резки и раскрой листового материала. Формоизменяющие операции холодной листовой штамповки: гибку, вытяжку, отбортовку, обжим, раздачу, рельефную формовку.
Познакомиться с отделочными и упрочняющими видами обработки давлением.

Контрольные вопросы

1. Объясните влияние пластической деформации на структуру и свойства металлов.
2. Изложите понятие холодной и горячей обработки металлов давлением. Какими явлениями эти виды деформации сопровождаются?
3. Какие технологические процессы применяют для получения поковок? В чем различие полученных заготовок?
4. Укажите виды дефектов проката, поковок, их причины и методы устранения.
5. Объясните сущность холодной листовой штамповки, область применения.
6. Как определяется коэффициент использования листового материала (КИМ), как его повысить?
7. За счет чего повышается износостойкость и срок службы деталей, поверхность которых обработана обкатыванием роликами?


2.1.6. Тема 5. Технология сварочного производства

Необходимо уяснить физическую сущность процесса сварки. Сварка как процесс получения неразъемного соединения широко распространена и от уровня ее развития во многом зависит уровень технологии в машиностроении.
Рассмотреть классификацию способов сварки. Это позволит выбрать наиболее целесообразную технологию сварки в зависимости от рода металла и работы узла или конструкции. Знать термический класс сварки: дуговую, газовую, электрошлаковую, плазменную, электроннолучевую, лазерную. Термомеханический класс сварки: контактную, диффузионную. Механический класс сварки: холодную, трением, ультразвуковую, взрывом.
Рассмотреть особенности сварки различных материалов и сплавов. Иметь представление о свариваемости и дефектах сварных соединений. Для углеродистых и легированных конструкционных сталей, чугуна, сплавов меди и алюминия знать рекомендуемые способы и режимы сварки.
Необходимо большое внимание обращать на технологичность сварной конструкции, которая включает выбор материала, производительный и дешевый метод сварки, механизацию и автоматизацию процесса для получения качественного шва.
Изучая эту тему, следует уяснить сущность пайки и ее разновидности. Рассмотреть возможности нанесения износостойких и жаростойких покрытий. Знать виды наплавки и металлизации, их технологические возможности и области применения.

Контрольные вопросы

1. Изложите физическую сущность сварки плавлением.
2. В чем состоит сущность процесса сварки давлением?
3. Объясните, в чем состоит различие наплавки и металлизации?
4. Охарактеризовать основные виды пайки. Области их применение.
5. Какие структурные превращения протекают при сварке сталей и как они влияют на механические свойства сварных соединений?
6. Каковы особенности дуговой сварки углеродистых и легированных сталей?
7. В чем трудность сварки чугуна?
8. В чем особенность сварки алюминиевых и медных сплавов?
2.1.7. Тема 6. Электрофизические и электрохимические методы обработки

Необходимо познакомиться с электрофизическими и электрохимическими методами формообразования поверхностей деталей машин. Знать физические и химические процессы, лежащие в основе этих технологических методов. Нужно иметь в виду, что в современном машиностроении и металлообработке все шире применяются материалы, обработка которых обычными методами либо затруднена, либо вообще невозможна.

Контрольные вопросы

1. Физическая сущность электроэрозионных методов обработки. Область применения.
2. Разновидности электрохимических методов обработки.
3. Сущность механической размерной обработки с использованием ультразвуковых колебаний.
4. В чем состоит различие и в чем общность между электронно-лучевой, лазерной и плазменной обработкой?


2.1.8. Тема 7. Изготовление деталей из порошковых, неметаллических, композиционных материалов

2.1.8.1. Порошковая металлургия

Необходимо знать особенность порошковой металлургии и область ее применения, перспективы развития. Знать технологические свойства порошков, значение подготовки порошков перед прессованием. Познакомиться с различными методами формообразования заготовок. Знать условия спекания изделий из порошков.

Контрольные вопросы

1. В чем заключается сущность порошковой металлургии?
2. В чем заключается подготовка порошков и как она влияет на качество готовых деталей?
3. Что влияет на условия прессования? Можно ли получать детали сложной формы методом порошковой металлургии?
4. Что сдерживает развитие порошковой металлургии? Какие детали можно получать этим методом?
5. Температурный режим спекания заготовок из порошковых материалов. Роль атмосферы для спекания и подготовки порошков.


2.1.8.2. Изготовление деталей из неметаллических материалов

Необходимо уяснить методы получения заготовок и деталей из неметаллических материалов. Знать свойства пластмассы и резины, область применения. Рассмотреть технологию основных способов изготовления изделий из пластмасс путем прессования, экструзии, формовки, штамповки, сварки, резания. Изучить технологию изготовления изделия из резины путем прессования, литья под давлением, экструзии, наслаивая на форму.

Контрольные вопросы

1. Назвать методы получения заготовок и деталей из пластмасс.
2. Назвать методы формообразования из резины.
3. Назвать область применения изделия из резины в современной технике.
4. Область применения заготовок и деталей из пластмасс. В чем эффективность замены металлических деталей пластмассовым?


2.1.8.3. Изготовление деталей из композиционных материалов

Необходимо знать принципы создания и основные типы композиционных материалов, их характерные признаки. Изучить технологические особенности проектирования и изготовления деталей, дополнительной обработки и соединения композиционных материалов.

Контрольные вопросы

1. Что представляет собой композиционный материал?
2. Назовите признаки, по которым классифицируют композиционные материалы. Приведите пример классификации.
3. Чем вызвано упрочнение дисперсно-упрочненных и волокнистых композиционных материалов?
4. Назовите материалы, используемые для армирования матриц и рассмотрите их основные прочностные характеристики.
5. Чем обусловлена высокая термическая стабильность свойств эвтектических композиционных материалов.
6. В чем заключаются преимущества композиционных материалов на неметаллической матрице?





2.2. Материаловедение

2.2.1. Тема 10. Строение и свойства металлов

Металлы являются кристаллическими телами, по этому сначала необходимо изучить строение и свойства кристаллических тел, типы кристаллических решеток и расположение атомов в них. Однако свойства реальных кристаллов определяются известными несовершенствами кристаллического строения. Необходимо усвоить, какие бывают дефекты строения реальных кристаллов, и особенно разобраться в строении дислокаций (линейных несовершенств), причину их легкого перемещения в кристаллической решетке и влияния на механические свойства.

Контрольные вопросы

1. Что такое элементарная кристаллическая ячейка (решетка)? Назовите основные типы элементарных кристаллических решеток.
2. Что такое параметры кристаллической решетки, координационное число, плотность упаковки?
3. Понятие анизотропии свойств.
4. Какие превращения называются аллотропическими (явление полиформизма)?


2.2.2. Тема 11. Формирование структуры металлов и сплавов при кристаллизации. Теория сплавов

Термодинамические причины фазовых превращений являются одним из частных случаев общего закона природы: стремление любой системы к состоянию с наименьшим запасом энергии (в данном случае свободной энергии).
Уясните теоретические основы процесса кристаллизации, состоящего из двух элементарных процессов: зарождения и роста кристаллов, и влияния на эти параметры степени переохлаждения.
В процессе кристаллизации при формировании структуры литого металла решающее значение имеет реальная среда, а также возможность искусственного воздействия на строение путем модифицирования.
Необходимо отчетливо представлять строение металлов и сплавов в твердом состоянии. Уясните, что такое твердый раствор, химическое (металлическое) соединение, механическая смесь. Наглядное представление о состоянии любого сплава в зависимости от его состава и температуры дают диаграммы состояния.
Нужно усвоить методику построения диаграмм состояния для различных случаев взаимодействия компонентов в твердом состоянии.
Контрольные вопросы

1. Каковы термодинамические условия фазового превращения?
2. Каковы параметры процесса кристаллизации?
3. Что такое переохлаждение?
4. Какова связь между величиной зерна, скоростью зарождения, скоростью роста кристаллов и степенью переохлаждения?
5. В чем сущность модифицирования?
6. Что такое компонент, фаза, система, число степеней свободы?
7. Приведите объяснение твердого раствора, механической смеси, химического (металлического) соединения.
8. Как строятся диаграммы состояния?
9. В чем различие между эвтектоидным и эвтектическим превращением?

2.2.3. Тема 12. Пластическая деформация. Влияние нагрева на структуру и свойства деформированного металла

Рассмотрите физическую природу деформации и разрушения. Уделите внимание механизму пластической деформации, ее влиянию на микро- и субмикроструктуру, а также на плотность дислокации. Уясните связь между основными характеристиками, строением и механическими свойствами.
Разберитесь в сущности явления наклепа и его практического использования. Необходимо знать сущность рекристаллизационных процессов: возврата, первичной рекристаллизации, собирательной (вторичной) рекристаллизации, протекающих при нагреве деформированного металла. Уясните как при этом изменяются механические, физико-химические свойства, размер зерна. Разберитесь, в чем различие между холодной и горячей пластическими деформациями.

Контрольные вопросы

1. Как изменяется строение металла в процессе пластического деформирования?
2. Как изменяется плотность дислокации при пластической деформации?
3. Как влияют дислокации на прочность металла?
4. Почему наблюдается огромное различие теоретической и практической прочности?
5. В чем сущность явления наклепа, и какое он имеет практическое использование?
6. Как изменяются свойства деформированного металла при нагреве?
7. В чем сущность процесса возврата?
8. Что такое полигонизация?
9. В чем различие между холодной и горячей пластическими деформациями?
2.2.4. Тема 13. Железо и его сплавы

Углеродистые сплавы (стали и чугуны) представляют собой сплавы железа с углеродом и рядом других элементов. Углерод оказывает решающее влияние на формирование структуры сплава.
Разберите диаграмму состояния железо-углерод, разберитесь в классификации углеродистых сплавов. Разные классы сплавов пропорционально различны по структуре и свойствам.
Изучите влияние легирующих элементов на критические точки железа и стали и объясните, при каком сочетании углерода и соответствующего легирующего элемента могут быть получены легированные стали ферритного, перлитного, аустенитного и ледебуритного классов.
Уясните влияние постоянных примесей на строение чугуна и разберитесь в различии металлической основы серых чугунов разных классов. Запомните основные области применения чугунов.

Контрольные вопросы

1. Что такое феррит, перлит, цементит и ледебурит?
2. Какие превращения происходят в сплавах при температурах А1, А3, Аm?
3. В каких условиях выделяется первичный, вторичный или третичный цементит?
4. Как влияют легирующие элементы на положение критических точек железа и стали?
5. Какие легирующие элементы являются карбидообразующими?
6. В чем отличие серого чугуна от белого?
7. Классификация и маркировка серых чугунов.
8. Как влияет углерод и постоянные примеси стали на ее структуру и свойства?

2.2.5. Тема 14. Основы термической и химико-термической обработки стали

Термическая обработка производится путем теплового воздействия на сталь с целью изменения ее структуру и свойств. При нагреве до заданной температуры, выдержке и последующем охлаждении с определенной скоростью в стали происходят изменения, которые обуславливают те или другие ее свойства. Надо внимательно изучить превращения в стали при нагреве и охлаждении, стадии этих превращений. Важное значение имеет условие изотермического превращения аустенита, а также превращений, протекающих при непрерывном охлаждении стали с различными скоростями, с образованием ряда характерных структур (перлита, сорбита, троостита, мартенсита).
Для практических целей нужно изучит технологию некоторых видов термической обработки: отжига, закалки в различных средах, отпуска.
При изучении основ химико-термической обработки следует исходить из того, что процесс данного вида обработки состоит из выделения атомов насыщающего вещества внешней средой, захвата (сорбции) этих атомов поверхностью металла и диффузии их внутрь металла. В большинстве случаев насыщение может происходить из твердой, жидкой и газовой сред, а поэтому нужно знать наиболее удачные варианты насыщения для каждого метода химико-термической обработки и конечные результаты.

Контрольные вопросы

1. Приведите определение основных процессов термической обработки: отжига, нормализации, закалки.
2. Какие вам известны разновидности процесса отжига и для чего они применяются?
3. Какие вам известны разновидности закалки, и в каких случаях они применяются?
4. Как изменяются скорость и температура нагрева изделий из легированной стали по сравнению с углеродистой?
5. Каково различие между структурными составляющими перлита, сорбита, троостита и мартенсита?
6. Назовите виды отпуска: процессы, протекающие при отпуске, области его применения.
7. В чем заключается физические основы химико-термической обработки?
8. Каковы свойства цементированных и азотированных изделий?
9. Для каких целей и как производится нитроцементация?
10. Что такое диффузионная металлизация?

2.2.6. Тема 15. Стали и сплавы специального назначения

Нужно усвоить принципы маркировки легированных сталей и уметь по маркировке определить состав и особенности данной стали, а также иметь общее представление о разных группах стали.
Разберитесь во влиянии легирующих элементов на изменение структуры и свойств стали. Рассмотрите способы классификации (по структуре в нормализованном состоянии и, что особенно важно, по назначению). Основные принципы выбора для различного назначения цементуемых; улучшенных, пружинно-рессорных, износостойких, высокопрочных, нержавеющих, жаропрочных и других сталей.
Изучите классификацию инструментальных сталей в зависимости от назначения инструмента и в связи с этим рассмотрите эксплуатационные свойства инструмента каждой группы. Особое внимание уделите быстрорежущим сталям. Уясните причины их высокой красностойкости и особенности термической обработки.
Студент обязан уметь выбрать марку стали для инструмента различного назначения, расшифровать ее состав, назначить режим термической обработки, объяснить сущность происходящих при термической обработке превращений и указать получаемые структуру и свойства.
Специальные стали и сплавы – это материалы, обладающими особыми свойствами: магнитные, с заданным коэффициентом теплового расширения и электрическим сопротивлением, а также новые сплавы на основе титана, кобальта, тугоплавких металлов и др. Необходимо знать требования, предъявляемые к каждой группе сплавов, и их назначение.

Контрольные вопросы

1. В чем сущность упрочнения стали при легировании?
2. Приведите классификацию легированных сталей по назначению; назовите области применения этих сталей.
3. Охарактеризуйте классификацию легированных сталей по структуре в отожженном и нормализованном состоянии. Приведите примеры (марки стали) по данному виду классификации.
4. Расшифруйте химический состав сталей марок 12ХГ, 40Х, 40ХН, 12ХНЗА, Х12ЮС.
5. Как классифицируются инструментальные стали?
6. Требования, предъявляемые к сталям для режущего инструмента.
7. Укажите и расшифруйте основные марки быстрорежущей стали.
8. Как подразделяются легированные инструментальные стали? Требования, предъявляемые к этим сталям.
9. Какие требования предъявляются к сталям для измерительного инструмента?
10 Что представляют собой твердые сплавы? Каковы их свойства и преимущества?
11. Укажите марки твердых сплавов, их состав и назначение.
12. Как классифицируются магнитные стали и сплавы?
13. Приведите примеры сплавов с высоким электросопротивлением. Укажите их состав, свойства и области применения.
14. Приведите примеры сплавов с особенностями теплового расширения и сплавов с заданными упругими свойствами.

2.2.7. Тема 16. Цветные металлы и сплавы

Алюминий, магний и их сплавы. Обратить внимание на основные преимущества алюминиевых и магниевых сплавов, связанные с их высокой удельной прочностью. Рассмотрите классификацию алюминиевых сплавов. Разберитесь в основах теории термической обработки (старение) алюминиевых сплавов.
Медь и ее сплавы. Изучите классификацию медных сплавов и уясните маркировку, состав, структуру, свойства и области применения разных групп медных сплавов.
Антифрикционные сплавы. Укажите каким должно быть строение антифрикционных сплавов в связи с предъявляемыми к ним требованиями.

Контрольные вопросы

1. Как классифицируются алюминиевые сплавы?
2. Какие сплавы упрочняются путем термической обработки? Укажите их марки, состав, режим термической обработки, свойства.
3. В чем сущность процесса старения?
4. Как классифицируются медные сплавы?
5. Какие сплавы относятся к латуням? Приведите несколько примеров латуней с указанием их состава, структуры, свойств и назначения.
6. Какие сплавы относятся к бронзам? Их маркировка, состав и назначение различных бронз.
7. Каковы требования, предъявляемые к антифрикционным сплавам?

2.2.8. Тема 17. Неметаллические материалы

Пластические массы. В основе пластических масс лежат полимеры. При изготовлении пластмасс наиболее часто применяются различного вида синтетические полимеры-смолы. В большинстве случаев смола используется как основная часть пластмассы, а для придания ей соответствующих физико-химических свойств в состав пластмассы вводят различные наполнители, пластификаторы, стабилизаторы и др.
В зависимости от строения молекул и изменения свойств при нагреве пластмассы разделяются на две группы: термопластические и термореактивные.
Нужно знать, какие пластмассы относятся к первой группе, а какие ко второй, а также знать примеры, наиболее распространенных термопластов и термореактивных материалов.
Резина. Как технический материал резина отличается от других материалов высокими эластичными свойствами, что связано со свойствами основы резины – каучука. Уясните состав резины, способы получения и влияние различных добавок на ее свойства, которые обусловили их применение
в различных отраслях промышленности.
Стекло. Уясните сущность стеклообразного состояния как разновидности аморфного состояния вещества. Разберитесь в изменении свойств стекла в зависимости от состава. Рассмотрите стеклокристаллические материалы (ситаллы) и их отличие от стекла минерального. Уясните причины образования кристаллической структуры – ситаллов.
Керамика. При изучении керамических материалов обратите внимание на состав и классификацию. Разберитесь в свойствах керамики, областях ее применения.

Контрольные вопросы

1. Укажите область применения термопластов и реактопластов.
2. В чем преимущества пластмасс по сравнению с металлическими материалами? Каковы их недостатки?
3. Что называется резиной? Каковы ее состав и назначение отдельных компонентов?
4. В чем сущность процесса вулканизации; как изменяются свойства резины после вулканизации?
5. Что такое ситаллы? Укажите способы их получения, разновидности, свойства и применение.
6. Что представляет собой техническая керамика, ее разновидности.
7. Назовите представителей керамики на основе чистых оксидов. Дайте сравнительную оценку свойств.
8. Какие вы знаете виды бескислородной керамики? Назовите их разновидности, свойства и применение.

2.2.9. Тема 18. Композиционные материалы. Порошковые материалы

Композиционные материалы. Обратите внимание на принципиальное отличие композиционного материала, заключающееся в сочетании разнородных материалов с четкой границей раздела между ними. В связи с тем, что композит обладает свойствами, которыми не может обладать ни один из его компонентов в отдельности, такие материалы становятся весьма перспективными в различных областях новой техники. Укажите свойства композитов в зависимости от вида материала и формы, размеров и взаимного расположения наполнителя.
Порошковые материалы. Ознакомьтесь со строением порошковых материалов, их свойствами, преимуществами и недостатками в сравнении с другими конструкционными материалами. Уясните классификацию порошковых материалов. В заключение рассмотрите области применения изделий из порошковых материалов.

Контрольные вопросы

1. Как подразделяются композиты в зависимости от формы и размеров наполнителя?
2. Как подразделяют композиты по виду матрицы?
3. От чего зависят механические свойства композитов?
4. От чего зависят свойства порошковых материалов?
5. Укажите области применения деталей, получаемых методом порошковой металлургии. В каком случае получаемые этим способом детали являются более экономичными по сравнению с деталями, полученными другими способами обработки металлов и сплавов?

3. КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ

Студент заочного отделения должен выполнить четыре контрольные работы, по одной работе в каждый семестр.
Контрольная работа № 1 выполняется по первой части курса «Технология конструкционных материалов».
Контрольные работа № 2, 3 выполняются по второй части курса «Материаловедение».

Контрольная работа № 1 содержит вопросы из следующих тем курса:
- основы металлургического производства;
- технология литейного производства;
- технология обработки металлов давлением.
- технология сварочного производства;
- технология обработки металлов резанием;
- электрофизические и электрохимические методы обработки;
-изготовление деталей из порошковых, неметаллических, композиционных материалов.
Контрольная работа № 2 содержит вопросы по «материаловедению» из следующих тем курса:
- строение и свойства металлов;
- формирование структуры металлов и сплавов при кристаллизации;
- пластическая деформация;
- железо и его сплавы;
- основы термической и химико-термической обработки стали.
Контрольная работа № 3 содержит вопросы по «Материаловедению» из следующих тем курса:
- стали и сплавы специального назначения;
- цветные металлы и сплавы;
- неметаллические, композиционные и порошковые материалы.







Определение варианта задания для контрольной работы

Вариант задания выбирается согласно списка контингента студентов и журнала преподавателя. Варианты задания студентов с 1-го по 20-й соответствуют порядковому номеру студента согласно списка. Студенты, имеющие порядковый номер в списке начинается с 21 по 40, выполняют задание с 1-го по 20-й вариант.
Таблица
Варианты заданий
Порядковый номер согласно списка Вариант задания Порядковый номер согласно списка Вариант задания
1 1 21 1
2 2 22 2
3 3 23 3
4 4 24 4
5 5 25 5
6 6 26 6
7 7 27 7
8 8 28 8
9 9 29 9
10 10 30 10
11 11 31 11
12 12 32 12
13 13 33 13
14 14 34 14
15 15 35 15
16 16 36 16
17 17 37 17
18 18 38 18
19 19 39 19
20 20 40 20


КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 1

Вариант № 1
1. Кристаллическое строение металлов и железоуглеродистых сплавов.
2. Сущность металлургических процессов получения стали.
3. Опишите процесс образования в отливках холодных трещин, а также меры, предупреждающие их появление.
4. Опишите технологический процесс холодной листовой штамповки, ее операции. Как выполняется раскрой листового материала?
5. Охарактеризуйте источники переменного и постоянного тока, применяемые для дуговой сварки. Каким требованиям эти источники должны удовлетворять?
6. Опишите процесс стружкообразования, виды стружки, а также образование нароста на резце и его роль в процессе резания.
7. Сущность порошковой металлургии. Область применения, технологический процесс.

Вариант № 2
1. Кристаллизация чистого железа и его сплавов. Влияние условий
кристаллизации на свойства. Первичная и вторичная кристаллизация.
2. Чем определяется качественность металла. Опишите металлургические способы повышения качества металла.
3. Опишите процесс образования в отливках горячих трещин, а так же меры, предупреждающие их появление.
4. Опишите технологический процесс прокатки листового и сортового профиля.
5. Опишите процесс сварки под слоем флюса и укажите его преимущества по сравнению со сваркой открытой дугой.
6. Опишите тепловые явления, сопровождающие процесс резания, влияние смазывающе-охлаждающих жидкостей, а также виды износа режущих инструментов.
7. Технологические свойства порошков.

Вариант № 3
1. Кристаллическое строение сплавов. Дефекты строения кристаллических тел.
2. Опишите способы повторных переплавов металла. За счет чего повышается качество металла при электрошлаковом переплаве.
3. Изобразите литниковую систему, опишите назначение ее элементов.
4. С приведением схемы дайте описание процесса электрошлаковой сварки, укажите область применения и преимущества этого вида сварки.
5. С приведением схемы дайте описание процесса ручной дуговой сварки покрытыми электродами, укажите область применения и преимущества этого вида сварки.
6. Укажите основные виды материалов, применяемых для изготовления режущих инструментов, и охарактеризуйте предъявляемые к ним требования.
7. Подготовка порошков перед прессованием.

Вариант № 4
1. Структура зерна и поликристаллического тела. Аллотропия чистого железа.
2. Опишите производство стали в кислородном конверторе и металлургические процессы.
3. Охарактеризуйте литейные свойства сплавов.
4. Опишите процесс волочения и укажите область ее применения.
5. Дайте описание способов сварки в среде защитных газов (аргоне и углекислом газе) и укажите области их применения.
6. Охарактеризуйте работы, выполняемые на расточных и протяжных станках.
7. Виды изостатического прессования порошковых материалов, их достоинства и недостатки.

Вариант № 5
1. Диаграмма состояния железо-цементит.
2. Опишите производство стали в мартеновских печах и основной металлургический процесс.
3. Дайте определение литейного производства. Опишите способы литья в одноразовые и многоразовые формы.
4. Опишите процесс рекристаллизации и его влияние на структуру и свойства деформированного металла.
5. Начертите схему устройства и опишите процесс сварки электронным лучом, а также укажите ее особенности и область применения.
6. Охарактеризуйте работы, выполняемые на строгальных и долбежных станках.
7. Сущность порошковой металлургии, ее достоинства и недостатки.

Вариант № 6
1. Структурные составляющие железоуглеродистых сплавов, согласно диаграммы железо-углерод.
2. Опишите производство стали в мартеновских печах, что такое дуплекс-процесс. Особенности кислого металлургического процесса.
3. Особенности получения отливок из алюминиевых сплавов, литейные свойства.
4. Получение машиностроительных профилей прокаткой. Перечислить сортамент продукции прокатки.
5. Опишите процесс газовой (ацетиленокислородной) сварки металлов и укажите область ее применения. Как получают необходимый для сварки ацетилен?
6. С приведением схем опишите физическую сущность назначения и область применения суперфиниширования, хонингования и полирования.
7. Высокоскоростное формование заготовок из порошков, его достоинства.

Вариант № 7
1. Основные механические свойства металлов и методы испытания.
2. Производство стали в дуговых электрических печах и основной металлургический процесс.
3. Опишите технологический процесс литья по выплавляемым моделям, возможности этого способа литья.
4. Дайте определение холодной и горячей обработки металлов давлением и охарактеризуйте их влияние на свойства обрабатываемых металлов.
5. Опишите процесс кислородной резки металлов и охарактеризуйте условия, которые необходимы для его осуществления.
6. Опишите основные виды работ, выполняемых на кругло-, плоскошлифовальных станках.
7. Разновидности прессования заготовок из порошков

Вариант № 8
1. Механические свойства металлов. Испытание на растяжение.
2. Производство стали в дуговых электрических печах, кислый металлургический процесс.
3. Особенности получения отливок из медных сплавов, литейные свойства.
4. Опишите технологический процесс ковки, ее основные операции. Почему слитки подвергаются ковке.
5. Начертите схемы и опишите способы электрической контактной сварки металлов: стыковую сварку, точечную и шовную (роликовую).
6. С приведением схем дайте описание процессов электроискровой и ультразвуковой обработок и укажите область их применения.
7. Сущность процессов спекания изделий из порошков.

Вариант № 9
1. Технологические и эксплуатационные свойства металлов, железоуглеродистых сплавов, легированных сталей.
2. Опишите металлургические процессы плавки в индукционных тигельных печах. Сущность индукционного нагрева.
3. Изобразите схематически принцип действия машин для литья под давлением. Охарактеризуйте преимущества и область применения этого вида литья.
4. Охарактеризуйте сущность упругой и пластической деформации металлов. Свойства деформированного металла.
5. Опишите процессы сварки трением и холодной сварки давлением и укажите области применения. Начертите схему устройства и опишите процесс ультразвуковой сварки. Какие сварочные работы этим методом выполняются?
6. Физическая сущность процесса резания?
7. Способы получения порошков. Какую роль производство порошков играет в развитии порошковой металлургии.

Вариант № 10
1. Цели термической обработки. Отжиг стали, фазовые превращения, согласно диаграммы железо-цементит, структуры стали после отжига.
2. Опишите способы разливки стали. Изобразите схематически строение слитка.
3. Особенности изготовления отливок из стали, литейные свойства.
4. Изобразите схематически устройство открытого и закрытого штампов для горячей объемной штамповки, опишите их работу и укажите их преимущества и недостатки.
5. Опишите особенности сварки деталей из углеродистых и легированных сталей, серого чугуна.
6. Характеристика режимов резания.
7. Оборудование для прессования порошковых материалов. Каковы возможности прессового оборудования и как это влияет на номенклатуру изготавливаемых изделий?

Вариант № 11
1. Основные виды термической обработки сталей, их параметры. Отжиг и нормализация стали.
2. Сущность индукционного нагрева и, в связи с этим, особенности выплавки металла в индукционных печах.
3. Особенности изготовления отливок из чугуна, литейные свойства.
4. Дайте краткое описание отделочных описаний, применяемых после горячей штамповки, и укажите их назначение.
5. Опишите особенности сварки меди и алюминия, их сплавов.
6. Наростообразование при резании.
7. Сущность анодно-механической обработки.

Вариант № 12
1. Закалка и отпуск стали. Структура закаленной стали.
2. Охарактеризуйте несовершенство структуры и химического состава слитка. Нарисуйте схематически строение слитка.
3. Опишите технологический процесс изготовления песчано-глинистой литейной формы. Изобразите схематически разрез этой формы, укажите все ее элементы.
4. Технологический процесс горячей объемной штамповки, в том числе последовательность операций, штамповки в одноручьевых и многоручьевых штампах.
5. Начертите схему и опишите принцип действия электродугового металлизатора.
6. Тепловые явления процесса резания.
7. Сущность и разновидности электроэрозионного метода обработки.

Вариант № 13
1. Углеродистые стали, их классификация и маркировка.
2. Газы, неметаллические включения, вредные примеси в стали. Способы рафинирования стали.
3. Изобразите схематически структуру серого и высокопрочного чугуна и охарактеризуйте различие в их структурах и свойствах. Как получают серый и высокопрочный чугун?
4. С приведением схемы опишите процесс прокатки бесшовных труб. Укажите преимущества бесшовных труб по сравнению со сварными.
5. Что понимается под свариваемостью металлов? Каким образом, и при каких условиях, появляются при сварке сталей горячие и холодные трещины?
6. Упрочнение при обработке резанием.
7. Сущность и разновидности электрохимических методов обработки?

Вариант № 14
1. Влияние вредных смесей на свойства стали.
2. Металлургические способы повышения качества стали.
3. Опишите технологический процесс получения отливок из ковкого чугуна. Изобразите структуру ковкого чугуна и укажите ее особенности. Какое различие в свойствах серых и ковких чугунов?
4. С приведением схем опишите основные разделительные и формоизменяющие операции холодной листовой штамповки.
5. Сущность сварки плавлением, ее разновидности.
6. Обработка заготовок на станках токарной группы, выполняемые операции, применяемый инструмент. Углеродистые инструментальные стали.
7. Отделочные операции: полирование. Притирка, хонингование, суперфиниш.

Вариант № 15
1. Влияние углерода и постоянных примесей на свойства сталей.
2. Вредные примеси в стали, их влияние на свойства. Способы удаления вредных примесей.
3. Опишите способ литья по выплавляемым моделям и укажите его преимущества и область применения.
4. Сущность пластической деформации металлов. Способы повышения пластичности.
5. Сварка дуговая, ее сущность.
6. Обработка заготовок на сверлильных станках. Легированные инструментальные стали.
7. Химические методы обработки.

Вариант № 16
1. Чугуны, их фазовый состав, согласно диаграммы железо-цементит, классификация, маркировка.
2. Сущность передела чугуна в сталь. Чем отличается чугун от стали, сравнить химический состав, механические, технологические и эксплуатационные свойства.
3. Опишите процесс образования в отливках усадочных раковин. С изображением необходимых схем опишите устройство прибылей и укажите особенности их расположения.
4. Опишите физическую сущность явления наклепа и рекристаллизации при горячей обработке давлением, что означает параметр – tpeкp (температура рекристаллизации).
5. Охарактеризуйте конструкторские и технологические методы борьбы с остаточными деформациями при сварке.
6. Обработка заготовок на расточных станках. Быстрорежущие инструментальные стали.
7. Ультразвуковая обработка.

Вариант № 17
1. Углеродистые и легированные стали, классификация по назначению и качеству. Влияние вредных примесей на качество стали.
2. Опишите электрорафинирующие переплавы стали, принцип формирования слитка и очистки металла.
3. Опишите способ литья в оболочковые формы, укажите его преимущества и область применения.
4. Охарактеризуйте цели обработки металлов давлением. Дайте классификацию способов обработки металлов давлением и их краткую характеристику.
5. Дайте описание основных способов контроля качества сварных соединений.
6. Обработка заготовок на фрезерных станках. Инструментальные твердые сплавы.
7. Лазерная обработка.

Вариант № 18
1. Легированные стали, их классификация и маркировка.
2. Дать сравнительный анализ производства стали в мартеновских и дуговых печах.
3. С приведением схемы опишите процесс центробежного литья труб, укажите его преимущества по сравнению с другими способами отливки труб.
4. Опишите способы нагрева заготовок под обработку материалов давлением, какие конструкции печей применяются?
5. Сущность сварки давлением, ее разновидности.
6. Дать классификацию металлорежущих станков.
7. Электронно-лучевая обработка.

Вариант № 19
1. Легированные конструкционные и инструментальные стали, их свойства, маркировка, классификация.
2. Опишите ликвационные процессы, происходящие при формировании слитка. Каковы меры борьбы с ними?
3. Укажите преимущества, недостатки и область применения литья в металлические формы.
4. Охарактеризуйте основные правила конструирования деталей,
изготавливаемых горячей объемной штамповкой.
5. Сущность пайки, ее виды. Материалы, необходимые при пайке.
6. Обработка заготовок на шлифовальных станках. Абразивные материалы для инструмента.
7. Плазменная обработка.

Вариант № 20
1. Алюминий, медь и их сплавы, классификация, маркировка.
2. Охарактеризуйте основной и кислый металлургические процессы. В каких случаях они применяются? Каковы свойства сталей, полученных этими способами?
3. Охарактеризуйте основные принципы конструирования отливок с учетом литейных свойств и технологичности.
4. Технологический процесс ковки (в том числе последовательность операции). Проектирование чертежа поковки (дать определение припуску, допуску, напуску).
5. Сущность наплавки и напыления, области применения.
6. Обработка заготовок на протяжных станках. Твердые и сверхтвердые инструментальные материалы.
7. Классификация электрофизических, электрохимических и других новейших методов обработки, область применения и их возможности.


КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 2

Вариант № 1
1. Что такое ликвация? Виды ликвации, причины их возникновения и способы устранения.
2. Дайте определение ударной вязкости (КСV). Опишите методику измерения этой характеристики механических свойств металла.
3. Как изменяются структура и свойства стали 40 и У12 в результате закалки от температуры; 750°С и 850°С. Объясните с применением диаграммы состояния железо-цементит. Выберите оптимальный режим нагрева под закалку каждой стали.
4. Для изготовления деталей штампов, обрабатывающих металл в горячем состоянии, выбрана сталь 5ХНМ:
а) расшифруйте состав и определите группу стали, к которой относится данная сталь по назначению;
б) назначьте и обоснуйте режим термической обработки, объясните влияние легирования на превращения, происходящие на всех этапах термической обработки этой стали;
в) опишите микроструктуру и свойства стали после ее обработки.
5. Для поршней двигателя внутреннего сгорании, работающих при температурах 200°С–250°С, используется сплав АЛ1:
а) расшифруйте состав и укажите способ изготовления деталей из данного сплава;
б) опишите режим упрочняющей термической обработки и кратко объясните природу упрочнения.

Вариант № 2
1. Дайте определение твердости. Какими методами измеряют твердость металлов и сплавов? Опишите их.
2. Опишите физическую сущность и механизм процесса кристаллизации.
3. С помощью диаграммы состояния железо-цементит определите температуру нормализации, отжига, закалки стали 45. Охарактеризуйте эти режимы термической обработки и опишите структуру и свойства после каждого вида термической обработки.
4. Для изготовления деталей штампов, обрабатывающих металл в холодном состоянии, выбрана сталь 9ХВГ:
а) расшифруйте состав и определите группу стали, к которой относится данная сталь по назначению;
б) назначьте и обоснуйте режим термической обработки, объясните влияние легирования на превращения, происходящие на всех этапах термической обработки этой стали;
в) опишите микроструктуру и свойства стали после термической обработки.
5. Для изготовления деталей самолета выбран сплав АМг:
а) расшифруйте его состав и приведите механические свойства сплава;
б) опишите, каким способом производится упрочнение этого сплава, и объясните природу упрочнения.

Вариант № 3
1. Опишите явление полиморфизма в приложении к железу. Какое практическое значение оно имеет?
2. Опишите сущность явления наклепа и примеры его практического использования.
3. Что такое закалка? Используя диаграмму состояния железо-цементит,
укажите температуру нагрева под закалку стали 50 и У12. Опишите превращения, происходящие в сталях при выбранном режиме обработки, получаемую структуру и свойства.
4. В результате термической обработки рычаги должны получить повышенную прочность по всему сечению (твердость HRC28…35). Для изготовления их выбрана сталь 35ХМ:
а) расшифруйте состав и определите, к какой группе относится данная сталь по назначению;
б) назначьте и обоснуйте режим термической обработки, объясните влияние легирования на превращения, происходящие на всех этапах
термической обработки этой стали;
в) опишите микроструктуру и свойства стали после термической обработки.
5. Для изготовления деталей применяется латунь ЛО7О-1:
а) расшифруйте состав и опишите структуру сплава;
б) назначьте режим термической обработки, применяемый между отдельными операциями вытяжки, обоснуйте выбранный режим;
в) приведите общую характеристику механических свойств сплава.

Вариант № 4
1. В чем сущность процесса модифицирования? Приведите пример использования модификаторов для повышения литейных свойств алюминиевых сплавов.
2. Как изменяются свойства деформированного металла при нагреве, какие процессы происходят при этом?
3. Плашки из стали У11А закалены: первая – от температуры 760°С, вторая – от температуры 850°С. Используя диаграмму состояния железо-цементит, укажите температуры закалки, какая из этих плашек закалена правильно, имеет более высокие режущие свойства и почему?
4. Для изготовления резцов выбрана сталь Р18К5Ф2:
а) расшифруйте состав и определите, к какой группе относится данная сталь по назначению;
б) назначьте и обоснуйте режим термической обработки, объясните влияние легирования на всех этапах термической обработки данной стали;
в) опишите микроструктуру и свойства стали после термической обработки.
5. Для изготовления обрезных штампов выбрана стальХ12М:
а) расшифруйте состав и определите, к какой группе относится данная сталь по назначению;
б) назначьте и обоснуйте режим термической обработки, объяснив влияние легирования на все превращения, происходящие при термической обработке;
в) опишите микроструктуру и свойства стали после термической обработки.



Вариант № 5
1. Опишите линейные несовершенства кристаллического строения. Как они влияют на свойства металлов и сплавов?
2. В чем различие между холодной и горячей пластической деформацией? Опишите особенности обоих видов деформации.
3. Сталь 40 и У12 подвергалась закалке от температур 760°С 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.
4. В результате термической и химико-термической обработки червяки должны получить твердый износоустойчивый поверхностный слой при вязкой сердцевине. Для изготовления их выбрана сталь 18Х2Н4ВА:
а) расшифруйте состав стали и определите, к какой группе относится данная сталь по назначению;
б) назначьте и обоснуйте режим термической и химико-термической обработки, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие на всех этапах термической обработки данной стали;
в) опишите микроструктуру и свойства стали после термической обработки.
5. Для изготовления деталей путем глубокой вытяжки применяется латунь Л80:
а) расшифруйте состав и опишите структуру сплава;
б) назначьте режим промежуточной термической обработки, применяемой между отдельными операциями вытяжки, и обоснуйте его.

Вариант № 6
1. Как влияет степень чистоты металла или наличие примесей в сплаве на протекание процесса кристаллизации?
2. Какими стандартными характеристиками механических свойств оценивается прочность металлов и сплавов? Как эти характеристики определяются?
3. С помощью диаграммы состояния железо-цементит установите температуру полного и неполного отжига и нормализации для стали 20. Охарактеризуйте эти режимы термической обработки и опишите структуру и свойства стали.
4. В результате термической обработки пружины должны получить высокую упругость. Для изготовления их выбрана сталь 63С2А:
а) расшифруйте состав и определите, к какой группе относится данная сталь по назначению;
б) назначьте и обоснуйте режим термической обработки;
в) опишите микроструктуру и свойства стали после термической обработки.
5. В качестве материала для ответственных подшипников скольжения выбран сплав Бр.С30:
а) расшифруйте состав и определите, к какой группе относится данная сталь по назначению;
б) укажите основные свойства и требования, предъявляемые к сплавам этой группы.

Вариант № 7
1. Что такое дендрит? Как и почему образуются дендриты при кристаллизации реального слитка?
2. В чем различие между упругой и пластической деформацией? Между хрупким и вязким разрушением?
3. С помощью диаграммы состояния железо-цементит опишите структурные превращения, происходящие при нагреве доэвтектоидной стали. Покажите критические точки АС1 и АС3 для выбранной вами стали. Установите режим нагрева этой стали под закалку. Охарактеризуйте процесс закалки,
опишите получаемую структуру и свойства стали.
4. В результате термической обработки червяки должны получить твердый износоустойчивый поверхностный слой при вязкой сердцевине. Для изготовления их выбрана сталь 12ХН3А:
а) расшифруйте состав стали и определите, к какой группе относится данная сталь по назначению;
б) назначьте и обоснуйте режим термической обработки, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие на всех этапах термической обработки данной стали;
в) опишите микроструктуру и свойства стали после термической обработки.
5. Для изготовления деталей самолета выбран сплав Д1:
а) расшифруйте состав сплава;
б) опишите, каким способом производится упрочнение этого сплава, и объясните природу упрочнения;
в) укажите характеристики механических свойств сплава.

Вариант № 8
1. Что такое мозаичная (или блочная) структура металла?
2. Как и почему изменяется плотность дислокации при пластической деформации? Влияние дислокации на свойства металла.
3. С помощью диаграммы состояния железо-цементит опишите структурные превращения, происходящие при нагреве стали У12. Укажите критические точки и выберите оптимальный режим нагрева этой стали под закалку. Охарактеризуйте процесс закалки, опишите получаемую структуру и свойства стали.
4. Для изготовления зенкеров выбрана сталь 9ХС:
а) расшифруйте состав и определите, к какой группе относится данная сталь по назначению;
б) назначьте и обоснуйте режим термической обработки, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие на всех этапах термической обработки данной стали;
в) опишите микроструктуру и свойства стали после термической обработки.
5. Для деталей арматуры выбрана бронза БрОЦС4-4-2,5:
а) расшифруйте состав и опишите структуру сплава;
б) объясните назначение легирующих элементов и приведите механические свойства сплава.

Вариант № 9
1. От каких основных факторов зависит величина зерна при кристаллизации металла и почему?
2. Какие процессы протекают при нагреве деформированного металла выше температуры рекристаллизации? Как изменяются при этом структура и свойства?
3. Используя диаграмму состояния железо-цементит, определите температуру полной и неполной закалки для стали 40. Дайте описание структуры и свойств стали после каждого вида термической обработки.
4. В результате термической обработки шестерни должны получить твердый износоустойчивый поверхностный слой при вязкой сердцевине. Для изготовления их выбрана сталь 12Х2Н4А:
а) расшифруйте состав стали и определите, к какой группе относится данная сталь по назначению;
б) назначьте и обоснуйте режим термической обработки, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие на всех этапах термической обработки данной стали;
в) опишите микроструктуру и свойства стали после термической обработки.
5. Для изготовления деталей самолета выбран сплав АМц:
а) расшифруйте состав сплава, опишите способ упрочнения этого сплава и объясните природу упрочнения.

Вариант № 10
1. Что такое ликвация? Причины ее возникновения и способы устранения.
2. Что такое временное сопротивление разрыву? Как определяется эта характеристика механических свойств металла?
3. Что такое нормализация? Используя диаграмму состояния железо-цементит, укажите температуру нормализации стали 45 и стали У12. Опишите превращения, происходящие в сталях при выбранном режиме термической обработки, получаемую структуру и свойства.
4. Для изготовления фрез выбрана сталь Р6М5:
а) расшифруйте состав и определите, к какой группе относится данная сталь по назначению;
б) назначьте и обоснуйте режим термической обработки, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие на всех этапах термической обработки данной стали;
в) опишите микроструктуру и свойства стали после термической обработки.
5. Для деталей арматуры выбрана бронза Бр.ОФ10-1:
а) расшифруйте состав и опишите структуру сплава;
б) объясните назначение легирующих элементов;
в) приведите характеристики механических свойств сплава.

Вариант № 11
1. Опишите явление полиморфизма в приложении к олову.
2. Каким видом пластической деформации (холодной или горячей) является деформирование железа при температуре 500°С? Объясните, как при этом изменяются структура и свойства железа?
3. Режущий инструмент требуется обработать на максимальную твердость. Для его изготовления выбрана сталь У13А. Назначьте режим термической обработки, опишите структуру и свойства стали.
4. Кулачки должны иметь минимальную деформацию и высокую износоустойчивость (твердость поверхностного слоя HV 750…1000). Для их изготовления выбрана сталь 40ХМФА:
а) расшифруйте состав стали и определите, к какой группе относится данная сталь по назначению;
б) назначьте и обоснуйте режим термической и химико-термической обработки, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие на всех этапах термической обработки данной стали;
в) опишите микроструктуру и свойства стали после термической обработки.
5. Для изготовления деталей путем глубокой вытяжки применяется латунь Л68:
а) расшифруйте состав и опишите структуру сплава;
б) назначьте режим термической обработки, применяемой между отдельными операциями вытяжки, обоснуйте его выбор;
в) приведите общую характеристику механических свойств сплава.

Вариант № 12
1. Объясните сущность явления дендритной ликвации и методы ее устранения
2. Как влияют дислокации на механические свойства металлов?
3. С помощью диаграммы состояния железо-цементит определите температуру полного и неполного отжига и нормализации для стали 40. Охарактеризуйте эти режимы термической обработки и опишите структуру и свойства стали.
4. В результате термической обработки поршневые пальцы должны получить твердый износоустойчивый поверхностный слой при вязкой сердцевине. Для изготовления их выбрана сталь 18ХГТ:
а) расшифруйте состав стали и определите, к какой группе относится данная сталь по назначению;
б) назначьте и обоснуйте режим термической и химико-термической обработки, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие на всех этапах термической обработки данной стали;
в) опишите микроструктуру и свойства стали после термической обработки.
5. Для отливок сложной формы используется бронза БрОФ7-0,2:
а) расшифруйте состав и опишите структуру сплава;
б) укажите термическую обработку для снятия внутренних напряжений, возникающих в результате литья;
в) опишите механические свойства этой бронзы.

Вариант № 13
1. Как влияет скорость охлаждения на строение металла при кристаллизации? Объясните сущность воздействия.
2. Объясните характер и природу изменения свойств металла при пластической деформации.
3. С помощью диаграммы состояния железо-цементит определите температуру нормализации, отжига, и закалки для стали 30. Охарактеризуйте эти режимы термической обработки и опишите структуру и свойства стали после каждого вида обработки.
4. Для изготовления обрезных штампов выбрана сталь Х6