На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


контрольная работа Контрольная работа по дисциплине «Материаловедение»

Информация:

Тип работы: контрольная работа. Добавлен: 18.10.2012. Сдан: 2012. Страниц: 17. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):



 
 
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО   ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»

 

 

Контрольная работа

по дисциплине
«Материаловедение»
 
 
 
                                                                              
 
Выполнил: студент Малов Д.В.,
                                                                         шифр – 0940 – п/Э - 1355

 

                                                                                               Принял: преподаватель

    Алов В.А

 
 

 

 

 
 
 
 
Ярославль, 2012 г.

СОДЕРЖАНИЕ
 
 
 
Задание 6…………………………………………………………………………3
Задание 36………………………………………………………………………..7
Задание 66………………………………………………………………………..10
Список литература………………………………………………………………17
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

Задание 6

 
По диаграмме состояний «железо-цементит» опишите  какие структурные и фазовые превращения будут происходить при  медленном охлаждении  из жидкого состояния сплава с содержанием углерода С=3,3%. Охарактеризуйте этот сплав и определите для него при температуре  1000 С количество, состав фаз, и их процентное соотношение.
 
Решение:
 
Первичная кристаллизация сплавов системы железо-углерод начинается по достижении температур, соответствующих линии ABCD (линии ликвидус), и заканчивается при температурах, образующих линию AHJECF (линию солидус).
При кристаллизации сплавов по линии АВ из жидкого раствора  выделяются кристаллы твердого раствора углерода в ?-железе (?-раствор). Процесс кристаллизации сплавов с содержанием углерода до 0,1 % заканчивается по линии АН с образованием ? (?)-твердого раствора. На линии HJB протекает перитектическое превращение, в результате которого образуется твердый раствор углерода в ?-железе, т. е. аустенит. Процесс первичной кристаллизации сталей  заканчивается по линии AHJE.
При температурах, соответствующих линии ВС, из жидкого раствора кристаллизуется аустенит. В сплавах, содержащих от 4,3 % до 6,67 % углерода, при температурах, соответствующих линии CD, начинают выделяться кристаллы цементита первичного. Цементит, кристаллизующийся из жидкой фазы, называется первичным. B точке С при температуре 1147°С и концентрации углерода в жидком растворе 4,3 % образуется эвтектика, которая называется ледебуритом. Эвтектическое превращение с образованием ледебурита можно записать формулой ЖР4,3Л[А2,14+Ц6,67]. Процесс первичной кристаллизации чугунов заканчивается по линии ECF образованием ледебурита.
Таким образом, структура чугунов ниже 1147°С будет: доэвтектических — аустенит+ледебурит, эвтектических — ледебурит и заэвтектических — цементит (первичный)+ледебурит.
Превращения, происходящие в твердом состоянии, называются вторичной кристаллизацией. Они связаны с переходом при охлаждении ?-железа в ?-железо и распадом аустенита.
Линия GS соответствует температурам начала превращения аустенита в феррит. Ниже линии GS сплавы состоят из феррита и аустенита.
Линия ЕS показывает температуры начала выделения цементита из аустенита вследствие уменьшения растворимости углерода в аустените с понижением температуры. Цементит, выделяющийся из аустенита, называется вторичным цементитом.
В точке S при температуре 727°С и концентрации углерода в аустените 0,8 % образуется эвтектоидная смесь состоящая из феррита и цементита, которая называется перлитом. Перлит получается в результате одновременного выпадения из аустенита частиц феррита и цементита. Процесс превращения аустенита в перлит можно записать формулой А0,8П[Ф0,03+Ц6,67].
Линия PQ показывает на уменьшение растворимости углерода в феррите при охлаждении и выделении цементита, который называется третичным цементитом.
Следовательно, сплавы, содержащие менее 0,008% углерода (точкаQ), являются однофазными и имеют структуру чистого феррита, а сплавы, содержащие углерод от 0,008 до 0,03% – структуру феррит+цементит третичный и называются техническим железом.
Доэвтектоидные стали при температуре ниже 727?С имеют структуру феррит+перлит и заэвтектоидные – перлит+цементит вторичный в виде сетки по границам зерен.
В доэвтектических чугунах в интервале температур 1147–727?С при охлаждении из аустенита выделяется цементит вторичный, вследствие уменьшения растворимости углерода(линия ES). По достижении температуры 727?С (линия PSK) аустенит, обедненный углеродом до 0,8% (точка S), превращаясь в перлит. Таким образом, после окончательного охлаждения структура доэвтектических чугунов состоит из перлита, цементита вторичного и ледебурита превращенного (перлит+цементит).
 

 
Рисунок 1: а-диаграмма железо-цементит, б-кривая охлаждения для сплава, содержащего 3,3% углерода
 
 
 
              Структура эвтектических чугунов при температурах ниже 727?С состоит из ледебурита превращенного. Заэвтектический чугун при температурах ниже 727?С состоит из ледебурита превращенного и цементита первичного. 
Правило фаз устанавливает зависимость между числом степеней свободы, числом компонентов и числом фаз и выражается уравнением:
C = K + 1 – Ф,
где    С – число степеней свободы системы;
К – число компонентов, образующих систему;
1 – число внешних факторов (внешним фактором считаем только температуру, так как давление за исключением очень высокого мало влияет на фазовое равновесие сплавов в твердом и жидком состояниях);
Ф – число фаз, находящихся в равновесии.
Сплав железа с углеродом, содержащий 3,3%С, называется доэвтектическим чугуном. Его структура при комнатной температуре цементит + перлит + ледебурит.
 
 


 
 

Задание 36

 
 
Расшифруйте заданную марку сплава объясните влияние   элементов, входящих в сплав. Постройте  график термической обработки детали для получения заданных механических свойств.
 
Решение:
 
Деталь: Диск газовой турбины
Сталь: 45Х14Н14В2М
Свойства: Q100=220МПа
Марка :
45Х14Н14В2М
Классификация :
Сталь жаропрочная высоколегированная
Применение:
клапаны моторов, поковки, детали трубопроводов, длительно работающие при температурах до 650 °С.; сталь аустенитного класса
Зарубежные аналоги:
Известны


Химический состав в % материала   45Х14Н14В2М
ГОСТ   5632 - 72
C
Si
Mn
Ni
S
P
Cr
Mo
W
0.4 - 0.5
до   0.8
до   0.7
13 - 15
до   0.02
до   0.035
13 - 15
0.25 - 0.4
2 - 2.8



Технологические свойства материала 45Х14Н14В2М .
        Свариваемость:
    трудносвариваемая.



Механические свойства при Т=20oС материала 45Х14Н14В2М .
Сортамент
Размер
Напр.

?T
?5
?
KCU
Термообр.
-
мм
-
МПа
МПа
%
%
кДж / м2
-
Пруток, ГОСТ 5949-75
 
 
710
315
20
35
 
Отпуск 810 - 830oC, воздух,

 
    Твердость   45Х14Н14В2М   после отжига ,     Пруток       ГОСТ 5949-75
HB 10 -1 = 197 - 285   МПа



Физические свойства материала 45Х14Н14В2М
T
E 10- 5
? 10 6
?
?
C
R 10 9
Град
МПа
1/Град
Вт/(м·град)
кг/м3
Дж/(кг·град)
Ом·м
20
2.08
 
14
8000
 
815
100
1.96
 
16
 
 
875
200
1.9
17
17
7930
 
945
300
1.81
 
19
 
507
1000
400
1.73
18
20
7840
511
1055
500
1.66
 
21
 
523
1098
600
1.57
18
22
7760
528
1142
700
1.49
 
24
 
 
1172
800
1.41
19
 
7660
 
 
T
E 10- 5
? 10 6
?
?
C
R 10 9



Обозначения:
Механические свойства :

- Предел кратковременной прочности , [МПа]
?T
- Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), [МПа]
?5
- Относительное удлинение при разрыве , [ % ]
?
- Относительное сужение , [ % ]
KCU
- Ударная вязкость , [ кДж / м2]
HB
- Твердость по Бринеллю , [МПа]

 

Физические свойства :
T
- Температура, при которой получены данные свойства , [Град]
E
- Модуль упругости первого рода , [МПа]
?
- Коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o - T ) , [1/Град]
?
- Коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала) , [Вт/(м·град)]
?
- Плотность материала , [кг/м3]
C
- Удельная теплоемкость материала (диапазон 20o - T ), [Дж/(кг·град)]
R
- Удельное электросопротивление, [Ом·м]

 

Свариваемость :
без ограничений
- сварка производится без подогрева и без последующей термообработки
ограниченно свариваемая
- сварка возможна при подогреве до 100-120 град. и последующей термообработке
трудносвариваемая
- для получения качественных сварных соединений требуются дополнительные операции: подогрев до 200-300 град. при сварке, термообработка после сварки - отжиг

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Задание 66

 
Какие твердые сплавы существуют? Опишите их состав, свойства, область применения их как режущего инструмента.
 
 
Порошковым твердым сплавом называется сплав, состоящий из тончайших частиц (зерен) карби­дов, например WC, связанных твердым раствором WC в кобальте. В СССР ГОСТ 3882-61 предусматривает две группы металлокерамических (порошковых) твердых сплавов — вольфрамовые, со­стоящие из карбида вольфрама и кобальта, и титановольфрамовые, состоящие из карбида титана, карбида вольфрама и кобальта.
Металлокерамические или порошковые твердые сплавы приме­няются при изготовлении пластинок для оснастки инструмента при обработке металлов резанием, волок при волочении проволоки, бурового инструмента и других целей, в том числе для износо­устойчивых детален (клапанов насосов, работающих в коррозионной среде, наконечников пескоструйных аппаратов, разных направляю­щих) и измерительного инструмент.
Микроструктура. 
Качество и режущие свойства порошковых твердых сплавов зависят от их микроструктуры. 
Светлые зерна WC являются очень твердыми, в режущем инстру­менте они служат элементарными режущими частичками, а твер­дый раствор WC в кобальте— относительно менее твердый, но бо­лее вязкий служит связкой (цементом), соединяющей между собой зерна WC. 
Чем мельче частички (зерна) и чем равномернее они распределены в микроструктуре, тем лучше режущие свойства и тем выше прочность металлокерамического (порошкового) вольфра­мового твердого сплава данной марки. Крупные же зерна WC ухуд­шают свойства этих сплавов.   

Рисунок 2.  Микроструктура твердого сплава ВК15.
Карбид вольфрама WC почти не рястворяет титана, зато карбид титана TiC растворяет очень много вольфрама, например, до 70% при комнатной температуре и до 90% при высокой темпера­туре. Чем мельче и равномернее распределены светлые зерна фазы WC, тем лучше режущие свойства и прочность твердого сплава Т15К6.
Избыток углерода в порошковых твердых сплавах вызывает появление в их микроструктуре графита, а при недостатке углерода образуется n1-фаза (W4Co4C).
Присутствие графита, n1-фазы и других посторонних включе­ний в микроструктуре порошковых твердых сплавов ухудшает их качество.
Механические и физические свойства.  Предел прочности на изгиб и твердость порошкового твердого сплава зависят от содер­жания в нем кобальта. Чем больше в твердом сплаве кобальта и чем крупнее зерна карбидов, тем выше предел прочности на изгиб, но тем ниже твердость. Однако повышение содержания кобальта сверх 15% нарушает сплошной каркас из зерен карбида и резко снижает предел прочности на изгиб.
В случае уменьшения содержания кобальта и применения мелко­зернистых карбидов, которые лучше растворяются в кобальте, вязкость и предел прочности на изгиб снижаются, но твердость и изно­состойкость увеличиваются.
Удельный вес характеризует степень пористости сплава. Высо­кая теплопроводность способствует отводу тепла от режущей кромки и увеличивает стойкость инструмента.
Красностойкость твердых сплавов, т. е. способность сохранять структуру и режущие свойства при высоких температурах, зна­чительно выше красностойкости быстрорежущей стали. При этом чем меньше кобальта в сплаве и чем он мелкозернистее, тем выше крастостойкость. Титановольфрамовые сплавы обладают большей красностойкостью, чем однокарбидные вольфрамовые, что особенно важно при обработке стали. Кроме того, наличие карбида титана снижает коэффициент трения и увеличивает износостойкость дву-карбидных сплавов.
Слипаемость или сцепление твердого сплава с обрабатываемым материалом резко ухудшает обрабатываемость, особенно стальных деталей. Титановольфрамовые твердые сплавы группы ТК отли­чаются меньшей слипаемостью, которая начинается у них при более высоких температурах, чем у вольфрамовых ВК. Кроме того, чем меньше в твердом сплаве кобальта, тем меньше слипаемость.
 Таблица 1 - Состав и характеристики основных физико-механических свойств сплавов, на основе WC-Co (группа ВК)
Сплав
Состав сплава, %
Характеристики физико-механических свойств
WC
TaC
Co
Предел прочности при изгибе ?изг, Мпа, не менее
Плотность ??10-3, кг/м3
HRA, не менее
ВК3
97
-
3
1176
15,0-15,3
89,5
ВК3-М
97
-
3
1176
15,0-15,3
91,0
ВК4
96
-
4
1519
14,9-15,2
89,5
ВК6
94
-
6
1519
14,6-15,0
88,5
ВК6-М
94
-
6
1421
14,8-15,1
90,0
ВК6-ОМ
92
2
6
1274
14,7-15,0
90,5
ВК8
92
-
8
1666
14,4-14,8
87,5
ВК10
90
-
10
1764
14,2-14,6
87,0
ВК10-М
90
-
10
1617
14,3-14,6
88,0
ВК10-ОМ
88
2
10
1470
14,3-14,6
88,5
 
 В условном обозначении сплава цифра показывает процентное содержание кобальтовой связки. Например обозначение ВК6 показывает, что в нем 6% кобальта и 94% карбидов вольфрама.
При увеличении в сплавах содержания кобальта в диапазоне от 3 до 10% предел прочности,  ударная вязкость и пластическая деформация возрастают, в то время как твердость и модуль упругости уменьшаются. С ростом содержания кобальта повышаются теплопроводность сплавов и их коэффициент термического расширения.
Область применения. 
При обработке чугуна и цветных сплавов преимущественно применяют однокарбидные вольфрамовые твердые сплавы группы ВК. Сплавы ВК2 и ВКЗМ применяют для снятия легкой стружки на больших скоростях резания и для обработки самых твердых материалов — стекла, фар­фора, пластмасс и т. д. Сплав ВКЗМ отличается также высокой износостойко­стью за счет мелкозернистости.
Сплав ВК6М применяют для скоростного, полуобдирочного и чистового точения. Сплавы ВК6 и ВК8 применяют для обдирочного точения и для изготовления инструмента, подвергаемого в работе ударам и толчкам. Сплавы ВК6В и ВК15 применяют для бурового инструмента и т. д.
При обработке некоторых марок стали получается непрерывная сливная стружка, которая все время соприкасается с твердым сплавом и передает ему большее количество тепла. Здесь решающее значение приобретает красностойкость, наименьший коэффициент трения и особенно слипаемость. Поэтому для обработки стали преимущественно применяют титановольфрамовые твердые сплавы группы ТК.
Сплав ТЗ0 К4 применяют для снятия легкой стружки при самых больших скоростях резания, сплав Т15К6 — для полуобдирочной и чистовой работы и для скоростной обработки и сплав T5K12B – для  тяжелого чернового точения, требующего прочного инструмента.
У титанотанталовольфрамового сплава наивысшая эксплуатационная прочность и сопротивление вибрациям и выкрашиванию, поэтому он применяется для самого тяжелого чернового точения углеродистых и легированных сталей.
В настоящее время почти половина всей обработки металлов однолезвийным инструментом производится с использованием по­рошковых твердых сплавов. Внедрение твердосплавного инстру­мента потребовало создания станков новых конструкций, позволяю­щих осуществлять высокие скорости резания — до 1000—2000 м/мин и выше.
Инструмент из твердых сплавов затачивают на специальных кругах (карборунд «экстра») или на кругах из искусственных (син­тетических) алмазов, а доводят на пасте из карбида бора. При до­водке твердых сплавов химическое воздействие пасты имеет боль­шее значение, чем механическое.
Препятствие на пути полной замены быстрорежущей стали твердыми сплавами, в которых дефицитный вольфрам используется в 10 раз эффективнее, заключается в том, что по своей природе твер­дые сплавы пригодны не для всех случаев механической обработки, а также вследствии сложности изготовления из них фасонного ин­струмента.
Применение порошковых твердых сплавов ограничивается пластинками, которые припаивают медным припоем к стальной дер­жавке—так, например, изготовляют резцы.
Схема производства. 
Технологический процесс производства металлокерамических (порошковых) твердых сплавов состоит из ряда следующих операций:
1. Сначала получают грубый порошок вольфрама путем восстановления вольфрамового ангидрида W03 в потоке водорода при 700—900° С или сажей при 1500° С. Полученный грубый порошок вольфрама измельчают в течение примерно 9 ч на шаровой мельнице и просеивают.
2. Порошок вольфрама перемешивают с ламповой сажей .и карбонизируют в бумажных или угольных патронах в течение 1 ч в электропечи при 1400° С в атмосфере водорода или окиси углерода.
Полученный порошок карбида вольфрама размалывают и про­сеивают, как и порошок вольфрама.
Для титановольфрамового сплава карбонизации можно под­вергнуть шихту из ТiO2+ С + W и получить сразу оба карбида.
3. Полученные порошки карбидов и кобальта перемешивают в течение 24 ч и дольше в шаровой мельнице; затем их замешивают с клеем и подсушивают. В качестве клея применяют или раствор синтетического каучука в бензине или раствор парафина в четырех­хлористом углероде.
4. Хорошо замешанная и подсушенная смесь подвергается прес­сованию при давлении примерно 10—40 кГ/мм2 (98—392 Мн/м2), причем титановольфрамовые смеси требуют большего давления прес­сования, чем вольфрамовые.
5. Далее производят предварительное спекание смеси при 900° С в течение примерно 1 ч в атмосфере водорода для создания прочно­сти, необходимой при механической обработке. Предварительное спекание применяется не всегда.
6. После предварительного спекания полученный сплав раз­резают и механически обрабатывают на обычных  металлорежущих , станках—фрезерных, строгальных, токарных и др.
7. Окончательное спекание, в процессе которого образуется твердый сплав, проводят в атмосфере водорода или в засыпке из порошка магнезита или окиси алюминия — для вольфрамовых сплавов в течение 2 ч примерно при 1400° С, а для титановольфрамовых в течение 1—3 ч при 1500° С. Качество спекания зависит от чистоты карбида титана: чем меньше в нем азота и кислорода, тем
лучше идет спекание.
В результате спекания твердый сплав дает линейную усадку до 25%, становится чрезвычайно твердым и не поддается механи­ческой обработке; твердые сплавы можно шлифовать зеленым кар­борундом «экстра» или подвергать электроискровой обработке.
Производство твердых сплавов требует особой чистоты, тща­тельного лабораторного контроле, соблюдения технологической дисциплины и всех тонкостей процесса. Качество и режущие свой­ства порошковых твердых сплавов зависят от технологии их произ­водства не менее чем от их состава.
Кроме порошковых твердых сплавов, в машиностроении приме­няют и литые твердые сплавы, которые применяются или зернистыми или в виде электродов. После наплавки они имеют структуру заэвтектического, легированного, белого чугуна и очень высокую твердость благодаря присутствию большого количества карбидов и карбидной эвтектики. Литыми твердыми сплавами наплавляют штампы, токарные цен­тры и сильно истирающиеся детали, что увеличивает в несколько раз их стойкость.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Список литературы

 
 
 
1.      Вишневецкий Ю.Т. Материаловедение для технических колледжей: Учебник. – М.: Дашков и Ко, 2008.
2.      Барташевич А.А. Материаловедение. – Ростов н/Д.: Феникс, 2008.

3.      Материаловедение: Учебник для ВУЗов. / Под ред. Арзамасова Б.Н. – М.: МГТУ им. Баумана, 2008.

4.      Материаловедение: Учебник для СПО. / Адаскин А.М. и др. Под ред. Соломенцева Ю.М. – М.: Высш. шк., 2006.

5.      Материаловедение: Учебник для СПО. / Под ред. Батиенко В.Т. – М.: Инфра-М, 2006.

6.      Заплатин В.Н. Справочное пособие по материаловедению (металлообработка): Учеб. пособие для НПО. – М.: Академия, 2007.

 

 




и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.