Учебное пособие: Методические указания к выполнению контрольных работ по курсу «материаловедение» для студентов специальности 120100 заочной формы обучения

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Саратовский государственный технический университет

Балаковский институт техники, технологии и управления

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ

Методические указания

к выполнению контрольных работ

по курсу «МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ»

для студентов специальности 120100

заочной формы обучения

Одобрено

редакционно-издательским советом

Балаковского института техники,

технологии и управления

Балаково 2009

ВВЕДЕНИЕ

Прогресс в области машиностроения тесно связан с созданием и освоением новых, наиболее экономичных материалов, новейших методов упрочнения металлов и других промышленных материалов; расширением сортамента выпускаемых материалов.

Совершенствование производства, выпуск современных разнооб­разных машиностроительных конструкций, специальных приборов и машин невоз-можны без дальнейшего развития производства метал­лических сплавов, которые в настоящее время являются основными материалами в Машино-строении. В зависимости от назначения к сплавам предъявляются различные требования. Некоторые из них должны отличаться высокой прочностью, другие — пластичностью, третьи — высокой электропроводностью или высоким электрическим сопротивлением, четвертые — специальными магнитными свойствами и т. д. Получение тех или иных свойств определяя-ется внутренним строением сплавов. В свою очередь, строение сплава зависит от со­става и характера предварительной обработки. Следовательно, меж­ду всеми этими характеристиками существуют определенные связи: между составом и строением (первая связь), между обработкой и строением (вторая связь) и между строением и свойствами (третья связь). Изучение этих связей составляет предмет дисциплины, которая называется «Материало-ведение». В этой дисциплине изучаются, с одной стороны, физические осно-вы указанных выше связей; с другой стороны, материаловедение является первой инженерной дисципли­ной, данные которой широко используются при курсовом и диплом­ном проектировании, а также в практической деятель-ности инжене­ров-машиностроителей. Контрольные задания имеют по десять вариантов. Студент выполняет тот вариант задания, номер которого соответ-ствует последней цифре шифра. Например, студент, имеющий шифр 176245, выполняет вариант 5, а имеющий шифр 1761020 выполняет вариант 10.

ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К СОДЕРЖАНИЮ И

ОФОРМЛЕНИЮ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ

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

Если работа не зачтена, то она посылается на исправление, согласно сделанным замечаниям. Исправленная контрольная работа сдается в деканат повторно. Без выполненной контрольной работы студенты не допускаются к экзамену,

ВОПРОСЫ КОНТРОЛЬНОГО ЗАДАНИЯ № 1

Вариант 1

1. Опишите физическую сущность процесса кристаллизации [1, с. 64].

2. Вычертите диаграмму состояния системы висмут – сурьма. Опишите взаимодействие компонентов в жидком и твердом состоя­ниях, укажите струк-турные составляющие во всех областях диаграм­мы состояния и объясните характер изменения свойств сплавов в данной системе с помощью правил Курнакова (рис.1) [7,с.50].

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

3. Какой вид напряжений приводит к вязкому разрушению путем среза? Объясните природу разрушения [2, с. 64].

4. Вычертите диаграмму состояния железо — карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения в интервале температур от 1600 до 0°С (с применением правила фаз) для спла­ва, содержащего 2,6%С. Для заданного сплава определите процент­ное содержание углерода в фазах при температуре 1000°С [7, с. 64].

5. Вычертите диаграмму изотермического превращения аустени­та для стали У8, нанесите на нее кривую режима термической обра­ботки, обеспечивающей получение твердости HRC60 — 63. Укажите, как этот режим называется, опишите сущность превращений и какая структура получается при этом [1, с. 103].

Вариант 2

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

2. Вычертите диаграмму состояния системы свинец — сурьма. Опишите взаимодействие компонентов в жидком и твердом состоя­ниях, укажите структурные составляющие во всех областях диаграм­мы состояния и объясните характер изменения свойств в данной системе с помощью правил Курнакова (рис. 2) [7, с. 50].

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

3. Как изменяются механические и другие свойства при нагре­ве наклё-панного металла [1, с. 27]?

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 правила фаз) для спла­ва, содержащего 3,3%С. Для заданного сплава при температуре 1200° С определите: процентное содержание углерода в фазах; ко­личественное соотношение фаз [7, с. 64].

5. С помощью диаграммы состояния железо — карбид железа оп­ределите температуру полного и неполного отжига и нормализации для стали 20. Охарак-теризуйте эти режимы термической обработки и приведите краткое описание микроструктуры и свойств стали после каждого вида обработки [1, с. 104].

Вариант 3

1. Постройте с применением правила фаз кривую нагревания для алюминия [4, с. 384].

2. Вычертите диаграмму состояния системы медь — серебро. Опишите взаимодействие компонентов в жидком и твёрдом состояниях, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы состояния и объясните характер изменения свойств в данной системе с помощью правила Курнакова (рис.3) [7, с. 50].

Рис. 3. Диаграмма состояния медь – серебро (Cu – Ag)

3. Опишите линейные несовершенства кристаллического строения. Как они влияют на свойства металлов и сплавов [7, с. 12]?

4. Вычертите диаграмму состояния железо — карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения в интервале температур от 1600 до 0^° С (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 2,3%С. Выберите для заданного сплава любую температуру между линиями ликвидус и солидус и определите: состав фаз, т. е, процентное содержание углерода в фазах; количественное соотношение фаз [7, с. 64].

5. Используя диаграмму изотермического превращения аустенита, объяс-ните, почему нельзя получить в стали чисто мартенситную структуру, при охлаждении её со скоростью, меньшей критической скорости закалки [1, с. 103].

Вариант 4

1. Дайте определение твердости. Какими методами измеряют твер­дость металлов и сплавов? Опишите их [7, с. 37].

2. Вычертите диаграмму состояния системы свинец — олово, опи­шите взаимодействие компонентов в жидком и твердом состояниях, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы состояния и объясните характер изменения свойств сплавов с по­мощью правил Курнакова (рис.4) [7, с. 50].

Рис. 4 Диаграмма состояния свинец – олово

3. Для чего применяется отжиг в процессе изготовления холоднокатаной стальной ленты? Как называется такой вид отжига [1, с. 104]?

4. Вычертите диаграмму состояния железо — карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую нагревания в интервале температур от 0 до 1600°С (с применением правила фаз) для спла­ва, содержащего 2,4%С. Для заданного сплава при температуре 1250°С определите: состав фаз, т. е. процентное содер-жание углеро­да в фазах; количественное соотношение фаз [7, с. 64].

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].

4. Металлокерамические жаропрочные сплавы. Состав, свойства и область применения их в машиностроении [7, с. 252].

5. Термореактивные пластмассы, их особенности и область при­менения [7, с. 235].

Вариант 2

1. В результате термической обработки некоторые детали машин должны иметь твердый износоустойчивый поверхностный слой при вязкой сердцевине. Для изготовления их выбрана сталь 15ХФ: а) расшифруйте состав и определите группу стали по назначению; б) назначьте режим термической и химико-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. 123].

2. В результате термической обработки втулки должны получить повышенную прочность по всему сечению (твердость НВ250 — 280).
Для изготовления их выбрана сталь 40ХГР: 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 структуру и свой­ства стали после термической обработки [1, с. 120].

3. Для деталей, работающих в слабых агрессивных средах, при­меняется сталь 8X13: а) расшифруйте состав и определите группу стали по структуре; б) объясните назначение хрома в данной стали; в) назначьте и обоснуйте режим термической обработки [4, с. 349].

4. Для изготовления токопроводящих упругих элементов выбран сплав БрБНТ-1,9. Приведите химический состав, режим термической обработки и получаемые механические свойства материала. Опишите процессы, проис-ходящие при термической обработке, и объясните природу упрочнения в связи с диаграммой состояния медь — бе­риллий [4, с. 406].

5. Опишите ситаллы и методы их получения, Влияние состава и величины кристаллов на свойства ситаллов. Укажите область их применения [7, с. 257].

Вариант 3

1. Выберите углеродистую сталь для изготовления метчиков. Назначьте режим термической обработки, опишите сущность проис­ходящих превра-щений, структуру и свойства инструмента [1, с. 123].

2. В результате термической обработки полуоси должны полу­чить по всему сечению повышенную прочность (твердость HRC28 — 35). Для их изготовления выбрана сталь 40ХНМА: 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 [1, с. 120].

3. Для изготовления калибров выбрана сталь 9X18. Ответьте на пункты а), б), в) предыдущего вопроса [4, с. 357].

4. Для изготовления некоторых деталей самолета выбран сплав АЛ2: а) расшифруйте состав и укажите способ изготовления деталей из данного сплава; б) опишите методы повышения механических свойств сплава и сущность этого явления [1, с. 133].

5. Достоинства и недостатки пластмасс. Применение пластмасс для штамповой оснастки [7, с. 235].

Вариант 4

1. Назначьте режим термической обработки (температуру закал­ки, охлаждающую среду и температуру отпуска) рессор из стали 55СГ. Опишите их микроструктуру и свойства после обработки [4, с. 285].

2. В результате термической обработки шестерни должны полу­чить твердый износоустойчивый поверхностный слой при вязкой сердцевине. Для их изготовления выбрана сталь 18ХГТ: а) расшиф­руйте состав и определите группу стали по назначению; б) назначьте режим термической и химико-термической обработки, приведите его обоснование, объяснив влияние легирования на превращения, про­исходящие на всех этапах обработки данной стали; в) опишите структуру и свойства стали после термической обработки [7, с. 158].

3. Опишите применение металлокерамических твердых сплавов в производстве штампов. Укажите их строение, состав и свойства [7, с. 252].

4. Для изготовления некоторых деталей самолета выбран сплав B95T1: а) расшифруйте состав и укажите характеристики механиче­ских свойств; б) опишите, каким способом производится упрочнение этого сплава, и объясните природу упрочнения [4, с. 384].

5. Опишите современное представление о молекулярном строении полимеров. Укажите структуру термопластических и термореактивных полимеров [7, с. 230].

Вариант 5

1. Назначьте режим термической обработки (температуру за­калки, охлаждающую среду и температуру отпуска) резьбовых ка­либров из стали У9А. Опишите микроструктуру и твердость инстру­мента после термической обработки [1, с. 123].

2. Для изготовления пресс-форм выбрана сталь 3Х2В8: а) рас­шифруйте состав и определите группу стали по назначению; б) на­значьте и обоснуйте режим термической обработки, объяснив влия­ние легирования на превращения, происходящие, на всех этапах тер­мической обработки данной стали; в) опишите структуру и свойст­ва стали после термической обработки [4, с. 349].

3. Для некоторых приборов точной механики выбран сплав инвар Н36: а) расшифруйте состав и определите, к какой группе сплавов относится инвар по назначению; б) опишите влияние легирующих элементов на основную харак-теристику сплава и причины выбора данного состава (в связи с аномалией изменения коэффици­ента термического расширения) [1, с. 141].

4. Назначьте марку латуни, коррозионно-устойчивой в морской воде: а) расшифруйте ее состав и опишите структуру, используя диаграмму состояния медь - цинк; б) укажите способ упрочнения латуни и основные свойства [4, с. 406].

5. Укажите состав и свойства керамики, применяемой в электропри-боростроении [7, с. 252].

Вариант 6

1. Кратко изложите сущность процесса жидкостного высокотем­пературною цианирования и применяемой после цианирования тер­мической обработки [2, с. 299].

2. Для изготовления фрез выбрана сталь 9ХС. Укажите состав и опреде-лите, к какой группе относится данная сталь по назначе­нию. Назначьте и обоснуйте режим термической обработки, объяс­нив влияние легирования на превращения, происходящие на всех этапах термической обработки данной стали. Опишите микрострук­туру и свойства стали после термической обработки [1, с. 123].

3. Для элементов сопротивления выбран сплав манганин МНМцЗ-12. Расшифруйте состав сплава и укажите, к какой группе относится данный сплав по назначению. Опишите структуру и элект­ротехнические характерис-тики этого сплава [4, с. 406].

4. Для изготовления деталей самолета выбран сплав Д1. Рас­шифруйте состав, опишите способ упрочнения сплава и объясните природу упрочнения. Укажите характеристики механических свойств сплава [1, с. 133].

5. Стекловолокнит СВАМ. Опишите свойства, способ получения, изготовления деталей и применения его в машиностроении [7, с. 243].

Вариант 7

1. Выберите марку чугуна для изготовления умеренно нагруженных дета­лей машин, работающих без трения, к которым предъявляются, главным образом, требования легкости, а не прочности (плиты, крышки корпуса, шкивы стойки, планшайбы). Укажите состав, обработку, структуру и основные меха­нические свойства [4, с. 144].

2. Кулачки должны иметь минимальную деформацию и высокую износоустойчивость (твердость поверхностного слоя HV 750 — 1000). Для их изготовления выбрана сталь 35ХМФА: 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 обработки данной стали; в) опишите микроструктуру и свойства стали после термической обработки [1, с. 120].

3. Для изготовления калибров выбрана сталь 9X16: 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 главные свойства стали после терми­ческой обработки [1, с. 123].

4. Для изготовления ряда деталей в авиастроении применяется сплав МА2. Расшифруйте состав сплава, приведите характеристики механических свойств и укажите способ изготовления деталей из этого сплава [1, с. 140].

5. Опишите антифрикционные покрытия металлов полимерами. Приве-дите характеристику их свойств и условия применения [1, с. 148].

Вариант 8

1. Назначьте режим термической обработки (температуру за­калки, охлаждающую среду и температуру отпуска) деталей машин из стали 45, которые должны иметь твердость HRC40 — 45. Опишите сущность проис-ходящих превращений при термической обработке, микроструктуру и свойства [7, с. 153].

2. Для изготовления разверток выбрана сталь ХГ: а) расшиф­руйте состав и определите, к какой группе относится данная сталь по назначению; б) назначьте и обоснуйте режим термической обра­ботки; в) опишите микро-структуру и свойства стали после термиче­ской обработки [3, с. 349].

3. В котлостроении используется сталь 12Х1МФ: а) расшифруй­те состав и определите группу стали по назначению; б) назначьте режим термической обработки и приведите его обоснование. Опи­шите структуру стали после термической обработки; в) как влияет температура эксплуатации на механи-ческие свойства данной стали [1, с. 123]?

4. 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, и обоснуйте его выбор; в) приведите общую характеристику механи-ческих свойств сплава [2, с. 512].

5. Опишите влияние порошковых и волокнистых наполнителей на свойства резины [7, с. 246].

Вариант 9

1. Плашки из стали У7А закалены: первая — от температуры 760°С, вторая — от температуры 850°С. Используя диаграмму со­стояния железо — карбид железа, объясните, какая из этих плашек закалена правильно, имеет более высокие режущие свойства и по­чему [1, с. 123].

2. Для изготовления молотовых штампов выбрана сталь 5ХГМ: а) рас-шифруйте 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 структуру и главные свойства стали после термической обработки [4, с. 349].

3. Опишите характеристики жаропрочности, характер деформа­ции и разрушения сплавов, работающих в условиях длительного нагружения при повышенных температурах [1, с. 126].

4. В качестве материала для вкладышей ответственных подшип­ников скольжения выбран сплав Б83: а) расшифруйте состав и оп­ределите, к какой группе относится данный сплав по назначению; б) зарисуйте и опишите микроструктуру сплава; в) укажите основ­ные требования, предъявляемые к баббитам [2, с. 524].

5. Текстолиты. Влияние хлопчатобумажной, стеклянной и асбе­стовой тканей на свойства пластмасс. Укажите область применения текстолита в машиностроении [7, с. 242].

Вариант 10

1. Выберите марку чугуна для изготовления ответственных де­талей машин, испытывающих вибрационные нагрузки (коленчатые валы, шатуны и т. п.). Укажите состав, обработку, структуру и основные механические свойства деталей из этого чугуна [4, с. 144].

2. Для изготовления плит высокого класса точности выбрана сталь ХВГ: а) расшифруйте состав и определите группу стали по назначению; б) назначьте и обоснуйте режим термической обработ­ки, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие на всех этапах термической обработки данной стали; в) опишите структуру и свойства стали после термической обработки [1, с. 123].

3. Назначьте нержавеющую сталь для работы в средах средней агрес-сивности. Приведите состав стали, необходимую термическую обработку и получаемую структуру. Объясните физическую природу коррозионной устойчивости материала и роль каждого легирующего элемента [1, с. 126].

4. Для изготовления токопроводящих упругих элементов выбрана бронза БрБНТ-1,7. Приведите химический состав, режим термиче­ской обработки и получаемые механические свойства материала. Опишите процессы, происхо-дящие при термической обработке, и объясните природу упрочнения в связи с диаграммой состояния медь — бериллий [4, с. 406].

5. Укажите основные особенности пластмасс как конструкцион­ного материала и рекомендации по использованию пластмасс в ма­шиностроении [7, с. 235].

ЛИТЕРАТУРА

1. Дриц М. Е., Москалев М.А. Технология конструкционных материалов и материаловедение – М., 1990. – 447 с.: ил.

2. Гуляев А.П. Материаловедение: учебник для вузов. – М.: Металлургия, 1986. – 544с.

3. Солнцев Ю.П., Пряхин Е. И., Войткун Ф.: учебник для вузов. Материаловедение под. ред. Ю.П. Солнцева М: МИСиС, 1999. – 600с.: ил.

4. Лахтин Ю. М., Леонтьева В.В. Материаловедение. учебник для вузов. – М.: Машиностроение, 1990. – 528с.: ил.

5. Технология конструкционных материалов: Учебник / Г.А. Прейс, Н. А. Сологуб, И.А. Рожнецкий и др. – К.: Высш. шк., 1991. – 391 с.: ил.

6. Материаловедение: учебник для вузов под общ. ред. Б.Н. Арзамасова, Г.Г. Мухина – 5 е изд. – М.: Изд-во МГУ им. Н.Э. Баумана, 2003. - 648.: ил.

7. Пейсахова А.М., Кучер А.М. Материаловедение и технология конструкционных материалов. учебник. – СПб.: Изд-во Михайлова В.А., 2003.– 407с.

СОДЕРЖАНИЕ

стр.

Введение 2

Требования, предъявляемые к содержанию и оформлению

контрольных работ 3

Вопросы контрольного задания № 1 4

Вопросы контрольного задания № 2 15

Литература 23

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ

Методические указания

к выполнению контрольных работ

по курсу «МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ»

для студентов специальности 120100

заочной формы обучения

Составили: КУДАШЕВА Ирина Олеговна

Рецензент Т.И. Перелыгина

Редактор Л.В. Максимова

Корректор Е.В. Рубан

Подписано в печать Формат 60x84 1/16

Бум. тип. Усл. печ.л. 1,5 Уч.-изд.л. 1,5

Тираж 100 экз. Заказ Бесплатно

Саратовский государственный технический университет

410054, г. Саратов, ул. Политехническая, 77

Копипринтер БИТТиУ, 413840, г. Балаково, ул. Чапаева, 140