ВАРИАНТЫ КОНТРОЛЬНЫХ ЗАДАНИЙ

Вариант 1

1. Что такое ликвация? Охарактеризуйте виды ликвации, причины возникновения и способы устранения.

2. Вычертите диаграмму состояния «железо – карбид железа», укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите фазовые и структурные превращения в сплаве, содержащем 0,2% углерода, при охлаждении из жидкого состояния. Постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз Гиббса) для этого сплава. Какова структура сплава при комнатной температуре, как сплав называется? По правилу Курнакова определите количественное соотношение фаз в сплаве при температуре 800 °С.

3. Метчики из стали У10 закалены: первый – от температуры 760°С, второй – от температуры 850^оС. Нанесите на диаграмму состояния «железо – карбид железа» выбранные температуры нагрева и объясните, какой из метчиков закален правильно, имеет более высокие режущие свойства. Обоснуйте выбор, указав, какие при этом происходили превращения.

4. Для изготовления деталей машин, которые должны иметь твердость 28÷35 HRC, использована сталь 40Х. Расшифруйте марку стали, приведите примерный  химический состав данной стали, определите группу стали. Назначьте типовой режим упрочняющей термообработки стали (температуру закалки и вид отпуска, охлаждающие среды). Опишите сущность происходящих при термообработке превращений, микроструктуру и свойства. Для каких деталей применяется данная сталь?

5. Что такое пластмассы? Опишите (в общем) состав и свойства пластмасс, их достоинства и недостатки как конструкционных материалов.

Вариант 2

1. Что такое твердый раствор? Опишите виды твердых растворов, приведите примеры. Дайте общую характеристику свойств твердых растворов, используйте закономерности Курнакова.

2. Вычертите диаграмму состояния «железо – карбид железа», укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите фазовые и структурные превращения в сплаве, содержащем  0,3% углерода, при охлаждении из жидкого состояния. Постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз Гиббса) для этого сплава. Какова структура сплава при комнатной температуре, как сплав называется? По правилу Курнакова определите количественное соотношение фаз в сплаве при температуре 800°С

3. Изделия из углеродистой стали 60 после правильно выполненной закалки и последующего отпуска имеют твердость более низкую, чем предусмотрено техническими условиями. Чем вызван этот дефект, и как можно его исправить? Используйте при ответе диаграмму состояния «железо – карбид железа», опишите превращения структуры и изменение свойств стали.

4. Для изготовления матриц холодной штамповки выбрана сталь Х12Ф1. Расшифруйте марку стали, приведите примерный  химический состав данной стали, определите группу стали. Назначьте и обоснуйте режимы термообработки. Опишите сущность происходящих при термообработке превращений, микроструктуру и главные свойства матриц после термообработки.

5. Для изготовления деталей методом глубокой вытяжки применяют латунь Л68. Укажите состав. Используя диаграмму медь-цинк, определите структуру сплава. Назначьте режим термообработки, применяемый между отдельными операциями вытяжки, обоснуйте его выбор. Приведите общие характеристики механических свойств сплава.

Вариант 3

1. Приведите условия образования твердых растворов с неограниченной растворимостью компонентов и упорядоченных твердых растворов. Каковы свойства этих растворов?

2. Вычертите диаграмму состояния «железо – карбид железа», укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите фазовые и структурные превращения в сплаве, содержащем 0,7% углерода, при охлаждении из жидкого состояния. Постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз Гиббса) для этого сплава. Какова структура сплава при комнатной температуре, как сплав называется? По правилу Курнакова определите количественное соотношение фаз в сплаве при температуре 800 °С.

3. Сталь 40 подвергалась закалке от температур 750, 830 и 900 °С. Используя диаграмму состояния «железо – карбид железа», укажите выбранные температуры нагрева, назовите режимы закалки и опишите превращения, которые произошли при этих режимах. Какие при этом получились свойства? Какому режиму отдать предпочтение?

4. В результате термообработки пружины должны получить высокую упругость. Для их изготовления использована сталь 60С2ХФА. Расшифруйте марку стали, приведите примерный  химический состав данной стали. Назначьте типовой режим упрочняющей термообработки стали (температуру закалки и вид отпуска, охлаждающие среды). Опишите сущность происходящих при термообработке превращений, микроструктуру и свойства стали.

5. В качестве материала для ответственных подшипников скольжения выбран сплав БрС30. Укажите состав и определите группу сплава. Опишите микроструктуру сплава, основные свойства и требования, предъявляемые к сплавам этой группы.

Вариант 4

1. Опишите физическую сущность и механизм процесса кристаллизации. Охарактеризуйте наиболее общие закономерности кристаллизации самопроизвольной и несамопроизвольной.

2. Вычертите диаграмму состояния «железо – карбид железа», укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите фазовые и структурные превращения в сплаве, содержащем 0,8% углерода, при охлаждении из жидкого состояния. Постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз Гиббса) для этого сплава. Какова структура сплава при комнатной температуре, как сплав называется? По правилу Курнакова определите количественное соотношение фаз в сплаве при температуре 1400 °С.

3. Используя диаграмму состояния «железо – карбид железа», назначьте для стали 50 температуру закалки, а также температуру отпуска, необходимую для получения твердости 32HRC. Опишите превращения на всех этапах обработки и получаемую структуру.

4. В результате обработки шестерни должны получить твердую износостойкую поверхность и вязкую сердцевину. Для их изготовления использована сталь 18ХГТ. Расшифруйте марку стали, приведите примерный  химический состав данной стали. Назначьте  режим ХТО и термической обработки. Опишите сущность происходящих при термообработке превращений, микроструктуру и свойства поверхности и сердцевины шестерни после всей обработки.

5. Для изготовления лопастей воздушных винтов выбран сплав Д1. Приведите состав, опишите способ упрочнения сплава и объясните природу упрочнения. Укажите микроструктуру и характеристики механических свойств сплава.

Вариант 5

1. Объясните, что такое модифицирование. Какие виды модификаторов бывают, и каково их влияние на структуру и свойства сплавов (связать это с влиянием модификаторов на размер критического зародыша)? Приведите конкретные примеры модификаторов разного рода.

2. Вычертите диаграмму состояния «железо – карбид железа», укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите фазовые и структурные превращения в сплаве, содержащем 0,9% углерода, при охлаждении из жидкого состояния. Постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз Гиббса) для этого сплава. Какова структура сплава при комнатной температуре, как сплав называется? По правилу Курнакова определите количественное соотношение фаз в сплаве при температуре 800 °С.

3. Поковки из стали 40 имеют крупнозернистое строение. Как при этом изменились свойства стали? С помощью диаграммы состояния «железо – карбид железа» назначьте режим термической обработки для получения мелкого зерна и объясните, почему выбранный режим обеспечивает мелкозернистое строение.

4. Кулачки должны иметь минимальную деформацию и высокую износостойкость при твердости поверхностного слоя 750÷1000HV. Для их изготовления  использована сталь 38Х2МЮА. Расшифруйте марку стали, приведите примерный  химический состав данной стали. Назначьте  режим термической и химико-термической обработки. Опишите сущность происходящих при термообработке превращений, микроструктуру и свойства кулачков после всей обработки.

5. Опишите современное представление о молекулярном строении полимеров. В чем различие между термопластичными и термореактивными полимерами? Охарактеризуйте зависимость деформации полимеров от температуры.

Вариант 6

1. Какие типы связей существуют в кристаллических телах? Дайте их общую характеристику. Каковы особенности металлического типа связи? Охарактеризуйте основные свойства металлов.

2. Вычертите диаграмму состояния «железо – карбид железа», укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите фазовые и структурные превращения в сплаве, содержащем 1,0% углерода, при охлаждении из жидкого состояния. Постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз Гиббса) для этого сплава. Какова структура сплава при комнатной температуре, как сплав называется? По правилу Курнакова определите количественное соотношение фаз в сплаве при температуре 800 °С.

3. Углеродистая сталь У8 после закалки и отпуска имеет твердость 55÷60 HRC. Используя диаграмму состояния «железо – карбид железа» и учитывая превращения, происходящие в стали при отпуске, выберите температуру закалки и температуру отпуска. Опишите превращения, которые происходят при выбранных режимах термообработки и окончательную структуру.

4. В котлостроении используется сталь 12Х1МФ. Расшифруйте марку стали, приведите примерный  химический состав данной стали, определите класс стали и группу стали. Назначьте и обоснуйте режим термообработки. Опишите микроструктуру стали.

5. Для изготовления деталей методом глубокой вытяжки применяют латунь Л80. Укажите состав. Используя диаграмму медь-цинк, определите структуру сплава. Назначьте режим термообработки, применяемый между отдельными операциями вытяжки, обоснуйте его выбор. Приведите общие характеристики механических свойств.

Вариант 7

1. Опишите явление полиморфизма в приложении к железу и титану. Каковы причины этого явления (с точки зрения термодинамики)? Какое практическое значение оно имеет?

2. Вычертите диаграмму состояния «железо – карбид железа», укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите фазовые и структурные превращения в сплаве, содержащем 1,1% углерода, при охлаждении из жидкого состояния. Постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз Гиббса) для этого сплава. Какова структура сплава при комнатной температуре, как сплав называется? По правилу Курнакова определите количественное соотношение фаз в сплаве при температуре 1400 °С.

3. Изделия из стали 40 требуется подвергнуть улучшению. Используя диаграмму состояния «железо – карбид железа», назначьте режим термической обработки, опишите сущность происходящих превращений, структуру и свойства стали после обработки.

4. Для изготовления резцов выбрана сталь Р6М5. Расшифруйте марку стали, приведите примерный  химический состав данной стали, определите группу стали. Назначьте режим термообработки. Опишите сущность происходящих при термообработке превращений, микроструктуру и главные свойства резцов после термообработки.

5. В качестве материала для заливки вкладышей подшипников скольжения выбран сплав Б16. Укажите состав и определите группу сплава. Опишите микроструктуру сплава, основные свойства и требования, предъявляемые к сплавам этой группы.

Вариант 8

1. Опишите линейные несовершенства кристаллического строения. Как они влияют на свойства металлов? Приведите количественную характеристику этого вида дефектов.

2. Вычертите диаграмму состояния «железо – карбид железа», укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите фазовые и структурные превращения в сплаве, содержащем 1,2% углерода, при охлаждении из жидкого состояния. Постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз Гиббса) для этого сплава. Какова структура сплава при комнатной температуре, как сплав называется? По правилу Курнакова определите количественное соотношение фаз в сплаве при температуре 1300 °С.

3. Используя диаграмму состояния «железо – карбид железа», определите температуру полного и неполного отжига и нормализации для стали 20. Охарактеризуйте эти режимы термической обработки. Для чего они назначаются? Опишите изменения микроструктуры и свойств стали.

4. Для некоторых деталей (щеки барабанов, шары дробильных мельниц и пр.) выбрана сталь 110Г13Л. Расшифруйте марку стали, приведите ее примерный состав, определите класс стали и группу стали. Назначьте и обоснуйте режим термообработки. Опишите микроструктуру стали. В чем причина ее высокой износостойкости (обратить внимание на условия эксплуатации)?

5. Для изготовления деталей в морском судостроении выбран сплав АМг3. Приведите состав, объясните влияние магния на коррозионную стойкость алюминия. Опишите способ упрочнения сплава и объясните природу упрочнения. Укажите микроструктуру и характеристики механических свойств сплава.

Вариант 9

1. Что такое деформация? В чем различие между упругой и пластической деформацией? Приведите механизмы пластической деформации.

2. Вычертите диаграмму состояния «железо – карбид железа», укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите фазовые и структурные превращения в сплаве, содержащем 1,3% углерода. при охлаждении из жидкого состояния. Постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз Гиббса) для этого сплава. Какова структура сплава при комнатной температуре, как сплав называется? По правилу Курнакова определите количественное соотношение фаз в сплаве при температуре 1300 °С.

3. Используя диаграмму состояния «железо – карбид железа», определите температуру отжига, нормализации и закалки стали 45. Охарактеризуйте эти режимы термической обработки. Для чего они назначаются? Опишите изменения микроструктуры и свойств стали на каждом этапе.

4. Для изготовления молотовых штампов  выбрана сталь 5ХНВ. Расшифруйте марку стали, приведите примерный  химический состав данной стали, определите группу стали. Назначьте и  режимы термообработки. Опишите сущность происходящих при термообработке превращений, микроструктуру и главные свойства штампов после термообработки.

5. Охарактеризуйте резины общего назначения (состав, общие свойства, области применения).

Вариант 10

1. Из листа свинца (температура плавления 327 °С) путем прокатки при комнатной температуре была получена тонкая фольга. Твердость и прочность ее оказались такими же, как у исходного листа. Объясните, какие процессы происходили при пластической деформации свинца, и какими изменениями структуры и свойств они сопровождались?

2. Вычертите диаграмму состояния «железо – карбид железа», укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите фазовые и структурные превращения в сплаве, содержащем 1,4% углерода, при охлаждении из жидкого состояния. Постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз Гиббса) для этого сплава. Какова структура сплава при комнатной температуре, как сплав называется? По правилу Курнакова определите количественное соотношение фаз в сплаве при температуре 1300 °С.

3. Используя диаграмму состояния «железо – карбид железа», назначьте для стали 55 температуру закалки, а также температуру отпуска, необходимую для получения твердости 30HRC. Опишите превращения на всех этапах обработки и получаемую структуру.

4. В результате термообработки коленчатые валы судовых и автомобильных двигателей должны получить повышенную прочность по всему сечению (28÷35 HRC), для их изготовления использована сталь 40ХФА. Расшифруйте марку стали, приведите примерный  химический состав данной стали, определите группу стали. Назначьте типовой режим упрочняющей термообработки стали (температуру закалки и вид отпуска, охлаждающие среды). Опишите сущность происходящих при термообработке превращений, микроструктуру и свойства.

5. Несвариваемые сильно нагруженные детали грузоподъемных машин изготовлены из сплава МА14. Приведите состав, объясните влияние легирующих элементов на свойства сплава. Опишите способ упрочнения сплава и объясните природу упрочнения. Укажите микроструктуру и характеристики механических свойств.

Вариант 11

1. Дайте определение твердости. Какими методами измеряют твердость металлов и сплавов? Опишите их.

2. Вычертите диаграмму состояния «железо – карбид железа», укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите фазовые и структурные превращения в сплаве, содержащем 1,5% углерода, при охлаждении из жидкого состояния. Постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз Гиббса) для этого сплава. Какова структура сплава при комнатной температуре, как сплав называется? По правилу Курнакова определите количественное соотношение в фаз в сплаве при температуре 1300 °С.

3. Для каких сталей и с какой целью применяется отжиг на зернистый перлит? Приведите описание этого вида термообработки с указанием изменений структуры и свойств для выбранной вами конкретной марки стали.

4. В результате термообработки пружины должны получить высокую упругость. Для их изготовления использована сталь 50С2. Расшифруйте марку стали, приведите примерный  химический состав данной стали. Назначьте типовой режим упрочняющей термообработки стали (температуру закалки и вид отпуска, охлаждающие среды). Опишите сущность происходящих при термообработке превращений, микроструктуру и свойства.

5. Для изготовления деталей в авиастроении применяется сплав МЛ5. Приведите состав сплава, укажите способ изготовление деталей из данного сплава. Назначьте режим термической обработки и опишите структуру и свойства сплава.

Вариант 12

1. Волочение медной проволоки проводят в несколько переходов. В некоторых случаях проволока на последних переходах разрывается. Объясните причину разрыва и укажите способ его предупреждения.

2. Вычертите диаграмму состояния «железо – карбид железа», укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите фазовые и структурные превращения в сплаве, содержащем 1,6% углерода, при охлаждении из жидкого состояния. Постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз Гиббса) для этого сплава. Какова структура сплава при комнатной температуре, как сплав называется? По правилу Курнакова определите количественное соотношение фаз в сплаве при температуре 1300 °С.

3. Назначьте режим ХТО и термообработки шестерни из стали 20, обеспечивающий твердость зуба 58÷62 HRC. Опишите происходящие в стали превращения, структуру и свойства поверхности зуба и сердцевины шестерни после термической обработки.

4. Выберите марку чугуна для изготовления ответственных деталей машин (коленчатые валы, шатуны и пр.). Укажите состав, обработку, структуру и основные механические свойства деталей из этого чугуна.

5. Для изготовления деталей методом глубокой вытяжки применяют латунь Л96. Укажите состав. Используя диаграмму медь-цинк, определите структуру сплава. Назначьте режим термообработки, применяемый между отдельными операциями вытяжки, обоснуйте его выбор. Приведите общие характеристики механических свойств сплава.

Вариант 13

1. Что такое прочность? Какими стандартными характеристиками механических свойств оценивается прочность металлов и сплавов? Как эти характеристики определяются? В каких единицах измеряются?

2. Вычертите диаграмму состояния «железо – карбид железа», укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите фазовые и структурные превращения в сплаве, содержащем 1,7% углерода, при охлаждении из жидкого состояния. Постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз Гиббса) для этого сплава. Какова структура сплава при комнатной температуре, как сплав называется? По правилу Курнакова определите количественное соотношение фаз в сплаве при температуре 1200 °С.

3. Углеродистая сталь 60 после закалки и отпуска имеет твердость 44÷46 HRC. Используя диаграмму состояния «железо – карбид железа» и учитывая превращения, происходящие в стале при отпуске, выберите температуру закалки и температуру отпуска. Опишите превращения, которые происходят при выбранных режимах термообработки и окончательную структуру.

4. В результате обработки червяки должны получить твердую износостойкую поверхность и вязкую сердцевину. Для их изготовления использована сталь 20ХГР. Расшифруйте марку стали, приведите примерный  химический состав данной стали. Назначьте  режим ХТО и термической обработки. Опишите сущность происходящих при термообработке превращений, микроструктуру и свойства поверхности и сердцевины шестерни после всей обработки.

5. В качестве материала для заливки вкладышей ответственных подшипников скольжения выбран сплав Б83. Укажите состав и определите группу сплава по назначению. Опишите микроструктуру сплава, основные свойства и требования, предъявляемые к сплавам этой группы.

Вариант 14

1. Каким способом можно восстановить пластичность холоднокатаной медной ленты? Назначьте режим термообработки (температура плавления меди 1083 °С) и опишите сущность процессов, происходящих при холодной деформации и последующем отжиге.

2. Вычертите диаграмму состояния «железо – карбид железа», укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите фазовые и структурные превращения в сплаве, содержащем 1,8% углерода. при охлаждении из жидкого состояния. Постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз Гиббса) для этого сплава. Какова структура сплава при комнатной температуре, как сплав называется? По правилу Курнакова определите количественное соотношение фаз в сплаве при температуре 1200 °С.

3. Детали машин из стали 50 закалены: одна – от температуры 740 °С, другая – от 820 °С. Используя диаграмму состояния «железо – карбид железа», нанесите выбранные температуры нагрева, назовите виды закалок. Какая из этих деталей имеет более высокую твердость и лучшие эксплуатационные свойства и почему.

4. Копиры должны иметь минимальную деформацию и высокую износостойкость при твердости поверхностного слоя 750÷1000HV. Для их изготовления  использована сталь 38ХМФА.  Расшифруйте марку стали, приведите примерный  химический состав данной стали. Назначьте  режим термической и химико-термической обработки. Опишите сущность происходящих при термообработке превращений, микроструктуру и свойства копиров после всей обработки.

5. Для изготовления ряда деталей самолета выбран сплав Д16. Приведите состав, опишите способ упрочнения сплава и объясните природу упрочнения. Укажите микроструктуру и характеристики механических свойств сплава после термообработки.

Вариант 15

1. Что такое степень переохлаждения, и как она влияет на величину зерна кристаллизующегося металла, а также на его свойства? Как получить металл в аморфном состоянии?

2. Вычертите диаграмму состояния «железо – карбид железа», укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите фазовые и структурные превращения в сплаве, содержащем 1,9% углерода. при охлаждении из жидкого состояния. Постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз Гиббса) для этого сплава. Какова структура сплава при комнатной температуре, как сплав называется? По правилу Курнакова определите количественное соотношение фаз в сплаве при температуре 1200 °С.

3. Углеродистая сталь У8 после одного вида термообработки получила структуру пластинчатого перлита, а после другого вида термообработки – зернистого перлита. Опишите виды термообработки, примененные в каждом случае. Какие свойства в том и в другом случае приобрела сталь?

4. Назначьте коррозионно-стойкую сталь для изготовления режущего инструмента. Приведите состав стали, необходимую термообработку и получаемую структуру. Объясните физическую природу коррозионной устойчивости стали и роль хрома.

5. Выберите марку латуни для изготовления деталей на станках-автоматах. Укажите состав. Используя диаграмму медь-цинк, определите структуру сплава. Для чего в этот сплав вводят свинец? Приведите свойства сплава.

Вариант 16

1. Какие процессы протекают при нагреве деформированного металла? Подробно опишите изменения структуры и свойств металла на стадии возврата.

2. Вычертите диаграмму состояния «железо – карбид железа», укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите фазовые и структурные превращения в сплаве, содержащем 2,0% углерода, при охлаждении из жидкого состояния. Постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз Гиббса) для этого сплава. Какова структура сплава при комнатной температуре, как сплав называется? По правилу Курнакова определите количественное соотношение фаз в сплаве при температуре 1200 °С.

3. В чем заключается отрицательное влияние цементитной сетки на свойства инструментальной стали У12? Какой термической обработкой можно от нее избавиться? Используя диаграмму состояния «железо – карбид железа», обоснуйте выбор температур этой термообработки для данной стали и опишите происходящие в стали превращения.

4. Назначьте марку жаропрочной стали (сильхром) для клапанов автомобильных и тракторных двигателей небольшой мощности. Укажите состав, определите класс стали и группу стали. Назначьте и обоснуйте режим термообработки. Опишите микроструктуру стали.

5. В качестве материала для заливки вкладышей ответственных подшипников скольжения выбран баббит Б88. Укажите состав и определите группу сплава по назначению. Опишите микроструктуру сплава, основные свойства и требования, предъявляемые к сплавам этой группы.

Вариант 17

1. Каким видом пластического деформирования (холодным или горячим) является деформирование железа (температура плавления 1539^оС) при температуре 400 °С? Объясните, как при этом меняется структура и свойства железа?

2. Вычертите диаграмму состояния «железо – карбид железа», укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите фазовые и структурные превращения в сплаве, содержащем 2,1% углерода. при охлаждении из жидкого состояния. Постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз Гиббса) для этого сплава. Какова структура сплава при комнатной температуре, как сплав называется? По правилу Курнакова определите количественное соотношение фаз в сплаве при температуре 1200 °С.

3. Вычертите диаграмму изотермического превращения аустенита для стали У8. Нанесите на нее кривую режима изотермической обработки, обеспечивающей получение твердости 40HRC. Укажите, как этот режим называется и какая структура при этом получается. Опишите сущность происходящих превращений.

4. Для изготовления разверток выбрана сталь ХВСГ. Расшифруйте марку стали, приведите примерный  химический состав данной стали. Назначьте режимы упрочняющей термообработки. Опишите сущность происходящих при термообработке превращений, микроструктуру и главные свойства разверток после термообработки.

5. Для изготовления ряда деталей силового набора самолета выбран сплав В95. Приведите состав, опишите способ упрочнения сплава и объясните природу упрочнения. Укажите микроструктуру и характеристики механических свойств сплава после термообработки.

Вариант 18

1. Что такое пластичность металла, какими стандартными характеристиками механических свойств она оценивается? При каких испытаниях и как они определяются?

2. Вычертите диаграмму состояния «железо – карбид железа», укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите фазовые и структурные превращения в сплаве, содержащем 2,2% углерода, при охлаждении из жидкого состояния. Постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз Гиббса) для этого сплава. Какова структура сплава при комнатной температуре, как сплав называется? По правилу Курнакова определите количестенное соотношение в фаз в сплаве при температуре 1200 °С.

3. Как изменяются структура и свойства сталей 30 и У11 в результате закалки о температур 750 и 850 °С? Объясните с применением диаграммы состояния «железо – карбид железа». Назовите предложенные режимы закалки, выберите оптимальный режим закалки каждой стали и обоснуйте его.

4. Для изготовления деталей молотовых штампов выбрана сталь 5ХНМ. Расшифруйте марку стали, приведите примерный  химический состав данной стали. Назначьте режим упрочняющей термообработки. Опишите сущность происходящих при термообработке превращений, микроструктуру и главные свойства штампов после термообработки.

5. Опишите резины специального назначения (приведите классификацию по группам, охарактеризуйте свойства, области применения).

Вариант 19

1. В чем сущность и назначение дробеструйной обработки? Как при этом меняется структура и свойства металла?

2. Вычертите диаграмму состояния «железо – карбид железа», укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите фазовые и структурные превращения в сплаве, содержащем 2,3% углерода, при охлаждении из жидкого состояния. Постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз Гиббса) для этого сплава. Какова структура сплава при комнатной температуре, как сплав называется? По правилу Курнакова определите количественное соотношение фаз в сплаве при температуре 1200 °С.

3. В структуре углеродистой стали 30 после закалки не обнаруживается остаточного аустенита, а в структуре закаленной стали У12 наблюдается до 30% остаточного аустенита. Объясните причину этого явления. Как это влияет на свойства стали? Дайте краткое описание обработки, которой можно устранить остаточный аустенит?

4. В результате термообработки оправки должны получить повышенную прочность по всему сечению (28÷35 HRC). Для их изготовления использована сталь 40ХН. Расшифруйте марку стали, приведите ее примерный химический состав, определите группу стали. Назначьте типовую термообработку (температуру закалки и отпуска, охлаждающие среды). Опишите сущность происходящих при термообработке превращений, микроструктуру и свойства стали.

5. Охарактеризуйте различные виды волокнитов, их состав, свойства, применение.

Вариант 20

1. Начертите три элементарные ячейки, характерные для большинства металлов. Дайте характеристику каждой из них. Приведите примеры металлов, для которых характерна та или иная ячейки.

2. Вычертите диаграмму состояния «железо – карбид железа», укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите фазовые и структурные превращения в сплаве, содержащем 2,4% углерода, при охлаждении из жидкого состояния. Постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз Гиббса) для этого сплава. Какова структура сплава при комнатной температуре, как сплав называется? По правилу Курнакова определите количественное соотношение фаз в сплаве при температуре 1200 °С.

3. Используя диаграмму состояния «железо – карбид железа», определите температуру полного и неполного отжига и нормализации для стали 15. Охарактеризуйте эти режимы термической обработки. Для чего они назначаются? Опишите изменения микроструктуры и свойств стали.

4. Для их изготовления пружин вагонов использована сталь 70С3А.  Расшифруйте марку стали, приведите примерный  химический состав данной стали. Назначьте типовую термообработку (температуру закалки и отпуска, охлаждающие среды). Опишите сущность происходящих при термообработке превращений, микроструктуру и свойства стали.

5. Приведите марку латуни, стойкой против коррозии в морской воде. Расшифруйте состав. Используя диаграмму «медь-цинк», определите структуру сплава. Укажите способ упрочнения латуни и основные свойства.

Вариант 21

1. Какие виды поверхностных дефектов кристаллического строения вы знаете? Каково их влияние на свойства металлов?

2. Вычертите диаграмму состояния «железо – карбид железа», укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите фазовые и структурные превращения в сплаве, содержащем 2,5% углерода, при охлаждении из жидкого состояния. Постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз Гиббса) для этого сплава. Какова структура сплава при комнатной температуре, как сплав называется? По правилу Курнакова определите количественное соотношение фаз в сплаве при температуре 1200 °С.

3. Вычертите диаграмму изотермического превращения аустенита для стали У8. Нанесите на нее кривую режима изотермической обработки, обеспечивающей получение твердости 30HRC. Укажите, как этот режим называется, и какая структура при этом получается. Опишите сущность происходящих превращений.

4. В результате обработки ответственные шестерни должны получить твердую износостойкую поверхность и вязкую сердцевину. Для их изготовления использована сталь 12ХН3А.   Расшифруйте марку стали, приведите примерный  химический состав данной стали. Назначьте режим химико-термической и термической обработки. Опишите сущность происходящих при термообработке превращений, микроструктуру и свойства поверхности и сердцевины шестерни после всей обработки.

5. Для изготовления топливных баков использован сплав АМц. Приведите состав сплава, охарактеризуйте коррозионную стойкость сплава. Опишите способ упрочнения сплава и объясните природу упрочнения. Укажите микроструктуру и характеристики механических свойств сплава.

Вариант 22

1. Какие процессы протекают при нагреве деформированного металла? Подробно опишите изменения структуры и свойств сплавов при рекристаллизации. Как определяют температуру рекристаллизации? Какие виды рекристаллизации бывают?

2. Вычертите диаграмму состояния «железо – карбид железа», укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите фазовые и структурные превращения в сплаве, содержащем 2,6% углерода, при охлаждении из жидкого состояния. Постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз Гиббса) для этого сплава. Какова структура сплава при комнатной температуре, как сплав называется? По правилу Курнакова определите количественное соотношение фаз в сплаве при температуре 1200 °С.

3. В чем причина возникновения крупнозернистой структуры в кованой стали 30? В чем состоит негативное влияние такой структуры на свойства стали? Используя диаграмму состояния «железо – карбид железа», обоснуйте выбор режима термической обработки для исправления структуры. Опишите структурные превращения и характер изменения свойств.

4. Для деталей, работающих в слабо агрессивных средах, применяется сталь 12Х13. Укажите примерный состав (в соответствии с маркой) и определите класс стали по структуре. Объясните назначение хрома в данной стали. Назначьте термообработку, охарактеризуйте свойства стали.

5. Опишите состав, классификацию, свойства, области применения неорганического стекла. Укажите способы повышения механических свойств стекол.

Вариант 23

1. Какие виды точечных дефектов кристаллического строения вы знаете? Каково их влияние на свойства металлов? Как меняется их концентрация с ростом температуры? На протекание какого физического процесса оказывает существенное влияние этот вид дефектов?

2. Вычертите диаграмму состояния «железо – карбид железа», укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите фазовые и структурные превращения в сплаве, содержащем 2,7% углерода, при охлаждении из жидкого состояния. Постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз Гиббса) для этого сплава. Какова структура сплава при комнатной температуре, как сплав называется? По правилу Курнакова определите количественное соотношение фаз в сплаве при температуре 1160 °С.

3. Сталь 45 подверглась отжигу при температурах 830 и 740 °С. Опишите превращения, происходящие при данных режимах, укажите, какие образуются структуры. Объясните причины получения разных структур и свойств. Дайте определение процесса отжига для конструкционной стали и рекомендуйте оптимальную температуру нагрева.

4. Для изготовления деталей подшипников качения выбрана сталь ШХ9.   Расшифруйте марку стали, приведите примерный  химический состав данной стали, определите класс стали и группу стали. Назначьте температуру закалки и вид отпуска, охлаждающие среды. Опишите сущность происходящих при термообработке превращений, микроструктуру и свойства стали.

5. Для элементов сопротивления выбран сплав манганин МНМц3-12. Расшифруйте состав сплава, опишите структуру и электротехнические характеристики этого сплава.

Вариант 24

1. Что такое надежность материалов? Какими критериями она оценивается? Приведите их краткую характеристику.

2. Вычертите диаграмму состояния «железо – карбид железа», укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите фазовые и структурные превращения в сплаве, содержащем 2,8% углерода, при охлаждении из жидкого состояния. Постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз Гиббса) для этого сплава. Какова структура сплава при комнатной температуре, как сплав называется? По правилу Курнакова определите количественное соотношение фаз в сплаве при температуре 1200 °С.

3. Углеродистая сталь 40 после закалки и отпуска имеет твердость 28÷30 HRC. Используя диаграмму состояния «железо – карбид железа» и учитывая превращения, происходящие в стали при отпуске, выберите температуру закалки и температуру отпуска. Опишите превращения, которые происходят при выбранных режимах термообработки и окончательную структуру.

4. Для изготовления пресс-форм выбрана сталь 3Х2В8Ф.   Расшифруйте марку стали, приведите примерный  химический состав данной стали.  Назначьте режим упрочняющей термообработки. Опишите сущность происходящих при термообработке превращений, микроструктуру и главные свойства пресс-форм после термообработки.

5. Для поршней двигателей внутреннего сгорания, работающих при температурах 200÷250 °С, используется сплав АК12ММгН. Расшифруйте марку, укажите способ изготовление деталей из данного сплава. Опишите структуру и свойства сплава.

Вариант 25

1. Детали из меди, штампованные в холодном состоянии, имели низкую пластичность. Объясните причину этого явления и укажите, каким способом можно восстановить пластичность. Назначьте режим термообработки и опишите, какие изменения структуры и свойств при этом происходят (температура плавления меди 1083 °С).

2. Вычертите диаграмму состояния «железо – карбид железа», укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите фазовые и структурные превращения в сплаве, содержащем 2,9% углерода. при охлаждении из жидкого состояния. Постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз Гиббса) для этого сплава. Какова структура сплава при комнатной температуре, как сплав называется? По правилу Курнакова определите количественное соотношение фаз в сплаве при температуре 1100 °С.

3. Изделия из стали 45 требуется подвергнуть улучшению. Используя диаграмму состояния «железо – карбид железа», назначьте режим термической обработки, опишите сущность происходящих превращений, структуру и свойства стали после обработки.

4. Для отливки деталей автомобилей и ряда машин, работающих в условиях динамических нагрузок, используют ковкие чугуны. Выберите марку чугуна, укажите состав, обработку, структуру и механические свойства.

5. Дайте общую характеристику термореактивных пластмасс (свойства, особенности и пр.). Приведите примеры важнейших реактопластов.