Методическое указание содержит 50 вариантов контрольных работ и закрепляет знания студентов по следующим темам:

1. Технология металлов.

2. Электротехнические материалы.

3. Экипировочные материалы.

4. Полимерные материалы.

5. Композиционные материалы.

6. Защитные материалы.

Выбор задания приведен в таблицы 1, вариант выбирается по двум последним цифрам шифра зачетной книжки.

Контрольная работа состоит из трех частей.

Таблица 1 – Определение варианта контрольной работы.

ЗАДАНИЕ №1

Ответить на вопросы, согласно Вашего варианта. Ответ должен соответствовать поставленному вопросу.

Раздел 1. Технология металлов

1. Чем отличается микроструктура от макроструктуры?

2. Что такое кристаллическая решётка металлов?

3. Назовите типы дефектов кристаллической решётки металлов и дайте им характеристику.

4. Почему на границах зёрен атомы располагаются иначе, чем в глубине зёрен?

5. Что понимают под термином «диффузия»?

6. Что такое первичная кристаллизация?

7. Какие условия необходимы для протекания процесса кристаллизации?

8.  Как происходит кристаллизация чистых металлов и сплавов?

9. Что такое полиморфизм?

10. Какая структура называется видманштетовой?

11. Охарактеризуйте классификацию металлов и кристаллизацию металлов.

12. Что такое кристаллическое строение металлов?

13. Что такое явление аллотропии и анизотропии?

14. Охарактеризуйте свойства металлов: физические, химические, механические и технологические.

15. Охарактеризуйте основные способы определения основных свойств металлов.

16. Охарактеризуйте методы определения твердости металлов.

17. Охарактеризуйте методы определения ударной вязкости металлов.

18. Какие показатели определяют механические свойства материалов?

19.  Что характеризуют технологические свойства материалов?

20. Какие показатели характеризуют эксплуатационные свойства материалов?

21.  Что такое конструкционная прочность материалов?

22. Как определить предел прочности конструкционного материала?

23. Что такое жидкотекучесть металлов?

24. Как определить предел текучести материала?

25. Что такое твердость?

26. В каких случаях целесообразно измерять твердость методом Виккерса?

27. В каких случаях целесообразно измерять твердость методом Бринелля?

28. В каких случаях применяют измерение твердости методом Роквелла?

29. Как определить ударную вязкость образца?

30. Что такое макроскопический анализ металлов?

31. Охароктеризуйте способы макроскопического анализа металлов.

32. Дайте характеристику медных сплавов.

33. Дайте характеристику алюминиевых сплавов.

34. Что такое система сплавов, компоненты системы, фазы сплавов.

35. Охарактеризуйте структурные составляющие сплавов: твердый раствор, химические соединения, механическая смесь.

36. Укахите связь между структурой и свойствами сплавов.

37.Охарактеризуйте диаграмму состояния железоуглеродистых сплавов.

38. Охарактеризуйте основные точки и линии диаграммы состояния железоуглеродистых сплавов.

39. Укажите влияние углерода и постоянных примесей на свойства сталей.

40. Охарактеризуйте классификацию сталей.

41. В чем заключается маркировка сталей по ГОСТу?

42. Охарактеризуйте углеродистые конструкционные стали: виды, свойства, применение на подвижном составе железных дорог.

43. Что такое термическая обработка сталей.

44. Что такое фазовые превращения при термической обработке сталей?

45. Охарактеризуйте виды термической обработки: отжиг, закалка и отпуск стали.

46. Влияние термической обработки на механические свойства стали.

47. Охарактеризуйте химико-термическую обработку сталей.

48. Охарактеризуйте фазовые превращения при химико- термической обработке сталей.

49. Охарактеризуйте виды химико-термической обработки сталей.

50. Охарактеризуйте влияние химико-термической обработки на свойства стали.

51. Охарактеризуйте классификацию чугунов.

52. Охарактеризуйте свойства и маркировку по ГОСТу чугунов.

53. Применение различных видов чугунов на подвижном составе железных дорог.

54. Легированные стали и их классификацию.

55. Влияние легирующих элементов на свойства сталей.

56. Маркировка по ГОСТ легированных сталей.

57. Применение легированных сталей на железнодорожном транспорте.

58. Цветные металлы и сплавы на их основе.

59. Алюминий и сплавы на его основе.

60. Медь и сплавы на ее основе.

61. Антифрикционные подшипниковые сплавы.

62. Маркировка цветных сплавов.

63. Применение цветных металлов и сплавов на их основе на подвижном составе железных дорог.

64. Методы исследования микроструктуры сталей и чугунов.

65. Методы исследования микроструктуры сталей после термической обработки.

66. Методы исследования микроструктуры цветных сплавов.

67. Литейное производство. Стержневые и формовочные материалы.

68. Методы получения отливок.

69. Специальные способы литья.

70. Литейные сплавы, их применение на железнодорожном транспорте.

71. Обработка металлов давлением.

72. Виды обработки металлов давлением: прокатка, прессование, волочение, свободная ковка, штамповка.

73. Способы сварки. Пайка металлов. Резка металлов.

74. Применение различных видов сварки, пайки и резки металлов в ремонте подвижного состава.

75. Обработка металлов резанием на токарных, сверлильных, фрезерных станках.

76. В чем заключается выбор марки металла для конкретной детали и способа его обработки?

77. Что такое фаза?

78. Что такое твердый раствор?

79. Какая будет микроструктура сплава при полной взаимной растворимости компонентов в твердом состоянии?

80. Что означают термины «точка ликвидуса» и «точка солидуса»?

81. Опишите зоны, наблюдаемые на диаграмме состояния сплавов, образующих механическую смесь.

82. Опишите диаграмму состояния сплавов, образующих механическую смесь и эвтектику.

83. Что характеризует диаграмма состояния Fe – Fe₃C?

84. При какой температуре происходит перитектическое превращение?

85. Какая линия диаграммы Fe – Fe₃C показывает эвтектическое превращение?

86. Что такое ледебурит?

87. При какой температуре происходит эвтектоидное превращение?

88. Какую структуру имеют сплавы с содержанием углерода 0,002…0,02%?

89. Как называются сплавы с содержанием углерода 0,02…0,8%?

90. Какие исходные материалы нужны для производства металлов?

91. Чем белый чугун отличается от серого?

92. Как классифицируют чугун по форме свободного графита?

93. Опишите процесс доменной плавки чугуна.

94. По каким признакам классифицируется сталь?

95. Что означает признак «столь высококачественная»?

96. Что означает признак «столь обыкновенная»?

97. Что означает признак «столь инструментальная»?

98. Как маркируются углеродистые стали обычного качества?

99. Как маркируются углеродистые качественные стали?

100. Как маркируются низколегированные стали?

101. Какие стали относятся к коррозионно-стойким?

102. Что может обеспечить жаростойкость стали?

103. Какими способами можно повысить качество стали?

104. Назовите основные виды термической обработки стали?

105. Что такое закалка стали?

106. Опишите схему превращения перлита в аустенит.

107. Как влияет температура нагрева на величину зерна аустенита?

108. Какие структуры образуются при перлитном превращении аустенита?

109. В каких условиях протекает мартенситное превращение аустенита?

110. Что такое химико-термическая обработка сплавов?

111. В чем сущность цементации стали?

112. В чем сущность азотирования стали?

113. В чем сущность нитроцементации стали?

114. Что дает лазерное легирование стали?

115. Как маркируют литейные латуни и бронзы?

116. Как маркируют деформированные латуни и бронзы?

117. Назовите область применения медно-никелевых сплавов.

118. Как маркируют алюминиевые сплавы?

119. Назовите область применения магнитных сплавов.

120. Что дает легирование титана железом, алюминием, марганцем?

121. Как проводят закалку и старение титановых сплавов?

122. В каких областях техники применяют титановые сплавы?

Раздел 2. Электротехнические материалы

123. Проводниковые материалы: виды, свойства и применение на подвижном составе железных дорог.

124. Полупроводниковые материалы: виды, свойства и применение на подвижном составе железных дорог.

125. Диэлектрические материалы: виды, свойства и применение на подвижном составе железных дорог.

126. Магнитные материалы: виды, свойства и применение на подвижном составе железных дорог.

127. Как измеряют сопротивление изоляции?

128. Как производят сушку изоляции?

129. Что такое напряжение?

130. Что такое нормы сопротивления изоляции?

131. Что такое поляризация и какими параметрами она измеряется?

132. Что такое температурный коэффициент диэлектрической проницаемости?

133. Что такое диэлектрические потери?

134. Какие виды потерь существуют в электроизоляционных материалах?

135. Как определить оптимальный срок периодических испытаний изоляции повышенным напряжением?

136. Проводниковые материалы, их технические характеристики.

137. Электроизоляционные материалы, их технические характеристики.

138. Виды электротехнических изделий, их применение.

139. Метод определения гигроскопичности диэлектриков.

Раздел 3. Экипировочные материалы

140. Твердое, жидкое и газообразное топливо и их применение.

141. Свойства и применение различных видов топлива на подвижном составе железных дорог.

142. Назначение и свойства смазочных материалов.

143. Виды смазочных материалов и их применение на подвижном составе железных дорог.

144. Жидкие смазочные материалы: их свойства и применение на подвижном составе железных дорог.

145. Пластичные смазочные материалы: их свойства и применение на подвижном составе железных дорог.

146. Твердые смазочные материалы: их свойства и применение на подвижном составе железных дорог.

147. Классификация и свойства смазочных материалов.

148. Виды смазочных материалов, их технические характеристики.

149. Пластичные смазки, их свойства и применение.

150. Метод определения температуры каплепадения пластичных смазок.

151. Методы определения основных свойств смазочных материалов.

152. Виды и применение синтетических смазочных материалов.

Раздел 4. Полимерные материалы

153. Состав, строение и основные свойства полимеров.

154. Способы получения полимеров.

155. Применение полимерных материалов на подвижном составе железных дорог.

156. Материалы на основе полимеров.

157. Что такое полимер?

158. Назовите конструктив

159. Строение полимеров и способы их получения.

160. Термопластичные пластмассы и их применение на подвижном составе железнодорожного транспорта.

161. Термореактивные пластмассы и их применение на подвижном составе железнодорожного транспорта.

162. Материалы на основе полимеров и их применение на железнодорожном транспорте.

163. Методы исследования теплостойкости полимерных материалов.

164. Гидроизолирующие полимерные покрытия.

165. Красители и пигменты для полимерных материалов.

166. Термопласты, работающие в условиях повышенных температур, применение на подвижном составе железных дорог.

167. Водоотталкивающие полимерные материалы.

168. Чем термопластичные пластмассы отличаются от термореактивных?

169. Что является основой резины? Компоненты, входящие в состав резины?

Раздел 5. Композиционные материалы

170. Композиционные материалы: назначение, виды и свойства.

171. Способы получения композиционных материалов.

172. Применение композиционных материалов на подвижном составе железных дорог.

173. От каких факторов зависят свойства композиционных материалов?

174. Как располагается наполнитель в волокнистых композиционных материалах?

174. Что такое слоистые композиционные материалы?

Раздел 6. Защитные материалы

175. Лаки, их технические характеристики, получение и применение.

176. Краски, их технические характеристики, получение и применение.

177. Клеи, их технические характеристики, получение и применение.

178. Защитные материалы: назначение, виды, свойства.

179. Способы нанесения защитных материалов.

180. Применение защитных материалов на подвижном составе железных дорог.

ЗАДАЧИ ДЛЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ.

Решить задачу, согласно Вашего варианта (см. таблицу 1). Решение задачи должно соответствовать оформлению: «Дано», «Решение», «Ответ».

1. Определить механические характеристики и марку стали, если при испытании на твердость по Бринеллю (D = 10мм, Р - 3000кГ) средний диаметр отпечатков составляет d=6,2 мм.

2. Железоуглеродистый сплав содержит углерода 0,27%. Определить содержание в нем перлита и цементита.

3. По данным микроструктурного анализа установлено, что сталь содержит 50% перлита. Определить свойства и марку стали.

4. Построить диаграмму в координатах: твердость стали НВ - содержание углерода (до 0,83% углерода). Объяснить, как изменится твердость стали и почему эта зависимость не сохранится для серого чугуна.

5. Углеродистая сталь с содержанием углерода 0,34% подвергается закалке и среднему отпуску. Установить температуру нагрева стали для закалки и температуру отпуска. Какую твердость может иметь сталь после закалки, и какая структура и твердость стали будет после отпуска?

6. Назначить режим закалки и отпуска болтов, изготовленных из среднеуглеродистой стали. Диаметр болта равен 14 мм, длина равна 200 мм. Начертить график термической обработки.

7. Образец стали содержит углерода 0,35%. Назначить режим нормализации и установить микроструктуру стали до и после термической обработки.

8. Для разрушения на маятниковом копре стандартного образца стали сечением 1×1 см была затрачена работа А=15,25 Дж. Удар произведен по надрезу в образце, глубина которого 0,2 см. определить удельную ударную вязкость образца.

9. Определить твердость методом Бринелля, если при испытании (D=10 мм, Р=3000 кГ) средний диаметр отпечатка составляет d= 5 мм.

10. Выбрать состав алюминиевого сплава, обладающего высокой прочностью и указать режим термообработки и сравнить механические свойства выбранного цветного сплава с аналогичными свойствами стали.

11. Определить низшую температуру теплоту сгорания топлива, если Q_в = 38600кДж/кг, Н^р = 15,55%, W^p = 0,9%.

12. Назначьте режим термической обработки (температуру закалки, охлаждающую среду и температуру отпуска) резьбовых калибров из стали У10А. Опишите сущность происходящих превращений, микроструктуру и твердость инструмента после термической обработки.

13.  Железоуглеродистый сплав содержит углерода 0,63%. Определить содержание в нем перлита и цементита.

14. Определить твердость методом Бринелля, если при испытании (D=10мм., P=3000кГ) средний диаметр отпечатка составляет d = 5мм.

15. Определите металлургическое качество, назначение, а также среднее содержание углерода и легирующих элементов в сталях: 09Г2С; 38ХА; У12А; 9Х1.

16. Углеродистая сталь У8 после закалки и отпуска имеет твердость 55–60 HRC. Используя диаграмму состояния железо– цементит и учитывая превращения, происходящие в стали при отпуске, выберите температуру закалки и температуру отпуска. Опишите превращения, которые происходят при данных режимах термической обработки, и окончательную структуру.

17. Определить твердость методом Бринелля, если при испытании (D=5мм, Р=1500кГ) средний диаметр отпечатка составляет d= 2,5мм.

18. После термической обработки стали У10 получена структура: мартенсит отпуска + цементитные частицы. Нанесите на диаграмму состояния железо–цементит ординату заданной стали и укажите температуру нагрева этой стали под закалку. Назначьте температуру отпуска, обеспечивающую получение указанной структуры, и опишите все превращения, которые совершились в стали в процессе закалки и отпуска.

19. Как можно устранить крупнозернистую структуру в кованой стали 30ХГСА? Приведите графически и обоснуйте режим термической обработки для исправления структуры. Опишите структурные превращения и характер изменения свойств.

20. Определить твердость методом Бринелля, если при испытании (D=10мм, Р=3000кГ) средний диаметр отпечатка составляет d= 4,2мм.

21. По данным микроструктурного анализа установлено, что сталь содержит 46% перлита. Определить свойства и марку стали.

22. Углеродистая сталь с содержанием углерода 0,34% подвергается закалке и среднему отпуску. Установить температуру нагрева стали для закалки и температуру отпуска. Какую твердость может иметь сталь после закалки, и какая структура и твердость стали будет после отпуска?

23. Для разрушения на маятниковом копре стандартного образца стали сечением 1×1 см была затрачена работа А=16,25 Дж. Удар произведен по надрезу в образце, глубина которого 0,1 см. определить удельную ударную вязкость образца.

24. Определить механические характеристики и марку стали, если при испытании на твердость по Бринеллю (D = 5 мм, Р - 3000кГ) средний диаметр отпечатков составляет d=2,2 мм.

25. Для разрушения на маятниковом копре стандартного образца стали сечением 1×1 см была затрачена работа А=18,25 Дж. Удар произведен по надрезу в образце, глубина которого 0,1см. определить удельную ударную вязкость образца.

ЗАДАНИЕ №2.

Вычертите диаграмму состояния железо – углерод согласно таблице 2, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения для сплава, номер варианта соответствует двум последним цифрам зачетной книжки (см. таблицу 1).

Таблица 2 – Диаграмма состояния железо - углерод.

ЗАДАНИЕ 3

Расшифруйте маркировку металлов согласно таблице 3, и укажите область их применения, номер варианта соответствует двум последним цифрам зачетной книжки (см. таблицу 1).

Таблица 3 - Маркировка металлов.