Вариант задания определяется по двум последним цифрам номера зачетной книжки, например: зачетная книжка № 03–005 – вариант 5, зачетная книжка № 03–049 – вариант 49, зачетная книжка № 03–184 – вариант 184. В случае когда номер зачетной книжки более 50, следует из двух последних цифр вычесть 50, например: зачетная книжка № 03–084 – вариант 34.

Вариант 1

1. Начертите диаграмму состояния железо – цементит, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и определите критические точки сплава, содержащего 3,5 % углерода. Какова равновесная структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?

2. Определите металлургическое качество, назначение, а также среднее содержание углерода и легирующих элементов в следующих сталях: сталь 45; 12Х17; У13А; 4Х5МФС. Укажите среднее содержание углерода и легирующих элементов по заданной марке стали (EU): 28NiCrMo4; X8CrNiMoNb18-10; 15Cr3. Приведите маркировку этих же сталей по стандартам России.

3. Опишите суть процесса диффузионного хромирования. Приведите конкретные примеры.

4. Изделия из стали 45 после правильно выполненной закалки и последующего отпуска имеют твердость более низкую, чем предусмотрено техническими условиями. Чем вызван этот дефект и как можно его исправить?

5. Для изготовления резьбовых калибров выбрана сталь ХВГ. Укажите состав и определите группу стали по назначению. Выберите и обоснуйте режим термической обработки, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие на всех этапах термической обработки данной стали. Опишите микроструктуру и свойства после термической обработки.

6. Назначьте режим термической обработки для шестерни из стали 40ХГР на твердость зуба 56–58 HRC. Опишите суть происходящих превращений, микроструктуру и свойства поверхности зуба и сердцевины шестерни после термической обработки.

7. Для некоторых деталей в самолетои ракетостроении применяются титановые сплавы ВТ3-1, ВТ14. Укажите их состав, назначьте режим термической обработки и перечислите причины их использования в данной области.

Вариант 2

1. Начертите диаграмму состояния железо – цементит, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и определите критические точки сплава, содержащего 1,1 % углерода. Какова равновесная структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?

2. Определите металлургическое качество, назначение, а также среднее содержание углерода и легирующих элементов в следующих сталях: ШХ15; Х12М; сталь 85; 40ХН2МА. Определите среднее содержание углерода и легирующих элементов по заданной марке стали (EU): 15S20; 12CrSiMo8; X4CrNi17-7. Приведите маркировку этих же сталей по стандартам России.

3. Приведите классификацию и маркировку чугунов. Опишите влияние структуры металлической основы и формы графитных включений на свойства чугунов.

4. В структуре углеродистой стали 30 после закалки не обнаруживается остаточного аустенита, а в структуре стали У12 наблюдается около 10 % остаточного аустенита. Объясните причину этого явления. С помощью какой обработки можно устранить остаточный аустенит?

5. Для изготовления волочильного инструмента выбрана сталь Х12. Укажите состав и определите группу стали по назначению. Выберите и обоснуйте режим термической обработки стали Х12 на вторичную твердость, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие на всех этапах термической обработки данной стали. Опишите микроструктуру и свойства после термической обработки.

6. Выберите сталь для изготовления метчиков. Назначьте режим термической обработки, опишите суть происходящих превращений, структуру и свойства стали.

7. Опишите состав и свойства антифрикционных полимерных покрытий. Укажите область их применения в машиностроении.

Вариант 3

1. Начертите диаграмму состояния железо – цементит, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и определите критические точки сплава, содержащего 4,9 % углерода. Какова равновесная структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?

2. Определите металлургическое качество, назначение, а также среднее содержание углерода и легирующих элементов в следующих сталях: У7; сталь 10; 7Х3; 38Х2МЮА. Определите среднее содержание углерода и легирующих элементов по заданной марке стали (EU): 53MnSi4; 34CrNiMo6; X3CrNi18-9. Приведите маркировку этих же сталей по стандартам России.

3. Кратко изложите суть процесса нитроцементации и применяемой после цементации термической обработки. Приведите конкретные примеры.

4. С помощью диаграммы состояния железо – цементит определите температуру нормализации, отжига и закалки для стали У8. Изобразите графически и охарактеризуйте эти виды термической обработки. Опишите структуру и свойства стали после каждого режима обработки.

5. В результате термической обработки детали машин должны получить повышенную прочность по всему сечению (твердость 30–35 HRC). Для их изготовления выбрана сталь 40Х. Укажите состав и определите группу стали по назначению. Выберите и обоснуйте режим термической обработки, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие при термической обработке данной стали. Опишите структуру и свойства изделий в готовом виде.

6. Назначьте нержавеющую сталь для изделий, работающих в слабоагрессивной среде (атмосферные осадки). Опишите химический состав стали, необходимую термическую обработку и получаемую структуру. Объясните физическую природу коррозионной устойчивости стали и роль каждого легирующего элемента.

7. Для изготовления некоторых деталей двигателей внутреннего сгорания выбран сплав АК4. Расшифруйте состав, укажите способ изготовления деталей из данного сплава и приведите характеристики его механических свойств при повышенных температурах.

Вариант 4

1. Начертите диаграмму состояния железо – цементит, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и определите критические точки сплава, содержащего 0,2 % углерода. Какова равновесная структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?

2. Определите металлургическое качество, назначение, а также среднее содержание углерода и легирующих элементов в следующих сталях: Р18; У8; 40Х; 60С2ХА. Укажите среднее содержание углерода и легирующих элементов по заданной марке стали (EU): 41Cr4; 9SMn22; X40CrMo13. Приведите маркировку этих же сталей по стандартам России.

3. Опишите возможные виды и причины брака при закалке сталей.

4. С помощью диаграммы состояния железо – цементит установите температуру полного и неполного отжига и нормализации для стали 40. Охарактеризуйте эти режимы термической обработки и опишите структуру и свойства стали.

5. Для изготовления валков для горячего деформирования выбрана сталь 9ХВГ. Укажите состав и определите группу стали по назначению. Выберите и обоснуйте режим термической обработки на твердость 45–50 HRC, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие на всех этапах термической обработки данной стали. Опишите микроструктуру и свойства после термической обработки.

6. Выберите сталь для изготовления кухонных ножей. Назначьте режим термической обработки, опишите суть происходящих превращений, структуру и свойства стали.

7. Для изготовления деталей самолета выбран сплав Д16. Расшифруйте его состав, опишите способ упрочнения и объясните природу упрочнения. Укажите характеристики механических свойств сплава.

Вариант 5

1. Начертите диаграмму состояния железо – цементит, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и определите критические точки сплава, содержащего 3,2 % углерода. Какова равновесная структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?

2. Определите металлургическое качество, назначение, а также среднее содержание углерода и легирующих элементов в следующих сталях: 20ХН4ФА; У8А; сталь 15; 9ХС. Определите среднее содержание углерода и легирующих элементов по заданной марке стали (EU): 30WCrV17-9; X8CrNiMoTi18-10; 35S20. Приведите маркировку этих же сталей по стандартам России.

3. Что понимают под зерном в сталях? Как происходит рост зерна? Как влияет размер зерна на свойства стали?

4. Режущий инструмент требуется обработать на максимальную твердость. Для его изготовления выбрана сталь У13. Назначьте и изобразите графически режим термической обработки, опишите структуру и свойства стали.

5. Детали машин из стали 30ХН3А закалены: одни – от температуры 800 °С, а другие – от температуры 850 °С (охлаждение в масле). После закалки в обоих случаях проведен высокий отпуск при температуре 600 °С. Изобразите графически данные режимы обработки. У каких из этих деталей эксплуатационные  свойства  лучше  и  почему?  Укажите  состав и определите группу стали по назначению, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие при термической обработке данной стали.

6. Выберите сталь для изготовления хирургических скальпелей. Назначьте режим термической обработки, опишите суть происходящих превращений, структуру и свойства стали.

7. Опишите состав и свойства керамических материалов. Укажите область их применения в машиностроении.

Вариант 6

1. Начертите диаграмму состояния железо – цементит, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и определите критические точки сплава, содержащего 1,3 % углерода. Какова равновесная структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?

2. Определите металлургическое качество, назначение, а также среднее содержание углерода и легирующих элементов в следующих сталях: 07Х3ГНМ; 3Х2В8Ф; У9А; Х12Ф1. Определите среднее содержание углерода и легирующих элементов по заданной марке стали (EU): 40Mn4; 28NiCrMo4-4; X5CrNiMoTi25-25. Приведите маркировку этих же сталей по стандартам России.

3. В чем заключается суть закалки сталей? Приведите конкретные примеры.

4. Режущий инструмент из стали У12А был перегрет при закалке. Чем вреден перегрев и как можно исправить этот дефект? Назначьте и изобразите графически режим термической обработки, обеспечивающий исправление брака и нормальную работу инструмента. Опишите изменение структуры в процессе всего цикла термической обработки.

5. В результате термической обработки пружины должны получить высокую упругость. Для их изготовления выбрана сталь 65Г. Укажите состав, назначьте и обоснуйте режим термической обработки, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие при термической обработке данной стали. Опишите структуру и свойства пружин в готовом виде.

6. Назначьте марку жаропрочной стали для изготовления трубопроводов установок сверхвысокого давления. Укажите состав, выберите и обоснуйте режим термической обработки стали. Опишите микроструктуру и основные свойства после термической обработки.

7. Опишите состав и свойства пластмасс. Укажите область их применения в машиностроении.

Вариант 7

1. Начертите диаграмму состояния железо – цементит, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и определите критические точки сплава, содержащего 4,3 % углерода. Какова равновесная структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?

2. Определите металлургическое качество, назначение, а также среднее содержание углерода и легирующих элементов в следующих сталях: 15ХМ; сталь 40; 8Х3; Х12. Определите среднее содержание углерода и легирующих элементов по заданной марке стали (EU): 60S20; 27CrAl6; X8CrMoTi17. Приведите маркировку этих же сталей по стандартам России.

3. Дайте сравнительную характеристику структур, получаемых при диффузионном распаде аустенита во время охлаждения: перлита, сорбита и троостита.

4. С помощью диаграммы состояния железо – цементит установите температуру полной и неполной закалки для стали 55, опишите ее структуру и свойства после каждого вида термической обработки.

5. Измерительный инструмент требуется обработать на максимальную твердость. Для его изготовления выбрана сталь 8Х3. Назначьте и изобразите графически режим термической обработки, опишите принцип легирования, структуру и свойства стали.

6. Назначьте режим термической и химико-термической обработки шестерни из стали 20Х на твердость зуба 58–62 HRC. Опишите суть происходящих превращений, микроструктуру и свойства поверхности и сердцевины зуба после окончательной обработки.

7. Опишите состав и свойства стекловолокнитов и стеклотекстолитов. Укажите область их применения в машиностроении.

Вариант 8

1. Начертите диаграмму состояния железо – цементит, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и определите критические точки сплава, содержащего 2,3 % углерода. Какова равновесная структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?

2. Определите металлургическое качество, назначение, а также среднее содержание углерода и легирующих элементов в следующих сталях: сталь 15; 4Х5МФС; ХВГ; 70С3А. Определите среднее содержание углерода и легирующих элементов по заданной марке стали (EU): 9S20; 67SiCr5; X12MnCr18-10. Приведите маркировку этих же сталей по стандартам России.

3. Что такое нормализация? Используя диаграмму состояния железо – цементит, назначьте температуру нормализации для сталей 40 и У12. Опишите превращения, происходящие в сталях при выбранном режиме обработки, получаемую структуру и свойства.

4. Плашки из стали У11А закалены: первая – от температуры 760 °С, вторая – от температуры 850 °С. Используя диаграмму состояния железо – цементит, укажите температуры закалки. Ответьте на вопрос, какая из этих плашек закалена правильно, и объясните, почему она имеет более высокие режущие свойства.

5. В результате термической обработки полуоси должны получить повышенную прочность по всему сечению (твердость 20–25 HRC). Для их изготовления выбрана сталь 34ХН1М. Укажите состав и определите группу стали по назначению. Выберите и обоснуйте режим термической обработки, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие при термической обработке данной стали. Опишите структуру и свойства изделий в готовом виде.

6. Назначьте марку жаропрочной стали для изготовления тяжелонагруженных деталей, работающих при температуре до 600 °С. Укажите состав, выберите и обоснуйте режим термической обработки стали. Опишите микроструктуру и основные свойства после термической обработки.

7. Опишите тугоплавкие металлы и сплавы на их основе. Приведите общую характеристику этих сплавов и укажите область их применения.

Вариант 9

1. Начертите диаграмму состояния железо – цементит, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и определите критические точки сплава, содержащего 1,0 % углерода. Какова равновесная структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?

2. Определите металлургическое качество, назначение, а также среднее содержание углерода и легирующих элементов в следующих сталях: 12Х2Н4А-Ш; 5ХНМ; Х12ВМ; У12А. Определите среднее содержание углерода и легирующих элементов по заданной марке стали (EU): 100Cr6; 28NiCrMo4; X5CrNiMoSi18-10. Приведите маркировку этих же сталей по стандартам России.

3. Укажите назначение цементации и режим термической обработки после нее. Приведите конкретные примеры.

4. Используя диаграмму состояния железо – цементит и кривую изменения твердости в зависимости от температуры отпуска, назначьте для углеродистой стали 40 температуру закалки и температуру отпуска, необходимые для обеспечения твердости 20 HRC. Опишите превращения на всех этапах термической обработки и получаемую структуру.

5. Обоснуйте выбор режима термической обработки, применяемой для устранения цементитной сетки в стали ХВГ. Укажите состав и объясните принцип легирования данной стали. Дайте определение выбранного режима обработки и опишите превращения, которые происходят при нагреве и охлаждении.

6. Выберите марку стали и назначьте режим термической обработки для протяжек. Опишите суть происходящих превращений, микроструктуру и свойства.

7. Укажите марки, состав, свойства и способ изготовления металлокерамических твердых сплавов для режущих инструментов.

Вариант 10

1. Начертите диаграмму состояния железо – цементит, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и определите критические точки сплава, содержащего 1,8 % углерода. Какова равновесная структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?

2. Определите металлургическое качество, назначение, а также среднее содержание углерода и легирующих элементов в следующих сталях: 09Г2С; 38ХА; У12А; 9Х1. Определите среднее содержание углерода и легирующих элементов по заданной марке стали (EU): 9S27; 67SiCr5; X8CrNi12-12. Приведите маркировку этих же сталей по стандартам России.

3. Что такое жаростойкость? Опишите пути повышения жаростойкости. Приведите конкретные примеры.

4. С помощью диаграммы состояния железо – цементит обоснуйте выбор режима термической обработки, применяемой для устранения цементитной сетки в стали У11А. Дайте определение выбранного режима обработки и опишите превращения, которые происходят при нагреве и охлаждении.

5. Детали изготовлены из стали 38Х2Н2МА и закалены: одни – от температуры 750 °С, а другие – от температуры 820 °С (охлаждение в масле). После закалки в обоих случаях проведен отпуск при температуре 550 °С. Изобразите графически данные режимы обработки. Какие из этих деталей имеют более хорошие эксплуатационные свойства и почему? Укажите состав и определите группу стали по назначению, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие при термической обработке данной стали.

6. Назначьте нержавеющую сталь для деталей, работающих в среде азотной кислоты. Опишите химический состав стали, необходимую термическую обработку и получаемую структуру. Объясните физическую природу коррозионной устойчивости стали и роль каждого легирующего элемента.

7. Опишите состав и свойства металлокерамических жаропрочных сплавов. Укажите область применения их в машиностроении.

Вариант 11

1. Начертите диаграмму состояния железо – цементит, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и определите критические точки сплава, содержащего 3,9 % углерода. Какова равновесная структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?

2. Определите металлургическое качество, назначение, а также среднее содержание углерода и легирующих элементов в следующих сталях: 95Х18; У7А; Х6ВФ; сталь 15. Определите среднее содержание углерода и легирующих элементов по заданной марке стали (EU): 14Ni6; 13CrV5-3; X15CrNiSi25-20. Приведите маркировку этих же сталей по стандартам России.

3. От чего зависит прокаливаемость стали и в чем ее технологическое значение?

4. С помощью диаграммы состояния железо – цементит обоснуйте выбор режима термической обработки, применяемой для устранения цементитной сетки в стали У13А. Дайте определение выбранного режима обработки и опишите превращения, которые происходят при нагреве и охлаждении.

5. Изделия из стали 38ХГН после правильно выполненной закалки и последующего отпуска имеют твердость более низкую, чем предусмотрено техническими условиями. Чем вызван этот дефект и как можно его исправить? Укажите состав и определите группу стали по назначению, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие при термической обработке данной стали.

6. Выберите сталь для изготовления калибров. Назначьте режим термической обработки, опишите суть происходящих превращений, структуру и свойства стали.

7. Опишите состав и свойства древесных материалов. Укажите область их применения в машиностроении.

Вариант 12

1. Начертите диаграмму состояния железо – цементит, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и определите критические точки сплава, содержащего 0,3 % углерода. Какова равновесная структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?

2. Определите металлургическое качество, назначение, а также среднее содержание углерода и легирующих элементов в следующих сталях: сталь 40; ХВГ; У10А; 60С2ХФА. Определите среднее содержание углерода и легирующих элементов по заданной марке стали (EU): 120Mn50; 14NiCr14; X10CrAl24. Приведите маркировку этих же сталей по стандартам России.

3. Опишите разновидности закалки, дайте их сравнительную характеристику.

4. Используя диаграмму состояния железо – цементит и кривую изменения твердости в зависимости от температуры отпуска, назначьте для углеродистой стали 40 температуру закалки и температуру отпуска, необходимые для обеспечения твердости 45 HRC. Опишите превращения на всех этапах термической обработки и получаемую структуру.

5. Режущий инструмент из стали 9Х2МФ был перегрет при закалке. Чем вреден перегрев и как можно исправить этот дефект? Назначьте и изобразите графически режим термической обработки, обеспечивающий исправление брака и нормальную работу инструмента. Опишите роль легирующих элементов и изменение структуры в процессе всего цикла термической обработки.

6. Назначьте нержавеющую сталь для слабонагруженных деталей, работающих в агрессивной коррозионной среде. Приведите химический состав стали, необходимую термическую обработку и получаемую структуру. Объясните физическую природу коррозионной устойчивости стали и роль каждого легирующего элемента.

7. Опишите состав и свойства жаропрочных керамических материалов. Укажите область их применения в машиностроении.

Вариант 13

1. Начертите диаграмму состояния железо – цементит, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и определите критические точки сплава, содержащего 1,5 % углерода. Какова равновесная структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?

2. Определите металлургическое качество, назначение, а также среднее содержание углерода и легирующих элементов в следующих сталях: сталь 45; 38ХН3МФА; Х12М; У9А. Определите среднее содержание углерода и легирующих элементов по заданной марке стали (EU): C40; 42CrV6; X12CrNiMo18-18. Приведите маркировку этих же сталей по стандартам России.

3. Опишите суть процесса алитирования. Приведите конкретные примеры.

4. Как изменяются структура и свойства стали 40 в результате закалки от температуры 750 и 850 °С? Объясните с применением диаграммы состояния железо – цементит. Выберите оптимальный режим нагрева под закалку этой стали.

5. Для изготовления пресс-форм литья под давлением медных сплавов выбрана сталь 4ХВ2С. Укажите состав и определите группу стали 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 после термической обработки.

6. Назначьте марку жаростойкой стали для изготовления клапанов автомобильных двигателей. Укажите состав, назначьте и обоснуйте режим термической обработки стали. Опишите микроструктуру и основные свойства после термической обработки.

7. Для изготовления вакуумной аппаратуры и достижения плотных контактов между металлом и стеклом используется сплав платинит Н48. Расшифруйте состав и определите группу сплава по назначению. Опишите влияние легирующих элементов на основную характеристику сплава и причины выбора данного состава сплава (в связи с аномалией изменения термического коэффициента расширения).

Вариант 14

1. Начертите диаграмму состояния железо – цементит, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и определите критические точки сплава, содержащего 2,4 % углерода. Какова равновесная структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?

2. Определите металлургическое качество, назначение, а также среднее содержание углерода и легирующих элементов в следующих сталях: 9ХС; У12А; сталь 75; 08Х18Н10Т. Определите среднее содержание углерода и легирующих элементов по заданной марке стали (EU): 37MnSi5; 30WCrV17-9; X10Cr13. Приведите маркировку этих же сталей по стандартам России.

3. Что такое конструкционная прочность? Перечислите способы повышения конструкционной прочности.

4. Как изменяются структура и свойства стали 55 в результате закалки от температуры 750 и 850 °С? Объясните с применением диаграммы состояния железо – цементит. Выберите оптимальный режим нагрева под закалку этой стали.

5. Режущий инструмент требуется обработать на максимальную твердость. Для его изготовления выбрана сталь ХВГ. Назначьте и изобразите графически режим термической обработки, опишите принцип легирования, структуру и свойства стали.

6. Выберите сталь для изготовления тяжелонагруженных пружин. Назначьте режим термической обработки, опишите суть происходящих превращений, структуру и свойства стали.

7. Опишите состав и свойства теплостойких и жаропрочных пластмасс. Укажите область их применения в машиностроении.

Вариант 15

1. Начертите диаграмму состояния железо – цементит, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и определите критические точки сплава, содержащего 4,1 % углерода. Какова равновесная структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?

2. Определите металлургическое качество, назначение, а также среднее содержание углерода и легирующих элементов в следующих сталях: 38Х2МЮА; 6ХС; сталь 30; У8А. Определите среднее содержание углерода и легирующих элементов по заданной марке стали (EU): C25; 28NiCr6; X8CrNiMoTi18-11. Приведите маркировку этих же сталей по стандартам России.

3. Кратко изложите суть процесса азотирования и применяемой перед азотированием термической обработки. Приведите конкретные примеры.

4. С помощью диаграммы состояния железо – цементит опишите структурные превращения, происходящие при нагреве стали У7А. Укажите критические точки, выберите оптимальный режим нагрева этой стали под закалку и изобразите его графически. Охарактеризуйте процесс закалки, опишите получаемую структуру и свойства стали.

5. Изделия из стали 30Х после правильно выполненной закалки и последующего отпуска имеют твердость более высокую, чем предусмотрено техническими условиями. Чем вызван этот дефект и как можно его исправить? Укажите состав и определите группу стали по назначению, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие при термической обработке данной стали.

6. Назначьте режим термической обработки для резцов из стали Р6М5. Опишите принцип легирования стали, суть превращений, происходящих при термической обработке, микроструктуру и свойства.

7.  Для нагревательных элементов сопротивления выбран сплав нихром Х20Н80. Укажите состав и требования, предъявляемые к сплавам этого типа. Приведите температурные границы применимости сплава.

Вариант 16

1. Начертите диаграмму состояния железо – цементит, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и определите критические точки сплава, содержащего 3,0 % углерода. Какова равновесная структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?

2. Определите металлургическое качество, назначение, а также среднее содержание углерода и легирующих элементов в следующих сталях: ШХ6; 3Х2В8Ф; У7А; сталь 65. Определите среднее содержание углерода и легирующих элементов по заданной марке стали (EU): 9SMn22; 10CrMo4-4; X8CrMoTi17. Приведите маркировку этих же сталей по стандартам России.

3. Какова природа термических и структурных (фазовых) напряжений? Приведите конкретные примеры.

4. С помощью диаграммы состояния железо – цементит обоснуйте выбор режима термической обработки, применяемой для устранения цементитной сетки в стали У10А. Дайте определение выбранного режима обработки и опишите превращения, которые происходят при нагреве и охлаждении.

5. Детали машин из стали 40Х2НМ закалены: одни – от температуры 780 °С, а другие – от температуры 850 °С (охлаждение в масле). После закалки в обоих случаях проведен высокий отпуск при температуре 550 °С. Изобразите графически данные режимы обработки и поясните, какие из этих деталей имеют более хорошие эксплуатационные свойства и почему. Укажите состав и определите группу стали по назначению, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие при термической обработке данной стали.

6. Назначьте нержавеющую сталь для деталей, работающих в серосодержащей среде. Опишите химический состав стали, необходимую термическую обработку и получаемую структуру. Объясните физическую природу коррозионной устойчивости стали и роль каждого легирующего элемента.

7. Опишите состав и свойства пленочных материалов. Укажите область их применения в машиностроении.

Вариант 17

1. Начертите диаграмму состояния железо – цементит, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и определите критические точки сплава, содержащего 0,4 % углерода. Какова равновесная структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?

2. Определите металлургическое качество, назначение, а также среднее содержание углерода и легирующих элементов в следующих сталях: сталь 85; 4Х2НМФ; 10Х14АГ15; У7А. Определите среднее содержание углерода и легирующих элементов по заданной марке стали (EU): 34Cr4; 50MnSi4; X10CrAl13. Приведите маркировку этих же сталей по стандартам России.

3. Приведите классификацию и маркировку чугунов. Как влияют форма и размер графитных включений на свойства чугунов?

4. С помощью диаграммы состояния железо – цементит установите температуру полного и неполного отжига, нормализации и закалки для стали 55. Опишите структуру и свойства стали после каждого вида термической обработки.

5. Для изготовления фрез при обработке с небольшой скоростью резания твердых металлов выбрана сталь 9ХС. Укажите состав и определите группу стали 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 после термической обработки.

6. Выберите сталь для изготовления штампов горячего деформирования. Назначьте режим термической обработки, опишите суть происходящих превращений, структуру и свойства стали.

7. Опишите металлокерамические твердые сплавы группы ТТК. Укажите их состав, свойства и область применения в машиностроении.

Вариант 18

1. Начертите диаграмму состояния железо – цементит, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и определите критические точки сплава, содержащего 3,7 % углерода. Какова равновесная структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?

2. Определите металлургическое качество, назначение, а также среднее содержание углерода и легирующих элементов в следующих сталях: сталь 45; 50ХФА; У10; ХВГ. Определите среднее содержание углерода и легирующих элементов по заданной марке стали (EU): 45S20; 28NiCrMo4-4; X12CrNiMo18-18. Приведите маркировку этих же сталей по стандартам России.

3. Опишите процесс получения ковкого чугуна, его строение, свойства. Укажите способ маркировки и применение в машиностроении.

4. С помощью диаграммы состояния железо – цементит опишите структурные превращения, происходящие при нагреве стали У12А. Укажите критические точки, выберите оптимальный режим нагрева этой стали под закалку и приведите его графически. Охарактеризуйте процесс закалки, опишите получаемую структуру и свойства стали.

5. Изделия из стали 40Х после правильно выполненной закалки и последующего отпуска имеют твердость более высокую, чем предусмотрено техническими условиями. Чем вызван этот дефект и как можно его исправить? Укажите состав и определите группу стали по назначению, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие при термической обработке данной стали.

6. Назначьте нержавеющую сталь для деталей, работающих в среде кипящей фосфорной кислоты. Опишите химический состав стали, необходимую термическую обработку и получаемую структуру. Объясните физическую природу коррозионной устойчивости стали и роль каждого легирующего элемента.

7. Опишите состав и свойства неорганических материалов (стекло, кварц, пеностекло и стеклоэмали). Укажите область их применения в машиностроении.

Вариант 19

1. Начертите диаграмму состояния железо – цементит, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и определите критические точки сплава, содержащего 0,1 % углерода. Какова равновесная структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?

2. Определите металлургическое качество, назначение, а также среднее содержание углерода и легирующих элементов в следующих сталях: Х6ВФ; 20ХН; У8А; сталь 55Л. Определите среднее содержание углерода и легирующих элементов по заданной марке стали (EU): 12Ni19; 9S25; X8Cr17. Приведите маркировку этих же сталей по стандартам России.

3. Перечислите способы повышения износостойкости. Приведите конкретные примеры.

4. После закалки углеродистой стали 30 была получена структура, состоящая из феррита и мартенсита. Проведите на диаграмме состояния железо – цементит ординату, соответствующую составу стали, укажите принятую в данном случае температуру нагрева под закалку. Как называется такая обработка? Какие превращения произошли при нагреве и охлаждении в стали?

5. Для изготовления прошивочных пуансонов выбрана сталь Р12. Укажите состав и определите группу стали по назначению. Назначьте и обоснуйте режим термической обработки, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие на всех этапах термической обработки данной стали. Опишите ее микроструктуру и свойства после термической обработки.

6. Выберите сталь для изготовления пил. Назначьте режим термической обработки, опишите суть происходящих превращений, структуру и свойства стали.

7. Для изготовления деталей двигателей внутреннего сгорания выбран сплав АК8. Расшифруйте состав, укажите способ изготовления деталей из данного сплава и приведите характеристики его механических свойств при повышенных температурах.

Вариант 20

1. Начертите диаграмму состояния железо – цементит, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и определите критические точки сплава, содержащего 0,5 % углерода. Какова равновесная структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?

2. Определите металлургическое качество, назначение, а также среднее содержание углерода и легирующих элементов в следующих сталях: 12Х18Н9Т; 9Х2; У9А; Х. Определите среднее содержание углерода и легирующих элементов по заданной марке стали (EU): 22S20; 20CrMoV13-5; X15CrNiSi20-13. Приведите маркировку этих же сталей по стандартам России.

3. Кратко изложите суть процесса цементации и применяемой после цементации термической обработки. Приведите конкретные примеры.

4. Почему для изготовления инструмента применяется сталь с исходной структурой зернистого перлита? В результате какой термической обработки можно получить эту структуру? Приведите конкретный режим для стали У10А.

5. Детали машин из стали 38ХС закалены: одни – от температуры 780 °С, а другие – от температуры 900 °С (охлаждение в масле). Изобразите графически данные режимы обработки и поясните, какие из этих деталей имеют более высокую твердость и почему? Укажите состав и определите группу стали по назначению, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие при закалке данной стали.

6. Назначьте марку жаростойкой стали для изготовления труб пароперегревателей. Укажите состав, назначьте и обоснуйте режим термической обработки стали. Опишите микроструктуру и основные свойства после термической обработки.

7. Опишите состав и свойства пенопластов и их разновидностей. Укажите область их применения в машиностроении.

Вариант 21

1. Начертите диаграмму состояния железо – цементит, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и определите критические точки сплава, содержащего 2,1 % углерода. Какова равновесная структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?

2. Определите металлургическое качество, назначение, а также среднее содержание углерода и легирующих элементов в следующих сталях: 38ХА; А40Г; 4Х5МФС; У7. Определите среднее содержание углерода и легирующих элементов по заданной марке стали (EU): 5Ti5; 70MnCrTi8; X12MnCr18-12. Приведите маркировку этих же сталей по стандартам России.

3. Для отливки ответственных зубчатых колес, шкивов и др. используется серый чугун. Выберите какую-либо марку чугуна, укажите его состав, опишите структуру и свойства.

4. Почему для изготовления инструмента применяется сталь с исходной структурой зернистого перлита? В результате какой термической обработки можно получить эту структуру? Приведите конкретный режим для стали У12.

5. Детали изготовлены из стали 30ХН2МА и закалены: одни – от температуры 750 °С, а другие – от температуры 820 °С (охлаждение в масле). Изобразите графически данные режимы обработки и поясните, какие из этих деталей имеют более высокую твердость и почему? Укажите состав и определите группу стали по назначению, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие при закалке данной стали.

6. Назначьте нержавеющую сталь для изделий, работающих в слабоагрессивной среде (атмосферные осадки). Приведите химический состав стали, необходимую термическую обработку и получаемую структуру. Объясните физическую природу коррозионной устойчивости стали и роль каждого легирующего элемента.

7. Для изготовления ряда деталей в судостроении применяется латунь ЛО70-1. Укажите состав и опишите структуру сплава. Приведите общую характеристику механических свойств сплава и причины введения олова в данную латунь.

Вариант 22

1. Начертите диаграмму состояния железо – цементит, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и определите критические точки сплава, содержащего 5,0 % углерода. Какова равновесная структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?

2. Определите металлургическое качество, назначение, а также среднее содержание углерода и легирующих элементов в следующих сталях: ШХ15СГ; У12А; 3Х2Н2МВФ; 10Г2БД. Определите среднее содержание углерода и легирующих элементов по заданной марке стали (EU): C60; 37MnV7; X10CrAl24. Приведите маркировку этих же сталей по стандартам России.

3. Опишите суть процесса борирования. Приведите конкретные примеры.

4. После закалки углеродистой стали 60 была получена структура, состоящая из феррита и мартенсита. Проведите на диаграмме состояния железо – цементит ординату, соответствующую составу стали, укажите принятую в данном случае температуру нагрева под закалку. Как называется такая обработка? Какие превращения произошли при нагреве и охлаждении в стали?

5. Для изготовления подшипников качения выбрана сталь ШХ15. Укажите состав и определите группу стали по назначению. Назначьте и обоснуйте режим термической обработки, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие на всех этапах термической обработки данной стали. Опишите ее микроструктуру и свойства после термической обработки.

6. Назначьте режим термической и химико-термической обработки шестерен из стали 20ХН на твердость зуба 58–62 HRC. Опишите суть происходящих превращений, микроструктуру и свойства поверхности зуба и сердцевины шестерни после окончательной обработки.

7. Опишите состав и свойства полимеров. Укажите область их применения в машиностроении.

Вариант 23

1. Начертите диаграмму состояния железо – цементит, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и определите критические точки сплава, содержащего 4,5 % углерода. Какова равновесная структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?

2. Определите металлургическое качество, назначение, а также среднее содержание углерода и легирующих элементов в следующих сталях: А30; 9Х2МФ; У8А; 10Х3ГНМЮФТ. Определите среднее содержание углерода и легирующих элементов по заданной марке стали (EU): 42CrMoV6-7; X8CrNiMoTi18-11; 10Si4. Приведите маркировку этих же сталей по стандартам России.

3. В чем заключается суть химико-термической обработки сталей? Кратко опишите основные виды химико-термической обработки и области их применения.

4. С помощью диаграммы состояния железо – цементит определите температуру нормализации, отжига и закалки для стали У7А. Изобразите графически и охарактеризуйте эти виды термической обработки, опишите структуру и свойства стали после каждого режима обработки.

5. Используя значения критических точек и кривую изменения твердости в зависимости от температуры отпуска, назначьте для легированной стали 40ХН2МА температуру закалки и температуру отпуска, необходимые для обеспечения твердости 30 HRC. Укажите состав и определите группу стали по назначению, выберите и обоснуйте режим термической обработки, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие при термической обработке данной стали. Опишите структуру и свойства изделий в готовом виде.

6. Назначьте режим термической и химико-термической обработки шестерни из стали 20Х на твердость зуба 58–62 HRC. Опишите суть происходящих превращений, микроструктуру и свойства поверхности и сердцевины зуба после окончательной обработки.

7. Опишите состав и свойства текстолитов. Укажите область их применения в машиностроении.

Вариант 24

1. Начертите диаграмму состояния железо – цементит, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и определите критические точки сплава, содержащего 0,6 % углерода. Какова равновесная структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?

2. Определите металлургическое качество, назначение, а также среднее содержание углерода и легирующих элементов в следующих сталях: 16Г2АФ; Р6М5К5; сталь 45; У13А. Определите среднее содержание углерода и легирующих элементов по заданной марке стали (EU): 40S20; 40NiCrMo8; X40Cr13. Приведите маркировку этих же сталей по стандартам России.

3. Укажите температуры, при которых производится азотирование улучшаемых сталей. Приведите марки сталей, применяемых для азотирования, опишите полный цикл их термической и химико-термической обработки (с использованием диаграммы состояния железо – азот).

4. С помощью диаграммы состояния железо – цементит опишите структурные превращения, происходящие при нагреве в стали 30. Покажите критические точки Ас₁ и Ас₃ для стали. Установите режим нагрева этой стали под закалку. Охарактеризуйте процесс закалки, опишите получаемую структуру и свойства.

5. Для изготовления машинных штампелей выбрана сталь 9ХС. Укажите состав и определите группу стали по назначению. Выберите и обоснуйте режим термической обработки, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие на всех этапах термической обработки данной стали. Опишите микроструктуру и свойства после термической обработки.

6. Выберите сталь для изготовления штампов. Назначьте режим термической обработки, опишите суть происходящих превращений, структуру и свойства стали.

7. Опишите состав и свойства металлокерамических жаропрочных сплавов. Укажите область их применения в машиностроении.

Вариант 25

1. Начертите диаграмму состояния железо – цементит, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и определите критические точки сплава, содержащего 1,4 % углерода. Какова равновесная структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?

2. Определите металлургическое качество, назначение, а также среднее содержание углерода и легирующих элементов в следующих сталях: У9А; 5ХНТ; 40ХН2МА; сталь 15. Определите среднее содержание углерода и легирующих элементов по заданной марке стали (EU): 10Mn4; 62SiCr5; X5CrNiNb20. Приведите маркировку этих же сталей по стандартам России.

3. В чем заключается отличие обычной закалки от ступенчатой и изотермической? Каковы преимущества и недостатки каждого из этих видов закалки?

4. Плашки из стали У10 закалены: первая – от температуры 760 °С, вторая – от температуры 850 °С. Используя диаграмму состояния железо – цементит, укажите температуры закалки, поясните, какая из этих плашек закалена правильно и почему она имеет более высокие режущие свойства.

5. Используя значения критических точек и кривую изменения твердости в зависимости от температуры отпуска, назначьте для легированной стали 35ХГСА температуру закалки и температуру отпуска, необходимые для обеспечения твердости 25–30 HRC. Укажите состав и определите группу стали по назначению. Выберите и обоснуйте режим термической обработки, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие при термической обработке данной стали. Опишите структуру и свойства изделий в готовом виде.

6. Назначьте марку жаропрочной стали для изготовления роторов турбин. Укажите состав, назначьте и обоснуйте режим термической обработки стали. Опишите микроструктуру и основные свойства после термической обработки.

7. Объясните природу жаропрочности сплавов на никелевой основе в связи с их составом, термической обработкой и получаемой структурой. Приведите примеры этих сплавов и укажите область их применения.