Тема 8. Чугунная часть диаграммы «железо – углерод»

 Физическое отличие чугуна от стали, кристаллизация доэвтектических, эвтектических и заэвтектических чугунов. Типы чугунов, их микроструктурные отличия и маркировка. Влияние примесей на свойства чугуна.

Тема 9. Теория и технология термической обработки

Превращения, происходящие в структуре стали при нагреве и медленном охлаждении. Виды отжига, нормализация: назначение, технологические режимы.

Превращения, протекающие в стали при нагреве и ускоренном охлаждении. Диффузионный и бездиффузионный распад аустенита. Условия образования закалочных структур: сорбита, троостита, мартенсита. Технологические режимы закалки доэвтектоидных и заэвтектоидных сталей. Понятия закаливаемости и прокаливаемости стали.

Отпуск стали. Назначение отпуска, виды, технологические режимы, физико-механические и структурные преобразования стали. Дефекты закалки и отпуска: окисление, перегрев, трещины, коробление и др. Обработка закаленной стали холодом.

Тема 10. Влияние легирующих элементов на превращения стали при закалке

 Классификация легированных сталей: конструкционные, инструментальные, с особыми свойствами. Термическая обработка легированных сталей.

Тема 11. Поверхностная термическая обработка

 Закалка с помощью токов высокой частоты, газопламенная, с нагревом в электролите, лазерная.

Тема 12. Химико-термическая обработка стали

 Виды химико-термической обработки: цементация, азотирование, цианирование.

Тема 13. Цветные металлы и сплавы

Медь и ее сплавы: бронзы, латуни. Маркировка, свойства и применение. Алюминий и его сплавы: дюралюминий силумины. Маркировка, свойства и применение. Магний и его сплавы. Маркировка, свойства и применение. Титан и его сплавы. Маркировка, свойства и применение. Электротехнические материалы.

Тема 14. Материалы порошковой металлургии

Композиционные материалы

Тема 15. Неметаллические материалы

Термореактивные и термопластичные пластмассы: текстолит, гетинакс, плексиглас, целлулоид и др. Свойства пластмасс и методы получения. Резина, фторопласт.

Требования к контрольной работе

Студенты института заочного образования направления подготовки 151000 Технологические машины и оборудование должны выполнить два контрольных задания. В данном издании 10 вариантов по каждому контрольному заданию. Студент выполняет тот вариант задания, номер которого соответствует последней цифре его шифра. Вариант 10 выполняют студенты, шифр которых за­канчивается на нуль.

Контрольные задания выполняются в письменном виде. Текст вопроса должен быть написан перед ответом и подчерк­нут. Ответы должны быть четкими и ясными, основы­ваться на теоретических положениях, изложенных в рекомендуемых учебниках, иллюстрироваться схемами, эскизами, а также примера­ми из учебной литературы или практики предприятия, на кото­ром студент работает.

Ответы на вопросы контрольного задания следует давать своими словами, а не переписывать соответствующий текст из учебника или учебного пособия.

На страницах работы должны быть оставлены поля для заме­чаний рецензента. Страницы, таблицы и рисунки следует пронуме­ровать. На все таблицы должны быть заголовки, на рисунки (схемы, эскизы и т.д.) – подрисуночные надписи, а в тексте от­ветов должны быть на них ссылки. Графическая часть задания выполняет­ся в соответствии с правилами Единой системы конструкторской документации (ЕСКД). В конце выполненного задания студент должен привести список использованной литературы, поставить да­ту и свою подпись.

После выполнения контрольного задания студенты должны отработать лабораторный практикум. К сдаче зачета по дисциплине до­пускаются студенты, получившие зачет по контрольному заданию и лабораторным работам.

Варианты контрольной работы №1

Вариант 1

1. Приведите характеристики прочности и методы их определения.

2. Опишите строение и свойства фаз железоуглеродистых сплавов.

3. По диаграмме состояния «железо – углерод» постройте кри­вую охлаждения и опишите фазовые превращения стали 40 при ее охлаждении от жидкого состояния до комнатных температур.

4. Опишите структуру, свойства и области применения чугуна СЧ10.

5. Дайте определение закаливаемости и прокаливаемости стали.

Вариант 2

1. Приведите характеристики пластичности и методы их определе­ния.

2. Опишите строение и свойства фаз железоуглеродистых сплавов системы «графит –  цементит».

3. По диаграмме состояния «железо – углерод» постройте кри­вую охлаждения и опишите фазовые превращения стали 80 при ее охлаждении от жидкого состояния до комнатных температур.

4. Опишите структуру, свойства и области применения белых чугунов.

5. При каких условиях в структуре стали образуется сорбит закал­ки?

Вариант 3

1. Приведите характеристики вязкости и методы их определения.

2. Опишите строение и свойства фазы железоуглеродистых сплавов перлита (пластинчатого и зернистого).

3. По диаграмме состояния «железо – углерод» постройте кри­вую охлаждения и опишите фазовые превращения стали 45 при ее охлаждении от жидкого состояния до комнатных температур.

4. Опишите структуру, свойства и области применения чугуна ВЧ60.

5. При каких условиях в структуре стали образуется мартенсит?

Вариант 4

1. Приведите характеристики твердости и методы их определения.

2. Опишите строение и свойства фаз железоуглеродистых сплавов феррита и аустенита.

3. По диаграмме состояния «железо – углерод» постройте кри­вую охлаждения и опишите фазовые превращения стали У9 при ее охлаждении от жидкого состояния до комнатных температур.

4. Опишите структуру, свойства и области применения чугуна        КЧ 35-10.

5. При каких условиях в структуре стали образуется троостит за­калки?

Вариант 5

1. Приведите характеристики выносливости и методы их определе­ния.

2. Опишите структуры и свойства стали после холодной пластиче­ской деформации.

3. По диаграмме состояния «железо – углерод» постройте кри­вую охлаждения и опишите фазовые превращения стали 50 при ее охлаждении от жидкого состояния до комнатных температур.

4. Опишите структуру, свойства и области применения чугуна СЧ15.

5. Что понимают под критической скоростью охлаждения (закалки)?

Вариант 6

1. Какие характеристики механических свойств можно определить по диаграмме растяжения?

2. Опишите превращения в металлах при горячей пластической де­формации.

3. По диаграмме состояния «железо – углерод» постройте кри­вую охлаждения и опишите фазовые превращения стали У12 при ее охлаждении от жидкого состояния до комнатных температур.

4. Опишите структуру, свойства и области применения чугуна СЧ20.

5. Определите температуру нагрева стали 45 под закалку.

Вариант 7

1. Опишите кристаллическое строение чистых металлов.

2. Опишите изменение структуры и свойств холоднодеформирован-ного металла при его нагреве выше температур рекристализации.

3. По диаграмме состояния «железо – углерод» постройте кривую охлаждения и опишите фазовые превращения стали 60 при ее охлаждении от жидкого состояния до комнатных темпера­тур.

4. Опишите структуру, свойства и области применения чугуна ВЧ45.

5. Какие охлаждающие среды применяются при закалке стали?

Вариант 8

1. Опишите дефекты кристаллического строения и их влияние на свойства металлов.

2. Раскройте сущность явления наклепа и приведите примеры его практическо­го использования.

3. По диаграмме состояния «железо – углерод» постройте кри­вую охлаждения и опишите фазовые превращения стали У13 при ее охлаждении от жидкого состояния до комнатных температур.

4. Опишите структуру, свойства и области применения чугуна ВЧ80.

5. Опишите различные виды отжига и их применение.

 Вариант 9

1. Дайте характеристику сплавов «твердые растворы». Приведите примеры сплавов.

2. В чем различие между холодной и горячей пластическими дефор­мациями?  Опишите особенности этих видов деформации.

3. По диаграмме состояния «железо – углерод» постройте кри­вую охлаждения и опишите фазовые превращения стали 65 при ее охлаждении от жидкого состояния до комнатных температур.

4. Опишите структуру, свойства и области применения чугуна СЧ35.

5. Опишите дефекты закалки.

 Вариант 10

1. Дайте характеристику сплавов «механические смесеи» и сплавов «химические соединения». Приведите примеры.

2. Опишите явление полиморфизма на примере охлаждения железа.

3. По диаграмме состояния «железо – углерод» постройте кри­вую охлаждения и опишите фазовые превращения стали У8 при ее охлаждении от жидкого состояния до комнатных температур.

4. Опишите структуру, свойства и области применения чугуна КЧ 65-3.

5. Опишите различные виды отпуска и их применение.

Варианты контрольной работы №2

Вариант 1

1. Вал ткацкого станка изготовлен из стали 45. Назначьте термиче­скую обработку для обеспечения вязкости и износостойкости.

2. Опишите технологический процесс обработки зубчатого колеса из стали 35Х2МЮА для обеспечения высокой износостойкости и вязкости зубьев.

3. Опишите технологию термической обработки сверл из стали Р6М5.

4. Укажите состав, свойства и области применения титанового сплава ВТ14.

5. Укажите свойства и применение полиамида ПА6.

Вариант 2

1. Назначьте термическую обработку для торсионного вала ткацко­го станка СТБ. Вал изготовлен из стали 50ХФА и должен обла­дать высокой упругостью и выносливостью.

2. Опишите технологические процессы химико-термической об­работки, обеспечивающие высокую коррозионную стойкость.

3. Опишите технологию термической обработки протяжки из стали Р9КЗФА.

4. Укажите состав, свойства и области применения алюминиевого сплава АЛ9.

5. Укажите свойства и области применения полиамида ПА 6Г10.

Вариант 3

1. Назначьте термическую обработку напильника из стати У12 для обеспечения твердости НRС ≥ 62.

2. Опишите технологический процесс обработки зубчатого колеса из стали 20Х2Н4А для обеспечения высокой износостойкости и вязкости зубьев.

3. Опишите технологию термической обработки метчика из стали ХВГ.

4. Укажите состав, свойства и области применения алюминиевого сплава АЛ4.

5. Укажите свойства и области применения полиамида ПА 610.

Вариант 4

1. Назначьте термическую обработку колец подшипника качения из стали ШХ15 для обеспечения высокой твердости и износостой­кости.

2. Опишите назначение различных видов диффузионной металли­зации.

3. Опишите технологию термической обработки червячной фрезы из стали Р6М5.

4. Укажите состав, свойства и области применения алюминиевого сплава Д16.

5. Укажите свойства и области применения композита на основе фторопласта Ф4К20.

Вариант 5

1. Назначьте термическую обработку для роликов из стали 40ХН батанного механизма ткацкого станка СТБ для обеспечения вы­сокой контактной прочности.

2. Опишите технологический процесс обработки зубчатого колеса из стали 15Х для обеспечения высокой износостойкости и вязко­сти зубьев.

3. Опишите технологию термической обработки дисковой модуль­ной фрезы из стали 9ХС.

4. Укажите состав, свойства и области применения магниевого сплава АМг3.

5. Укажите свойства и области применения текстолита.

Вариант 6

1. Назначьте термическую обработку для кулачков из стали 50ХФА ремизоподъемного ткацкого станка АТПР для обеспечения кон­тактной прочности.

2. Опишите сущность и основные виды химико-термической обра­ботки.

3. Опишите технологию термической обработки дисковой фрезы из стали ХВСГ.

4. Укажите состав, свойства и области применения медного сплава ЛЦА 30-2.

5. Укажите свойства и области применения баббита Б83.

Вариант 7

1. Назначьте термическую обработку, обеспечивающую высокую упругость и выносливость для пружины из стали 60Г.

2. Опишите технологический процесс обработки зубчатого колеса из стали 18ХГТ для обеспечения высокой износостойкости и вяз­кости зубьев.

3. Выберите твердый сплав рабочей части токарного резца для об­работки чугуна. Опишите состав и свойства выбранного сплава.

4. Укажите состав, свойства и области применения медного сплава БрОЦС 5-5-5.

5. Укажите свойства и области применения баббита Б16.

Вариант 8

1. Назначьте термическую обработку для рессор из стали 60С2, ра­ботающих в условиях упругости и усталости.

2. Опишите технологический процесс повышения износостойко­сти шеек вала, изготовленного из стати 40Х, работающего при высоких ударных нагрузках.

3. Опишите технологию термической обработки цилиндрической фрезы из стали ХВ4.

4. Укажите состав, свойства и области применения медного сплава БрОФ 6,5-1,5.

5. Укажите состав, свойства и области применения резины.

Вариант 9

1. Опишите технологический процесс термической обработки ша­туна, изготовленного из стали 40ХН и работающего при высоких динамических нагрузках (требуется высокая вязкость).

2. Опишите технологический процесс обработки поршневого пальца из стали 15Х, работающего в условиях изнашивания при значительных динамических нагрузках.

3. Опишите технологию термической обработки протяжки из стали Р9.

4. Выберите твердый сплав рабочей части токарного резца для чис­товой обработки стали 45. Опишите состав и свойства выбранно­го сплава.

5. Укажите свойства и области применения чугуна АЧС-2.

Вариант 10

1. Назначьте режим термической обработки корпусных деталей из чугуна СЧ20, обеспечивающий длительную стабильность разме­ров детали.

2. Выберите режим химико-термической обработки вала из стали 38ХМЮА, обеспечивающий высокую износостойкость.

3. Назначьте режим термической обработки сверла из стали Р6М5.

4. Опишите состав, свойства и области применения медного сплава БрБ2.

5. Укажите свойства и области применения композита на основе фторопласта Ф4К15М5.

Список рекомендуемой литературы

Основная литература

1.Лахтин, Ю.М. Материаловедение./Ю.М. Лахтин, В.П. Леонтьева. - М.; Машиностроение, 1990. – 528 с.

2. Травин, О.В. Материаловедение./О.В. Травин, Н.Т. Травина. - М.: Металлургия, 1989. – 384 с.

3. Зуев, В.М. Термическая обработка металлов./В.М. Зуев - М.: Высш. шк., 1986. – 298 с.

Дополнительная литература

4. Лахтин, Ю.М. Металловедение и термическая обработка металлов./ Ю.М. Лахтин. - М.: Металлургия, 1983, 1984. – 350 с.

5. Гуляев, А.П. Металловедение./А.П. Гуляев. - М.: Машиностроение, 1986. – 544 с.

6. Арзамасов, Б.Н. Материаловедение./Б.Н. Арзамасов. - М.:МГТУ им. Баумана, 2003. – 648 с.

7. Конструкционные материалы: справ./под ред. Б.Н. Арзамасова. - М.: Машиностроение, 1990. – 688 с.