- •Материаловедение и технология конструкционных материалов
- •Оглавление
- •Раздел I. Строение и свойства материалов
- •Раздел II. Структура, свойства и термическая обработка железоуглеродистых сплавов
- •Раздел III. Конструкционные и инструментальные материалы
- •Раздел IV. Способы литья в металлургии и в машиностроении
- •Раздел V. Обработка металлов давлением в металлургии и машиностроении
- •Раздел VI. Обработки резанием
- •Раздел VII. Теплофизические основы и технологии сварочного производства
- •Раздел VIII. Изготовление деталей из композиционных материалов, электро-физико-химические и нетрадиционные методы обработки
- •Введение
- •Раздел VIII посвящен получению заготовок методом порошковой металлургии и заготовок из полимерных материалов, а также электро-физико-химическим и нетрадиционным методам обработки.
- •Раздел I. Строение и свойства материалов
- •1. Строение, структура и свойства металлов и сплавов
- •1.1. Агрегатные состояния
- •1.2. Металлы и их кристаллическое строение
- •1.3. Реальное строение металлов и дефекты кристаллических решеток
- •1.4. Строение сплавов
- •1.5. Основные закономерности процесса кристаллизации, превращения в твердом состоянии, полиморфизм
- •1.6. Превращения в твердом состоянии. Полиморфизм
- •2. Механические, физические и технологические свойства материалов
- •2.1. Свойства материалов
- •2.2. Деформации и напряжения
- •2.3. Испытание материалов на растяжение и ударную вязкость
- •2.4. Определение твердости
- •2.5. Упругая и пластическая деформации, наклеп и рекристаллизация
- •Раздел II. Структура, свойства и термическая обработка железоуглеродистых сплавов
- •3. Диаграмма «железо – углерод (цементит)»
- •3.1. Общий обзор диаграмм состояния
- •5. Диаграмма состояния для сплавов, образующих химические соединения.
- •7. Диаграмма состояния сплавов с полиморфными превращениями компонентов и эвтектоидным превращением.
- •3.2. Компоненты, фазы и структурные составляющие железоуглеродистых сплавов
- •3.3. Изменения структуры сталей при охлаждении
- •3.4. Изменения структуры чугунов при охлаждении
- •3.5. Классификация и свойства углеродистых сталей
- •3.6. Классификация и свойства чугунов
- •4. Термическая и химико-термическая обработка углеродистых сталей
- •4.1. Влияние нагрева и скорости охлаждения углеродистой стали на ее структуру
- •4.2. Отжиг углеродистых сталей
- •4.3. Закалка углеродистых сталей
- •4.4. Отпуск закаленных углеродистых сталей
- •4.5. Химико-термическая обработка сталей
- •Раздел III. Конструкционные и инструментальные материалы
- •5. Конструкционные стаЛи и сплавы
- •5.1. Влияние легирующих элементов на структуру, механические свойства сталей и превращения при термообработке
- •5.2. Маркировка и классификация легированных сталей
- •5.3. Конструкционные стали
- •5.4. Коррозионно-стойкие стали
- •5.5. Жаропрочные стали и сплавы
- •5.6. Жаростойкие стали и сплавы
- •5.7. Инструментальные стали и сплавы для обработки материалов резанием
- •5.8. Инструментальные стали для обработки давлением
- •6. Титановые, медные и алюминиевые сплавы
- •6.1. Титан и его сплавы
- •6.2. Медь и её сплавы
- •6.3. Алюминий и его сплавы
- •7. Неметаллические материалы
- •7.1. Полимеры и пластмассы
- •7.2. Резиновые и клеящие материалы
- •7.3. Стекло, ситаллы, графит
- •7.4. Композиционные материалы
- •Раздел IV. Способы литья в металлургии и машиностроении
- •8. Производство чугуна и стали
- •8.1. Производство чугуна
- •8.2. Сущность процесса выплавки стали
- •8.3. Производство стали в мартеновских печах и конвертерах
- •8.4. Производство и повышение качества сталей и сплавов в электропечах
- •9. Способы литья
- •9.1. Изготовление песчаных литейных форм
- •9.2. Основные операции получения отливок в песчаных формах
- •9.3. Закономерности охлаждения отливок в литейных формах
- •9.4. Литье в оболочковые формы и по выплавляемым моделям
- •9.5. Литье в металлические формы, под давлением, центробежное литье
- •Раздел V. Обработка металлов давлением в металлургии и машиностроении
- •10. Горячая и холодная обработка металлов давлением. Прокатка
- •10.1. Горячая и холодная обработка металлов давлением
- •10.2. Нагрев заготовок перед обработкой давлением
- •10.3. Прокатка: схемы процесса, продукция, оборудование и инструмент
- •10.4. Деформации при прокатке
- •10.5. Мощность и усилия деформирования при прокатке
- •10.6. Теплообмен и температура при горячей прокатке
- •11. Волочение и прессование
- •11.1. Волочение: схема процесса, продукция, оборудование и инструмент
- •11.2. Деформации и напряжения при волочении
- •11.3. Работа, мощность и усилия при волочении
- •11.4. Температура при волочении
- •11.5. Прессование: схемы процесса, продукция, инструмент
- •11.6. Деформации, работа и усилия деформирования при прессовании
- •12. Способы обработки металлов давлением в машиностроении
- •12.1. Общая характеристика операций ковки и горячей объемной штамповки
- •12.2. Оборудование для ковки и штамповки
- •12.3. Деформации, работа и усилия при различных операциях ковки и штамповки
- •12.4. Нагрев и охлаждение штампов при горячей штамповке
- •12.5. Холодная листовая штамповка
- •Тесты для проверки знаний
- •Раздел VI. Обработка резанием
- •13. Характеристики способов обработки резанием, деформации и силы резания
- •13.1. Способы обработки резанием
- •13.2. Металлорежущие станки
- •13.3. Режущие инструменты, действительные углы режущего лезвия
- •13.4. Характеристики режима резания и сечения срезаемого слоя
- •14. Деформации, напряжения, силы и температуры при резании
- •14.1. Схематизация стружкообразования и характеристики деформаций при резании
- •14.2. Силы при точении
- •14.3. Схема и расчет сил при торцовом фрезеровании
- •14.4. Предел текучести и температура деформации при резании
- •14.5. Температура полуплоскости от равномерно распределенного быстродвижущегося источника тепла
- •14.6. Температура передней поверхности режущего лезвия
- •14.7. Температура задней поверхности режущего лезвия
- •15. Износостойкость инструмента и режимы резания, проектирование технологического процесса
- •15.1. Изнашивание и износостойкость режущих инструментов
- •15.2. Обрабатываемость материалов, характеристики обрабатываемости
- •15.3. Назначение режимов резания и параметров инструмента при обработке резанием
- •Тесты для проверки знаний
- •Раздел VII. Теплофизические основы и технологии сварочного производства
- •16. Характеристика способов сварки и схематизация сварочных процессов
- •16.1. Классификация и технологические характеристики различных способов сварки
- •16.2. Основные источники энергии, применяющиеся при сварке
- •16.3. Схематизация процессов распространения тепла при сварке
- •16.4. Тепловой баланс электрической дуговой сварки
- •17. Способы термической сварки
- •17.1. Ручная дуговая сварка
- •17.2. Автоматическая дуговая сварка под флюсом
- •17.3. Сварка в защитных газах
- •17.4. Плазменная сварка и резка
- •17.5. Электрошлаковая сварка
- •17.6. Газовая сварка
- •18. Термомеханические способы сварки
- •18.1. Электрическая контактная стыковая сварка
- •18.2. Электрическая контактная точечная сварка
- •18.3. Электрическая контактная шовная сварка
- •18.4. Конденсаторная сварка
- •18.5. Сварка трением
- •18.6. Ультразвуковая сварка
- •Тесты для проверки знаний
- •Раздел VIII. Изготовление деталей из композиционных материалов, электро-физико-химические и нетрадиционные методы обработки
- •19. Получение деталей методом порошковой металлургии
- •19.1. Технологический процесс получения деталей методом порошковой металлургии
- •Химико-металлургический способ
- •19.2. Получение порошка исходного материала
- •19.3. Формование заготовок
- •19.4. Спекание и доводка заготовок
- •20. Производство изделий из полимерных материалов
- •20.1. Способы формообразования деталей из полимеров в вязкотекучем состоянии
- •20.2. Обработка полимеров в высокоэластичном состоянии
- •20.3. Обработка полимерных материалов в твердом состоянии
- •20.4. Сварка полимерных материалов
- •21. Электро-физико-химические и нетрадиционные методы обработки
- •21.1. Классификация электро-физико-химических методов обработки
- •21.2. Электроэрозионная обработка
- •21.3. Электрохимическая (анодно-химическая) обработка
- •21.4. Ультразвуковая размерная обработка
- •21.5. Лучевая обработка
- •21.6. Комбинированные процессы обработки
- •21.7. Нетрадиционные методы обработки
- •21.8. Методы формирования изделий путем наращивания поверхности
- •21.9. Методы поверхностной модификации свойств изделий
- •Тесты для проверки знаний
- •Библиографический список
Тесты для проверки знаний
1. Прокатка заключается:
1) в продавливании заготовки, находящейся в замкнутой форме, через отверстие матрицы;
2) в изменении формы и размеров заготовки путем последовательного воздействия универсальными инструментами на отдельные участки заготовки;
3) в обжатии заготовки между вращающимися валками;
4) в изменении формы и размеров заготовки с помощью специализированного инструмента – штампа;
5) в протягивании заготовки через сужающуюся полость матрицы.
2. Прессование заключается:
1) в продавливании заготовки, находящейся в замкнутой форме, через отверстие матрицы;
2) в изменении формы и размеров заготовки путем последовательного воздействия универсальными инструментами на отдельные участки заготовки;
3) в обжатии заготовки между вращающимися валками;
4) в изменении формы и размеров заготовки с помощью специализированного инструмента – штампа;
5) в протягивании заготовки через сужающуюся полость матрицы.
3. Волочение заключается:
1) в продавливании заготовки, находящейся в замкнутой форме, через отверстие матрицы;
2) в изменении формы и размеров заготовки путем последовательного воздействия универсальными инструментами на отдельные участки заготовки;
3) в обжатии заготовки между вращающимися валками;
4) в изменении формы и размеров заготовки с помощью специализированного инструмента – штампа;
5) в протягивании заготовки через сужающуюся полость матрицы.
4. Ковка заключается:
1) в продавливании заготовки, находящейся в замкнутой форме, через отверстие матрицы;
2) в изменении формы и размеров заготовки путем последовательного воздействия универсальными инструментами на отдельные участки заготовки;
3) в обжатии заготовки между вращающимися валками;
4) в изменении формы и размеров заготовки с помощью специализированного инструмента – штампа;
5) в протягивании заготовки через сужающуюся полость матрицы.
5. Штамповка заключается:
1) в продавливании заготовки, находящейся в замкнутой форме, через отверстие матрицы;
2) в изменении формы и размеров заготовки путем последовательного воздействия универсальными инструментами на отдельные участки заготовки;
3) в обжатии заготовки между вращающимися валками;
4) в изменении формы и размеров заготовки с помощью специализированного инструмента – штампа;
5) в протягивании заготовки через сужающуюся полость матрицы.
6. Какие из схем ОМД (1–6) по производственному назначению относятся к металлургическому производству? 146
7. Какие из нижеприведенных схем ОМД (1–6) по производственному назначению относятся к машиностроительному производству? 253
1. |
2. |
3.
|
4. |
5. |
6. |
8. Деформации – это:
1) относительные удлинения (или относительные укорочения) волокон, расположенных по осям x, y, z;
2) изменения формы или размеров тела (или части тела) под действием внешних сил, а также при нагревании или охлаждении и других воздействиях, вызывающих изменение относительного положения частиц тела;
3) углы поворота двух взаимно перпендикулярных до деформации волокон (или деформации сдвига);
4) относительные удлинения (или относительные укорочения) волокон, расположенных по осям x, y, z, и углы поворота двух взаимно перпендикулярных до деформации волокон (или деформации сдвига);
5) величины, пропорциональные корню квадратному из второго инварианта тензора деформации.
9. Деформированное состояние в точке описывается:
1) изменениями формы или размеров тела (или части тела) под действием внешних сил, а также при нагревании или охлаждении и других воздействиях, вызывающих изменение относительного положения частиц тела;
2) относительными удлинениями (или относительными укорочениями) волокон, расположенных по осям x, y, z;
3) тензором деформации;
4) углами поворота двух взаимно перпендикулярных до деформации волокон (или деформации сдвига).
10. Напряжение (механическое) – это:
1) отношение нормальной силы к площади поперечного сечения образца;
2) внутренняя поверхностная удельная сила, действующая на элементарную площадку в окрестности точки А и зависящая от расположения точки А и направления нормали к площадке, или мера внутренних сил, возникающих в теле под влиянием внешних воздействий (нагрузок, изменения температуры и др.);
3) отношение касательной силы к площади поперечного сечения образца;
4) величина, пропорциональная корню квадратному из второго инварианта девиатора напряжений.
11. Условный предел прочности при растяжении равен:
1) напряжению, соответствующему площадке текучести (увеличению деформации при постоянном напряжении);
2) ;
3) ;
4) ;
5) напряжению, соответствующему деформации 0,2 %.
12. Действительный предел прочности при растяжении равен:
1) напряжению, соответствующему площадке текучести (увеличению деформации при постоянном напряжении);
2) ;
3) ;
4) ;
5) напряжению, соответствующему деформации 0,2 %.
13. Холодной называют деформацию, осуществляющуюся:
1) при комнатной температуре;
2) при температуре ниже температуры рекристаллизации;
3) при температурах ниже 0 С;
4) при гомологической температуре менее 0,4;
5) при гомологической температуре менее 1.
14. Горячей называют деформацию, осуществляющуюся:
1) при комнатной температуре;
2) при температуре ниже температуры рекристаллизации;
3) при температурах ниже 0 С;
4) при гомологической температуре менее 0,4;
5) при гомологической температуре менее 1.
15. Камерная печь характеризуется:
1) периодической загрузкой заготовок и расходом топлива до 10–30 % от массы нагреваемого металла;
2) непрерывной загрузкой заготовок;
3) расходом топлива до 5–12 % от массы нагреваемого металла;
4) непрерывной загрузкой заготовок и расходом топлива до 5–12 % от массы нагреваемого металла.
16. На рисунке изображено: |
|
1) электроконтактное нагревательное устройство; 2) индукционное нагревательное устройство; 3) камерная печь; 4) схема индукционного нагрева; 5) методическая печь.
|
17. Методическая печь характеризуется:
1) периодической загрузкой заготовок и расходом топлива до 5–12 % от массы нагреваемого металла;
2) непрерывной загрузкой заготовок;
3) расходом топлива до 10–30 % от массы нагреваемого металла;
4) непрерывной загрузкой заготовок и расходом топлива до 10–30 % от массы нагреваемого металла.
18. На рисунке изображено: |
|
||
1) электроконтактное нагревательное устройство; 2) индукционное нагревательное устройство; 3) камерная печь; 4) схема индукционного нагрева; 5) методическая печь. |
|||
19. На рисунке изображено: |
|
|
|
1) электроконтактное нагревательное устройство; 2) индукционное нагревательное устройство; 3) камерная печь; 4) схема индукционного нагрева; 5) методическая печь.
|
|
20. На рисунке изображено: |
|
1) электроконтактное нагревательное устройство; 2) индукционное нагревательное устройство 3) камерная печь; 4) схема индукционного нагрева; 5) методическая печь. |
|
21. На рисунке изображено: |
|
1) электроконтактное нагревательное устройство; 2) индукционное нагревательное устройство 3) камерная печь; 4) схема индукционного нагрева; 5) методическая печь. |
|
22. На рисунке изображена схема: |
|
1) продольной прокатки; 2) винтовой прокатки; 3) поперечной прокатки; 4) бесслитковой прокатки. |
23. На рисунке изображена схема: |
|
1) продольной прокатки; 2) винтовой прокатки; 3) поперечной прокатки; 4) бесслитковой прокатки.
|
24. На рисунке изображены следующие элементы прокатного валка: |
|
1) трефы; 2) калибры; 3) бочка; 4) шейки; 5) ручьи. |
|
25. На рисунке изображена схема: |
|
1) волочения; 2) барабанного волочильного стана; 3) цепного волочильного стана; 4) прокатного стана. |
|
26. На рисунке изображена схема: |
|
1) волочения; 2) барабанного волочильного стана; 3) цепного волочильного стана; 4) прокатного стана. |
27. На рисунке изображена: |
|
1) схема волочения; 2) схема барабанного волочильного стана; 3) схема цепного волочильного стана; 4) схема прокатного стана. |
28. На рисунке изображена схема: |
|
1) волочения; 2) барабанного волочильного стана; 3) цепного волочильного стана; 4) прокатного стана. |
29. Механическая обработка металлов путем обжатия между вращающимися валками с целью уменьшения сечения слитка или заготовки и придания им заданной формы (профиля) – это:
1) прессование (выдавливание);
2) волочение;
3) прокатка;
4) штампование (штамповка);
5) ковка.
30. Протягивание заготовки через соответствующее отверстие при уменьшении площади поперечного сечения заготовки и увеличении ее длины, – это:
1) прессование (выдавливание);
2) волочение;
3) прокатка;
4) штампование (штамповка);
5) ковка.
31. Придание металлу формы путем выдавливания его из замкнутого объема (контейнера) через канал, образуемый инструментом, – это:
1) прессование (выдавливание);
2) волочение;
3) прокатка;
4) штампование (штамповка);
5) ковка.
32. Способ обработки металлов давлением, при котором инструмент оказывает многократное, прерывистое воздействие на нагретую заготовку, в результате чего она, деформируясь, постепенно приобретает заданные форму и размеры – это:
1) прессование (выдавливание);
2) волочение;
3) прокатка;
4) штампование (штамповка);
5) ковка.
33. Способ обработки металлов давлением, при котором формообразование нагретой заготовки осуществляют с помощью специального инструмента – штампа, в результате чего она, деформируясь, постепенно приобретает заданные форму и размеры, – это:
1) прессование (выдавливание);
2) волочение;
3) прокатка;
4) штампование (штамповка);
5) ковка.
34. Операция получения полостей за счет вытеснения металла называется:
1) осадкой;
2) высадкой;
3) прошивкой;
4) ковкой;
5) горячей объемной штамповкой.
35. Операцию обработки давлением, при которой уменьшается высота исходной заготовки при одновременном увеличении площади ее поперечного сечения называют:
1) осадкой;
2) высадкой;
3) прошивкой;
4) ковкой;
5) горячей объемной штамповкой.
36. Вид обработки металлов давлением, при котором формообразование поковки из нагретой заготовки осуществляют с помощью специального инструмента – штампа и при котором в конечный момент штамповки металл занимает всю замкнутую полость штампа в соответствии с конфигурацией поковки, называют:
1) осадкой;
2) высадкой;
3) прошивкой;
4) ковкой;
5) горячей объемной штамповкой.
37. Формоизменяющая операция листовой штамповки, заключающаяся в изменении кривизны заготовки практически без изменения ее линейных размеров, в результате чего деформированная часть заготовки поворачивается относительно другой на определенный угол, называется: |
||
1) вытяжкой; 2) гибкой; 3) отбортовкой; 4) обжимом; 5) раздачей.
|
|
|
38. Формоизменяющая операция листовой штамповки, заключающаяся в протягивании заготовки через отверстие матрицы, причем плоская заготовка превращается в полое изделие, а пространственная заготовка получает уменьшение поперечных размеров, называется: |
||
1) вытяжкой; 2) гибкой; 3) отбортовкой; 4) обжимом; 5) раздачей.
|
|
|
39. Способ обработки металлов давлением, осуществляемый с помощью кузнечного инструмента или штампов, при котором инструмент оказывает многократное, прерывистое воздействие на нагретую заготовку, в результате чего она, деформируясь, постепенно приобретает заданные форму и размеры, называют:
1) осадкой;
2) высадкой;
3) прошивкой;
4) ковкой;
5) горячей объемной штамповкой.
40. Формоизменяющая операция листовой штамповки, заключающаяся в том, что часть заготовки, граничащая с предварительно пробитым отверстием, вдавливается в матрицу, при этом размеры отверстия увеличиваются и этот участок заготовки приобретает цилиндрическую форму, называется: |
||
1) вытяжкой; 2) гибкой; 3) отбортовкой; 4) обжимом; 5) раздачей.
|
|
|
41. Формоизменяющая операция листовой штамповки, заключающаяся в том, что полая тонкостенная цилиндрическая заготовка заталкивается в отверстие матрицы, причем заготовка в очаге деформации получает уменьшение поперечных размеров, называется: |
||
1) вытяжкой; 2) гибкой; 3) отбортовкой; 4) обжимом; 5) раздачей.
|
|
|
42. Формоизменяющая операция листовой штамповки, заключающаяся в том, что пуансон внедряется в полую тонкостенную цилиндрическую заготовку и ее поперечные размеры в очаге деформации увеличиваются, называется: |
||
1) вытяжкой; 2) гибкой; 3) отбортовкой; 4) обжимом; 5) раздачей.
|
|
|