Задания к контрольной работе №1 Задание 01

A) Вычертить диаграмму состояния сплавов системы «свинец Pb – олово Sn» (рис. П.5). Ука­зать основные линии, точки, а также структурно-фазовый состав всех областей диаграммы. Для сплава, содержащего 50% олова Sn, построить кривую охлаждения и описать происхо­дящие при охлаждении фазовые превращения. Для данного сплава определить количествен­ное соотношение структурно-фазовых составляющих и их состав при температуре 200ºC и схематично изобразить его структуру.

Б) Вычертить диаграмму состояния сплавов системы «Fe-Fe₃C» (рис. П.7). Указать основные линии, точки и структурно-фазовый состав всех областей диаграммы. Для сплава, содержа­щего 4,3% углерода C, построить кривую охлаждения и описать происходящие при охлаж­дении структурно-фазовые превращения. Схематично изобразить и описать структуру задан­ного сплава.

Назовите линию солидус на диаграмме железо-углерод.

В) 1. Назовите линию солидус на диаграмме железо-углерод.

2. Что такое перлит?

3. Из какой фазы при охлаждении стали выделяется первичный цементит?

4. Укажите фазы и структурные составляющие, имеющиеся при комнатной температуре в сплаве с 3,3 % С. Дайте характеристику этого сплава по диаграмме железо-цементит.

5. Определите по диаграмме железо-цементит для заданного сплава при температуре 1200°С:

− химический состав фаз,

− число степеней свободы.

6. Зависит ли прочность серого чугуна от формы графитных включений

Г) Для деталей, работающих в слабых коррозионных средах, используется сталь 20Х13. Расшифровать состав и объяснить причину введения хрома в эту сталь. Назначить и обосно­вать виды и режимы термической обработки для данной стали, описать её структуру после термообработки.

Д) Назначить марку алюминиевой бронзы для изготовления мелких ответственных деталей (втулок, фланцев и т. д.). Расшифровать состав, описать структуру и механические свойства, используя диаграмму состояния сплавов системы «медь Cu – алюминий Al» (рис. П.2).

Е) Для изготовления постоянного магнита выбран сплав ЕХ9К15. Расшифруйте состав и укажите, к какой группе (по назначению) относится данный сплав. Назначьте режим термической обработки и опишите структуру и свойства после обработки.

Ж) Назначьте режим термической обработки (температуру закалки, охлаждающую среду и температуру отпуска) рессоры из стали 55, которые должны иметь твердость HRC 45...50. Опишите структуру и свойства.

З) Медная заготовка имеет крупнозернистое строение. Предложи­те виды и режимы обработок для измельчения зерна.

И) Расшифруйте представленные марки сталей и сплавов. Приведите их полный химический состав, назначение и область применения. 08кп, 14Х2Н3МА, 40ХР, А20, 65, 12Х17, 15Х11МФ, 04Х11Н9М2Д2ТЮ, САП-1, У8А.

Задание 02

A) Вычертить диаграмму состояния сплавов системы «цинк Zn – олово Sn» (рис. П.6). Указать основные линии, точки, а также структурно-фазовый состав всех областей диаграммы. Для сплава, содержащего 40% цинка Zn, построить кривую охлаждения и описать происхо­дящие при охлаждении фазовые превращения. Для данного сплава определить количествен­ное соотношение структурно-фазовых составляющих и их состав при температуре 250ºC и схематично изобразить его структуру.

Б) Вычертить диаграмму состояния сплавов системы «Fe-Fe₃C» (рис. П.7). Указать основные линии, точки и структурно-фазовый состав всех областей диаграммы. Для сплава, содержа­щего 0,2% углерода C, построить кривую охлаждения и описать происходящие при охлаж­дении структурно-фазовые превращения. Схематично изобразить и описать структуру задан­ного сплава.

B) 1. Что такое феррит?

2. Какие линии диаграммы железо-цементит соответствуют перитектическому, эвтектическому и эвтектоидному превращениям?

3. В каком виде находится основная часть углерода в белом чугуне?

4. Укажите фазы и структурные составляющие, имеющиеся при комнатной температуре в сплаве с 1,3 % С. Дайте характеристику этого сплава по диаграмме железо-цементит.

5. Определите по диаграмме железо-цементит для заданного сплава (1,3 % С) химический состав фаз и их весовое количество при температуре 200°С.

6. Как расшифровать марку сплава ВЧ 50?

Г) Для реализации своего служебного назначения некоторые детали машин должны иметь твёрдый износостойкий поверхностный слой при вязкой сердцевине. Для их изготовления выбрана сталь 15ХФ. Расшифровать состав, определить группу стали по назначению и объяснить влияние легирования на свойства данной стали. Назначить и обосновать виды и ре­жимы термической и

химико-термической обработки. Описать структуру и свойства стали после термической обработки.

Д) Назначить коррозионностойкую сталь для работы в средах средней агрессивности. Ука­зать состав стали, необходимую термическую обработку и получаемую структуру. Объяс­нить физическую природу коррозионной устойчивости материала и роль каждого легирую­щего элемента.

Е) Медная заготовка имеет крупнозернистое строение. Предложи­те виды и режимы обработок для измельчения зерна.

Ж) Для изготовления постоянного магнита выбран сплав ЕХ9К15. Расшифруйте состав и укажите, к какой группе (по назначению) относится данный сплав. Назначьте режим термической обработки и опишите структуру и свойства после обработки.

З) Назначьте режим термической обработки (температуру закалки, охлаждающую среду и температуру отпуска) рессоры из стали 55, которые должны иметь твердость HRC 45...50. Опишите структуру и свойства.

И) Расшифруйте представленные марки сталей и сплавов. Приведите их полный химический состав, назначение и область применения. 13Х14Н3В3ФР, 19ХГН, 40ХС, 38Х2МЮА, 20ХМ, Ст3пc4, 15Х18СЮ, Х15Ю5, АЛ33, У13А.