- •Раздел 1. Строение материалов
- •Задачи по изучению атомно-кристаллических решеток
- •6. Запишите ответ.
- •Задачи на явление полиморфизма
- •1. Прочитайте условия задачи.
- •2. Запишите условия задачи.
- •3. Воспользуйтесь литературой, найдите и зарисуйте кристаллические решетки, характерные Fe (рис. 1).
- •4. Найдите в справочнике или учебнике температурные интервалы существования этих решеток и запишите их.
- •5. Запишите ответ.
- •Задачи по дефектам кристаллического строения
- •1. Прочитайте условия задачи.
- •2. Запишите условия задачи.
- •Задачи на определение массовой доли углерода
- •Задачи по диаграммам состояния двойных сплавов
- •2. Запишите условия задачи.
- •8. Запишите ответ.
- •Задачи на использование правила отрезков и правила концентраций
- •1. Прочитайте условия задачи.
- •2. Запишите условия задачи.
- •8. Запишите ответ.
- •Задачи по диаграмме состояния железо-цементит
- •1. Прочитайте условия задачи.
- •2. Запишите условия задачи.
- •7. Запишите ответ.
- •1.4.1. Качественные задачи Задачи на изучение атомно-кристаллических решеток
- •Задачи по изучению явления полиморфизма
- •Задачи по изучению дефектов кристаллического строения
- •1.4.2. Расчетные задачи Задачи по определению массовой доли углерода в стали
- •1.4.3. Графические задачи Задачи по диаграммам состояния двойных сплавов
- •Задачи на использование правила отрезков
- •Задачи по диаграммам состояния железо – углерод
- •Задачи на изучение процесса кристаллизации
- •Задачи о влиянии пластической деформации на структуру металла
- •Раздел 2. Свойства материалов и методы
- •1. Прочитайте условия задачи.
- •1. Прочитайте условия задачи.
- •1. Прочитайте условия задачи.
- •Задачи на вычисление временного сопротивления по твердости
- •1. Прочитайте условия задачи.
- •Задачи на вычисление предела выносливости по пределу прочности
- •1. Прочитайте условия задачи.
- •2.2. Качественные задачи Задачи по расшифровке обозначений механических свойств
- •1. Прочитайте условия задачи.
- •Задачи на определение механических свойств по результатам испытания на растяжение
- •Задачи на вычисление твердости по результатам испытаний
- •Задачи на определение ударной вязкости
- •Задачи на вычисление предела прочности по твердости
- •Задачи на вычисление предела выносливости по пределу прочности
- •2.3.2. Качественные задачи Задачи по расшифровке обозначений механических свойств
- •Задачи теоретические
- •Раздел 3. Термическая обработка материалов
- •Задачи на определение критических точек по диаграмме железо – цементит
- •1.Прочитайте условия задачи.
- •2.Запишите условия задачи.
- •7. Запишите ответ.
- •Задача на определение температур нагрева для процессов термической обработки для заэвтектоидной стали
- •Прочитайте условия задачи.
- •Запишите условия задачи.
- •11. Запишите ответ.
- •Задача на определение температур нагрева для процессов термической обработки для доэвтектоидной стали
- •2. Запишите условия задачи.
- •10. Запишите полученный ответ.
- •Задачи на определение изотермического превращения аустенита
- •1. Прочитайте условия задачи.
- •2. Запишите условия задачи.
- •Задача по выбору правильных температур режимов термической обработки
- •1. Прочитайте условия задачи.
- •Запишите условия задачи.
- •Задачи на назначение режима термообработки для достижения эксплуатационных свойств различных изделий
- •1. Прочитайте условия задачи.
- •2. Запишите условия задачи.
- •12. Ответьте на вопрос задачи.
- •13. Запишите полученный ответ.
- •Задачи на назначение режимов химико-термической обработки для достижения эксплуатационных свойств изделий
- •1. Прочитайте условия задачи.
- •2. Запишите условия задачи.
- •3. Определите, какая химико-термическая обработка обеспечит эксплуатационные свойства изделий.
- •4. Назначьте режим обработки.
- •5. Опишите структуру.
- •6. Запишите ответ.
- •3.2. Сложные задачи Задачи по разбору структурных превращений происходящих в сталях при разных режимах обработки
- •1. Прочитайте условия задачи.
- •2. Запишите условия задачи.
- •Задачи по назначению режима термообработки для исправления структуры
- •1. Прочитайте условия задачи.
- •2. Запишите условия задачи.
- •Задачи на определение критических точек по диаграмме железо – цементит
- •Задачи на определение температур нагрева для процессов термической обработки для заэвтектоидных сталей
- •Задачи на определение температур нагрева для процессов термической обработки для заэвтектоидных сталей
- •Задачи на определение изотермического превращения аустенита
- •Задачи по выбору правильных температур режимов термической обработки
- •Задачи на назначение режима термообработки для достижения эксплуатационных свойств различных изделий
- •Задачи на назначение режимов химико-термической обработки для достижения эксплуатационных свойств изделий
- •3.3.2. Сложные задачи Задачи по разбору структурных превращений происходящих в сталях при разных режимах обработки
- •Задачи по назначению режима термообработки для исправления структуры
- •Задачи теоретические
- •Раздел 4. Материалы, применяемые в технике
- •4.1. Качественные задачи Задачи по расшифровке марок сталей и сплавов
- •1. Прочитайте условия задачи.
- •15Ха – высококачественная; 30х13 – качественная; 20Mn5 – низколегированная качественная; х10Cr13 – высоколегированная качественная.
- •Задачи на обоснование выбора материалов, применяемых в нефтехимическом производстве
- •1. Прочитайте условия задачи.
- •2. Запишите условия задачи.
- •Профиль свойств
- •1. Прочитайте условия задачи.
- •9. Зарисуйте график термической обработки.
- •10. Опишите структуру после каждого процесса термической обработки.
- •11. Запишите полученный ответ.
- •Задача по выбору конструкционных сталей в зависимости от прокаливаемости
- •1. Прочитайте условия задачи.
- •6. По составленной таблице профиля свойств, из справочника выберите марку материала, удовлетворяющего этим требованиям.
- •7. Обоснуйте выбор марки стали.
- •8. Выберите по справочнику вид и режим упрочняющей термической обработки.
- •9. Зарисуйте график термической обработки.
- •10. Запишите полученный ответ.
- •Задача по выбору материала с твердой поверхностью и вязкой сердцевиной
- •1. Прочитайте условия задачи.
- •Найти: марку материала-?
- •Профиль свойств
- •6. По составленной таблице профиля свойств, из справочника выберите марку материала, удовлетворяющего этим требованиям.
- •7. Обоснуйте выбор марки стали.
- •8. Назначьте вид и режим упрочняющей термической обработки по справочнику.
- •Задачи по чугунам
- •1. Прочитайте условия задачи.
- •Профиль свойств
- •6. Воспользуйтесь справочником и выберите марку материала, удовлетворяющего составленному Вами профилю свойств.
- •7. Обоснуйте выбор марки чугуна.
- •8. Выберите по справочнику вид и режим термической обработки.
- •9. Запишите полученный ответ.
- •Задачи по цветным сплавам
- •1. Прочитайте условия задачи.
- •Профиль свойств
- •8. Выберите по справочнику вид и режим упрочняющей термической обработки
- •9. Зарисуйте график термической обработки.
- •10. Запишите полученный ответ.
- •Задачи по сталям и сплавам специализированного назначения
- •1. Прочитайте условия задачи.
- •Профиль свойств
- •6. Воспользуйтесь справочником и выберите марку материала, удовлетворяющего составленному Вами профилю свойств. Сталь х18н10т
- •7. Обоснуйте выбор марки стали.
- •8. Выберите по справочнику вид и режим упрочняющей термической обработки.
- •9. Зарисуйте график термической обработки.
- •10. Запишите полученный ответ.
- •Задачи по выбору материалов, применяемых в нефтехимическом производстве
- •1. Прочитайте условия задачи.
- •2. Запишите условия задачи.
- •8. Выберите по справочнику вид и режим термической обработки.
- •9. Зарисуйте график термической обработки.
- •10. Запишите полученный ответ.
- •Задачи по применению различных материалов
- •1. Прочитайте условия задачи.
- •2. Запишите условия задачи.
- •3. Определите условия работы детали.
- •4. Определите возможные «отказы» детали.
- •5. Составьте профиль свойств, обеспечивающих безаварийную работу детали.
- •4.3.1. Качественные задачи Задачи по расшифровке марок сталей и сплавов
- •Задачи на обоснование выбора материалов, применяемых в нефтехимическом производстве
- •4.3.2. Сложные задачи
- •Задачи по выбору конструкционных сталей в зависимости от прокаливаемости
- •Задачи по выбору материалов для деталей с твердой поверхностью и вязкой сердцевиной
- •Задачи по чугунам
- •Задачи по цветным сплавам
- •Задачи по сталям и сплавам специализированного назначения
- •Задачи по выбору материалов, применяемых в нефтехимии
- •Задачи по применению различных материалов
- •Приложение 1
- •Приложение 2
- •Приложение 3
- •Библиографический список
Приложение 1
Таблица 1
Характерные «отказы» типовых деталей машин
Типовые детали |
Условия работы |
Вид «отказа» |
Причина отказа |
1 |
2 |
3 |
4 |
Валы, шату-ны, трубопро-воды, сварные конструкции, детали ходо-вой части наземных ма-шин (автомо-били, трак-торы), детали самолетов |
Динамические нагрузки, объемные напряжения, понижение температуры, статистическое нагружение |
Практически мгновенное хрупкое разрушение без предвари-тельной плас-тической деформации |
Понижение температуры, наличие кон-центраторов напряжений, металлурги-ческие дефек-ты структуры, конструктор-ские переходы, низкое качест-во материала |
Балы, штанги, шатуны, напряженные болты, пространст-венные конструкции тяги, рычаги, стержни клапанов |
Статистичес-кие нагрузки, динамические циклические нагрузки |
Вязкое разрушение, которому предшествует пластическое деформирова-ние, деформация |
Перегрузки при работе, низкое качество материала, несоответствие структуры пос-ле термо-обработки |
Продолжение табл.1
1 |
2 |
3 |
4 |
Валы, шатуны, листовые рессоры, пальцы, пружины, резьбовые соединения, зубчатые колеса, шестерни, шлицевые детали, крестовины, рулевые тяги, коленчатые валы, оси, детали ходовой части |
Высокие динамические, статистические и циклические нагрузки с трением скольжения поверхности |
Усталостное разрушение при напряжениях ниже предела текучести |
Циклические напряжения ниже предела выносливости, растягивающие напряжения, дефекты в поверхностных слоях, конструктивные недостатки конфигураций детали (закругления, надрезы, углы, малые радиусы и т. д.) |
Зубчатые колеса, клапанные детали, подшипники скольжения, детали поршневой группы, втулки направляющие |
В условиях трения при разогреве поверхности, взаимодействии с окружающей средой |
Борозды, царапины, заедание, следы оплавления жидкого расплава по поверхности трения, вырывы с поверхности |
Молекулярно-механическое изнашивание со схватыванием 1 и 2 рода |
Продолжение табл.1
1 |
2 |
3 |
4 |
Зубчатые колеса, шестерни, подшипники качения, железнодорожные рельсы, пальцы, поршни, клапаны и др. |
Динамические нагрузки при циклических нагрузках в условиях трения |
Контактная усталость, появление питтингов, нарушение нормальной работы сопряжения |
Циклическое действие высоких контактных напряжений в результате переменного давления на поверхности трения |
Листовые рессо-ры, пружины, по-садочные места на валу, втулки балансира авто-мобиля, узлы с болтовыми и заклепочными соединениями, шлицевые соединения, втулки |
Малые вза-имные колеба-ния в сопря-женных соеди-нениях в усло-виях окисли-тельной среды (периодичес-кое разрушение защитных окисных пленок) |
Образова-ние на поверхности контакта налета коррозии в виде язв, каверн |
Фреттинг-коррозия
|
Продолжение табл. 1
1 |
2 |
3 |
4 |
Гильзы, поршни, поршневые кольца двигателей внутреннего сгорания, подшипники скольжения, детали авто-мобиля и трактора, работающие при трении, тормозные колодки, трансмиссии, рессорные пальцы, цилиндры поршня |
Трение поверхностей соприкаса-ющихся дета-лей, работа в пыльной атмосфере |
Механический износ поверхности, образование царапин, шероховатос-тей, борозд, уменьшение размеров |
Взаимо-действие абразивных частиц, попадающих в трущиеся поверхности, сухое трение, трение при неполной или полной смазке |
Плунжерные пары, детали гидронасосов, глушители, лопатки реактивных двигателей, |
В потоке газов, жидкостей, твердых частиц, под действием электрическо-го тока, |
Изменение размеров и износ поверх-ности за счет локальных повреждений, вырывов, |
Эрозионное изнашивание
|
Продолжение табл. 1
1 |
2 |
3 |
4 |
электроды свечей зажигания, клапаны |
космических раскаленных газов |
углублений, выкрашивания |
|
Гребные винты лопастей турбин, наружные поверхности гильз, трубопроводы |
Работа в пото-ке жидкости при изменении давления, гид-равлические удары, явление кавитации |
Появление вырывов размером до десятка мм при площади пора-жения до нес-кольких мет-ров, расша-тывание кре-пежа, уста-лость |
Кавитицион-ное изнашивание
|
Трубопрово-ды с футе-ровкой |
Работа в пото-ке жидкости при давлении |
Нарушение целостности покрытия |
Механичес-кое повреж-дение покры-тия и как следствие коррозии металличес-кой части |
Таблица 2 Условия работы деталей
№№ условий |
Характеристика условий работы |
1 |
Деталь испытывает статические, циклические и слабые динамические нагрузки |
2 |
Деталь испытывает статические, циклические, динамические нагрузки при низких (отрицательных) температурах |
3 |
Деталь испытывает статические, циклические, динамические нагрузки и работает с износом поверхности |
4 |
Те же нагрузки, что п.3, но деталь работает в условиях отрицательных температур |
5 |
Деталь работает под действием статических и слабых динамических нагрузок при повышенной температуре, материал должен иметь малую плотность |
6 |
Деталь работает в коррозионной среде под действием статических нагрузок |
7 |
Те же условия, что и в п.6, но при условии малой плотности материала |
8 |
Материал работает в условиях повышенной температуры в агрессивной среде под действием статических и динамических нагрузок |