- •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
1.4.2. Расчетные задачи Задачи по определению массовой доли углерода в стали
1. Какое количество углерода в сплаве, если структура его состоит из 40% перлита и 60% феррита? Ответ свой обоснуйте.
2. Какое количество углерода в сплаве, если структура его состоит из 35% перлита и 65% феррита? Ответ свой обоснуйте.
3. Какое количество углерода в сплаве, если структура его состоит из 20% перлита и 80% феррита? Ответ свой обоснуйте.
4. Какое количество углерода в сплаве, если структура его состоит из 10% перлита и 90% феррита? Ответ свой обоснуйте.
5. Какое количество углерода в сплаве, если структура его состоит из 30% перлита и 70% феррита? Ответ свой обоснуйте.
6. Какое количество углерода в сплаве, если структура его состоит из 95% перлита и 5% феррита? Ответ свой обоснуйте.
7. Какое количество углерода в сплаве, если структура его состоит из 100 % перлита? Ответ свой обоснуйте.
8. Какое количество углерода в сплаве, если структура его состоит из 15% перлита и 85% феррита? Ответ свой обоснуйте.
9. Какое количество углерода в сплаве, если структура его состоит из 16% перлита и 84% феррита? Ответ свой обоснуйте.
10. Какое количество углерода в сплаве, если структура его состоит из 50% перлита и 50% феррита? Ответ свой обоснуйте.
11. Какое количество углерода в сплаве, если структура его состоит из 33% перлита и 67% феррита? Ответ свой обоснуйте.
12. Какое количество углерода в сплаве, если структура его состоит из 13% перлита и 87% феррита? Ответ свой обоснуйте.
13. Какое количество углерода в сплаве, если структура его состоит из 18% перлита и 82% феррита? Ответ свой обоснуйте.
14. Какое количество углерода в сплаве, если структура его состоит из 28% перлита и 72% феррита? Ответ свой обоснуйте.
15. Какое количество углерода в сплаве, если структура его состоит из 47% перлита и 53% феррита? Ответ свой обоснуйте.
16. Какое количество углерода в сплаве, если структура его состоит из 52% перлита и 48% феррита? Ответ свой обоснуйте.
17. Какое количество углерода в сплаве, если структура его состоит из 20% перлита и 80% феррита? Ответ свой обоснуйте.
18. Какое количество углерода в сплаве, если структура его состоит из 81% перлита и 19% феррита? Ответ свой обоснуйте.
19. Какое количество углерода в сплаве, если структура его состоит из 75% перлита и 25% феррита? Ответ свой обоснуйте.
20. Какое количество углерода в сплаве, если структура его состоит из 76% перлита и 24% феррита? Ответ свой обоснуйте.
1.4.3. Графические задачи Задачи по диаграммам состояния двойных сплавов
1. Подшипниковые сплавы (баббиты), используемые в виде литых вкладышей скольжения в тяжелонагруженных механизмах, должны иметь структуру из твердых частиц, обеспечивающих износостойкость, и более мягкой металической основы, окружающей эти частицы и создающей хорошую прирабатываемость вкладыша к поверхности вращающегося вала. Для этой цели используют сплавы на основе системы Sn-Sb. Определите температуры превращений двух сплавов: 8% Sb, 92% Sn; 20% Sb, 80% Sn. Для этой цели вычертите в масштабе диаграмму состояния Sn-Sb, постройте кривые охлаждения этих сплавов. Объясните ход полученных кривых и укажите, какие процессы, происходящие в этих сплавах, характеризуют отдельные участки кривых. Определите температуры плавления этих сплавов.
2. Подшипниковые сплавы (баббиты), используемые в виде литых вкладышей скольжения в тяжелонагруженных механизмах, должны иметь структуру из твердых частиц, обеспечивающих износостойкость, и более мягкой металлической основы, окружающей эти частицы и создающей хорошую прирабатываемость вкладыша к поверхности вращающегося вала. Для этой цели используют сплавы на основе системы Sn-Sb. Определите температуры превращений двух сплавов: 9% Sb, 91% Sn; 22% Sb, 78% Sn. Для этой цели вычертите в масштабе диаграмму состояния Sn-Sb, постройте кривые охлаждения этих сплавов. Объясните ход полученных кривых и укажите, какие процессы, происходящие в этих сплавах, характеризуют отдельные участки кривых. Определите температуры плавления этих сплавов.
3. Подшипниковые сплавы (баббиты), используемые в виде литых вкладышей скольжения в тяжелонагруженных механизмах, должны иметь структуру из твердых частиц, обеспечивающих износостойкость, и более мягкой металлической основы, окружающей эти частицы и создающей хорошую прирабатываемость вкладыша к поверхности вращающегося вала. Для этой цели используют сплавы на основе системы Sn-Sb. Определите температуры превращений двух сплавов: 35% Sb, 65% Sn; 92% Sb, 8% Sn. Для этой цели вычертите в масштабе диаграмму состояния Sn-Sb, постройте кривые охлаждения этих сплавов. Объясните ход полученных кривых и укажите, какие процессы, происходящие в этих сплавах, характеризуют отдельные участки кривых. Определите температуры плавления этих сплавов.
4. Подшипниковые сплавы (баббиты), используемые в виде литых вкладышей скольжения в тяжелонагруженных механизмах, должны иметь структуру из твердых частиц, обеспечивающих износостойкость, и более мягкой металлической основы, окружающей эти частицы и создающей хорошую прирабатываемость вкладыша к поверхности вращающегося вала. Для этой цели используют сплавы на основе системы Sn-Sb. Определите температуры превращений двух сплавов: 10% Sb, 90% Sn; 21% Sb, 79% Sn. Для этой цели вычертите в масштабе диаграмму состояния Sn-Sb, постройте кривые охлаждения этих сплавов. Объясните ход полученных кривых и укажите, какие процессы, происходящие в этих сплавах, характеризуют отдельные участки кривых. Определите температуры плавления этих сплавов.
5. Подшипниковые сплавы (баббиты), используемые в виде литых вкладышей скольжения в тяжелонагруженных механизмах, должны иметь структуру из твердых частиц, обеспечивающих износостойкость, и более мягкой металлической основы, окружающей эти частицы и создающей хорошую прирабатываемость вкладыша к поверхности вращающегося вала. Для этой цели используют сплавы на основе системы Sn-Sb. Определите температуры превращений двух сплавов: 13% Sb, 87% Sn; 23% Sb, 67% Sn. Для этой цели вычертите в масштабе диаграмму состояния Sn-Sb, постройте кривые охлаждения этих сплавов. Объясните ход полученных кривых и укажите, какие процессы, происходящие в этих сплавах, характеризуют отдельные участки кривых. Определите температуры плавления этих сплавов.
6. Подшипниковые сплавы (баббиты), используемые в виде литых вкладышей скольжения в тяжелонагруженных механизмах, должны иметь структуру из твердых частиц, обеспечивающих износостойкость, и более мягкой металлической основы, окружающей эти частицы и создающей хорошую прирабатываемость вкладыша к поверхности вращающегося вала. Для этой цели используют сплавы на основе системы Sn-Sb. Определите температуры превращений двух сплавов: 23% Sb, 77% Sn; 34% Sb, 66% Sn. Для этой цели вычертите в масштабе диаграмму состояния Sn-Sb, постройте кривые охлаждения этих сплавов. Объясните ход полученных кривых и укажите, какие процессы, происходящие в этих сплавах, характеризуют отдельные участки кривых. Определите температуры плавления этих сплавов.
7. Подшипниковые сплавы (баббиты), используемые в виде литых вкладышей скольжения в тяжелонагруженных механизмах, должны иметь структуру из твердых частиц, обеспечивающих износостойкость, и более мягкой металлической основы, окружающей эти частицы и создающей хорошую прирабатываемость вкладыша к поверхности вращающегося вала. Для этой цели используют сплавы на основе системы Sn-Sb. Определите температуры превращений двух сплавов: 2% Sb, 98% Sn; 5% Sb, 95% Sn. Для этой цели вычертите в масштабе диаграмму состояния Sn-Sb, постройте кривые охлаждения этих сплавов. Объясните ход полученных кривых и укажите, какие процессы, происходящие в этих сплавах, характеризуют отдельные участки кривых. Определите температуры плавления этих сплавов.
8. Подшипниковые сплавы (баббиты), используемые в виде литых вкладышей скольжения в тяжелонагруженных механизмах, должны иметь структуру из твердых частиц, обеспечивающих износостойкость, и более мягкой металлической основы, окружающей эти частицы и создающей хорошую прирабатываемость вкладыша к поверхности вращающегося вала. Для этой цели используют сплавы на основе системы Sn-Sb. Определите температуры превращений двух сплавов: 3% Sb, 97% Sn; 95% Sb, 5% Sn. Для этой цели вычертите в масштабе диаграмму состояния Sn-Sb, постройте кривые охлаждения этих сплавов. Объясните ход полученных кривых и укажите, какие процессы, происходящие в этих сплавах, характеризуют отдельные участки кривых. Определите температуры плавления этих сплавов.
9. Подшипниковые сплавы (баббиты), используемые в виде литых вкладышей скольжения в тяжелонагруженных механизмах, должны иметь структуру из твердых частиц, обеспечивающих износостойкость, и более мягкой металлической основы, окружающей эти частицы и создающей хорошую прирабатываемость вкладыша к поверхности вращающегося вала. Для этой цели используют сплавы на основе системы Sn-Sb. Определите температуры превращений двух сплавов: 23% Sb, 77% Sn; 85% Sb, 15% Sn. Для этой цели вычертите в масштабе диаграмму состояния Sn-Sb, постройте кривые охлаждения этих сплавов. Объясните ход полученных кривых и укажите, какие процессы, происходящие в этих сплавах, характеризуют отдельные участки кривых. Определите температуры плавления этих сплавов.
10. Подшипниковые сплавы (баббиты), используемые в виде литых вкладышей скольжения в тяжелонагруженных механизмах, должны иметь структуру из твердых частиц, обеспечивающих износостойкость, и более мягкой металлической основы, окружающей эти частицы и создающей хорошую прирабатываемость вкладыша к поверхности вращающегося вала. Для этой цели используют сплавы на основе системы Sn-Sb. Определите температуры превращений двух сплавов: 40% Sb, 60% Sn; 99% Sb, 11% Sn. Для этой цели вычертите в масштабе диаграмму состояния Sn-Sb, постройте кривые охлаждения этих сплавов. Объясните ход полученных кривых и укажите, какие процессы, происходящие в этих сплавах, характеризуют отдельные участки кривых. Определите температуры плавления этих сплавов.
11. Подшипниковые сплавы (баббиты), используемые в виде литых вкладышей скольжения в тяжелонагруженных механизмах, должны иметь структуру из твердых частиц, обеспечивающих износостойкость, и более мягкой металлической основы, окружающей эти частицы и создающей хорошую прирабатываемость вкладыша к поверхности вращающегося вала. Для этой цели используют сплавы на основе системы Sn-Sb. Определите температуры превращений двух сплавов: 75% Sb, 25% Sn; 15% Sb, 85% Sn. Для этой цели вычертите в масштабе диаграмму состояния Sn-Sb, постройте кривые охлаждения этих сплавов. Объясните ход полученных кривых и укажите, какие процессы, происходящие в этих сплавах, характеризуют отдельные участки кривых. Определите температуры плавления этих сплавов.
12. Определите температуры превращений двух сплавов системы медь-никель: 5% Ni, 95% Cu; 40% Ni, 60% Cu. Для этой цели вычертите в масштабе диаграмму состояния Cu-Ni, постройте кривые охлаждения этих сплавов. Объяснить ход полученных кривых и укажите, какие процессы, происходящие в этих сплавах, характеризуют отдельные участки кривых. Определите температуры плавления этих сплавов.
13. Определите температуры превращений двух сплавов системы медь-никель: 8% Ni, 92% Cu, 60% Ni, 40% Cu. Для этой цели вычертите в масштабе диаграмму состояния Cu-Ni, постройте кривые охлаждения этих сплавов. Объясните ход полученных кривых и укажите, какие процесс, происходящие в этих сплавах, характеризуют отдельные участки кривых. Определить температуры плавления этих сплавов.
14. Алюминевокремнистые сплавы определенного состава, называемые силуминами, имеют хорошие литейные свойства. Из-за малой плотности и удовлетворительных механических свойств они широко используются в промышленности для разнообразных литых деталей. На основании анализа диаграммы состояния Al-Si рассмотрите процессы превращений в сплавах с 5%, 12% и 20% Si. Для этой цели вычертите в масштабе диаграмму состояния Al-Si, постройте кривые охлаждения этих сплавов.
15. Алюминевокремнистые сплавы определенного состава, называемые силуминами, имеют хорошие литейные свойства. Из-за малой плотности и удовлетворительных механических свойств они широко используются в промышленности для разнообразных литых деталей. На основании анализа диаграммы состояния Al-Si рассмотрите процессы превращений в сплавах с 6%, 14% и 30% Si. Для этой цели вычертите в масштабе диаграмму состояния Al-Si, постройте кривые охлаждения этих сплавов.
16. Алюминевокремнистые сплавы определенного состава, называемые силуминами, имеют хорошие литейные свойства. Из-за малой плотности и удовлетворительных механических свойств они широко используются в промышленности для разнообразных литых деталей. На основании анализа диаграммы состояния Al-Si рассмотрите процессы превращений в сплавах с 7%, 15% и 38% Si. Для этой цели вычертите в масштабе диаграмму состояния Al-Si, постройте кривые охлаждения этих сплавов.
17. Алюминевокремнистые сплавы определенного состава, называемые силуминами, имеют хорошие литейные свойства. Из-за малой плотности и удовлетворительных механических свойств они широко используются в промышленности для разнообразных литых деталей. На основании анализа диаграммы состояния Al-Si рассмотрите процессы превращений в сплавах с 8%, 20% и 80% Si. Для этой цели вычертите в масштабе диаграмму состояния Al-Si, постройте кривые охлаждения этих сплавов.
18. Во многие титановые сплавы вводят марганец для улучшения механических свойств, особенно горячей пластичности (ковкости). На основании диаграммы состояния Ti – Mn определите температуры превращения двух сплавов: 20% Mn, 80% Ti; 23% Mn, 77% Ti. Для этой цели вычертите в масштабе диаграмму состояния Ti-Mn, постройте кривые охлаждения этих сплавов. Объясните ход полученных кривых и укажите, какие процессы, происходящие в этих сплавах, характеризуют отдельные участки кривых. Определите температуры плавления этих сплавов.
19. Во многие титановые сплавы вводят марганец для улучшения механических свойств, особенно горячей пластичности (ковкости). На основании диаграммы состояния Ti-Mn определите температуры превращения двух сплавов: 0,4% Mn, 99,6% Ti; 20% Mn, 80% Ti. Для этой цели вычертите в масштабе диаграмму состояния Ti-Mn, постройте кривую охлаждения этих сплавов. Объясните ход полученных кривых и укажите, какие процессы, происходящие в этих сплавах, характеризуют отдельные участки кривых. Определите температуры плавления этих сплавов.
20. Во многие титановые сплавы вводят марганец для улучшения механических свойств, особенно горячей пластичности (ковкости). На основании диаграммы состояния Ti-Mn определите температуры превращения двух сплавов: 0,6% Mn, 99,4% Ti; 50% Mn, 50% Ti. Для этой цели вычертите в масштабе диаграмму состояния Ti-Mn, постройте кривые охлаждения этих сплавов. Объясните ход полученных кривых и укажите, какие процессы, происходящие в этих сплавах, характеризуют отдельные участки кривых. Определите температуры плавления этих сплавов.