книги / Материаловедение.-1

в следующих сталях: 40ХФА; А40Г; У7; 6ХВ2С. Определите среднее содержание углерода и легирующих элементов по за-

данной марке стали (EU): C55; 6MnSiCuNi5; X12CrNiMn19-9.

Приведите маркировку этих же сталей по стандартам России.

3.Опишите суть высокотемпературной термомеханической обработки конструкционных сталей. В чем ее преимущества и недостатки по сравнению с низкотемпературной термомеханической обработкой?

4.Назначьте режим термической обработки слабонагруженных деталей из стали 50. Изобразите графически и обоснуйте режим термической обработки, опишите структуру и свойства деталей. Объясните, почему удовлетворительные свойства на изделиях изданнойсталимогутбытьполученылишьв небольшомсечении.

5.Для изготовления резцов выбрана сталь Р6М5К5. Укажите состав и определите группу стали по назначению. Выберите и обоснуйте режим термической обработки, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие на всех этапах термической обработки данной стали. Опишите микроструктуру

исвойства после термической обработки.

6.Назначьте нержавеющую сталь для деталей, работающих в серосодержащей среде. Приведите химический состав стали, необходимую термическую обработку и получаемую структуру. Объясните физическую природу коррозионной устойчивости стали и роль каждого легирующего элемента.

7.Опишите состав и свойства резин. Укажите область их применения в машиностроении.

ВАРИАНТ 35

1. Начертите диаграмму состояния железо – цементит, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и определите критические точки сплава, содержащего 4,2 % углерода. Какова равновесная струк-

171

тура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?

2. Определите металлургическое качество, назначение, а также среднее содержание углерода и легирующих элементов в следующих сталях: сталь 08кп; 30ХГСА; 5ХВ2С; У10А. Определите среднее содержание углерода и легирующих элементов по заданной марке стали (EU): 40Cr4; 10NiMoSi4-4; X3CrNi18-9.

Приведите маркировку этих же сталей по стандартам России.

3.Опишите суть процесса силицирования. Приведите конкретные примеры.

4.В структуре углеродистой стали 40 после закалки не обнаруживается остаточного аустенита, а в структуре стали У10 наблюдается около 10 % остаточного аустенита. Объясните причину этого явления. Какой обработкой можно устранить остаточный аустенит?

5.Для изготовления машинных метчиков выбрана сталь Р9. Укажите состав и определите группу стали по назначению. Выберите и обоснуйте режим термической обработки, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие на всех этапах термической обработки данной стали. Опишите микроструктуру и свойства после термической обработки.

6.Назначьте нержавеющую сталь для деталей, работающих в среде азотной кислоты. Приведите химический состав стали, необходимую термическую обработку и получаемую структуру. Объясните физическую природу коррозионной устойчивости стали и роль каждого легирующего элемента.

7.Для некоторых приборов точной механики выбран сплав инвар Н36. Укажите состав и определите его группу по назначению. Опишите влияние легирующих элементов на основную характеристику сплава и причины его выбора (в связи с аномалией изменения коэффициента термического расширения).

172

ВАРИАНТ 36

1. Начертите диаграмму состояния железо – цементит, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и определите критические точки сплава, содержащего 0,9 % углерода. Какова равновесная структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?

2. Определите металлургическое качество, назначение, а также среднее содержание углерода и легирующих элементов

вследующих сталях: А30; 38ХН3МФА; У12; Х12ВМ. Определите среднее содержание углерода и легирующих элементов по заданной марке стали (EU): 9S20; 12NiCrW14-6; X90CrMoV18.

Приведите маркировку этих же сталей по стандартам России.

3.Что такое закаливаемость сталей? Укажите факторы, влияющие на закаливаемость. Приведите конкретные примеры.

4.После термической обработки стали У7А получена структура: мартенсит отпуска + цементитные частицы. Нанесите на диаграмму состояния железо – цементит ординату заданной стали и укажите ее температуру нагрева под закалку. Назначьте температуру отпуска, обеспечивающую получение указанной структуры, и опишите все превращения, которые произошли

встали в процессе закалки и отпуска.

5.Детали машин из стали 33ХС закалены: одни – от тем-

пературы 800 °С, а другие – от температуры 850 °С (охлаждение в масле). Изобразите графически данные режимы обработки и поясните, какие из этих деталей имеют более высокую твердость и почему. Укажите состав и определите группу стали по назначению, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие при закалке данной стали.

6.Выберите сталь для изготовления подшипников качения. Назначьте режим термической обработки, опишите суть происходящих превращений, структуру и свойства стали.

7.Для изготовления деталей самолета выбран сплав В95Т. Расшифруйте его состав, опишите способ упрочнения сплава

173

и объясните природу упрочнения. Укажите характеристики механических свойств сплава.

ВАРИАНТ 37

1. Начертите диаграмму состояния железо – цементит, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и определите критические точки сплава, содержащего 3,3 % углерода. Какова равновесная структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?

2. Определите металлургическое качество, назначение, а также среднее содержание углерода и легирующих элементов в следующих сталях: ШХ15; Х; сталь 85; У12А. Определите среднее содержание углерода и легирующих элементов по за-

данной марке стали (EU): C65; 9CrMo4-5; X12CrMoSi17. Приве-

дите маркировку этих же сталей по стандартам России.

3.Приведите краткую характеристику основных процессов термической обработки: отжига, нормализации, закалки иотпуска.

4.Для каких сталей применяется отжиг на зернистый перлит? Объясните выбор режима и цель этого вида обработки. Приведите графически режим отжига для любой конкретной стали.

5.В результате термической обработки пружины должны получить высокую упругость. Для их изготовления выбрана сталь 85. Укажите состав, назначьте и обоснуйте режим термической обработки, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие при термической обработке данной стали. Опишите структуру и свойства пружин в готовом виде.

6.Назначьте режим термической и химико-термической обработки шестерен из стали 20ХН на твердость зуба 58–62 HRC.

Опишите суть происходящих превращений, микроструктуру и свойства поверхности зуба и сердцевины шестерни после окончательной обработки.

7. Опишите состав и свойства неорганического стекла. Укажите область его применения в машиностроении.

174

ВАРИАНТ 38

1. Начертите диаграмму состояния железо – цементит, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и определите критические точки сплава, содержащего 4,7 % углерода. Какова равновесная структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?

2. Определите металлургическое качество, назначение, а также среднее содержание углерода и легирующих элементов в следующих сталях: ХВГ; У12А; сталь 55; 20ХН4ФА. Определите среднее содержание углерода и легирующих элементов по заданной марке стали (EU): C110; 60SiMn7; X22CrNi17. Приве-

дите маркировку этих же сталей по стандартам России.

3.Приведите сравнительную характеристику охлаждающих сред, применяемых для закалки углеродистых и легированных сталей.

4.Как можно устранить крупнозернистую структуру в кованой стали 60? Используя диаграмму состояния железо – цементит, обоснуйте выбор режима термической обработки для исправления структуры. Опишите структурные превращения

ихарактер изменения свойств.

5.Для изготовления прессового инструмента для горячего деформирования выбрана сталь 5ХНМ. Укажите состав и определите группу стали по назначению. Выберите и обоснуйте режим термической обработки, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие на всех этапах термической обработки данной стали. Опишите микроструктуру и свойства после термической обработки.

6.Назначьте марку жаропрочной стали для изготовления деталей газовых турбин. Укажите состав, выберите и обоснуйте режим термической обработки стали. Опишите микроструктуру

иосновные свойства после термической обработки.

7.Для изготовления деталей самолета выбран сплав АВ (авиаль). Расшифруйте его состав, опишите способ упрочнения

175

сплава и объясните природу упрочнения. Укажите характеристики механических свойств сплава.

ВАРИАНТ 39

1. Начертите диаграмму состояния железо – цементит, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и определите критические точки сплава, содержащего 4,0 % углерода. Какова равновесная структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?

2. Определите металлургическое качество, назначение, а также среднее содержание углерода и легирующих элементов в следующих сталях: 38ХА; сталь 35; 9ХВГ; У9А. Определите среднее содержание углерода и легирующих элементов по за-

данной марке стали (EU): 15Mo3; 21CrVMoW11; X10CrAl13.

Приведите маркировку этих же сталей по стандартам России.

3.Дайте сравнительную характеристику процессов отжига

инормализации доэвтектоидных сталей. Опишите суть превращений, происходящих при этих процессах. Приведите конкретные примеры, зарисуйте структуру, укажите свойства.

4.С помощью диаграммы состояния железо – цементит опишите структурные превращения, происходящие при нагреве

в стали 70. Покажите критические точки Ас1 и Ас3 для стали. Установите режим нагрева этой стали под закалку. Охарактеризуйте процесс закалки, опишите получаемую структуру и свойства.

5.Для изготовления обрезных штампов выбрана сталь Х6ВФ. Укажите состав и определите группу стали по назначению. Выберите и обоснуйте режим термической обработки стали Х12М на первичную твердость, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие на всех этапах термической обработки данной стали. Опишите ее микроструктуру и свойства после термической обработки.

6.Назначьте нержавеющую сталь для изготовления предметов домашнего обихода и кухонной утвари. Приведите химический

176

состав стали, необходимую термическую обработку и получаемую структуру. Объясните физическую природу коррозионной устойчивости сталииролькаждоголегирующего элемента.

7. Для изготовления деталей самолета выбран сплав ВТ22. Расшифруйте его состав, опишите способ упрочнения сплава и объясните природу упрочнения. Укажите характеристики механических свойств сплава.

ВАРИАНТ 40

1. Начертите диаграмму состояния железо – цементит, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и определите критические точки сплава, содержащего 3,6 % углерода. Какова равновесная структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?

2. Определите металлургическое качество, назначение, а также среднее содержание углерода и легирующих элементов в следующих сталях: 09Г2С; Х12М; сталь 45; У8А. Определите среднее содержание углерода и легирующих элементов по за-

данной марке стали (EU): 25S20; 25CrMnTi8; X110Mn13. При-

ведите маркировку этих же сталей по стандартам России.

3.Опишите суть и особенности термомеханической об-

работки.

4.Сталь 20 подверглась отжигу при температурах 830

и1000 °С. Опишите превращения, происходящие при данных режимах отжига, укажите, какие образуются структуры, и объясните причины получения различных структур и свойств. Дайте определение процессу отжига и укажите оптимальную температуру нагрева.

5.Для изготовления подшипников качения выбрана сталь ШХ4. Укажите состав и определите группу стали по назначению. Выберите и обоснуйте режим термической обработки, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие

177

на всех этапах термической обработки данной стали. Опишите микроструктуру и свойства после термической обработки.

6.Назначьте марку жаростойкой стали для изготовления клапанов автомобильных двигателей. Укажите состав, выберите

иобоснуйте режим термической обработки стали. Опишите микроструктуру и основные свойства после термической обработки.

7.Опишите состав и свойства полиамидов и полиуретанов. Укажите область их применения в машиностроении.

ВАРИАНТ 41

1. Начертите диаграмму состояния железо – цементит, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и определите критические точки сплава, содержащего 2,0 % углерода. Какова равновесная структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?

2. Определите металлургическое качество, назначение, а также среднее содержание углерода и легирующих элементов в следующих сталях: А40; 40ХН2МА; 5ХНВ; У7. Определите среднее содержание углерода и легирующих элементов по за-

данной марке стали (EU): 17MnNi4; 65SiMn7; X8Cr30. Приведи-

те маркировку этих же сталей по стандартам России.

3.Что такое отжиг? Используя диаграмму состояния железо – цементит, назначьте температуру отжига для стали 40. Опишите превращения, происходящие в стали 40 при выбранном режиме обработки, получаемую структуру и свойства.

4.Углеродистая сталь У12А после закалки и отпуска имеет твердость 55–60 HRC. Используя диаграмму состояния железо – цементит и учитывая превращения, происходящие в стали при отпуске, выберите температуру закалки и температуру отпуска. Опишите превращения, которые происходят при данных режимах термической обработки, и окончательную структуру.

5.В результате термической обработки полуоси должны получить повышенную прочность по всему сечению (твердость

178

20–25 HRC). Для их изготовления выбрана сталь 35ХГСА. Укажите состав и определите группу стали по назначению. Выберите и обоснуйте режим термической обработки, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие при термической обработке данной стали. Опишите структуру и свойства изделий в готовом виде.

6.Назначьте нержавеющую сталь для деталей, работающих в морской воде. Приведите химический состав стали, необходимую термическую обработку и получаемую структуру. Объясните физическую природу коррозионной устойчивости стали и роль каждого легирующего элемента.

7.Для деталей арматуры выбрана бронза БрОФ10-1. Укажите состав и опишите структуру сплава. Объясните назначение легирующих элементов и приведитемеханические свойства сплава.

ВАРИАНТ 42

1. Начертите диаграмму состояния железо – цементит, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и определите критические точки сплава, содержащего 2,9 % углерода. Какова равновесная структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?

2. Определите металлургическое качество, назначение, а также среднее содержание углерода и легирующих элементов в следующих сталях: сталь 30; У8А; 20ХН2М; Х12М. Определите среднее содержание углерода и легирующих элементов по заданной марке стали (EU): C130; 21CrMoV5-11; X12CrNi26-20.

Приведите маркировку этих же сталей по стандартам России.

3.Приведите сравнительную характеристику свойств цементованных и азотированных изделий. Подробно объясните причины различий.

4.Режущий инструмент из стали У8 был перегрет при закалке. Чем вреден перегрев и как можно исправить этот дефект?

179

Назначьте и изобразите графически режим термической обработки, обеспечивающий исправление брака и нормальную работу инструмента. Опишите изменение структуры в процессе всего цикла термической обработки.

5.Используя значения критических точек и кривую изменения твердости в зависимости от температуры отпуска, назначьте для легированной стали 30ХГСА температуру закалки

итемпературу отпуска, необходимые для обеспечения твердости 45 HRC. Укажите состав и определите группу стали по назначению, выберите и обоснуйте режим термической обработки, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие при термической обработке данной стали. Опишите структуру

исвойства изделий в готовом виде.

6.Выберите сталь для изготовления фрез. Назначьте режим термической обработки, опишите суть происходящих превращений, структуру и свойства стали.

7.Опишите состав и свойства органического стекла. Укажитеобластьегоприменения вмашиностроении.

ВАРИАНТ 43

1. Начертите диаграмму состояния железо – цементит, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и определите критические точки сплава, содержащего 3,4 % углерода. Какова равновесная структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?

2. Определите металлургическое качество, назначение, а также среднее содержание углерода и легирующих элементов в следующих сталях: 4Х5МФС; У12А; 08Х18Н10Т; сталь 15. Определите среднее содержание углерода и легирующих элементов по заданной марке стали (EU): 8Mn6; 30MnCrTi5; X45CrSi34. Приведите маркировку этих же сталей по стандартам России.

180