Задание 12

A) Вычертить диаграмму состояния сплавов системы «свинец Pb – сурьма Sb» (рис. П.4). Указать основные линии, точки, а также структурно-фазовый состав всех областей диаграм­мы. Для сплава, содержащего 5% сурьмы Sb, построить кривую охлаждения и описать про­исходящие при охлаждении фазовые превращения. Для данного сплава определить количе­ственное соотношение структурно-фазовых составляющих и их состав при комнатной тем­пературе. Схематично изобразить и описать структуру заданного сплава.

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 0,55% углерода C, построить кривую охлаждения и описать происходящие при охлаж­дении структурно-фазовые превращения. Схематично изобразить и описать структуру задан­ного сплава.

B) 1. Что собой представляет превращенный ледебурит?

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

3. Приведите структурные составляющие сталей в порядке возрастания твердости.

4. Укажите фазы и структурные составляющие, имеющиеся при комнатной температуре в сплаве с 0,3% С. Дайте характеристику этого сплава по диаграмме железо-цементит.

5. Определите по диаграмме железо-цементит для заданного сплава при температуре 750°С:

− химический состав фаз,

− количественное соотношение фаз.

6. Укажите линию ликвидус на диаграмме железо-цементит.

Г) В результате термической и химико-термической обработки детали, изготовленные из стали 18ХГТ, должны получить твёрдый износоустойчивый поверхностный слой при вязкой сердцевине. Указать состав стали, определить к какой группе по назначению она относится. Назначить и обосновать режимы термической и химико-термической обработки. Описать микроструктуру и свойства поверхности и сердцевины детали после термической обработки.

Д) Назначить режимы термической обработки рессор, изготовленных из стали 65Г; описать микроструктуру и свойства стали после термообработки.

Е) Опишите микроструктуру и свойства металлических образцов (например, технического никеля) после деформирования при комнатной температуре и при температуре 500 °С. Объясните процессы, протека­ющие при этом.

Ж) Выберите оловянистую бронзу для отливок сложной конфигурации. Расшифруйте состав и опишите структуру бронзы. Назначьте режим термообработки для снятия внутренних напряжений, возникающих после литья. Опишите механические свойства этой бронзы.

З) Выберите углеродистую сталь для изготовления пил. Назначьте режим термообработки. Опишите сущность происходящих в ее процессе превращений, структуру и свойства инструмента.

И) Расшифруйте представленные марки сталей и сплавов. Приведите их полный химический состав, назначение и область применения. Х23Ю5Т, 08Х13, Н70МФВ, 18Х3МВ, 03Х20Н16АГ6, ВТ18, 42НХТЮ, Вст3Гпс, АК4-1.

Задание 13

A) Вычертить диаграмму состояния сплавов системы «алюминий Al – медь Cu» (рис. П.2). Указать основные линии, точки, а также структурно-фазовый состав всех областей диаграм­мы. Для сплава, содержащего 10% меди Cu, построить кривую охлаждения и описать проис­ходящие при охлаждении фазовые превращения. Для заданного сплава определить количест­венное соотношение структурно-фазовых составляющих и их состав при температуре 600ºC. Схематично изобразить и описать структуру заданного сплава.

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 1,6% углерода C, построить кривую охлаждения и описать происходящие при медлен­ном охлаждении структурно-фазовые превращения. Схематично изобразить и описать струк­туру заданного сплава.

В) 1. Что представляет собой цементит?

2. Приведите структурные составляющие сплавов системы «железо–углерод» в порядке возрастания количества углерода.

3. Какую структуру имеют медленно охлажденные углеродистые стали, содержащие 0,6 и 1,7% С?

4. Укажите фазы и структурные составляющие, имеющиеся при комнатной температуре в сплаве с 4,5% С. Дайте характеристику этого сплава по диаграмме железо-цементит?

5. Определите по диаграмме железо-цементит для заданного сплава при температуре 1000°С:

− химический состав фаз,

− весовое количество фаз.

6. Почему диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов имеет сравнительно сложный вид?

Г) В системах топливоприготовления ТЭС для измельчения угля используют шаровые мель­ницы. Мелющие тела (шары) изготавливают из стали Г13Л. Указать состав и определить группу стали по назначению. Назначить и обосновать режим термической обработки.

Д) На изделиях из стали 15 требуется получить слой высокой твёрдости. Сделать обоснован­ный выбор метода химико-термической обработки, описать его технологию и структуру ста­ли после окончательной термообработки.

Е) Почему и как изменяются механические свойства металлов (твердость, прочность и пластичность) при холодной пластической деформации?

Ж) Для изготовления деталей выбран сплав Д18П. Расшифруйте состав сплава. Опишите, каким способом

производится упрочнение этого сплава. Укажите, характеристики механических свойств сплава.

З) Пружины из стали 60 после правильно выполненной закалки и последующего отпуска имеют твердость значительно выше, чем это предусматривается по техническим условиям. Чем вызван этот дефект, и как можно его исправить? Укажите, какая твердость и структура обеспечивают высокие упругие свойства пружин.

И) Расшифруйте представленные марки сталей и сплавов. Приведите их полный химический состав, назначение и область применения. Х27Ю5Т, 12Х18Н10Т, 10Х17Н3М2Т, БрБ2, ВТ9, 44НХТЮ, Вст3сп.