Задание 14

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 90% 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 4,50% углерода C, построить кривую охлаждения и описать происходящие при охлаж­дении структурно-фазовые превращения. Схематично изобразить и описать структуру задан­ного сплава.

B) 1. Что такое ледебурит?

2. Приведите точки диаграммы железо-цементит, которые делят сплавы на стали и чугуны, доэвтектические и заэвтектические чугуны, доэвтектоидные и заэвтектоидные стали.

3. Из какой фазы и по какой линии диаграммы железо-цементит при охлаждении выделяется первичный цементит?

4. Укажите фазы и структурные составляющие, имеющиеся при комнатной температуре в сплаве с 1,13 % С. Дайте характеристику этого сплава по диаграмме железо-цементит.

5. Определите для заданного сплава при температуре 750°С:

− химический состав фаз,

− весовое количество фаз.

6. К какому виду сплавов можно отнести сплав с содержанием углерода 5%?

Г) Для изготовления турбин используется сталь 15Х12ВНМФ (ЭИ802). Указать состав и оп­ределить группу стали по назначению. Назначить и обосновать режимы термической обра­ботки. Описать структуру стали после термообработки.

Д) Требуется произвести поверхностное упрочнение изделий из стали 15Х. Назначить вид обработки, описать его технологию, происходящие в стали превращения, структуру и свой­ства поверхности и сердцевины.

Е) Опишите микроструктуру и свойства листа из стали 30, катан­ного при комнатной температуре и при температуре 1200°С. Объясни­те процессы, протекающие при этом.

Ж) Выберите материал для изготовления методом литья под давлением крышки из литейного алюминиевого сплава. При выборе сплава воспользуйтесь диаграммой алюминий–кремний. Для выбранного сплава укажите химический состав, механические свойства и структуру.

З) Назначьте режим термообработки (температуру закалки, охлаждающую среду и температуру отпуска) шпинделей для станков из стали МСт6, которые должны иметь твердость HRC 40...45. Опишите микроструктуру и свойства изделий.

И) Расшифруйте представленные марки сталей и сплавов. Приведите их полный химический состав, назначение и область применения. Х15Н60, 08Х17Н15М3Т, 07Х21Г7АН5, ЛЖМц59-1-1, ВТ8, 30Н25КТЮ, 50Н, Вст3сп, АЛ21.

Задание 15

A) Вычертить диаграмму состояния сплавов системы «алюминий Al – кремний Si» (рис. П.3). Указать основные линии, точки, а также структурно-фазовый состав всех областей диаграммы. Для сплава, содержащего 11,7% кремния Si, построить кривую охлаждения и описать происходящие при охлаждении фазовые превращения. 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 4,0% углерода C, построить кривую охлаждения и описать происходящие при охлаж­дении структурно-фазовые превращения. Схематично изобразить и описать структуру задан­ного сплава. Определите химический состав и весовое количество феррита для заданного сплава при температуре 700 °С по диаграмме железо-цементит.

B) 1. Какова линия солидус на диаграмме железо-цементит?

2. Что представляет собой аустенит?

3. Какова максимальная растворимость углерода в аустените?

4. В структуре доэвтектоидной стали около 25% феррита. Сколько в ней будет содержаться углерода?

5. Будет ли изменяться твердость белого чугуна при увеличении в нем содержания углерода?

6. Укажите на диаграмме железо-цементит линии, где в равновесии находятся одновременно три фазы. Какие это фазы?

Г) Для изготовления деталей, работающих в контакте с крепкими кислотами, выбрана сталь 14Х17Н2. Указать состав и определить класс стали. Объяснить причину введения хрома в эту сталь и обосновать выбор данной стали для указанных условий работы.

Д) Назначить режимы термической обработки режущих инструментов из стали У9А. Опи­сать структуру стали после термической обработки.

Е) Объясните сущность наклепа. Каково практическое примене­ние наклепа? Приведите примеры.

Ж) Выберите латунь для изготовления деталей путем глубокой вытяжки. Расшифруйте состав и опишите структуру сплава. Назначьте режим промежуточной термообработки, применяемой между отдельными операциями, обоснуйте выбранный режим и дайте характеристику механических свойств сплава.

З) Выберите марку чугуна для изготовления ответственных деталей машин (поршневые кольца и т.п.).

Укажите состав, обработку, структуру и основные механические свойства.

И) Расшифруйте представленные марки сталей и сплавов. Приведите их полный химический состав, назначение и область применения. 36Н, 16ГС, 25Х1М1БР, ХН78Т, 03Х20Н16АГ6, АМ-2, Х12МФ, Бр05Ц5С5, ЮНДК35Т5БА, Х13Ю4.