Задание 16

A) Вычертить диаграмму состояния сплавов системы «цинк Zn – олово Sn» (рис. П.6). Ука­зать основные линии, точки, а также структурно-фазовый состав всех областей диаграммы. Для сплава, содержащего 5,5% цинка Zn, построить кривую охлаждения и описать происхо­дящие при охлаждении фазовые превращения. Схематично изобразить и описать структуру 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 1,38% углерода C, построить кривую охлаждения и описать происходящие при охлаж­дении структурно-фазовые превращения. Схематично изобразить и описать структуру задан­ного сплава.

B) 1. С чем связано деление сплавов на диаграмме железо-цементит на стали и чугуны?

2. Укажите фазы и структурные составляющие, имеющиеся при комнатной температуре в сплаве с 0,6% С. Дайте характеристику этого сплава по диаграмме железо-цементит.

3. Определите по диаграмме железо-цементит для заданного сплава при эвтектоидной температуре:

− химический состав фаз,

− количественное соотношение фаз.

4. Сколько углерода должно содержаться в равновесных условиях в аустените при 800°С, если он находится в одном случае совместно с ферритом, а в другом – с цементитом?

5. Что такое δ-феррит?

6. Какая форма графитных включений наиболее благоприятна с точки зрения получения высоких механических свойств?

Г) Для изготовления деталей, работающих в окислительной атмосфере, применяется сталь 12Х13. Указать состав и определить класс стали. Объяснить назначение хрома в этой стали и обосновать выбор марки стали для указанных условий работы.

Д) Для изготовления штампов, обрабатывающих металл в горячем состоянии, выбрана сталь 5ХНМ. Указать состав и определить группу стали по назначению. Назначить и обосновать режимы термообработки; объяснить влияние легирования на свойства данной стали. Описать структуру и свойства стали после термообработки.

Е) Пружины из стали 55С2 после термической обработки обла­дают недостаточной долговечностью. Предложите способ увеличения срока службы и дайте подробные объяснения за счет чего это проис­ходит.

Ж) Для изготовления емкостей применяется сплав АМ3. Расшифруйте состав сплава. Опишите, каким способом производится упрочнение этого сплава и объясните природу упрочнения. Приведите характеристики механических свойств сплава.

З) На изделиях из стали 15 требуется получить поверхностный слой высокой твердости. Дайте обоснование выбора метода химико-термической обработки, опишите его технологию и структуру изделия после окончательной термической обработки.

И) Расшифруйте представленные марки сталей и сплавов. Приведите их полный химический состав, назначение и область применения. 32НКД, 09Г2С, 20Х1М1Ф1БР, ХН60ВТ, 07Х13Н4АГ20, АМ-5, Х12, Х12, БрС30, ЮНДК40Т8АА, Х15Н60.

Задание 17

A) Вычертить диаграмму состояния сплавов системы «медь Cu – серебро Ag» (рис. П.1).Указать основные линии, точки, а также структурно-фазовый состав всех областей диаграм­мы. Для сплава, содержащего 72% серебра Ag, 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 0,34% углерода C, построить кривую охлаждения и описать происходящие при охлаж­дении структурно-фазовые превращения. Схематично изобразить и описать структуру задан­ного сплава.

В) 1. Почему диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов имеет сравнительно сложный вид?

2. Сколько двухфазных областей на диаграмме железо-цементит?

3. Какие аллотропические формы имеет железо? В каких температурных интервалах они существуют в равновесных условиях?

4. В структуре заэвтектоидной углеродистой стали содержится около 25 % цементита. Определите, сколько в этой стали содержится углерода.

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

6. Определите по диаграмме железо-цементит для заданного сплава при температуре 1147°С:

− химический состав фаз,

− число степеней свободы.

Г) Для изготовления пресс-форм выбрана сталь 3Х2В8. Указать состав и определить группу стали по назначению. Назначить и обосновать режимы термообработки, объяснить влияние легирования на свойства данной стали. Описать структуру и свойства стали после термооб­работки.

Д) Назначить режимы термической обработки пружин из стали 70. Описать сущность проис­ходящих структурно-фазовых превращений при термообработке, структуру и свойства стали после термообработки.

Е) Температура эксплуатации детали значительно выше темпера­туры рекристаллизации материала, из которого она изготовлена. Воз­можна ли безаварийная работа этой детали? Дайте объяснения.

Ж) Назначьте марку латуни, коррозионностойкой в морской воде. Расшифруйте ее состав и опишите структуру, используя диаграмму состояния медь–цинк. Опишите метод упрочнения латуни и основные механические свойства.

З) В чем заключаются преимущества и недостатки поверхностного упрочнения стальных изделий закалкой при нагреве токами высокой частоты по сравнению с упрочнением методом цементации. Назовите марки сталей, применяемых для этих видов обработки.

И) Расшифруйте представленные марки сталей и сплавов. Приведите их полный химический состав, назначение и область применения. 36НХ, 20Х1М1Ф1ТР, 15Х5ВМ, 105Г25Х5Ю5, АК8, Х6ВФ, ЮНДК31Т3БА, 79НМ, 75С2ВА, Х13Ю4.