Задание 18

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 80% 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 температуре 400ºC. 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 1,85% углерода C, построить кривую охлаждения и описать происходящие при охлаж­дении структурно-фазовые превращения. Схематично изобразить и описать структуру задан­ного сплава.

B) 1. Из каких компонентов состоит система железо-цементит? Опишите их основные свойства.

2. Какая температура (линия диаграммы железо-цементит) соответствует перитектическому превращению? В чем оно заключается?

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

4. Укажите фазы и структурные составляющие, имеющиеся при комнатной температуре в сплаве с 0,76% С. Дайте характеристику этого сплава железо-цементит?

5. Определите по диаграмме железо-цементит для заданного сплава при температуре 200°С:

− химический состав фаз,

− их весовое количество.

6. Как расшифровать марку сплава ВЧ 40-10?

Г) Для изготовления силовых лопаток авиационных газовых турбин выбран сплав ХН77ТЮР. Указать состав и определить группу стали по назначению. Назначить режим термообработки и описать влияние температуры на характеристики жаропрочности сплава в сравнении с жаропрочными сталями.

Д) Назначить режимы термической и химико-термической обработки шестерён из стали 20Х с целью получения твёрдости поверхностного слоя зубьев HRC 58-62. Описать структуру и свойства поверхности и сердцевины зубьев шестерён после термообработки.

Е) Детали из меди должны иметь прочность не ниже 30 кгс/мм² (300 МПа). Однако в наличии имеется медь с прочностью 22…25 кгс/мм². Предложите способ повышения прочности меди и объясните за счет чего она может быть повышена.

Ж) Выберите бронзу, которую можно использовать в качестве арматуры. Расшифруйте состав и опишите структуру сплава. Объясните назначение легирующих элементов. Приведите характеристики механических свойств сплава.

З) Пружины из стали 65 после правильно выполненной закалки и последующего отпуска имеют твердость значительно ниже, чем это требуется техническими условиями. Чем вызван этот дефект, и как можно его исправить? Укажите, какая твердость и структура обеспечивают высокие упругие свойства.

И) Расшифруйте представленные марки сталей и сплавов. Приведите их полный химический состав, назначение и область применения. 35НКТ, 12Х8ВМ, 25Х2НМЛ, АК6, ЛЦ59, 11Х18М, ШХ157Х3, ТН-1, 80ХНС.

Задание 19

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 8% 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 2,5% углерода C, построить кривую охлаждения и описать происходящие при охлаж­дении структурно-фазовые превращения. Схематично изобразить и описать структуру задан­ного сплава.

B) 1. Что такое графит?

2. Какая форма графита наиболее благоприятна с точки зрения получения высоких механических свойств?

3. Какая температура (линия диаграммы железо-цементит) соответствует эвтектическому, превращению? В чем оно заключается?

4. Структура инструментальной стали состоит из 95 % перлита и 5 % цементита. Определите содержание углерода в этой стали.

5. Укажите фазы и структурные составляющие, имеющиеся при комнатной температуре в сплаве с 1,55% С. Дайте характеристику этого сплава по диаграмме железо-цементит.

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

Г) Для изготовления деталей, работающих в окислительной атмосфере при 800ºC, выбрана сталь 08Х17Т. Указать состав, обосновать выбор стали для данных условий эксплуатации и объяснить с какой целью в эту сталь вводится хром.

Д) Назначить режимы термической обработки штампов холодной штамповки из стали У10 и обосновать их выбор. Описать структуру и свойства стали после термообработки.

Е) Предложите способ повышения усталостной прочности оси из стали 25 и объясните за счет чего произойдет это повышение.

Ж) Выберите алюминиевый деформируемый сплав для изготовления деталей двигателя внутреннего сгорания. Расшифруйте его состав, приведите механические характеристики сплава при повышенных температурах и объясните, за счет чего они достигаются.

З) Требуется произвести поверхностное упрочнение изделий из стали 15Г. Назначьте вид обработки, опишите ее технологию, происходящие в стали превращения, структуру и свойства поверхности и сердцевины.

И) Расшифруйте представленные марки сталей и сплавов. Приведите их полный химический состав, назначение и область применения. 32НК, 15Х5, 10ГН2МФА, Д20, БрАЖМц10-3-1,5, 10Х14АГ15, 95Х18-Ш, 5ХНМ, Х12Ф1, ТН-1.