ДОНБАСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА

ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ И МЕТАЛЛОВЕДЕНИЯ

О.А. КОВАЛЕНКО

ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ, МАТЕРИЛОВЕДЕНИЕ

И

ТЕРМООБРАБОТКА

ВАРИНАТЫ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ЗАДАНИЙ

Для студентов специальности

6.050502 «Технология машиностроения»

дневной и заочной формы обучения

АЛЧЕВСК

2011

ВАРИАНТ 1

1. Вычертите диаграмму состояния двухкомпонентной системы Cu – Ag. Опишите превращения, происходящие при охлаждении сплава, содержащего 40% Ag. Постройте для данного сплава кривую охлаждения с применением правила фаз, рассчитайте количество фазовых и структурных составляющих при комнатной температуре.

2. Вычертите диаграмму состояния железо - карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения для сплава, содержащего 0,1% С. Для данного сплава определите содержание углерода в фазах при температуре 800°С. Определите количественное соотношение фаз при этой температуре. Как называется данный сплав.

3. Сталь 40 подвергалась закалке от температур 760°C и 840°С. Опишите превращения, происходящие при данных режимах закалки. Укажите какие образуются структуры и объясните причины получения разных структур. Какой режим закалки следует рекомендовать.

4. Назначьте режим обработки шестерни из стали 20ХГР с твердостью зуба, равной 58 - 62HRC. Опишите микроструктуру и свойства поверхности зуба и сердцевины шестерни после термической обработки.

5. Для изготовления прошивочных пуансонов выбрана сталь Р18. Укажите состав стали и укажите к; какой группе по назначению относится данная сталь. Назначьте и обоснуйте режим термической обра6отки, объяснив влияние, легирования на превращения, происходящие на всех этапах термической обработки данной стали. Опишите микроструктуру и свойства стали после термической обработки.

6. Для изготовления деталей самолета выбран сплав АMгЗ. Укажите состав сплава, опишите каким способом производится упрочнение данного сплава, и объясните природу упрочнения. Укажите характеристики механических свойств сплава.

ВАРИАНТ 2

1. Вычертите диаграмму состояния двухкомпонентной системы Pb - Mg. Опишите превращения, происходящие при охлаждении сплава, содержащего 40% Mg. Постройте для данного сплава кривую охлаждения с применением правила фаз, рассчитайте количество фазовых и структурных составляющих при комнатной температуре.

2. Вычертите диаграмму состояния железо - карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения для сплава, содержащего 0,2% С. Для данного сплава определите содержание углерода в фазах при температуре 800°С. Определите количественное соотношение фаз при этой температуре. Как называется данный сплав.

3. Углеродистые стали У8 и 35 имеют после закалки и отпуска структуру мартенсит отпуска и твердость: первая 60 HRC, вторая 50 HRC, Используя диаграмму Fe - Fe₃C и учитывая превращения, происходящие при отпуске, укажите температуру отпуска для каждой стали. Опишите все превращения, происходящие в данных сталях в процессе закалки и отпуска и объясните, почему сталь У8 имеет большую твердость, чем сталь 35.

4. В результате термической обработки червяки должны получить твердый поверхностный износоустойчивый слой при вязкой сердцевине. Для этого выбрана сталь 18ХГТ. укажите состав стали и определите к какой группе относится данная сталь по назначению. Назначьте и обоснуйте режим термической обработки, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие на всех этапах термической обработки данной стали. Опишите микроструктуру и свойства стали после термической обработки.

5. Для изготовления резцов выбрана сталь Р6М5. Укажите состав и определите группу стали по назначению. Назначьте режим термической обработки приведите его обоснование, объяснив влияние легирования. Опишите микроструктуру и главные свойства стали после термической обработки.

6. Для изготовления деталей самолета выбран сплав В95. Расшифруйте состав сплава. Опишите каким способом производится упрочнение данного сплава и объясните природу упрочнения, укажите характеристики свойств сплава.

ВАРИАНТ 3

1. Вычертите диаграмму состояния двухкомпонентной системы Cu - As. Опишите превращения, происходящие при охлаждении сплава, содержащего 35%As.

Постройте для данного сплава кривую охлаждения с применением правила фаз, рассчитайте количество фазовых и структурных составляющих при комнатной температуре.

2. Вычертите диаграмму состояния железо - карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения для сплава, содержащего 0,25% С. Для данного сплава определите содержание углерода в фазах при температуре 700°С. Определите количественное соотношение фаз при этой температуре. Как называется данный сплав.

3. Используя диаграмму Fe - Fe₃C и кривую изменения твердости в зависимости от температуры отпуска, назначьте для углеродистой стали 45 температуру закалки и температуру отпуска, необходимые для получения твердости 250 НВ. Опишите превращения, которые совершились в стали в процессе закалки и отпуска и полученную после термообработки структуру.

4. Назначьте режим термической обработки (температуру закалки, охлаждающую температуру и температуру отпуска) рессор из стали 65Г, которые должны иметь твердость 45-50HRC. Опишите микроструктуру и свойства.

5. Для изготовления обрезных штампов выбрана сталь XI2М. Расшифруйте состав и определите к какой группе относится данная сталь по назначению. Выберите режим термической обработки, приведите подробное его обоснование, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие на всех этапах термической обработки данной стали. Опишите микроструктуру и главные свойства стали после термообработки.

6. Для изготовления деталей арматуры выбрана бронза БрОФ10-1. Укажите состав и опишите структуру сплава. Объясните назначение легирующих элементов и приведите механические свойства сплава,

Вариант 4

1. Вычертите диаграмму состояния двухкомпонентной системы Mg – Ge. Опишите превращения, происходящие при охлаждении сплава, содержащего 50% Ge. Постройте для данного сплава кривую охлаждения с применением правила фаз, рассчитайте количество фазовых и структурных составляющих при комнатной температуре.

2. Вычертите диаграмму состояния железо - карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения для сплава, содержащего 2,0%С. Для данного сплава определите содержание углерода, в фазах npи температуре 800°С. Определите количественное соотношение фаз при этой температуре. Как называется данный сплав.

3. После закалки углеродистой стали со скоростью охлаждения выше критической была получена структура, состоящая из феррита и мартенсита. Проведите на диаграмме состояния Fe - Fe₃C ординату, соответствующую составу заданной стали, укажите принятую в данном случае температуру нагрева под закалку и опишите превращения, которые совершились в стали при нагреве и охлаждении. Как называется такой вид закалки.

4. Назначьте режим термической обработки (температуру закалки, охлаждающую среду и температуру отпуска) рессор из стали 50С2, которые должны иметь твердость 365 -410НВ. Опишите микроструктуру и свойства.

5. Для изготовления фрез выбрана сталь 9ХС. Укажите состав и определите к какой группе относится данная сталь по назначению. Назначьте 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. Для деталей арматуры выбрана бронза БрОЦС4-4-2,5. Расшифруйте состав и опишите структуру сплава. Объясните назначение легирующих элементов. Приведите характеристики механических свойств сплава.

Вариант 5

1. Вычертите диаграмму состояния двухкомпонентной системы Cu - Ag. Опишите превращения, происходящие при охлаждении сплава, содержащего 80% Ag.

Постройте для данного сплава кривую охлаждения с применением правила фаз, рассчитайте количество фазовых и структурных составляющих при комнатной температуре.

2. Вычертите диаграмму состояния железо - карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения для сплава, содержащего 1% С. Для данного сплава определите содержание углерода в фазах при температуре 1300°С. Определите количественное соотношение фаз при этой температуре. Как называется данный сплав.

3. В чем заключается отрицательное влияние цементитной сетки на свойства инструментальной стали У10 и У12? Какой термической обработкой можно ее уничтожить? Обоснуйте выбранный режим термической обработки.

4. Назначьте режим термической и химико-термической обработки шестерни из стали 12Х2Н4А с твердостью поверхности зуба 58 - 62 HRC. Обоснуйте выбранный режим, объяснив влияние легирования. Опишите микроструктуру и свойства поверхности и сердцевины зуба после термической обработки.

5. Для изготовления молотовых штампов выбрана сталь 5ХНВ. Укажите состав и определите группу стали по назначению. Назначьте и обоснуйте, режим термической обработки, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие на всех этапах термической обработки данной стали. Опишите структуру и главные свойства стали после термической обработки.

6. Для изготовления деталей путем глубокой вытяжки применяется латунь Л96. Укажите состав и опишите структуру сплава, назначьте режим промежуточной термической обработки, применяемый между отдельными операциями вытяжки. Обоснуйте выбранный режим, приведите общую характеристику механических свойств сплава.