Литература

1. Материаловедение и технология металлов [Текст]: Учеб. для студентов машиностроит. спец. вузов/ Г.П. Фетисов, М.Г. Карпман, В.М. Матюнин. Под ред. Г.П. Фетисова.- 3-е изд., испр. и доп. - М.: Высш. шк., 2005.- 862 с.

2. Ржевская, С.В. Материаловедение [Текст]: Учебник для вузов / С.В. Ржевская. - М.: изд-во Логос, 2006. - 421 с.

3. Лахтин,Ю.М. Материаловедение [Текст]: Учебник для вузов/Ю.М.Лахтин, В.П.Леонтьева.-М.: издательский дом Альянс, 2009.- 528 с.

4. Солнцев, Ю.П. Материаловедение [Текст]: Учебник для вузов/Ю.П. Солнцев, Е.И. Пряхин. – С.-Пб.: Химиздат, 2007.-784 с.

Указания к выполнению и оформлению контрольных заданий

Студенты, обучающиеся в вузе заочно, выполняют контрольные задания. Количество их устанавливается учебным планом вуза. В методических указаниях приведены три контрольных задания: первое - по разделам 1-4 "Программы"; а второе - по разделам 5-7 и третье - по разделам 7-8.

Каждое контрольное задание составлено из 10 вариантов. Выполняют тот вариант, номер которого соответствует последней цифре шифра студента (последняя цифра номера зачетной книжки). Если последней цифрой оказывается ноль, то выполняют 10 вариант задания.

Контрольное задание выполняют в отдельной тетради объемом 8 - 10 листов. Задание следует выполнять в порядке ответов на поставленные вопросы варианта. Ответы должны быть краткими, точными.

На страницах текста заданий оставьте поля для замечаний рецензента. Страницы и рисунки пронумеруйте. В конце выполненного контрольного задания приведите список используемой литературы.

5

КОНТРОЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ 1

Вариант 1

1. Чем объяснить высокие электро- и теплопроводность металлов?

2. Как изменяются структура и свойства металла при холодной пластической деформации?

3. Что такое эвтектика? Приведите пример какого-либо сплава, имеющего строение эвтектики.

4. Что такое относительное удлинение (δ, %)? Как определяется эта характеристика механических свойств металла?

5. Как и почему скорость охлаждения при кристаллизации влияет на строение слитка?

Вариант 2

1. Опишите сущность явления наклепа и примеры его практического использования.

2. Опишите явление полиморфизма в приложении к железу. Какое практическое значение оно имеет?

3. Какими стандартными характеристиками механических свойств оценивается прочность металлов и сплавов? Как эти характеристики определяются?

4. Какие из распространенных металлов имеют решетку ОЦК? Начертите элементарную ячейку, укажите ее параметры и координационное число.

5. Как влияют модификаторы на процесс кристаллизации? Приведите примеры практического использования процесса модифицирования.

Вариант 3

1. Опишите точечные несовершенства кристаллического строения металла. Каково их влияния на свойства?

2. В чем сущность явления наклепа и какое он имеет практическое использование?

3. Какими стандартными характеристиками механических свойств оценивается пластичность металлов и сплавов? Как они определяются?

4. Какие из распространенных металлов имеют решетку ГЦК? Начертите элементарную ячейку, укажите ее параметры и координационное число.

5. Как влияет степень чистоты металла или наличие примесей в сплаве на протекание процесса кристаллизации?

6

Вариант 4

1. Опишите линейные несовершенства кристаллического строения. Как они влияют на свойства металлов и сплавов?

2. Как изменяются свойства деформированного металла при нагреве, какие процессы происходят при этом?

3. Какие основные характеристики механических свойств определяются при испытании на растяжение? Опишите их.

4. Какие из распространенных металлов имеют решетку ГПУ? Начертите элементарную ячейку, укажите ее параметры и координационное число.

5. Что такое дендрит? Как и почему образуются дендриты при кристаллизации реального слитка?

Вариант 5

1. Что такое твердый раствор? Виды твердых растворов. Приведите примеры.

2. Чем объясняется упрочнение металла при пластической деформации?

3. Что такое твердость? Кратко опишите наиболее известные статическмие методы определения твердости.

4. Каким типом кристаллической решетки обладают большинство благородных металлов (золото, платина, серебро)? Опишите и начертите данный тип элементарной ячейки, указав КЧ и параметры решетки.

5. Опишите физическую сущность и механизм процесса кристаллизации.

Вариант 6

1. Что представляет собой твердый раствор внедрения? Приведите пример данного твердого раствора.

2. Дайте определение ударной вязкости (КСU). Опишите методику измерения этой характеристики механических свойств металла.

3. В чем различие между холодной и горячей пластической деформацией? Опишите особенности обоих видов деформации.

4. Какую кристаллическую решетку имеет α –Fe? Опишите и начертите данный тип элементарной ячейки, указав КЧ и параметры решетки.

5. Что такое дислокация? Виды дислокаций и их влияние на механические свойства металла.

7

Вариант 7

1. Что представляет собой твердый раствор замещения? приведите пример данного твердого раствора.

2. Как определяется температура порога кристаллизации? Как влияют состав сплава и степень пластической деформации на эту температуру?

3. Что такое временное сопротивление разрыву (σ_в)? Как определяется эта характеристика механических свойств металла?

4. Какую кристаллическую решетку имеет магний? Начертите элементарную ячейку и укажите ее параметры.

5. Что такое блочная структура (субструктура) металла?

Вариант 8

1. Какими свойствами обладают металлы и какими особенностями типа связи эти свойства обусловлены?

2. Какая температура разделяет районы холодной и горячей пластической деформации и почему?

3. Что такое условный предел упругости (σ_0,05)? Как определяется эта характеристика механических свойств металла?

4. В чем сущность явления полиморфизма и какое оно имеет практическое значение? Приведите пример.

5. Охарактеризуйте параметры процесса кристаллизации. Их влияние на величину зерна кристаллизующегося металла.

Вариант 9

1. Опишите виды несовершенств кристаллического строения реальных металлов.

2. Сохраняется ли наклеп металла, если пластическая деформация осуществлялась при температуре выше температуры рекристаллизации? Дайте подробное объяснение.

3. Что такое условный предел текучести (σ_0,2)? Как определяется эта характеристика механических свойств металла?

4. Что такое аморфное тело? Приведите отличия аморфных тел от кристаллических.

5. Опишите структуру стального слитка, полученного при классической кристаллизации. Объясните наличие всех зон слитка.

8

Вариант 10

1. Какие виды дефектов кристаллического строения присущи реальным металлам? Дайте их краткую характеристику.

2. Объясните, почему пластическую деформацию свинца при комнатной температуре считают горячей деформацией, а деформация вольфрама даже при температуре 1000 °С является холодной пластической деформацией?

3. Что такое предел пропорциональности (σ_пц)? Как определяется эта характеристика механических свойств металла?

4. Что такое эвтектоид? Привести пример какого-либо сплава, имеющего строение эвтектоида.

5. Что такое деформация металла? В чем различие между упругой и пластической деформацией?

КОНТРОЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ 2

Вариант 1

1. Вычертить диаграмму состояния Fe - Fe₃C с указанием фаз во всех областях диаграммы. Для сплава содержащего 1,5 %С указать структуру при комнатной температуре. Как такой сплав называется?

2. С помощью диаграммы состояния железо - цементит определите температуру нормализации, отжига и закалки для стали 30. Охарактери

зуйте эти режимы термической обработки и опишите структуру и свойства стали после каждого вида обработки.

3. К какому классу по структуре относят сталь 30?

4. Что такое цементация? Для каких сталей ее применяют? Привести пример данного вида ХТО. Достоинства и недостатки.

5. Что такое аустенит? Приведите его механические свойства.

Вариант 2

1. Вычертить диаграмму состояния Fe - Fe₃C с указанием фаз во всех областях диаграммы. Для сплава содержащего 0,8 %С указать структуру при комнатной температуре. Как такой сплав называется?

2. . С помощью диаграммы состояния железо - цементит определите температуру полного, неполного отжига и нормализации стали 45. Оха

рактеризуйте эти режимы термической обработки и опишите структуру и свойства стали.

3. К какому классу по структуре относят сталь Р6М5?

9

4. Что такое азотирование? Для каких сталей и с какой целью его применяют? Приведите пример данного вида ХТО. Достоинства и недостатки.

5. Что такое низкотемпературный феррит? Приведите его механические свойства.

Вариант 3

1. Вычертить диаграмму состояния Fe - Fe₃C с указанием фаз во всех областях диаграммы. Для сплава содержащего 0,3 %С указать структуру при комнатной температуре. Как такой сплав называется?

2. С помощью диаграммы состояния железо - цементит укажите температуру нагрева под закалку стали 40 и У10. Опишите превращения, происходящие в сталях при выбранном режиме обработки, получаемую структуру и свойства.

3. К какому классу по структуре относят сталь 12Х17?

4. Что такое нитроцементация? В каких случаях ее применяют? Привести пример данного вида ХТО.

5. Что такое ледебурит? Привести его механические свойства.

Вариант 4

1. Вычертить диаграмму состояния Fe - Fe₃C с указанием фаз во всех областях диаграммы. Для сплава содержащего 2,7 %С указать структуру при комнатной температуре. Как такой сплав называется?

2. Для каких сталей применяют отжиг на зернистый перлит? Объясните выбор режима и цель этого вида обработки.

3. К какому классу по структуре относят сталь 110Г13Л?

4. Что такое цианирование? В каких случаях его применяют? Привести пример данного вида ХТО.

5. Что такое перлит (пластинчатый и зернистый). Привести их механические свойства.

10

Вариант 5

1. Вычертить диаграмму состояния Fe - Fe₃C с указанием фаз во всех областях диаграммы. Для сплава содержащего 4,3 %С указать структуру при комнатной температуре. Как такой сплав называется?

2. Используя диаграмму состояния железо - цементит, опишите структурные превращения, происходящие при нагреве любой заэвтектоидной стали. Покажите критические точки А_С1 и А_cm для выбранной вами стали, установите оптимальную температуру нагрева этой стали под закалку. Охарактеризуйте процесс закалки, опишите происходящие превращения и получаемую структуру.

3. К какому классу по структуре относят сталь У13А?

4. Что такое борирование? В каких случаях его применяют?

5. Что такое высокотемпературный феррит?

Вариант 6

1. Вычертить диаграмму состояния Fe - Fe₃C с указанием фаз во всех областях диаграммы. Для сплава содержащего 5,1 %С указать структуру при комнатной температуре. Как такой сплав называется?

2. Углеродистая сталь У8 после одного вида термообработки получила структуру пластинчатого перлита, а после другого вида - зернистого перлита. Какая термообработка была применена в первом и во втором случаях?

3. К какому классу по структуре относят сталь 12Х18Н10Т?

4. Что такое хромирование? В каких случаях его применяют?

5. Что такое цементит? Привести его механические свойства.

Вариант 7

1. Вычертить диаграмму состояния Fe - Fe₃C с указанием фаз во всех областях диаграммы. Для сплава содержащего 0,008 %С указать структуру при комнатной температуре. Как такой сплав называется?

2. Поковки из стали 40 имеют крупнозернистое строение. С помощью диаграммы состояния железо - цементит назначьте режим термической обработки для получения мелкого зерна и объясните, почему выбранный режим обеспечивает мелкозернистое строение стали.

3. К какому классу по структуре относят сталь У8?

4. Что такое алитирование? В каких случаях его применяют?

5. Что такое сорбит отпуска? Чем он отличается от сорбита закалки? Его механические свойства.

11

Вариант 8

1. Вычертить диаграмму состояния Fe - Fe₃C с указанием фаз во всех областях диаграммы. Для сплава содержащего 0,55 %С указать структуру при комнатной температуре. Как такой сплав называется?

2. Назначьте режим термической обработки углеродистой конструкционной стали, используемой для снижения уровня внутренних напряжений, твердости и улучшения обрабатываемости резанием. Приведите конкретный пример.

3. К какому классу по структуре относят сталь 15?

4. Что такое ХТО? Приведите основные виды химико-термической обработки сталей. Дайте их краткую характеристику.

5. Что такое мартенсит? Приведите его основные свойства.

Вариант 9

1. Вычертить диаграмму состояния Fe - Fe₃C с указанием фаз во всех областях диаграммы. Для сплава содержащего 0,8 %С указать структуру при комнатной температуре. Как такой сплав называется?

2. Углеродистая сталь 45 после закалки и отпуска имеет твердость НRC50. Используя диаграмму состояния железо - цементит и учитывая превращения, происходящие в стали при отпуске, укажите температуры закалки и отпуска. Опишите превращения, которые происходят при выбранных режимах ТО, и окончательную структуру.

3. К какому классу по структуре относят сталь Р6М5?

4. Что такое цементация? В каких случаях ее применяют?

5. Что такое троостит? Чем отличается троостит закалки от троостита отпуска?

Вариант 10

1. Вычертить диаграмму состояния Fe - Fe₃C с указанием фаз во всех областях диаграммы. Для сплава содержащего 1,3 %С указать структуру при комнатной температуре. Как такой сплав называется?

2. Углеродистая сталь У8 после закалки и отпуска имеет твердость НRC 55-60. Используя диаграмму состояния железо - цементит и учитывая превращения, происходящие в стали при отпуске, выберите температуры закалки и отпуска. Опишите превращения, которые происходят при выбранных режимах ТО, и окончательную структуру.

3. К какому классу по структуре относят сталь 12Х17?

4. Что такое азотирование? В каких случаях его применяют?

5. Есть ли разница между мартенситом закалки и мартенситом отпуска? 12

КОНТРОЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ №3

Вариант 1

1. Для изготовления резцов выбрана сталь Р6М5. Укажите состав и определите группу стали по назначению. Какие материалы можно обрабатывать данным резцом?

2. Выберите марку чугуна для изготовления ответственных деталей машин. Укажите состав и основные механические свойства.

3. Для изготовления деталей путем глубокой вытяжки применяют латунь Л68. Укажите состав и опишите структуру сплава. Приведите общие характеристики механических свойств сплава.

4. Текстолиты. Их свойства и область применения в машиностроении.

5. Что такое полупроводники? Их основные характеристики.