Ответы по материаловедению.

Билет 1

1 вопрос: Понятие о металлах, металлических сплавах и неметаллических материалах, применяемых в автопроизводстве.

Металлы- вещества обладающие металлическим блеском.

Металлы обладают (электропроводностью, теплопроводностью, пластичностью, имеют кристал. Строение. Пример: алюминий, сталь

Металлические сплавы-сложные вещества в которые могут входит несколько элементов, например (сплавы для заливки подшипников- баббит)

Неметаллические материалы – это органические, и неорганические полимерные материалы, такие как: графит, стекло, керамика. Неме материалы прочные, эластичные при малой плотности.

2 вопрос: Виды термической обработки стали. Краткая характеристика отжига первого и второго рода.

Термическая обработка- совокупность операций нагрева, выдержки и охлаждения металлов и сплавов с целью получения заданных свойств. Основной задачей терм.обработки является тепловое воздействие на метал в целях изменения его строения и свойств( форма и размеры, а также хим. состав остается неизменным ). Чернов обнаружил ряд изменений в стали при охлаждении и нагревании, он открыл 2 значения температуры, он назвал их Критическими точками, обозначаются А1 и А3. А1-723 градуса, А2-начиная с 911градусов и понижается. Критические точки зависят от содержания углерода.

Виды термической обработки: -термическая обработка (температурное воздействие), химико-термическая (при нагревании меняется химический состав в поверхностном слое деталей), термомеханическая обработка (меняется структура за счет температуры и деформации)

Отжиг стали состоит из ее нагрева до определенной температуры, выдержки во времени и последующего медленного охлаждения вместе с печью.

Отжиг первого рода- приведение структуры из неравновесного состояния в более равновесное состоит из (возврат, рекристаллизация, отжиг для снятия внутренних напряжений, диффузионный отжиг)

Возврат(отдых)- нагрев до 200-400 градусов, для уменьшения или снятия наклепа при пластической деформации.

Рекристаллизационный отжиг- предназначен для снятия наклепа после холодной пластической деформации (500-550 градусов)

Отжиг для снятия внутренних напряжений- охлаждение после выдержки при заданной температуре должно быть медленным (600- 700градусов)

Диффузионный отжиг- предназначен для устранения химической неоднородности, осуществляется при высоких температурах 1100-1200 градусов, выдержка от 10 до 15 часов.

Отжиг 2 рода- изменение структуры сплава посредством перекристаллизации около критических точек в целях получения равновесных структур. К отжигу 2 сплава относится: полный, неполный, изотермический отжиг.

Полный отжиг- применяют после горячей обработки металлов давлением ( ковки, штамповки), а также для литья из углеродистых сталей. Цель- измельчение зерна. Полный отжиг осуществляется путем нагрева стали до 30-50 градусов выше точки А3.

Неполный отжиг- достигается нагревом стали на 30-50 градусов выше температуры точки А1 и не выше А3. Используется при создании мелкозернистой структуры, снижения твердости.

Изотермический отжиг- сталь нагревают до температуры на 30-50 градусов выше точки А3, выдерживают при такой температуре, а затем быстро охлаждают ниже точки А1 ( 680-700 градусов). При такой температуре сталь подвергается выдержке до полного распада аустенита на перлит

Билет 2

Вопрос 1 Дать определение понятиям «Материаловедение» и «Металловедения».

Материаловедение- наука, изучающая строение и свойства материалов и устанавливающая связь между составом, строением и свойствами.

Металловедение- наука, изучающая строение и свойства металлов и сплавов и устанавливающая связь между их составом, строением и свойствами.

Вопрос 2 Термическая обработка стали – закалка и нормализация.

Закалка- термическая обработка , которая заключается в нагреве стали до температуры, превышающей температуру фазовых превращений выдержке при этой температуре, а затем быстрому охлаждению в воде, машинном масле. Цель- получение стали с высокой твердостью, прочностью, износостойкостью. При закалке констр. Стали нагревают на 20-40 градусов выше точки А3, а инструментальные стали на 30-50 градусов выше точки А1.

Закалка в одном охладителе- нагретая деталь погружается в холодную жидкость и остается там до полного охлаждения.

Закалка в двух охладителях – деталь до 300-400 градусов охлаждают в воде, а затем переносят в масло.

Ступенчатая закалка- деталь быстро охлаждается погружением в соляную ванну , а затем охлаждается на воздухе.

Изотермическая закалка- деталь выдерживается в соляной ванне до изотермического превращения аустенита.

Закалка самоотпуском- в закалочной среде охлаждают только часть детали, а теплота сохранившаяся в остальной части детали после извлечения из среды, вызывает отпуск охлажденной части.

Обработка холодом(разработали: Гуляев, Минкевич), подвергают обработки холодом, инструменты и детали, содержащие меньше 0,6%С. Цели обработки: повышение красностойкости, твердости стали, после остывания деталь доводят до комнатной температуры, погружая в среду ниже 0 (жидкий азот) . При такой обработке, закаленные изделия подвергают охлаждению от -40 до -190 градусов.

Поверхностная закалка- состоит из нагрева поверхности слоя детали выше точки А. При такой закалки детали имеют твердый, износостойкий поверхностный слой. Существуют 2 вида нагрева:

Поверхностный нагрев ме внешним источником (внешний источник- газовые колонки)

Внутренний нагрев электромагнитном поле( внутренний источник- ток высокой частоты)

Нормализация- операция нагрева стали на 30-50 градусов выше точки А3, с выдержкой при этой температуре и последующем охлаждением на воздухе. Цель-получить мелкозернистую и однородную структуру. Твердость и прочность стали после нормализации выше, чем после отжига.

Билет 3

Вопрос 1 Краткий исторический обзор применения металлических и неметаллических сплавов.

Вся история человечества связана с освоением различных материалов: каменный век сменился медно-каменным, затем бронзовым и железными веками. На очереди аллюминиевый век, так как запасы алюминия в земной коре значительно превосходят железо. Изготовив первые орудие труда из камня, человек освоил плавление и литье меди, оловянной бронзы. Открытии коксования угля способствовало ускоренному развитию плавки чугуна, затем чугун превращали в сталь. Научные открытия в области химии и металловедения способствовали созданию новых сплавов. После открытия бензола, появился бакелит. Бакелит стал первым продуктом производства пластических масс.