- •I. Кристаллическое строение металлов
- •II. Формирование структуры металла при кристаллизации.
- •2. Чем отличается гомогенное образование зародышей от гетерогенного.
- •3. Как получить мелкое зерно в литом металле.
- •6. Что такое полиморфное превращение и какие необходимы условия для его протекания.
- •III.Фазы и структура в металлических сплавах
- •1. Что такое твердый раствор? Какие виды твердых растворов Вы знаете?
- •2. Каковы условия полной взаимной растворимости двух компонентов?
- •3. Какие Вы знаете интерметаллические (металлические) соединения?
- •4. Что такое матричная структура?
- •IV.Формирование структуры сплавов при кристаллизации.
- •1. Что такое эвтектика? Опишите процесс кристаллизации эвтектики.
- •2.Чем отличаются механизм и кинетика полиморфного превращения в сплавах от чистых металлов?
- •3. Как получить пересыщенный твердый раствор в системе сплавов с ограниченной растворимостью? Как называется такой технологический процесс?
- •4. Чем отличается дендритная ликвация от ликвации по плотности? Как устранить эти виды ликвации?
- •1. Чем отличаются истинные напряжения от условных?
- •2.Что такое концентраторы напряжений и почему они опасны?
- •3. Что происходит в металле при упругой деформации?
- •4. Как протекает пластическая деформация? Какие стадии можно отметить в процессе деформации монокристалла?
- •5.Чем отличается деформация поликристалла от деформации монокристалла?
- •6. Что такое текстура деформации и как она влияет на свойства металла?
- •7. Чем объяснить упрочнение металла (наклеп) в процессе деформации?
- •8. Каковы признаки вязкого и хрупкого разрушений?
- •9. При каких условиях чаще наблюдается хрупкое разрушение?
- •VI. Влияние нагрева на структуру и свойства деформированного металла.
- •1. Какие факторы влияют на температурный процесс рекристаллизации?
- •2 . Когда будет крупнее рекристаллизованное зерно: после деформации на 25% или на 75%?
- •3. Какие факторы влияют на текстуру рекристаллизации? в каких случаях текстура желательна и когда ее нужно избегать?
- •4. Что называют горячей, теплой и холодной деформацией?
- •VII. Механические свойства металлов
- •1. Что такое конструкционная прочность и какие параметры используются для ее оценки?
- •2. Почему испытания на растяжение наиболее широко применяются по сравнению с другими видами испытаний?
- •3. В каких случаях применяют испытания на статический изгиб?
- •4. Какое практическое применение может найти вязкость разрушения к в конструкторских разработках?
- •5.Какими методами определяется порог хладноломкости и как можно использовать на практике знание температурного запаса вязкости?
- •6. Какой образец будет иметь более высокий предел выносливости – шлифованный или полированный?
- •7. Какие существуют методы упрочнения металлов?
- •VIII. Железо и сплавы на его основе
- •Какие фазы образуют легирующие элементы в стали?
- •Как получить при нормальной температуре структуру аустенит?
- •Как получить ферритную сталь?
- •IX. Фазовые превращения в сплавах железа (теория термической обработки стали).
- •Перечислите этапы превращения ферритно-карбидной структуры в аустенит при нагреве.
- •Каким требованиям должны отвечать закалочные жидкости? Какие применяют жидкости для закалки, каковы их достоинства и недостатки?
- •Установите режим закалки стали, содержащей 0,4 и 1,0% с (температура аустенитизации, время нагрева, среда нагрева, охлаждающая среда).
- •Установите режим отпуска для резца из стали, содержащей 1% с и шатуна из стали с 0,45% с.
- •XI.Химико-термическая обработка стали
- •Чем отличается химико-термическая обработка от термической обработки стали?
- •Насыщение железа проводится при температуре 1000 ºС в течение 6 ч углеродом и хромом. В каком случае будет больше толщина слоя и почему?
- •В каких случаях применяют цементацию, нитроцементацию и азотирование?
- •Какое строение (структуру) имеет цементованный и азотированный слой? Увяжите строение слоя с диаграммой состояния Fe–Fe3c и Fe–n.
- •XII. Конструкционные стали и сплавы
- •Какие стали применяют для работы при температурах 550-560 и 600-800 ºС?
- •Когда и для чего используют жаропрочные сплавы на никелевой основе?
- •XIII.Стали и сплавы с особыми физическими свойствами
- •1. Какие требования предъявляются к материалам для постоянных магнитов? Какие стали и сплавы применяют для изготовления постоянных магнитов?
- •2.Какие Вы знаете магнитно-мягкие материалы? Где применяют магнитно-мягкие материалы?
- •3. Какие стали применяют для изготовления деталей, не требующих магнитности?
- •4. Где применяют сплавы инвар и ковар?
- •5. Какие Вы знаете сплавы с эффектом «памяти формы»?
- •6. Какие свойства имеют аморфные сплавы? Где применяют аморфные сплавы?
- •XIV. Титан и сплавы на его основе.
- •1. Каковы характерные физические и механические свойства титана и где он применяется?
- •2. Какие легирующие элементы расширяют область α-фазы и какие – область β-фазы?
- •4. Можно ли α-сплавы упрочнить термической обработкой? Какую термическую обработку проходят α-сплавы?
- •5.Какие примеси наиболее опасны для титана и почему?
- •6.Чем отличается мартенсит α' от мартенсита α’’ в титановых сплавах? Можно ли использовать для упрочнения титановых сплавов ω-фазу?
- •7.Как влияют легирующие элементы на точки Мн и Мк в титановых сплавах?
- •8.Почему не рекомендуется нагревать для отжига и закалки сплавы до области β-фазы?
- •10.Опишите характерные свойства титановых сплавов и область их применения.
- •XV. Алюминий и сплавы на его основе
- •1.Каковы характерные физические и механические свойства алюминия и где он применяется?
- •2. На какие группы делятся алюминиевые сплавы в зависимости от технологии их обработки?
- •3. Опишите в общем виде структуру и фазовый состав алюминиевых сплавов?
- •4. Зачем проводят диффузионный отжиг (гомогенизацию) и отжиг деформируемых алюминиевых сплавов (дуралюмина)?
- •5. Какие структурные и фазовые превращения протекают при закалке и старении дуралюмина?
- •6.Какие Вы знаете высокопрочные алюминиевые сплавы?
- •7.Где применяются и как упрочняются сплавы Al-Mn (aMц) и Al-Mq (aMr)?
- •Какую термическую обработку проходят литые алюминиевые сплавы?
- •9.Какой состав имеет сплав силумин и как он упрочняется?
- •10. Какие требования предъявляют к алюминиевым сплавам для фасонного литья?
- •XVI. Магний и сплавы на его основе
- •Укажите характерные свойства магния и области его променения.
- •Какие сплавы магния применяются? Укажите влияние Zn, Al, Zr, Be и других элемен-тов на механические, технологические свойства и структуру сплава.
- •3.Какие трудности при деформации и литье магниевых сплавов?
- •4.Укажите особенности термической обработки магниевых сплавов.
- •5. Опишите характерные свойства магниевых сплавов, их маркировку и области применения.
- •1.Укажите влияние примесей на свойства меди. Перечислите марки меди.
- •2.Где применяется чистая медь?
- •3.Чем отличаются латуни от бронзы? Как маркируются латуни и бронзы?
- •4.Как влияет цинк на механические и технологические свойства латуни? Укажите состав (марки), свойства и применение латуний.
- •5.Какую структуру имеет латунь, содержащая 20% Zn и 40% Zn?
- •6.Какие Вы знаете многокомпонентные латуни? Какими элементами легируют латунь и зачем?
- •8.Какие Вы знаете безоловянистые бронзы? Укажите их состав (марки), свойства и применение.
- •9.Какую термическую обработку проходят бериллиевые бронзы и где они применяются?
- •Области применения бериллиевых бронз
- •10. Укажите, почему бронзы часто применяют как антифрикционный материал. Какую бронзу наиболее часто применяют для изготовления вкладышей подшипников скольжения?
- •XVIII. Антифрикционные (подшипниковые) сплавы на оловянной, свинцовой, цинковой и алюминиевой основах
- •1. Какие требования предъявляются к антифрикционным сплавам?
- •2. Укажите марки (состав), структуру и применение оловянных и свинцовых баббитов.
- •Когда применяют цинковые и алюминиевые антифрикционные сплавы?
- •Укажите строение, достоинства и недостатки триметаллических (трехслойных) подшипников.
- •XXI. Неорганические материалы
- •Укажите особенности строения графита и его важнейшие свойства.
- •Как изменяется прочность графита от температуры?
- •Охарактеризуйте технический и пиролитический графиты, назовите области их применения.
- •Опишите неорганическое техническое стекло, назовите его состав, разновидности, свойства и применение. Какими способами повышают качество стекла?
- •Что такое ситаллы, укажите способы их получения, разновидности, свойства и применение?
- •Назовите представителей керамики на основе чистых оксидов. Дайте сравнительную оценку свойств.
- •Что представляет собой техническая керамика, ее разновидности?
- •Какие Вы знаете виды бескислородной керамики? Назовите их разновидности, свойства и применение.
- •XXII. Проводниковые материалы
- •Как можно классифицировать проводниковые материалы?
- •Какие свойства меди обусловливают ее широкое применение в электронной тех-нике? Что такое ''водородная болезнь'' меди?
- •Какими преимуществами и недостатками по сравнению с медью обладает алюминий как проводниковый материал? Возможность соединения
- •4. Какие металлы и в каких условиях могут переходить в состояние сверхпроводимости? Что является причиной образования куперовских пар?
- •5. Как влияет магнитное поле на критическую температуру перехода в состояние сверхпроводимости? Чем различаются сверхпроводники первого и второго рода?
- •6. Какие металлические сплавы высокого сопротивления нашли применение в электронной технике и для каких целей?
- •7. Каким образом обеспечивается прочность и формоустойчивость вольфрамовых нитей и спиралей при высоких температурах эксплуатации?
- •8. Чем обусловлено широкое применение тантала в конденсаторостроении?
- •9. Почему ферромагнитные металлы обладают нелинейной зависимостью удельного сопротивления от температуры?
- •10. Что понимают под мягкими и твердыми припоями?
- •11. Назовите неметаллические проводниковые материалы и приведите примеры их применения в электронной технике.
- •Какова природа магнитного упорядочения в ферритах
- •Что такое точка компенсации и в каких материалах она наблюдается?
- •В каких магнитных материалах и при каких условиях можно получить цилиндрические магнитные домены (цмд)? На чем основано применение цмд в вычислительной технике?
- •XXIII.Магнитные материалы
- •Как классифицируют магнитные материалы по свойствам и техническому назначению?
- •Какие магнитомягкие материалы имеют высокое значение магнитной проницаемости в слабых магнитных полях?
- •Каково влияние кремния на свойства электротехнической стали?
- •Чем различаются свойства высоконикелевого и низконикелевого пермаллоев? Какова природа этих различий?
- •Почему ферриты с высокой начальной магнитной проницаемостью обладают невысокой точкой Кюри?
- •Каковы частотные характеристики высокопроницаемых и низкопроницаемых ферритов?
- •В чем сходство и различие магнитных свойств ферритов и ферромагнетиков?
- •Каково строение магнитодиэлектриков и в каких целях они используются?
7.Где применяются и как упрочняются сплавы Al-Mn (aMц) и Al-Mq (aMr)?
Сплавы алюминия с марганцем или с магнием. Упрочнение сплавов достигается в результате образования твердого раствора и в меньшей степени избыточных фаз. Сплав АМц представляет собой - твердый раствор марганца в алюминии и частиц соединения Al6Mn. Сплавы типа АМг в равновесном состоянии после охлаждения двухфазные (Al3Mg2). Магний сильно повышает прочность сплавов. Сплавы АМг добавочно легируют марганцем, который, образуя дисперсные частицы, упрочняет сплав и способствует измельчению зерна. Эффект от закалки и старения невелик и поэтому их применяют в отожженном состоянии. Повышение прочности при некотором уменьшении пластичности изделий простой формы достигается нагартовкой. Упрочнение, создаваемое нагартовкой, снимается в зоне сварки. Сплавы хорошо обрабатываются давлением, хорошо свариваются и обладают высоко коррозионной стойкостью. Обработка резанием затруднена. Сплавы АМц, АМг2, АМг3 применяются для сварных и клепаных элементов конструкций, испытывающих небольшие нагрузки и требующие высокого сопротивления коррозии.АМц применяется для изготоления сварных баков, бензо- и маслопроводов, радиаторов автомобилей и тракторов,посуды.
Сплавы Al-Mg. Сплавы алюминия с магнием имеют низкие литейные свойства, так как не содержат эвтектики. Характерной особенностью этих сплавов является хорошая коррозионная стойкость, повышенные механические свойства и обрабатываемость резанием. Добавление к сплаву модифицирующих присадок титана и циркония улучшают механические свойства, а бериллия - уменьшают окисляемость расплава, что позволяет вести плавку без защитных флюсов. Структура состоит из -твердого раствора и грубых включений частиц Al 3 Mg 3 , которые располагаются по границам зерен, охрупчивая сплав. Сплавы предназначены для отливок, работающих во влажной атмосфере, например в судостроении и авиации
Какую термическую обработку проходят литые алюминиевые сплавы?
!!! закалкой с искусственным старением!!!
Для литейных алюминиевых сплавов используют различные виды термической обработки в зависимости от химического состава сплава и назначения литых деталей. Виды термической обработки имеют условные обозначения: Т1 - искусственное старение без предварительной закалки; Т2 - отжиг; ТЗ - закалка; Т4 - закалка и естественное старение; Т5 - закалка и частичное (неполное) искусственное старение; Т6 - закалка и полное искусственное старение; Т7 - закалка и стабилизирующий отпуск; Т8 - закалка и смягчающий отпуск.
Термическая обработка литейных алюминиевых сплавов по сравнению с термической обработкой деформированных сплавов имеет ряд особенностей, что объясняется различным химическим составом, а также тем, что у литейных сплавов структура более крупнозернистая, чем у деформированных. Температура нагрева под закалку у литейных сплавов несколько выше, чем у деформированных, и выдерживать отливки при этой температуре надо более длительное время. Это необходимо для того, чтобы растворить интерметаллические соединения, обычно выделяющиеся по границам зерен, и обеспечить уменьшение ликвации сплава. При закалке литейные сплавы выдерживают при температуре нагрева от 2 до 20 ч. Охлаждают литейные сплавы при закалке в холодной и нагретой (50-100В° С) воде, а также и в масле.
Для упрочнения литейные алюминиевые сплавы подвергают (так же как и деформируемые) закалке с получением пересыщенного твердого раствора и искусственному старению (по режимам Т5 и Т6) с выделением упрочняющих фаз, а также (в отличие от деформируемых сплавов) только закалке без старения с получением в закаленном состоянии устойчивого твердого раствора.