- •Диаграмма состояния железо-углерод. Структуры и фазы в системе Fe-c. Влияние углерода и примесей на свойства стали.
- •Типичные полимеры. Классификация полимеров: эластомеры (резины), термореактивные пластмассы (реактопласты), термопластичные пластмассы (термопласты).
- •Деформируемые алюминиевые сплавы, их состав, методы упрочнения.
- •Критические точки железа и стали в диаграмме Fe-c. Явление полиморфизма. Влияние легирующих элементов на критические точки а3, а4.
- •Улучшение и нормализация. Режимы. Получаемые структуры и свойства.
- •Алюминиевые сплавы. Их классификация, маркировка, структура и применение.
- •Роль наполнителей, пластификаторов, стабилизаторов, замедлителей горения в полимерах. Получаемые структуры и свойства.
- •Влияние пластической деформации на свойства сталей. Явление наклепа. Механизмы пластической деформации.
- •Титан и сплавы на основе титана. Влияние легирующих элементов на структуру в равновесном состоянии. Применяемые методы упрочнения. Достоинства и недостатки титановых сплавов.
- •На диаграмму железо-углерод нанести температуры нагрева до- и заэвтектоидных сталей под закалку, отжиг, нормализацию. Назначение каждого из этих процессов. Получаемые структура и свойства.
- •Нержавеющие стали аустенитного класса. Назначение легирующих элементов. Марки. Режим термической обработки. Причины интеркристаллитной коррозии и способы ее устранения.
- •Медь и ее сплавы. Состав, структура, маркировка. Свойства и применение медных сплавов.
- •Закалка и отпуск конструкционных сталей. Назначение, получаемые структуры и свойства.
- •Перечислите методы, которыми могут быть изменены свойства полимерных материалов. Применение этих материалов.
- •Деформируемые алюминиевые сплавы, упрочняемые термообработкой. Их состав, свойства, механизмы упрочнения. Явление возврата. Применение.
- •Выбрать сталь и назначить термическую обработку для нагруженной шестерни заднего моста и для ненагруженной шестерни масляного насоса. Обоснуйте свой выбор.
- •Испытание на удар. Ударная вязкость и порог хладноломкости. Влияние основных факторов на эти характеристики.
- •Диаграмма изотермического распада аустенита для доэвтектоидных, эвтектоидных и заэвтектоидных сталей. Продукты распада переохлажденного аустенита и их свойства.
- •Цементация стали. Назначение процесса. Стали для цементации. Применяемая термическая обработка, получаемые структура и свойства.
- •Требования предявляемые к клеям, классификация клеев, свойства клеевых соединений деталей.
- •Мартенситное превращение и его особенности. Строение и свойства мартенсита. Влияние углерода и легирующих элементов на температуру Мн и Мк.
- •Виды и назначение отпуска. Фазовые и структурные превращения, протекающие при отпуске.
- •Сплавы на основе меди. Маркировка, свойства, назначение.
- •Синтетические высокомолекулярные вещества. Свойства и применение. Принципиальное отличие полимеров от любых металлов.
- •Зерно аустенита в стали. Начальное, наследственное и действительное зерно. Перегрев и пережог.
- •Отпуск стали. Процессы, протекающие при отпуске. Структуры отпуска и их свойства. Влияние легирующих элементов на превращения при отпуске стали. Отпускная хрупкость и способы ее устранения.
- •Типы кристаллических решеток металлов и их основные характеристики.
- •Закалка стали. Выбор температуры нагрева (указать на диаграмме железо-углерод). Способы охлаждения при закалке. Сравните структуру и свойства сталей после ступенчатой и изотермической закалок.
- •Диаграмма состояния Аl–Cu. Классификация алюминиевых сплавов. Маркировка. Механизмы упрочнения.
- •Первичная и собирательная рекристаллизация. Влияние их на структуру и свойства стали. Понятие о критической степени деформации.
- •Особенности превращения аустенита в перлит и бейнит. Строение и свойства продуктов превращений.
- •Закалка стали. Методы закалки. Достоинства и недостатки каждого метода. Температура закалки для до- и заэвтектоидных сталей. Показать на диаграмме Fe-c.
- •Основными легирующими элементами в титановых сплавах. Применение титановых сплавов.
- •Диаграмма состояния Fe-с. Фазы и структуры на диаграмме. Виды сталей и чугунов на диаграмме.
- •Цементация стали. Стали для цементации. Назначение и режимы цементации. Термическая обработка после цементации. Строение и свойства цементованного слоя. Применяемые стали.
- •Стали для штампов горячего и холодного деформирования. Их состав, марки, термообработка, структура, свойства, применение.
- •Дефекты кристаллического строения и их влияние на свойства.
- •Виды и назначение отпуска и отжига. Фазовые и структурные превращения при этих видах термообработки.
- •Алюминиевые сплавы, упрочняемые термической обработкой. Их состав, термическая обработка, структура и свойства. Области применения.
- •Подшипниковые сплавы. Применение в автомобильных деталях.
- •Нанести на диаграмму изотермического превращения аустенита все методы закалки. Достоинства и недостатки каждого из них. Закалочные среды и требования к ним.
- •Нержавеющие хромоникелевые стали. Назначение легирующих элементов в данных сталях. Термическая обработка, получаемая структура. Межкристаллитная коррозия и способы ее предотвращения.
- •Для изготовления шестерен коробок передач выбрана сталь 25хгт. Определить ее состав, и назначить необходимую термическую обработку. Описать структуру после термообработки.
- •Нормализация стали. Назначение процесса, получаемые структуры. Классы сталей после нормализации.
- •Выбрать марку стали для изготовления рессор. Расшифровать ее. Указать режим термической обработки, получаемую структуру и свойства. Обосновать необходимость сквозной прокаливаемости.
- •Закалка стали. Назначение процесса. Получаемые структура и свойства. Способы закалки. Достоинства и недостатки каждого из них.
Цементация стали. Стали для цементации. Назначение и режимы цементации. Термическая обработка после цементации. Строение и свойства цементованного слоя. Применяемые стали.
ОТВЕТ. Цементация – это вид химико-термической обработки, заключающийся в диффузионном насыщении поверхностного слоя стали углеродом. Цель цементации - повышение твёрдости и износостойкости поверхности при сохранении вязкой сердцевины.
Цементацию проводят при температуре 930…950°C в углеродсодержащей среде (карбюризаторе). В качестве карбюризатора чаще используют газовые среды, например, эндогаз (20%СО+40%H2+40%N2, с добавкой 5% CH4). Основным источником атомарного углерода является окись углерода: 2СО→CO2+Cат. Атомы углерода, образующиеся в насыщающей среде, адсорбируются на поверхности детали, а затем диффундируют вглубь. Образуется диффузионный слой с повышенной концентрацией углерода, толщина которого зависит от температуры и длительности насыщения и составляет обычно 1…2 мм. Для получения слоя толщиной 1,5 мм цементацию проводят в течение 15 часов. Охлаждение после цементации ведут на воздухе.
Цементации подвергают малоуглеродистые стали (0,1…0,3%С). После цементации в поверхностном слое находится до 0,8…1,1% С, содержание углерода плавно уменьшается по глубине до исходной его концентрации в стали. Соответственно меняется структура от поверхности вглубь слоя от заэвтектоидной (П+Цвт), эвтектоидной (П) к доэвтектоидной (П+Ф).
Для получения окончательной структуры и свойств детали после цементации проводят закалку и низкий отпуск. Для наследственно мелкозернистых сталей закалку можно проводить непосредственно из цементационной печи, подстуживая детали до 860°C, затем дают низкий отпуск при 160…200°C. Для устранения крупнозернистой структуры сталей применяют повторный нагрев под закалку после цементации.
Окончательная структура поверхности изделия – Мотп+Аост+Цвт с высокой твердостью (58..64 HRC). Структура сердцевины углеродистых сталей – сорбит (перлит)+феррит, легированных – бейнит или малоуглеродистый мартенсит.
Цементуемые стали – низкоуглеродистые, содержат 0,1…0,3%С. Применяются для деталей, от поверхности которых требуется высокая твердость и износостойкость, а от сердцевины повышенная вязкость. Термообработка: цементация+закалка+низкий отпуск. Структура на поверхности: МОТП+ЦII+АОСТ, твердость поверхности 58…64 HRC. Структура сердцевины зависит от химического состава стали.
Углеродистые стали: 15, 20, 25. Структура сердцевины П+Ф; Применяются для ненагруженных деталей - шестерен, крепежа, кулачков и др.
Низколегированные хромистые стали: 15Х, 20Х, 15ХФ, 20ХМ. Структура сердцевины - нижний бейнит. Применение - поршневые пальцы, распределительные валы, крестовины карданного вала и др.
Легированные Cr-Ni- и Cr-Mn-стали: 12ХН3А, 18Х2Н4ВА, 25ХГМ, 18ХГТ. Структура сердцевины – низкоуглеродистый мартенсит. Применяют их для высоконагруженных деталей, работающих в условиях износа, ударных и циклических нагрузок: шестерни ведущих мостов и главных передач грузовых автомобилей, валы коробок передач, полуоси и др.