Тема 6. Цветные металлы и их сплавы

Общая характеристика цветных металлов и сплавов, наиболее широко ис­пользуемых в технике.

Медь и сплавы на её основе, их структура, свойства и область применения. Классификация медных сплавов: бронзы, латуни. Литейные и деформируемые сплавы. Маркировка сплавов на основе меди. Влияние легирующих элементов и примесей на свойства медных сплавов.

Алюминий и сплавы на его основе, их структура, свойства и область при­менения. Литейные и деформируемые алюминиевые сплавы. Сплавы, упроч­няемые и не упрочняемые термической обработкой. Маркировка алюминиевых сплавов.

Магниевые и титановые сплавы. Классификация и маркировка. Основные свойства магниевых и титановых сплавов. Область применения магниевых и титановых сплавов.

Тема 7. Вспомогательные и неметаллические материалы

Основные принципы упрочнения материалов. Композиционные материа­лы, область их применения. Классификация композиционных материалов: по природе компонентов, по геометрии наполнителя, по схеме расположения на­полнителя. Железобетон как один из представителей композиционных мате­риалов, его свойства и область применения. Особенности армирования элемен­тов железобетонных конструкций.

Пластмассы. Общая характеристика пластмасс, классификация и назначе­ние. Полимеры, их молекулярная структура, основные свойства и классифика­ция. Термопластичные и термореактивные пластмассы. Их основные свойства.

Резины, их общая характеристика, классификация и назначение. Состав ре­зиновых смесей, свойства резин, влияние условий эксплуатации на свойства ре­зин.

Вспомогательные материалы. Лакокрасочные и смазочные материалы. Со­став, свойства, классификация, область применения. Клеящие материалы. Со­став, свойства, классификация.

Тема 8. Поведение материалов в особых условиях. Коррозия металлических материалов и её виды. Защита металлов и сплавов от коррозии

Коррозия металлов, её виды и физическая сущность. Химическая коррозия и её физическая сущность. Электрохимическая коррозия, особенности её разви­тия и физическая сущность. Коррозионная стойкость металлов. Виды коррози­онных разрушений. Межкристаллитная коррозия и методы борьбы с ней. Кор­розионная агрессивность окружающей среды.

Основные способы защиты металлов от коррозии.

Поведение материалов в особых условиях. Жаростойкость и способы её повышения. Жаропрочность и способы её повышения. Явление ползучести. Термическая усталость материалов. Работа материалов в условиях низких тем­ператур. Явление хладноломкости.

Стали и сплавы с особыми физико-механическими свойствами. Коррози-онностойкие стали. Жаростойкие и жаропрочные стали и сплавы. Магнитные стали и сплавы. Электротехнические стали и сплавы. Сплавы с малым темпера­турным коэффициентом линейного расширения. Сплавы для упругих элемен­тов.

Задания к контрольной работе №1 Вариант 01

A) Вычертить диаграмму состояния сплавов системы «свинец Pb – олово Sn» (рис. П.5). Ука­зать основные линии, точки, а также структурно-фазовый состав всех областей диаграммы. Для сплава, содержащего 45,50% олова Sn, построить кривую охлаждения и описать происхо­дящие при охлаждении фазовые превращения. Для данного сплава определить количествен­ное соотношение структурно-фазовых составляющих и их состав при температуре 220ºC и схематично изобразить его структуру.

Б) Вычертить диаграмму состояния сплавов системы «Fe-Fe₃C» (рис. П.7). Указать основные линии, точки и структурно-фазовый состав всех областей диаграммы. Для сплава, содержа­щего 4,23% углерода C, построить кривую охлаждения и описать происходящие при охлаж­дении структурно-фазовые превращения. Схематично изобразить и описать структуру задан­ного сплава.

Назовите линию солидус на диаграмме железо-углерод.

В) 1. Назовите линию солидус на диаграмме железо-углерод.

2. Что такое перлит?

3. Из какой фазы при охлаждении стали выделяется первичный цементит?

4. Укажите фазы и структурные составляющие, имеющиеся при комнатной температуре в сплаве с 3,3 % С. Дайте характеристику этого сплава по диаграмме железо-цементит.

5. Определите по диаграмме железо-цементит для заданного сплава при температуре 1200°С:

− химический состав фаз,

− число степеней свободы.

6. Зависит ли прочность серого чугуна от формы графитных включений

Г) Для деталей, работающих в слабых коррозионных средах, используется сталь 20Х13. Расшифровать состав и объяснить причину введения хрома в эту сталь. Назначить и обосно­вать виды и режимы термической обработки для данной стали, описать её структуру после термообработки.

Д) Назначить марку алюминиевой бронзы для изготовления мелких ответственных деталей (втулок, фланцев и т. д.). Расшифровать состав, описать структуру и механические свойства, используя диаграмму состояния сплавов системы «медь Cu – алюминий Al» (рис. П.2).

Е) Для изготовления постоянного магнита выбран сплав ЕХ9К15. Расшифруйте состав и укажите, к какой группе (по назначению) относится данный сплав. Назначьте режим термической обработки и опишите структуру и свойства после обработки.

Ж) Назначьте режим термической обработки (температуру закалки, охлаждающую среду и температуру отпуска) рессоры из стали 55, которые должны иметь твердость HRC 45...50. Опишите структуру и свойства.

З) Медная заготовка имеет крупнозернистое строение. Предложи­те виды и режимы обработок для измельчения зерна.

И) Расшифруйте представленные марки сталей и сплавов. Приведите их полный химический состав, назначение и область применения. 08кп, 14Х2Н3МА, 40ХР, А20, 65, 12Х17, 15Х11МФ, 04Х11Н9М2Д2ТЮ, САП-1, У8А.