Вариант 04

A) Вычертить диаграмму состояния сплавов системы «алюминий Al – медь Cu» (рис. П.2). Указать основные линии, точки, а также структурно-фазовый состав всех областей диаграм­мы. Для сплава, содержащего 43% меди Cu, построить кривую охлаждения и описать проис­ходящие при охлаждении фазовые превращения, определить количественное соотношение структурно-фазовых составляющих и их состав при температуре 557ºC. Схематично изобра­зить и описать структуру заданного сплава.

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 0,42% углерода C, построить кривую охлаждения и описать происходящие при охлаж­дении структурно-фазовые превращения. Схематично изобразить и описать структуру задан­ного сплава.

B) 1. Что собой представляет аустенит?

2. Приведите точки диаграммы железо-цементит, которые делят сплавы на стали и чугуны, доэвтектоидные и заэвтектоидные стали, доэвтектические и заэвтектические чугуны?

3. Какую структуру имеет белый доэвтектический чугун?

4. Сколько должно быть феррита и цементита как фазовых составляющих в сплавах с содержанием 0,5; 1,5; 4,0% С при комнатной температуре после медленного охлаждения?

5. Как расшифровать марку сплава КЧ 37-12?

6. При какой температуре протекает и в чем заключается эвтектоидное превращение на диаграмме железо-цементит?

Г) Для изготовления турбин используется сталь 45Х13Н7Г7В2М. Расшифровать состав и оп­ределить группу стали по назначению. Назначить и обосновать режимы термической обра­ботки, описать получаемую при термообработке структуру.

Д) Назначить коррозионностойкую сталь для работы в слабоагрессивных средах (водные растворы солей и т. п.). Указать химический состав стали, необходимую термическую обра­ботку и описать получаемую при термообработке структуру.

Е) Никелевая заготовка обладает крупнозернистым строением. Предложите виды и режимы обработок для измельчения зерна.

Ж) Выберите сталь для изготовления резервуара, работающего в контакте с крепкими кислотами. Расшифруйте состав, и определите класс стали. Объясните причину введения хрома, и обоснуйте выбор стали для данных условий работы.

З) Сталь 40 подверглась отжигу при температурах 840 и 1000°С. Опишите превращения, происходящие при данных режимах отжига; укажите, какие образуются структуры, и объясните причины получения различных структур и свойств.

И) Расшифруйте представленные марки сталей и сплавов. Приведите их полный химический состав, назначение и область применения. Х27Ю5Т, 12Х18Н9Т, ШХ15СГ, 20Х3МВФ, 06ХН28МДТ, ХН38ВТ, ЛК80-3, 36НХ, 30Л, Б8З.

Вариант 05

A) Вычертить диаграмму состояния сплавов системы «алюминий Al – кремний Si» (рис. П.3). Указать основные линии, точки, а также структурно-фазовый состав всех областей диаграммы. Для сплава, содержащего 70% кремния Si, построить кривую охлаждения и опи­сать происходящие при охлаждении превращения. Для данного сплава определить количест­венное соотношение структурно-фазовых составляющих и их состав при температуре 1000ºC. Схематично изобразить и описать структуру заданного сплава.

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 0,6% углерода C, построить кривую охлаждения и описать происходящие при охлаж­дении структурно-фазовые превращения. Схематично изобразить и описать структуру задан­ного сплава.

B) 1. Чем обусловлено наличие на диаграмме нескольких областей гомогенных твердых растворов?

2. При какой температуре протекает и в чем заключается перитектическое превращение на диаграмме железо-цементит?

3. Что такое δ-феррит?

4. Будет ли изменяться твердость белого чугуна при увеличении в нем содержания углерода?

5. Укажите фазы и структурные составляющие, имеющиеся при комнатной температуре в сплаве с 0,8% С. Дайте характеристику этого сплава по диаграмме железо-цементит.

6. Определите по диаграмме железо-цементит для заданного сплава (0,8% С) химический состав фаз и количественное соотношение фаз при температуре 1000°С.

Г) Для изготовления трубопроводов пароперегревателей используется сталь 09Х14Н16В (ЭИ694). Указать состав и назначение стали, обосновать режимы термической обработки, описать получаемую при термообработке структуру.

Д) Назначить термическую обработку (температуру закалки, охлаждающую среду, темпера­туру отпуска) при изготовлении напильников из стали У13. Описать сущность происходя­щих превращений, структуру и твёрдость стали после термообработки.

Е) При получении тонкой алюминиевой проволоки волочение про­водили с большими обжатиями. На последних переходах проволока дала разрывы. Объясните причину разрывов и назначьте способ устранения этого явления.

Ж) Выберите латунь для изготовления деталей путем глубокой вытяжки. Расшифруйте состав и опишите структуру сплава. Назначьте режим промежуточной термической обработки, применяемой между отдельными операциями вытяжки, обоснуйте выбранный режим. Дайте общую характеристику механических свойств сплава.

З) Назначьте режим термической обработки шестерен из стали 20 с твердостью зуба HRC 58...62. Опишите микроструктуру и свойства поверхности зуба и сердцевины шестерни после термообработки.

И) Расшифруйте представленные марки сталей и сплавов. Приведите их полный химический состав, назначение и область применения. Х15Н60, 06ХН28МДТ, 12МХ, 30ХГ2СТЛ, ЛЖМц 59-1-1, 77НМД, АЛ13, 50ХФА, ВТ9, Вст3кп.