Вариант 08

A) Вычертить диаграмму состояния сплавов системы «цинк Zn – олово Sn» (рис. П.6). Ука­зать основные линии, точки, а также структурно-фазовый состав всех областей диаграммы. Для сплава, содержащего 80% цинка Zn, построить кривую охлаждения и описать происхо­дящие при охлаждении фазовые превращения. Для заданного сплава определить количест­венное соотношение структурно-фазовых составляющих и их состав при температуре 300ºC. 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. Указать сплавы эвтектоидного и эвтектического состава. Для заданных сплавов (выберите произвольно) построить кривые охлаждения и описать происходящие при охлаждении структурно-фазовые превращения. Схематично изо­бразить и описать структуры заданных сплавов.

B) 1. Что представляет собой ледебурит?

2. Какие структурные составляющие железоуглеродистых сплавов состоят из одной фазы?

3. Сколько двухфазных областей на диаграмме железо-цементит? Какие в них находятся фазы?

4. При какой температуре протекает и какой линии диаграммы железо-цементит соответствует эвтектическое превращение.

5. Какую структуру имеют медленно охлажденные углеродистые стали, содержащие 0,8% С?

6. Определите химический состав и весовое количество феррита для стали с 0,8 % С при температуре 700 °С по диаграмме железо-цементит.

Г) Для изготовления деталей, работающих в контакте с крепкими кислотами, выбрана сталь 15Х28. Указать состав стали, объяснить причину введения хрома и обосновать выбор этой стали для данных условий эксплуатации.

Д) Для изготовления поршней двигателей внутреннего сгорания, работающих при темпера­турах 200 – 250ºC, используется сплав АЛ1. Расшифровать состав, описать режимы упроч­няющей термической обработки и кратко объяснить причину упрочнения.

Е) Опишите микроструктуру и свойства образцов технического олова после деформирования при комнатной температуре и при темпе­ратуре 150°С. Объясните процессы, протекающие при этом. Дайте сравнительную оценку величины зерна.

Ж) Выберите титановый сплав для обшивки летательных аппаратов. Приведите химический состав сплава, режим упрочняющей термической обработки и получаемую структуру.

З) Плашки из стали У11А закалены: первая – от температуры 760°С, а вторая – от температуры 850°С. Используя диаграмму железо–карбид железа, объясните, какая из этих плашек закалена правильно, имеет более высокие режущие свойства и почему.

И) Расшифруйте представленные марки сталей и сплавов. Приведите их полный химический состав, назначение и область применения. Х20Н8О, 20К, 15Х5ВМ, Х6В3М, 07Х13Н4АГ20, Л63, 83НФ, 70Г, Бр03Ц12С5, У10.

Вариант 09

A) Вычертить диаграмму состояния сплавов системы «медь Cu – серебро Ag» (рис. П.1). Указать основные линии, точки, а также структурно-фазовый состав всех областей диаграм­мы. Для сплава, содержащего 30% серебра Ag, построить кривую охлаждения и описать происходящие при охлаждении фазовые превращения. Для заданного сплава определить ко­личественное соотношение структурно-фазовых составляющих и их состав при температуре 800ºC. 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 0,85% углерода C, построить кривую охлаждения и описать происходящие при охлаж­дении структурно-фазовые превращения. Схематично изобразить и описать структуру задан­ного сплава. Определите химический состав и весовое количество феррита для стали с 0,85 % С при температуре 950 °С по диаграмме железо-цементит.

B) 1. Приведите для чистого железа критические температуры: точка магнитного перехода, полиморфное превращение α→γ, полиморфное превращение γ→δ.

2. Что такое феррит?

3. Каково максимальное содержание углерода в феррите?

4. Из каких фаз состоят заэвтектоидные стали при комнатной температуре?

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

6. Определите по диаграмме железо-цементит для заданного сплава (4,3%) при температуре 800°С:

− химический состав фаз,

−количественное соотношение фаз.

Г) По условиям эксплуатации детали должны иметь твёрдый износоустойчивый поверхност­ный слой при вязкой сердцевине. Для их изготовления выбрана сталь 12ХН3А. Указать со­став и определить группу стали по назначению. Назначить и обосновать режимы термиче­ской и химико-термической обработки, объяснить влияние легирования на свойства данной стали.

Д) Втулки из стали 40 подвергнуты закалке: первая — от температуры 740ºC, вторая — от температуры 840ºC. Используя диаграмму состояния «Fe-Fe₃C», объяснить, какая из этих втулок имеет более высокую твёрдость и почему.

Е) Листовая медь при холодном деформировании подвергалась меж­ду переходами рекристаллизации при температуре 850°С. В результа­те произошло резкое падение вязкости. Объясните причину. Назначьте вид и режим обработки для устранения этого явления.

Ж) Для изготовления деталей двигателя внутреннего сгорания выбран сплав АК6. Расшифруйте состав сплава, приведите характеристики механических свойств сплава при повышенных температурах и объясните, за счет чего они достигаются.

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

И) Расшифруйте представленные марки сталей и сплавов. Приведите их полный химический состав, назначение и область применения. Н5К10, 08Х18Н10Т, ШХ20СГ, ВТ3-1, 32НКД, 15Г2АФ, 45Х17Г13Н3ЮЛ, В95.