Вариант 23

1. Линейные дефекты кристаллического строения на примере винтовой дислокации. Их влияние на свойства металлических материалов.

2. Что такое «аморфная структура» в металле? Как она может быть получена?

3. Какую структуру в двухкомпонентной системе называют эвтектоидной? Пояснить на примере диаграммы «Fe – C».

4. В чем отличие твердых растворов от химических соединений?

5. Область существования сталей ледебуритного класса.

6. Как рассчитываются истинные напряжения (σ_ист) в деформируемом образце?

7. Четвертое превращение в сталях при нагреве М → П или Fe_α(C) → Fe_α+Fe₃C.

8. Что такое пережог сталей?

9. Расшифровать марки сталей: 65; 4Х5МФС; 20Х25Н19С2Л.

Вариант 24

1. Что такое анизотропия свойств металлов? Понятие текстуры.

2. Как влияет скорость охлаждения из жидкой фазы на величину зерна стали при кристаллизации?

3. Что такое канода? Какие параметры можно определить с ее помощью?

4. Что представляют собой упорядоченные твердые растворы?

5. Какой тип кристаллической решетки имеет аустенит Fe(γ)? Нарисовать элементарную ячейку.

6. Как рассчитываются условные напряжения (σ_усл) в деформируемом образце?

7. В чем сущность мартенситного превращения в сталях?

8. Что такое рекристаллизация сталей. Для чего ее проводят?

9. Расшифровать марки сталей: 20ХГ2Ц; ХВГ; Р9.

2. Решение задач по выбору материалов в зависимости от условий работы деталей и конструкций

Методические указания содержат задачи по анализу и разбору наиболее характерных микроструктур сталей и сплавов и выявлению качественной зависимости между структурой, составом и свойствами металлических материалов. Объектом этих задач являются наиболее широко применяемые в современном машиностроении материалы: углеродистые и легированные стали, чугуны, сплавы цветных металлов, а также композиционные металлические и неметаллические материалы. Эти задачи должны решаться студентами в отведенное для практических занятий время и представляться преподавателю в письменном виде.

Методические указания к решению задач

Решение приведенных ниже задач предусматривает обоснованный выбор материала и его обработки, при использовании которых в наибольшей степени обеспечиваются надежность деталей в условиях эксплуатации, указанных в каждой отдельной задаче. Как правило, в задачах приведены более типичные условия использования изделий в разных отраслях промышленности. В задачах сформулированы характерные свойства, которые должен иметь сплав в соответствующем изделии. Для решения задач надо проанализировать условия работы изделий – деталей машин, инструментов и др., выяснить напряженное состояние, которое возникает в них в условиях службы, возможные виды разрушений и

другие причины выхода их из строя, так как от этого зависит выбор материала и способа обработки. Далее надо определить группу материалов (например, конструкционных сталей общего назначения, чугунов, жаропрочных сталей и сплавов, инструментальных сталей, полимерных материалов и т.п.), обладающих свойствами, близкими к требуемым. Для этой цели необходимо использовать классификацию, составы и назначение основных материалов, применяемых в машиностроении и приведенные в специальной справочной литературе.

При решении таких задач студенты должны ориентироваться на применение менее дорогих материалов, но в то же время обладающих достаточно высоким уровнем требуемых свойств, что должно обеспечить требуемый срок службы деталей и конструкций. При выборе тех или иных материалов необходимо учитывать их технологические свойства, чтобы предложить для изготовления изделий более экономичные технологические процессы.

В снижении материалоемкости деталей машин и конструкций необходимо учитывать возможность применения и других композиционных материалов, поскольку при ценных, а иногда уникальных физико-механических свойствах, они обладают малой удельной плотностью и хорошей технологичностью. В связи с этим принятые для изготовления таких изделий методы прессования (а иногда и литья) характеризуются очень высоким коэффициентом использования исходных материалов, что позволяет снизить себестоимость и трудоемкость изготовления изделий.

Если свойства предполагаемых сталей не полностью удовлетворяют требованиям задачи (например, по прочности или вязкости), то следует рассмотреть возможность их улучшения выбором термической или химико-термической обработки. При этом указать их виды, режимы, получаемую структуру и свойства. Дорогие легированные стали, содержащие никель, вольфрам, молибден или цветные сплавы, следует рекомендовать только в тех случаях, когда выбор более дешевых материалов не может обеспечить требований, указанных в задаче. Сделанный выбор сплава надо обосновать.

Для получения навыков в выборе материала и обосновании принимаемых решений в каждом разделе приведены примерные решения в соответствии с тематикой практического занятия. При решении задач и указании структуры и свойств выбранных сплавов рекомендуется использовать ГОСТ и учебники, справочники и монографии (см. список рекомендуемой литературы).