bogodukhov_s_i_sinyukhin_a_v_kozik_e_s_kurs_materialovedeniy

№№ 313–316. A) Неверно.

№317. A) Бронзы применяют как антифрикционные материалы при средних скоростях скольжения. БрО5Ц5С5 работает при малых скоростях (до 3 м/с).

№318. A) Правильно.

Позиция B

№241. B) Неверно. В выбранном ответе приведены характеристи ки Pb.

№242. B) Правильно.

№№ 243–245. B) Неверно.

№246. B) Правильно.

№247. B) Неверно.

№248. B) Пластичность ( ) латуней с увеличением концен трации цинка уменьшается.

№249. B) Неверно.

№250. B) Это, действительно, латунь, но состав сплава расшиф рован неверно.

№251. B) Правильно.

№252. B) Неверно. Так маркируют литейные латуни.

№253. B) Правильно.

№254. B) Неверно. Латуни — это сплавы меди с цинком.

№255. B) Неверно. В рассматриваемом сплаве Zn присутствует наряду с другими элементами в сравнимом с ними количестве. Следо вательно, это не латунь.

№256. B) Правильно.

№257. B) Неверно. При 20 % содержания цинка в латуни механи ческие свойства не достигают максимального значения.

№258. B) Алюминий относится к группе легких металлов, поэто му он не может обладать высокой плотностью.

№259. B) Алюминий не обладает полиморфизмом.

№260. B) Неверно.

№261. B) Сплавы, помеченные буквой a, входят в группу дефор мируемых сплавов (сплавы, неупрочняемые термообработкой).

№262. B) Правильно.

№263. B) Фиксация закалкой высокотемпературного состояния не вызывает в сплавах системы Al Cu серьезного упрочнения.

№264. B) Правильно.

№265. B) Неверно.

№266. B) Неверно. Образование зон ГП как раз обеспечивает уп рочнение сплавов.

№267. B) Правильно.

142КУРС МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ В ВОПРОСАХ И ОТВЕТАХ

№268. B) Неверно. Выделение метастабилных фаз приближа ет сплав к равновесию. При возврате сплав удаляется от равнове сия.

№269. B) Правильно.

№270. B) Латуни маркируют буквой Л, после которой указывает ся содержание в сплаве меди.

№271. B) АМг5оч, действительно, содержит больше упрочняю щих легирующих элементов. Но ведь сплав АМг2 подвергнут упроч няющей обработке.

№272. B) Неверно.

№273. B) Правильно.

№274–276. B) Неверно.

№277. B) Упрочняющую обработку алюминиевых сплавов, со стоящую в пластическом деформировании металла, обозначают, в за висимости от степени деформации, буквами Н или НН.

№№ 278, 279. B) Правильно.

№№ 280, 281. B) Неверно.

№282. B) Неверно. Сплавы АМг применяют для изготовления сварных конструкций средней прочности.

№283. B) Неверно. В группу редкоземельных металлов входят лантаноиды и сходные с ними иттрий и скандий.

№284. B) Титан в модификации имеет гексагональную плотно упакованную кристаллическую решетку.

№№ 285, 286. B) Правильно.

№287. B) По абсолютной прочности титановые сплавы уступают более дешевым высокопрочным сталям.

№288. B) Неверно. Мартенситоподобная структура, образующая ся в сплавах при быстром охлаждении, не является пересыщенным раствором, следовательно, старение не может привести к упрочнению сплава.

№289. B) Неверно. Насыщенность мартенсита определяется со ставом сплава.

№290. B) Свойства фазы указаны неверно.

№291. B) Правильно.

№292. B) Тип структуры обоих сплавов указан неверно.

№293. B) Магний, действительно, легкий металл. Остальные ха рактеристики указаны неверно.

№№ 294, 295. B) Неверно.

№296. B) Неверно. Рекристаллизационный отжиг и старение — это различные виды термообработки.

№297. B) Неверно. Дефектностью кристаллической структуры нельзя объяснить длительность выдержек при термообработке.

№298. B) Неверно. Магниевые сплавы не обладают высокими аб солютными прочностными свойствами.

№299. B) Правильно.

№300. B) Неверно. Закалка и старение для получения максималь ной твердости в магниевых сплавах обозначается Т6.

№301. B) Неверно.

№302. B) Сверхлегкие сплавы — это сплавы менее плотные, чем магний. Но Be по сравнению с Mg более плотный металл.

№303. B) Правильно.

№304. B) Неверно.

№305. B) Неверно. АЛ19 — сплав алюминия, упрочняемый тер мообработкой. МА21 не медь (в марках меди нет буквы А).

№306. B) Правильно.

№307. B) Температура плавления бериллия (1284 °С) ниже темпе ратуры плавления железа (1539 °С). Следовательно, Be — не тугоплав кий металл.

№308. B) Правильно.

№309. B) Решетку К8 имеет высокотемпературная модификация бериллия.

№310. B) Правильно.

№311. B) Неверно.

№312. B) Бериллий не обладает ферромагнетизмом.

№№ 313–316. B) Неверно.

№317. B) Правильно.

№318. B) Неверно.

Позиция C

№241. C) Правильно.

№242. C) Неверно.

№243. C) Сплав меди с оловом (кроме Sn дополнительно могут быть другие легирующие) называется оловянистой бронзой.

№244, 245. C) Неверно.

№246. C) С увеличением концентрации Zn пластичность лату ней возрастает.

№№ 247–249. C) Правильно.

№250. C) Неверно. В марках литейных сталей буква Л стоит в конце. В остальном литейные стали маркируют по общим правилам маркировки сталей.

№251. C) Неверно. Алюминиевая бронза.

№252. C) Правильно.

№253. C) Неверно. Рассматриваемый сплав — это сплав Cu с Zn (прочие элементы — легирующие). Следовательно, это не бронза.

№285. C) Неверно. Решетка ГПУ имеет меньше плоскостей лег кого скольжения, чем ОЦК. Следовательно, в состоянии титан ме нее пластичен.

№286. C) В этом ответе влияние всех элементов указано неверно.

№287. C) Химическая стойкость позволяет использовать титан в конструкциях, работающих с агрессивными средами (вентили, трубо проводы и т.д.). Однако применение титана в летательных аппаратах значительно разнообразнее.

№288. C) Правильно.

№289. C) Неверно. Образование фазы зависит от концентра ции в сплаве стабилизаторов и от режима охлаждения.

№290. C) Неверно.

№291. C) Неверно. После отжига структура близка к равновес ной, поэтому при старении она измениться не может, а следователь но, не произойдет упрочнения.

№292. C) ОТ4 — марка сплава на основе титана.

№293. C) Магний имеет низкую жесткость и низкую пластич

ность.

№294. C) Неверно. Магний не имеет полиморфных модифика

ций.

№295. C) Неверно. Температура 700 С превышает температуру плавления магния.

№296. C) Правильно.

№297. C) Неверно. Продолжительность выдержки при термооб работке мало связана с типом кристаллической решетки.

№298. C) Низкая плотность безотносительно к прочностным ха рактеристикам не может определять эффективность использования металла в качестве конструкционного материала.

№299. C) Конечно, увеличение количества дефектов кристалли ческого строения сверх некоторой величины ведет к снижению пла стичности металла. Но в данном случае речь идет о природной харак теристике магния.

№300. C) Правильно.

№301. C) Неверно. Отжиг магниевых сплавов обозначают Т2.

№302. C) Правильно.

№303. C) Основным элементом, повышающим коррозионную стойкость магниевых сплавов, является марганец.

№304. C) Неверно.

№305. C) Правильно.

№306. C) Неверно.

№307. C) К благородным металлам относятся серебро, золото, металлы группы платины. К группе благородных относят также медь.

146КУРС МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ В ВОПРОСАХ И ОТВЕТАХ

№308. C) Неверно. В выбранном ответе приведены характеристи ки Fe.

№309. C) Неверно.

№310. C) Неверно. Титан для изготовления пружин не применяют.

№311. C) Неверно.

№312. C) Бериллий и сплавы на его основе не обладают памятью формы.

№№ 313–315. C) Правильно.

№316. C) Неверно.

№317. C) Антифрикционные чугуны используют для работы при малых скоростях скольжения (АЧС 3 — до 0,75 м/с).

№318. C) Неверно.

Позиция D

№241. D) Неверно. В выбранном ответе приведены характеристи

ки Ti.

№242. D) Неверно.

№243. D) Сплавы алюминия с кремнием называется силуминами.

№244, 245. D) Неверно.

№246. D) С увеличением концентрации Zn прочность латуней возрастает.

№247, 248. D) Неверно.

№249. D) Неверно. Бронза сама является сплавом на основе меди.

№250. D) Правильно.

№251. D) Неверно. Оловянная бронза.

№252. D) Неверно. Рассматриваемый сплав — это сплав Cu с Zn (прочие элементы — легирующие). Следовательно, это не бронза.

№253. D) Неверно. ЛАМц 56 1 3 — марка деформируемой латуни.

№254. D) Неверно. Баббиты — это антифрикционные сплавы на основе олова или свинца.

№255. D) Правильно.

№256. D) Неверно. В рассматриваемом сплаве Zn присутствует наряду с другими элементами в сравнимом с ними количестве. Следо вательно, это не латунь.

№257. D) Правильно.

№258. D) Алюминий обладает высокой коррозионной стойко стью, так как на его поверхности образуется плотная окисная пленка.

№259, 260. D) Неверно.

№261. D) Сплавы, помеченные буквой b, составляют группу деформируемых и литейных сплавов, упрочняемых термообработ кой.

№262. D) Сплавы, помеченные буквой c, составляют группу де формируемых сплавов (упрочняемых и неупрочняемых термической обработкой).

№263. D) В сплавах системы Al Cu металлографическое обнару жение дисперсных фаз совпадает с началом разупрочнения сплава.

№264. D) Неверно.

№265. D) Повышение прочности сплавов системы Al Cu достига ется старением закаленных сплавов.

№266. D) Неверно. Обычно упорядочение твердых растворов со провождается повышением твердости с одновременным снижением пластичности. Упорядочение для алюминиевых сплавов не характерно.

№267. D) Этот ответ характеризует возврат — стадию рекристал лизационного отжига сталей, но не естественно состаренных алюми ниевых сплавов.

№268. D) При возврате, действительно, устраняются локальные искажения, но в целом кристаллическая решетка оказывается иска женной не менее, чем до возврата.

№269. D) Неверно.

№№270–272. D) Правильно.

№№273–275. D) Неверно. № 276. D) Правильно.

№ 277. D) Обозначение Т1 в конце марки сплава указывает на вид

термической обработки.

№278. D) Неверно. Сплавы типа АМг старению не подвергают.

№279. D) Неверно.

№280. D) Неверно.

№281. D) Правильно.

№282. D) Неверно. Из сплава Д16 изготавливают различные дета ли конструкций, обшивки клепанных конструкций, длительно рабо тающих при температуре 80 С, ограниченное время — при 150 °С.

№283. D) Температура плавления титана выше tпл железа. Следо вательно, Ti никак не может относиться к легкоплавким металлам.

№284. D) Титан в модификации имеет объемно центрирован ную кубическую кристаллическую решетку.

№285. D) Неверно. Низкотемпературная модификация имеет ГПУ кристаллическую решетку, имеющую меньше плоскостей легко го скольжения, чем ОЦК, и, следовательно, менее пластичную.

№286. D) В этом ответе влияние олова и молибдена указано не верно.

№287. D) Правильно.

№288. D) Неверно. Стабилизирующий отжиг снимает напряже ния, а это ведет к снижению прочности.

148КУРС МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ В ВОПРОСАХ И ОТВЕТАХ

№№289, 290. D) Правильно.

№291. D) Неверно. При горячей деформации рекристаллизаци онные процессы полностью снимают упрочнение, возникшее в ре зультате наклепа.

№292. D) Правильно.

№293. D) Магний обладает низкой пластичностью (относитель ное удлинение 6…8 %).

№№ 294, 295. D) Правильно.

№296. D) Неверно. При термической обработке магниевых спла вов мартенсит не образуется.

№297. D) Неверно. Мерилом энергии связи атомов в кристалли ческой решетке является температура плавления вещества. Для маг ния этот показатель невелик.

№298. D) Правильно.

№299. D) Неверно. Мерилом энергии связи атомов в кристалли ческой решетке является температура плавления вещества. Для маг ния этот показатель невелик.

№300. D) Неверно. Обозначения Л3 и Т2 не имеют отношения к легирующим элементам.

№301. D) В марках магниевых сплавов буква Т и число после нее указывают на характер термической обработки.

№302. D) Сверхлегкие сплавы — это сплавы менее плотные, чем магний. Но все редкоземельные элементы по сравнению с магнием — более плотные металлы.

№303. D) Исключает воспламенение магния при нагреве введе ние в сплав малых количеств бериллия.

№304. D) Правильно.

№305. D) Неверно. Буквы Л и А не означают, что рассматривае мые сплавы легированы литием и алюминием (хотя в сплаве МА21, действительно, алюминий есть).

№306. D) Неверно.

№307. D) Правильно.

№308. D) Неверно. В выбранном ответе приведены характеристи ки Mg.

№309. D) Правильно.

№310. D) Неверно. Алюминиевые сплавы для изготовления пру жин не применяют.

№№ 311–315. D) Неверно.

№316. D) Правильно.

№317. D) Латунь ЛЦ16К4 применяют как антифрикционный ма териал при малых скоростях скольжения (до 2 м/с).

№318. D) Неверно.

1.2.9.Металлы и сплавы с особыми свойствами

иэлектротехнические материалы

По электрическим свойствам материалы могут быть проводника ми, полупроводниками и диэлектриками.

Проводниковые материалы классифицируют в зависимости от удельного электрического сопротивления на металлы и сплавы высо кой проводимости, криопроводники и сверхпроводники, сплавы с повышенным электросопротивлением.

Среди металлов высокой электрической проводимости широко рас пространены медь (удельное электросопротивление 0,017 мкОм м), алюминий ( 0,028 мкОм м) и железо ( 0,098 мкОм м). Имеют практическое значение также серебро ( 0,006 мкОм м) и золото (0,022 мкОм м).

Электрические и механические характеристики меди в значи тельной степени определяются наличием примесей и напряженно стью структуры металла. Наименьшим электрическим сопротивле нием обладает чистая медь. Любые примеси снижают ее электропро водность. Деформационное упрочнение ухудшает проводниковые свойства меди, но увеличивает ее механическую прочность. Холодно тянутая (твердая) медь — МТ применяется в основном там, где не обходимы, наряду с достаточной электрической проводимостью (0,018 мкОм м), прочность, твердость, высокое сопротивление ис тирающим нагрузкам (например, контактные провода, коллектор ные пластины электрических машин). Отожженная (мягкая) медь — ММ имеет высокую электрическую проводимость ( не более 0,01724 мкОм м) и применяется в виде проволок для изготовления токопроводящих жил кабелей, обмоточных и монтажных проводов, в производстве волноводов и т.д.

Алюминий как проводниковый материал занимает второе место после меди. Для электротехнических целей используют специальные марки алюминия А5Е (общее содержание примесей 0,5 %) и А7Е (0,3 % примесей), в которых содержание железа и кремния находится в определенном соотношении, а концентрация Ti, V, Cr и Mn сниже на до тысячных долей процента. Удельное электрическое сопротивле ние проводникового алюминия не более 0,0289 мкОм м.

Железо значительно уступает меди и алюминию по электрической проводимости, но оно обладает более высокими механическими ха рактеристиками. В качестве проводникового материала железо (низ коуглеродистые стали) применяют в тех случаях, когда прочностные свойства имеют решающее значение, например, для рельсов подвиж ного состава с электрической тягой.

150КУРС МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ В ВОПРОСАХ И ОТВЕТАХ

Ккриопроводникам относятся материалы, приобретающие при глубоком охлаждении (ниже 173 С) высокую электрическую прово димость, но не переходящие в сверхпроводниковое состояние. Од ним из таких материалов является алюминий особой чистоты А999 (99,999 % Al). При температуре жидкого азота минус 195,6 °С удель

ное электрическое сопротивление составляет около 0,003 мкОм м, а при температуре жидкого водорода минус 252,6 °С — около 0,00005 мкОм м.

К сплавам с повышенным удельным электрическим сопротивле нием (не менее 0,3 мкОм м) относятся медноникелевые сплавы — манганин (МНМц 3 12), константан (МНМц 40 1,5); сплавы на ос нове никеля — нихромы (Х20Н80, Х15Н60); на железной основе — фехраль (Х13Ю4), хромель (0Х23Ю5) и др.

Манганин — сплав на основе Cu, легированный 3 % Ni и 12 % Mn, обладает стабильным удельным электрическим сопротивлением в ин тервале температур от 100 до 100 °С. Низкое значение термоЭДС в паре с медью и высокая стабильность электросопротивления во вре мени позволяют широко использовать манганин при изготовлении резисторов и электроизмерительных приборов высоких классов точ ности.ы

Константан (около 40 % Ni и 1,5 % Mn, основа — Cu) по стойко сти к нагреву превосходит манганин, что позволяет использовать его

вреостатах и электронагревательных приборах, работающих при тем пературе до 500 °С. Высокая термоэлектродвижущая сила константа на в паре с медью и железом исключает возможность применения его

вэлектроизмерительных приборах, однако она позволяет применять константан при изготовлении термопар.

Сплавы высокого электросопротивления (нихромы, фехраль, хро мель и др.) применяют для изготовления нагревательных элементов электрических приборов и печей. Рабочие температуры таких сплавов 900…1200 °С.

Диэлектриками называют материалы, основным электрическим свойством которых является способность поляризоваться в электри ческом поле. В диэлектриках электрические заряды прочно связаны

сатомами, молекулами или ионами и в электрическом поле лишь несколько смещаются относительно положения равновесия. Проис ходит разделение центров положительного и отрицательного заря дов, т.е. поляризация. Для диэлектриков характерно высокое сопро тивление прохождению постоянного электрического тока. Мерой поляризуемости диэлектрика является относительная диэлектриче ская проницаемость, равная отношению емкости конденсатора с ди электриком к емкости такого же конденсатора с вакуумом. Важней