bogodukhov_s_i_sinyukhin_a_v_kozik_e_s_kurs_materialovedeniy

№391. А) Неверно. Под такое определение подходят, например, состаренные алюминиевые сплавы, не являющиеся композиционны ми материалами.

№392. А) Применяемые в композиционных материалах наполни тели по прочности, твердости и модулю упругости значительно пре восходят матрицу.

№393. А) При получении таких материалов давление обычно применяют как элемент технологии, но сам метод иной.

№№ 394–396. А) Неверно.

№№ 397, 398. А) Правильно.

№399, 400. А) Неверно.

Позиция В

№368. В) Такие соединения представляют собой лишь одну из разновидностей полимеров, а именно — карбоцепные.

№369. В) Ответ неполон. К неорганическим полимерам относит ся не только стекло.

№№ 370, 371. В) Правильно.

№372. В) Неверно. Сетчатая (редкосетчатая) структура характер на для термореактивных материалов.

№373. В) Разветвленная структура характерна для термопластич ных материалов.

№374. В) Неверно. В ответе приведено определение полимеров.

№375. В) Неверно.

№376. В) Неверно. Наполнители придают пластмассам механиче скую прочность, твердость, химическую стойкость.

№377. В) Неверно. Обратимо затвердевают термопластичные пластмассы.

№378. В) Разветвленная структура характерна для термопластич ных материалов. Фенолформальдегидная смола — термореактивный материал.

№379. В) Стеклянное волокно, действительно, изготавливают из неорганического полимера — силикатного стекла. Однако это не пол ный ответ.

№380. В) Пластмассы с наполнителем из направленных органи ческих волокон представляют собой композиционные материалы, на зываемые органоволокнитами.

№381. В) В газонаполненных пластмассах газообразная фаза рав номерно распределена в объеме пластмассы. Поэтому такие пласт массы изотропны.

№382. В) Неверно.

№383. В) Неверно.

182 КУРС МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ В ВОПРОСАХ И ОТВЕТАХ

№384. В) Правильно.

№№ 385–388. В) Неверно.

№389. В) Правильно.

№390. В) Неверно. Под такое определение подходят, например, состаренные алюминиевые сплавы, не являющиеся композиционны ми материалами.

№391. В) Неверно. Одно из требований, предъявляемых к компо зиционным материалам, — отсутствие растворимости частиц упроч няющей фазы в материале матрицы.

№392. В) Прочность в зависимости от количества упрочняю щей фазы не подчиняется закону аддитивности. Оптимальное содержание второй фазы обычно не превышает 5…10 % (объем ных).

№393. B) Неверно.

№394. В) Правильно.

№395. В) Неверно.

№396. В) Правильно.

№397. В) Неверно.

№398. В) Неверно. Алюминиевая матрица не может существовать при такой температуре.

№399. В) Деструкция имеет место при абляции, но абляция охва тывает более широкий круг процессов.

№400. В) Неверно.

Позиция С

№368. С) Правильно.

№369. С) Ответ неполон. Все перечисленные материалы относят ся к неорганическим полимерам.

№370. С) Повышенную эластичность полимеру придают присут ствующие в основной цепи атомы кислорода.

№371. С) Неверно. Морозостойкость у полярных полимерных материалов низкая.

№372. С) В выбранном ответе дана слишком общая характери стика материалов. Формование изделий при повышенных температу рах характерно для многих как неметаллических, так и металлических материалов.

№373. С) Цеповидная структура характерна для термопластичных материалов.

№№374, 375. С) Правильно.

№376. С) Неверно. Увеличивают пластичность. Повышают теку честь, снижают остаточные напряжения. Увеличивают стойкость к ударным нагрузкам.

№377. С) Неверно. Линейную или разветвленную структуру мак ромолекул полимера имеют термопластичные пластмассы.

№378. С) Линейная или разветвленная структуры характерны для термопластичных материалов. Фенолформальдегидная смола — тер мореактивный материал.

№379. С) Гетинакс, действительно, получают на основе терморе активных полимеров. Однако это не полный ответ.

№№ 380–382. С) Правильно.

№383. С) Неверно.

№384. С) Неверно. Гетинакс не обладает оптической прозрачно

стью.

№385. С) Неверно.

№386. С) Правильно.

№387. С) Неверно.

№388. С) Правильно.

№389. С) Неверно. Слаборазветвленной структурой могут обла дать макромолекулы каучука — ингредиента резиновых смесей.

№390. С) Понятие композиционные материалы охватывает зна чительно более широкий круг материалов.

№391. С) Правильно.

№392. С) Прочность зависит от дисперсности частиц наполните ля, но она не может не зависеть от его содержания.

№393. С) Правильно.

№394. С) При большом (более 80 %) и малом (менее 5 %) содер жании наполнителя увеличение его объемного содержания ведет к уменьшению прочности.

№№ 395–397. С) Неверно.

№398. С) Неверно. Алюминиевая матрица не может существовать при такой температуре.

№399. С) Правильно.

№400. С) Неверно.

Позиция D

№368. D) Неверно. Полимерами могут быть не только органиче ские соединения. Входящие в состав полимеров мономерные звенья не обязательно должны иметь одинаковый химический состав.

№369. D) Правильно.

№№ 370, 371. D) Неверно.

№372. D) Неверно. В выбранном ответе приведена характеристи ка термореактивных материалов.

№373. D) Линейная структура характерна для термопластичных материалов.

184КУРС МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ В ВОПРОСАХ И ОТВЕТАХ

№374. D) Эти реакции могут иметь место при получении пласт масс. Однако полимеризация и поликонденсация — это реакции, по средством которых получают полимеры.

№375, 376. D) Неверно.

№377. D) Правильно.

№378. D) Линейная структура характерна для термопластичных ма териалов. Фенолформальдегидная смола — термореактивный материал.

№379. D) Правильно.

№380. D) Неверно. Пластмасса с наполнителем из стеклоткани называется стеклотекстолит.

№381. D) В пластмассах с порошковым наполнением частицы на полнителя распределены в объеме пластмассы более или менее рав номерно. Поэтому порошковые пластмассы изотропны.

№382. D) Неверно.

№383. D) Неверно. Гетинакс не обладает оптической прозрачностью.

№384. D) Неверно.

№385. D) Неверно. Асбоволокнит чаще применяют для изготов ления тормозных устройств.

№386. D) Неверно.

№387. D) Правильно.

№№ 388, 389. D) Неверно.

№390. D) Неверно. Такие материалы называются элементоорга ническими полимерами.

№391. D) Неверно. Одномерным наполнителем упрочнены во локнистые композиционные материалы.

№392. D) Правильно.

№393. D) Неверно.

№394. D) В интервале 5…80 % увеличение содержания наполни теля ведет к повышению прочности материала.

№395. D) Правильно.

№№ 396, 397. D) Неверно.

№398. D) Неверно. Алюминиевая матрица не может существовать при такой температуре.

№399. D) Абляция — это совокупность физико химических про цессов, а не способ. Явление абляции, действительно, используют для защиты космических аппаратов от перегрева.

№400. D) Правильно.

2.ВЫБОР МАТЕРИАЛОВ

2.1.ПРОГРАММА MATVED (ОПИСАНИЕ)

Программно методический комплекс предназначен для подбора требуемых материалов, используемых в машиностроительных конст рукциях, по их механическим характеристикам или по функциональ ному назначению.

Данный комплекс включает в себя программу для заполнения базы данных, программу для поиска материалов, базы данных и дан ное руководство.

При создании данной программы использовались следующие про граммно аппаратные средства: IВМ РС, язык программирования TURBO PASCAL 7.0 фирмы Воrlаnd Int. При работе над комплексом использовалась новая технология «Объектно ориентированного про граммирования (ООП)». Программа обладает развитым интерфейсом пользователя, совместимым с (CUI).Управление данной программой легко и удобно.

Составляющие программного комплекса:

а) программа создания базы данных (matved.exe); б) программа поиска материалов (matfind.exe);

в) исходные тексты программ на языке Turbo Pascal;

г) база данных (180 материалов, распределенных по 20 файлам *.bz); д) описание и руководство (_read.me).

База данных открыта для модификаций, дополнений. Кроме того, некодированная структура файлов позволяет редактировать их непо средственно из текстового редактора при условии соблюдения отве денных полей:

Название раздела — 1 строка (не более 60 символов); Характеристики, их размерность — 5 строк (в каждой не более 8 сим

волов); Каждый материал записывается отдельно:

Название — 1 строка (не более 28 символов); Марки — 1 строка (не более 30 символов);

Детали машин и область применения — 8 строк (в каждой не более 80 символов);

Свойства. Основные критерии работоспособности — 8 строк (в ка ждой не более 80 символов).

2.3. ФРАГМЕНТЫ БАЗЫ ПРОГРАММЫ

2.3.1.Углеродистые и легированные конструкционные стали

ГОСТ 380–94. Сталь углеродистая обыкновенного качества. Мар ки. ГОСТ 535–88. Прокат сортовой и фасонный из стали углероди стой обыкновенного качества. Общие технические условия; ГОСТ 1050–88. Прокат сортовой, калиброванный, со специальной отделкой поверхности из углеродистой качественной конструкционной стали. Общие технические условия.

Название — Углеродистая сталь обыкновенного качества.

Марки — Ст3сп, Ст3пс.

Массовая доля элементов: 0,14…0,22 % С; 0,40…0,65 % Mn; 0,15…0,30 % Si и 0,05…0,15 % Si соответственно.

Детали машин и области применения: горячекатаный рядовой прокат (балки, швеллеры, уголки, прутки, листы, трубы); малонагру женные детали машин (валы, оси, зубчатые колеса). См. также раздел «Арматурные стали».

Термическая обработка: закалка в воде с прокатного нагрева. Механические свойства проката (толщина 10…20 мм):

в 370…480 МПа;5 25…26 %.

Твердость (после нормализации) 111…156 HB.

Название — Углеродистая сталь обыкновенного качества.

Марка — Ст3кп.

Массовая доля элементов: 0,14…0,25 % С; 0,30…0,60 % Mn;0,05 % Si.

Детали машин и области применения: горячекатаный рядовой прокат (балки, швеллеры, уголки, прутки, листы, трубы); малонагру женные детали машин (валы, оси, зубчатые колеса). См. также раздел «Арматурные стали».

Термическая обработка: закалка в воде с прокатного нагрева. Механические свойства проката (толщина 20 мм):

в 360…460 МПа;

5 27 %; 125 HB.

Название — Низкоуглеродистая качественная сталь.

Марка — 10.

Массовая доля элементов: 0,07…0,14 % С; 0,35…0,65 % Mn; 0,17…0,37 % Si; 0,15 % Сr.

188 КУРС МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ В ВОПРОСАХ И ОТВЕТАХ

Детали машин и области применения: малонагруженные детали; шайбы, прокладки, кожухи и другие детали, изготавливаемые холод ной деформацией и сваркой.

Термическая обработка: нормализация при 900 °С (воздух); закал ка от 900 °С (вода) отпуск при 200 °С.

Механические свойства проката в нагартованном состоянии/после отжига или высокого отпуска:

в 410/290 МПа;5 8/26 %;50/55 %; 187/143 HB.

2.3.1.1. Конструкционные цементуемые стали

ГОСТ 1050–88. Сталь углеродистая качественная конструкцион ная. Технические условия. ГОСТ 4543–71. Сталь легированная конст рукционная. Технические условия.

Цементации подвергают детали из низкоуглеродистой стали, содер жащей не более 0,25 % С: стали марок 10, 15, 20, А12, низко , средне легированные стали 15Х, 15ХФ, 12ХН3А, 18ХГТ, 15ХН2ТА, 20ХГР.

Название — Низкоуглеродистая хромистая сталь.

Марка — 15Х.

Массовая доля элементов: 0,12…0,18 % С; 0,17…0,37 % Si; 0,40… 0,70 % Mn; 0,70…1,00 % Сr.

Детали машин и области применения: применяют для небольших деталей сечением не более 25 мм, работающих при средних нагрузках. Детали, работающие в условиях трения, с повышенной по сравнению с углеродистой сталью прочн остью сердцевины (поршневые пальцы и кольца, распределительные и червячные валы, толкатели клапанов, копиры, ролики толкателей автотракторных двигателей, детали мото ров сечением до 30 мм, подвергаемые цементации и цианированию).

Термическая обработка: 1 я закалка 880 °С (вода или масло) 2 я закалка 770…820 °С (вода или масло) низкий отпуск 180 °С (воздух или масло).

Механические свойства после термической обработки (без поверх ностного упрочнения):

в 700 МПа;т 500 МПа;

12 %;

45 %.

Твердость отожженной или высокоотпущенной стали 15Х не бо лее 179 HB.

ХТО: цементация 900…920 °С (воздух) закалка 760…780 °С (мас ло) низкий отпуск 170…190 °С (воздух или масло).

Твердость после ХТО: 57…63 HRC (поверхность);250 HB (сердцевина).

Название — Низкоуглеродистая хромованадиевая сталь.

Марка — 15ХФ.

Массовая доля элементов: 0,12…0,18 % С; 0,17…0,37 % Si; 0,40… 0,70 % Mn; 0,80…1,10 % Сr; 0,06…0,12 % V.

Детали машин и области применения: некрупные детали (в связи с небольшой прокаливаемостью), подвергаемые цементации и закал ке с низким отпуском (зубчатые колеса, поршневые пальцы, распре делительные валики, плунжеры, копиры).

Сталь мало склонна к росту зерна при нагреве.

Термическая обработка: 1 я закалка 880 °С (вода или масло) 2 я закалка 760…810 °С (вода или масло) низкий отпуск 180 °С (воздух или масло).

Механические свойства после термической обработки (без поверх ностного упрочнения):

в 750 МПа;т 550 МПа;

13 %;

50 %.

Твердость отожженной или высокоотпущенной стали 15ХФ не бо лее 187 НВ (после отжига);

Твердость после ХТО (поверхность) 58…63 НRС. Название — Низкоуглеродистая хромоникелевая сталь.

Марка — 12ХН3А.

Массовая доля элементов: 0,09…0,16 % C; 0,17…0,37 % Si; 0,60… 0,90 % Cr; 2,75…3,15 % Ni; 0,30…0,60 Mn.

Детали машин и области применения: ведущие зубчатые колеса электровозов и моторных вагонов; поршневые пальцы двигателей, рас пределительные валики, оси и другие цементуемые и нитроцементуе мые детали с высокой поверхностной твердостью; крупные детали от ветственного назначения, испытывающие при эксплуатации значитель ные динамические нагрузки; детали крупных роликоподшипников.

Термическая обработка: 1 я закалка 860 °С (вода или масло), 2 я закалка 760…810 °С (вода, масло) отпуск 180 °С (воздух или масло).

Механические свойства после термической обработки (сечение до 80 мм):

в 930 МПа;

190 КУРС МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ В ВОПРОСАХ И ОТВЕТАХ

0,2 685 МПа;

11 %;

55 %.

Твердость отожженной или высокоотпущенной стали 12ХН3А не более 217 HB.

ХТО: цементация 920…950 °С закалка 800…820 °С (масло) низ кий отпуск 160…180 °С (воздух).

Твердость после ХТО: 302 HB (сердцевина);

56…62 HRC (поверхность).

Название — Хромомарганцовистая сталь. Марка — 18ХГТ.

Массовая доля элементов: 0,17…0,23 % C; 0,17…0,37 % Si; 0,80… 1,10 % Mn; 1,00…1,30 % Cr; 0,03…0,09 % Ti.

Детали машин и области применения: зубчатые колеса коробок пере дач автомобилей и тракторов и ведомое зубчатое колесо бортовой переда чи трактора. Ходовые валики и винты станков (после азотирования) и др.

Термическая обработка: 1 я закалка 880…950 °С (воздух) 2 я за калка 870 °С (масло) низкий отпуск 200 °С (воздух или вода).

Механические свойства:в 980 МПа;

9 %;

50 %.

Твердость отожженной или высокоотпущенной стали 18ХГТ не более 217 HB.

Твердость после ХТО (на поверхность) 57…63 HRC.

Название — Хромомарганцевотитаноникелевая сталь.

Марка — Сталь 15ХГН2ТА.

Массовая доля элементов: 0,13…0,18 % C; 0,17…0,37 % Si; 1,40… 1,80 % Ni; 0,70…1,10 % Mn; 0,70…1,10 % Cr; 0,03…0,09 % Ti.

Детали машин и области применения: применяют для крупных де талей ответственного назначения, зубчатые венцы, шатуны, пальцы, оси и другие детали станкостроения, автотракторостроения, горно рудного, угольного и других отраслей машиностроения, тяжелонагру женные зубчатые колеса грузовых автомобилей.

Термическая обработка: 1 я закалка 960 °С (воздух), 2 я закалка 840 °С (масло) низкий отпуск 180 °С (воздух или масло).

Механические свойства после термической обработки (без поверх ностного упрочнения):

в 950 МПа;т 700 МПа;