bogodukhov_s_i_sinyukhin_a_v_kozik_e_s_kurs_materialovedeniy

2.Такая термообработка обеспечивает превращение остаточного аустенита в мартенсит.

3.Охлаждение в область отрицательных температур измельчает карбиды.

4.Охлаждение в область отрицательных температур приводит к более равномерному распределению карбидов.

? 1 Неверно. Легированность мартенсита зависит от состава аустени*

та, легированность же последнего возрастает с повышением темпера* туры закалки.

Материал по заданному вопросу вы можете найти в литературе: Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение. — М.: Машино*

строение, 1990. С. 355–357.

Материаловедение / Под ред. Б.Н. Арзамасова. — М.: Изд*во МГТУ, 2008. С. 617.

Гуляев А.П. Металловедение. М.: Металлургия, 1986. С. 366.

Правильных ответов: 1 Задано вопросов: 4

Вопрос № 5

Какова роль первичных карбидов в быстрорежущих сталях?

Ответы:

1.Первичные карбиды наряду со вторичными повышают легиро* ванность аустенита.

2.Первичные карбиды сдерживают рост аустенитного зерна при температурах закалки сталей.

3.Первичными карбидами обеспечивается высокая красностой* кость быстрорежущих сталей.

4.Присутствие первичных карбидов вызвано технологическими особенностями изготовления быстрорежущих сталей.

? 1 Неверно. Первичные карбиды в аустените не растворяются и, сле*

довательно, повысить его легированность не могут.

Материал по заданному вопросу вы можете найти в литературе: Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение. — М.: Машино*

строение, 1990. С. 354.

Материаловедение / Под ред. Б.Н. Арзамасова. — М.: Изд*во МГТУ, 2008, С. 616.

Правильных ответов: 1 Задано вопросов: 5

12 КУРС МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ В ВОПРОСАХ И ОТВЕТАХ

Вопрос № 6

Какова роль карбида вольфрама (WC), входящего в состав твердых сплавов?

Ответы:

1.WC обеспечивает прочность сплава.

2.WC обеспечивает вязкость сплава.

3.WC обеспечивает твердость сплава.

4.WC играет роль связующего материала. ? 3 Правильно.

Правильных ответов: 2 Задано вопросов: 6

Вопрос № 7

Какой из перечисленных в ответах технологических методов при* меняют для получения твердых сплавов?

Ответы:

1.Литье с последующей термической обработкой.

2.Обработку сверхвысоким давлением в сочетании с высоким на* гревом.

3.Порошковую металлургию.

4.Термомеханическую обработку.

? 1 Неверно.

Материал по заданному вопросу вы можете найти в литературе: Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение. — М.: Машино*

строение, 1990. С. 364.

Материаловедение / Под ред. Б.Н. Арзамасова. — М.: Изд*во МГТУ, 2008. С. 619.

Гуляев А.П. Металловедение. — М.: Металлургия, 1986. С. 379.

Правильных ответов: 2 Задано вопросов: 7

Вопрос № 8

Какой из перечисленных в ответах твердых сплавов следует пред* почесть для изготовления штампового инструмента?

Ответы:

1.ВК8

2.Т15К6

3.Т5К10

4.ВК25 ? 3

Неверно. Сплав Т5К10 применяют для чернового точения, фрезе*

рования и строгания сталей.

Материал по заданному вопросу вы можете найти в литературе: Материаловедение / Под ред. Б.Н. Арзамасова. — М.: Изд*во МГТУ,

2008. С. 620.

Гуляев А.П. Металловедение. — М.: Металлургия, 1986. С. 379–382.

Правильных ответов: 2 Задано вопросов: 8

Вопрос № 9

Какой из приведенных в ответах инструментальных материалов следует применить для чистовой обработки стального закаленного изделия?

Ответы:

1.Р6М5

2.Т30К4

3.ВК15

4.У8А

? 2 Правильно.

Правильных ответов: 3 Задано вопросов: 9

Вопрос № 10

Сколько процентов железа содержится в сплаве Т5К10?

Ответы:

1.85

2.0

3.10

4.5 ? 1

Неверно. В шихте сплава Т5К10 содержится 85 % карбидов вольф*

рама.

Материал по заданному вопросу вы можете найти в литературе: Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение. — М.: Машино*

строение, 1990. С. 364–365.

14 КУРС МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ В ВОПРОСАХ И ОТВЕТАХ

Материаловедение / Под ред. Б.Н. Арзамасова. — М.: Изд*во МГТУ, 2008. С. 620.

Гуляев А.П. Металловедение. — М.: Металлургия, 1986. С. 380–382.

Правильных ответов: 3 Задано вопросов: 10

Вопрос № 11

Почему быстрорежущие стали при закалке нагревают до темпера* тур значительно более высоких, чем, например, углеродистые стали?

Ответы:

1.При высоком нагреве происходит укрупнение аустенитного зерна.

2.При высоком нагреве более полно растворяются вторичные кар* биды и образуется высоколегированный аустенит.

3.В быстрорежущих сталях перлитно*аустенитное превращение протекает при более высоких температурах.

4.При высоком нагреве полностью растворяются первичные и вторичные карбиды.

?3

Неверно. Температура перлитно*аустенитного превращения у бы* строрежущих сталей выше, чем у углеродистых примерно на 100 °С, а закалку ведут от температур выше на 300…500 °С.

Материал по заданному вопросу вы можете найти в литературе: Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение. — М.: Машино*

строение, 1990. С. 354.

Материаловедение / Под ред. Б.Н. Арзамасова. М. — Изд*во МГТУ, 2008. С. 615–616.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Вопрос № 19

До каких ориентировочно температур следует нагревать быстроре* жущие стали при закалке?

Ответы:

1.800…900 °С.

2.750…800 °С.

3.1400…1500 °С.

4.1200…1300 °С. ? 4 Правильно.

Правильных ответов: 6 Задано вопросов: 19

Вопрос № 20

Какова роль кобальта в твердом сплаве?

Ответы:

1.Увеличивает твердость сплава.

2.Увеличивает красностойкость сплава.

3.Связующий компонент. Увеличивает вязкость сплава.

4.Увеличивает износостойкость сплава.

? 3 Правильно.

Правильных ответов: 7 Задано вопросов: 20

Вопросы по теме 10 окончены.

1.2.БАЗОВЫЕ РАЗДЕЛЫ ПРОГРАММЫ

1.2.1.Электронное строение и классификация металлов

Металлы, или вещества, находящиеся в металлическом состоянии, обладают электронным строением, характеризующимся наличием не* заполненных подуровней в валентной зоне. Валентные электроны не связаны с определенными атомами, а принадлежат всему металличе* скому телу, образуя электронный газ, окружающий каркас из поло* жительно заряженных ионов.

Металлическая связь между атомами ненаправленная. Каждый атом стремится окружить себя как можно большим числом соседних атомов, следствием чего является высокая компактность металлов.

Электроны, образующие электронный газ, называют электронами проводимости, поскольку они легко перемещаются во внешнем элек* трическом поле, создавая электрический ток.

Недостроенность валентных энергетических зон металлов опреде* ляет их высокую электропроводность, теплопроводность, металличе* ский блеск и др. Все металлы имеют положительный температурный коэффициент электрического сопротивления, т.е. при T 0 К R 0 (у полупроводников и неметаллов при T 0 К R ).

По ряду характерных признаков металлы делят на две группы: чер ные и цветные. К черным относят железо и его сплавы (стали, чугу* ны). Остальные металлы и сплавы на их основе — цветные.

Нередко к металлам железной группы относят Ni, Co и Mn.

16 КУРС МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ В ВОПРОСАХ И ОТВЕТАХ

Металлы с температурой плавления выше 1539 С называют туго плавкими. К ним принадлежат Ti, Zr, Cr, V, Nb, Mo, W и др.

Металлы с низкой температурой плавления (Hg, Sn, Bi, Cd, Pb, Zn, Sb и др.) относят к легкоплавким.

Клегким относятся металлы с низкой плотностью. К ним принад* лежат нашедшие широкое техническое применение Mg, Be, Al, Ti.

Металлы Ag, Au, Os, Ir, Pt, Rh, Pd и др. составляют группу благо родных. Они химически инертны. К благородным металлам часто от* носят медь, обладающую химической стойкостью в сухой атмосфере.

Кредкоземельным металлам (РЗМ) относят металлы группы лан* тана — лантаноиды (Ce, Pr, Nd и др.) и сходные с ними Y и Sc.

Группу урановых металлов составляют используемые в атомной технике актиноиды (Th, Pa, U и др.).

Li, Na, K и др. (их используют в качестве теплоносителей в ядер* ных реакторах) составляют группу щелочноземельных металлов.

Ряд металлов (Fe, Ni, Co, Gd), в связи с особенностями их элек* тронного строения, обладает ферромагнетизмом — способностью сильно намагничиваться во внешнем магнитном поле. Основные

свойства ферромагнетиков определяются доменной структурой их кристаллов. Домен — это область кристалла размером 10 4…10 6 м, ко* торая при отсутствии внешнего магнитного поля спонтанно (само* произвольно) намагничена до насыщения. Магнитные моменты от* дельных доменов направлены различно, поэтому полный магнитный момент ферромагнетика равен нулю.

Вопросы тестов к разделу 1.2.1

№ 1. К какой группе металлов принадлежит железо и его сплавы? A) К тугоплавким. B) К черным. C) К диамагнетикам. D) К метал*

лам с высокой удельной прочностью.

№2. Какой из приведенных ниже металлов (сплавов) относится к черным?

A)Латунь. B) Коррозионно*стойкая сталь. C) Баббит. D) Дуралю* мины.

№3. Как называют металлы с температурой плавления выше тем* пературы плавления железа?

A)Тугоплавкими. B) Благородными. C) Черными. D) Редкозе* мельными.

№4. К какой группе металлов относится вольфрам?

A)К актиноидам. B) К благородным. С) К редкоземельным.

D)К тугоплавким.

№5. В какой из приведенных ниже групп содержатся только туго* плавкие металлы?

A)Никель, алюминий. B) Титан, актиний. C) Молибден, цирко* ний. D) Вольфрам, железо.

№6. К какой группе металлов (сплавов) относится магний?

A)К легкоплавким. B) К благородным. C) К легким. D) К редкозе* мельным.

№7. В какой из приведенных ниже групп содержатся только лег* кие металлы?

A)Титан, медь. B) Серебро, хром. C) Алюминий, олово. D) Маг* ний, бериллий.

№8. В какой из приведенных ниже групп содержатся только лег* коплавкие металлы?

A)Индий, магний. B) Олово, свинец. C) Сурьма, никель. D) Цинк, кобальт.

№9. В какой из приведенных ниже групп содержатся только бла* городные металлы?

A)Титан, Серебро. B) Иридий, медь. C) Платина, палладий. D) Зо* лото, никель.

№10. Что является одним из признаков металлической связи?

A)Скомпенсированность собственных моментов электронов.

B)Образование кристаллической решетки. C) Обобществление ва* лентных электронов в объеме всего тела. D) Направленность меж* атомных связей.

№11. Какое свойство металлов может быть объяснено отсутстви* ем направленности межатомных связей?

A)Парамагнетизм. B) Электропроводность. C) Анизотропность.

D)Высокая компактность.

№12. Что такое ферромагнетизм?

A)Близость по свойствам к железу. B) Отсутствие направленно* сти межатомных связей. C) Наличие кристаллической структуры.

D)Способность сильно намагничиваться во внешнем магнитном поле.

№13. Какой из признаков принадлежит исключительно метал*

лам?

A)Металлический блеск. B) Наличие кристаллической структуры.

C)Высокая электропроводность. D) Прямая зависимость электросо* противления от температуры.

18КУРС МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ В ВОПРОСАХ И ОТВЕТАХ

№14. Какому материалу может принадлежать кривая B зависимо* сти электросопротивления от температуры (рис. 1)?

A)Любому металлическому материалу. B) Неметаллическим мате* риалам. C) Меди. D) Полупроводниковым материалам.

Рис. 1

№15. Какому материалу может принадлежать кривая A зависимо* сти электросопротивления от температуры (рис. 1)?

A)Полимерным материалам. B) Металлическим материалам.

C)Любому неметаллическому материалу. D) Полупроводниковым материалам.

№16. Чем объясняется высокая теплопроводность металлов?

A)Наличием незаполненных подуровней в валентной зоне.

B)Взаимодействием ионов, находящихся в узлах кристаллической решетки. C) Дрейфом электронов. D) Нескомпенсированностью соб* ственных моментов электронов.

№17. Что такое домен?

A) Единица размера металлического зерна. B) Область спонтанной намагниченности ферромагнетика. C) Вид дефекта кристаллической структуры. D) Участок металлического зерна с ненарушенной кри* сталлической решеткой.

Ответы к разделу

Позиция A

№1. A) Неверно. Тугоплавкие металлы обладают температурой плавления выше температуры плавления железа.

№2. A) Неверно. Латуни — это цветные сплавы, основные компо* ненты которых — медь и цинк.

№3. A) Правильно.

№4. A) Неверно. Основная отличительная особенность актинои* дов — радиоактивность. Природный вольфрам радиоактивных изото* пов не имеет.

№5. A) Неверно. Никель принадлежит к группе железных, а алю* миний — легких металлов. К тому же температуры плавления обоих металлов ниже tпл железа.

№6. A) Неверно. Температура плавления магния действительно невысока (650 °С), однако он обладает характерным признаком, по которому его относят к другой группе металлов.

№7. A) Неверно. К легким относят металлы с малой плотностью, медь же по плотности превосходит железо.

№8. A) Неверно. Температуры плавления In и Mg действительно

невысоки (157 и 651 °С соответственно), однако Mg из*за низкой плотности (1740 кг/м3) относят к легким металлам.

№9. Неверно. Титан — тугоплавкий металл, серебро — благородный.

№10. A) Неверно. Орбитальные и собственные (спиновые) мо* менты электронов определяют магнитный момент атома. Всем веще* ствам присущ диамагнетизм, проявляющийся тогда, когда собствен* ные моменты всех электронов скомпенсированы.

№11. A) Неверно. Магнитные свойства материала определяются электронной структурой. Среди металлов существуют не только пара* магнетики, но и диамагнетики, например, Be, Zn, Cu, Ag.

№12. А) Неверно.

№13. A) Неверно. Металлическим блеском различной степени интенсивности обладают некоторые минералы, например, графит, пирротин, пирит, никелин, арсенопирит.

№14. A) Правильно.

№15. A) Электросопротивление полимерных материалов дейст* вительно снижается с повышением температуры. Однако подобное поведение характерно для более широкого круга материалов. Ищите более полный ответ.

№16. A) Правильно.

№17. A) Неверно. Размер металлического зерна определяют либо

вединицах длины, либо в баллах.

Позиция B

№1. B) Правильно.

№2. B) Правильно.

№3. B) Неверно. К благородным относят металлы, обладающие химической инертностью (Rh, Pd, Ag, Os, Pt, Au и др.). Они имеют температуры плавления как выше (металлы платиновой группы), так

иниже (серебро, золото) температуры плавления железа.

20КУРС МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ В ВОПРОСАХ И ОТВЕТАХ

№4. B) Неверно. К благородным металлам относятся Ag, Au, ме* таллы группы платины. К ним же может быть отнесена медь. Вольф* рама среди этих металлов нет.

№5. B) Неверно. Ac относится к группе урановых металлов. К тому же температура плавления актиния (1050 °С) ниже температуры плав* ления железа.

№6. B) Неверно. К благородным относятся серебро, золото и ме* таллы платиновой группы. К ним же может быть отнесена медь. Маг* ния среди благородных металлов нет.

№7. B) Неверно. Серебро относится к группе благородных, а хром — к группе тугоплавких металлов. К тому же Ag по плотности значительно превосходит железо, а Cr лишь немногим уступает ему.

№8. B) Правильно.

№9. В) Неверно. Иридий — тугоплавкий металл, медь– цветной металл.

№10. B) Неверно. Металлическая связь характерна для металлов. Кристаллической же решеткой обладают не только металлы, но и многие неметаллические материалы, например, углерод (алмаз, гра* фит), кремний, сера.

№11. B) Неверно. Высокой электропроводностью обладают не только металлы, но, например, графит — вещество с направленными межатомными связями.

№12. В) Неверно.

№13. B) Неверно. Кристаллической структурой обладают как ме* таллы, так и неметаллические материалы.

№14. B) Неверно. Электросопротивление неметаллических мате* риалов с повышением температуры снижается.

№15. B) Неверно. Электросопротивление металлов находится в прямой зависимости от температуры.

№16. B) Неверно. Теплопроводность, объясняемая, в основном, связанными колебаниями частиц, образующих кристаллическую ре* шетку, характерна для диэлектриков.

№17. B) Правильно.

Позиция C

№1. C) Неверно. Железо и большинство его сплавов — ярко вы* раженные ферромагнетики.

№2. C) Неверно. Баббитами называют цветные антифрикцион* ные сплавы на основе олова или свинца.

№3. C) Неверно. К черным металлам относятся железо и сплавы на его основе.