bogodukhov_s_i_sinyukhin_a_v_kozik_e_s_kurs_materialovedeniy

№89. D) Неверно. При вязком изломе форма и размер зерен в зоне разрушения сильно искажены.

№90. D) Неверно. Под живучестью понимают долговечность де* тали от момента зарождения первой макроскопической трещины ус* талости размером 0,5…1,0 мм до окончательного разрушения.

№№ 91, 92. D) Правильно.

№93. D) Неверно. Способность работать в поврежденном состоя* нии после образования трещины определяет ЖИВУЧЕСТЬ материала.

№№ 94, 95. D) Неверно. Способность материала противостоять хрупкому разрушению называют НАДЕЖНОСТЬЮ.

№96. D) Правильно.

№97. D) Неверно. Хром и марганец — легирующие элементы.

№98. D) Неверно. Влияние концентраторов сказывается, в основ* ном, при растягивающих напряжениях при знакопеременном изги* бающем нагружении. Поверхностное упрочнение создает на поверх* ности напряжения сжатия, снимающие часть внешней нагрузки.

№99. D) Неверно. Такую характеристику называют ПРЕДЕЛОМ ПОЛЗУЧЕСТИ.

№100. D) Правильно.

№101. D) Неверно.

№102. D) Неверно. Полигонизация — это стадия возврата, состоя* щая в фрагментации кристаллов на субзерна (полигоны) с малоугловы* ми границами.

№103, 104. D) Неверно.

№105. D) Неверно. Выбранный ответ характеризует одну из ста* дий возврата, называемую ОТДЫХОМ.

№106. D) Неверно.

№107. D) Неверно. Выбранный ответ характеризует ВОЗВРАТ. Отдых является одной из стадий возврата.

№108. D) Правильно.

№109. D) Неверно.

№110. D) Неверно. Выбранный ответ характеризует ВОЗВРАТ. По* лигонизация является одной из стадий возврата.

№111. D) Неверно. Комнатная и даже отрицательные температу* ры для легкоплавких металлов (Sn, Pb, Zn и др.) лежат в области тем* ператур горячего деформирования.

№112. D) Правильно.

1.2.5. Железоуглеродистые сплавы (структурный и фазовый составы)

К железоуглеродистым относятся сплавы, основными компонен* тами которых являются железо и углерод. Железо обладает темпера*

72 КУРС МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ В ВОПРОСАХ И ОТВЕТАХ

турным полиморфизмом и может существовать в двух аллотропиче* ских модификациях: в виде *железа с ОЦК и *железа с ГЦК*кри* сталлическими решетками. С углеродом железо образует твердые рас* творы и химическое соединение.

Твердый раствор внедрения углерода в *железе называется фер ритом. Растворимость углерода в нем очень мала (максимум 0,02 % при температуре 727 °С). Феррит обладает низкой твердостью и высо* кой пластичностью.

Твердый раствор внедрения углерода в *железе называется аусте нитом. Максимум растворимости углерода в аустените 2,14 % (при температуре 1147 °С). В равновесном состоянии аустенит существует лишь выше 727 °С. Он обладает высокой пластичностью и низкой твердостью.

Железо образует с углеродом химическое соединение Fe3C, назы* ваемое цементитом. Цементит очень тверд и хрупок.

Железоуглеродистые сплавы с концентрацией углерода, не превы* шающей 2,14 %, называют сталями, с более высокой — чугунами. Кристаллизация сталей завершается на линии AHIE диаграммы Fe*Fe3C. На линии HIB протекает перитектическая реакция.

По равновесной структуре стали в зависимости от содержания уг* лерода подразделяют на техническое железо (С 0,02 %), доэвтекто* идные (0,02 С 0,8 %), эвтектоидные (С 0,8 %) и заэвтектоидные стали (0,8 С 2,14 %).

Вструктуре технического железа присутствуют феррит и третич* ный цементит, выделяющийся при охлаждении сплава ниже 727 °С из феррита.

Структура доэвтектоидной стали состоит из феррита и перлита. Перлит — это эвтектоид — механическая смесь феррита и цементита, образующаяся в результате эвтектоидной реакции из аустенита при

охлаждении сплавов ниже 727 °С (линии PSK диаграммы Fe*Fe3C). Перлит содержит 0,8 % углерода. По относительному количеству пер* лита можно судить о содержании углерода в сплаве. Для этого доста* точно перемножить долю видимой на микрошлифе площади, занятой перлитом, на 0,8.

Эвтектоидная сталь содержит 0,8 % углерода. Структура ее полно* стью состоит из перлита.

Вструктуре заэвтектоидной стали содержатся перлит и вторичный цементит, выделяющийся при охлаждении сплава в интервале темпе* ратур 1147…727 °С из аустенита в соответствии с линией предельной

растворимости SE диаграммы Fe*Fe3C.

Чугуны в системе Fe*Fe3C называют белыми. Эти сплавы содержат углерод исключительно в химически связанном состоянии в виде Fe3C.

Кристаллизация белых чугунов завершается эвтектическим пре* вращением при температуре ниже 1147 °С (линия ECF диаграммы Fe*Fe3C) с образованием эвтектики, называемой ледебуритом и пред* ставляющей собой механическую смесь аустенита и цементита. При охлаждении ниже 727 °С аустенит претерпевает эвтектоидное превра* щение и ледебурит становится смесью перлита и цементита.

По равновесной структуре белые чугуны подразделяют на доэвтек* тичекие, эвтектические и заэвтектические.

Содержание углерода в доэвтектическом чугуне может находиться в пределах 2,14…4,3 %. Структура его состоит из перлита, вторичного цементита и ледебурита.

Эвтектический чугун содержит 4,3 % углерода. Структура его со* стоит полностью из ледебурита.

В заэвтектическом чугуне содержится более 4,3 % углерода (до 6,67 %). Его структура состоит из первичного цементита, выделивше* гося из жидкости, и ледебурита.

Чугуны со структурно свободным углеродом в зависимости от геометрической формы графитных включений называют: серыми (графит пластинчатой формы), ковкими (графит хлопьевидной формы), высокопрочными (графит шаровидной формы). Металли* ческая основа чугунов может быть ферритной, ферритно*перлит* ной и перлитной. В ферритных чугунах (чугунах с ферритной ме* таллической основой) нет углерода, связанного в Fe3C. В перлит* ных — 0,8 % углерода связано в цементит. При одинаковой метал* лической основе механические свойства чугунов возрастают от се* рого к высокопрочному.

Серые чугуны получают при охлаждении отливок с обычными скоростями, характерными для песчаных форм (при больших скоро* стях получают белый чугун). Маркируют серые чугуны буквами СЧ и числом, обозначающим временное сопротивление в в кгс/мм2 (в де* сятых долях МН/м2).

Ковкие чугуны получают путем длительного графитизирующего отжига белых чугунов. Маркируют ковкий чугун буквами КЧ и двумя числами, первое из которых — в в кгс/мм2, второе — относительное удлинение в %.

Высокопрочные чугуны получают путем модифицирования жид* кого сплава магнием или церием. Маркируют чугуны буквами ВЧ и числом, обозначающим в в кгс/мм2.

№ 113. Как называется структура, представляющая собой твердый раствор углерода в *железе?

A) Перлит. B) Цементит. C) Феррит. D) Аустенит.

74КУРС МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ В ВОПРОСАХ И ОТВЕТАХ

№114. Как называется структура, представляющая собой твердый раствор углерода в *железе?

A)Цементит. B) Феррит. C) Аустенит. D) Ледебурит.

№115. Как называется структура, представляющая собой карбид железа — Fe3C?

A)Феррит. B) Аустенит. C) Ледебурит. D) Цементит.

№116. Как называется структура, представляющая собой механи* ческую смесь феррита и цементита?

A)Перлит. B) *феррит. C) Аустенит. D) Ледебурит.

№117. Как называется структура, представляющая собой механи* ческую смесь аустенита и цементита?

A)Перлит. B) Феррит. C) Ледебурит. D) *феррит.

№118. На каком участке диаграммы железо*цементит протекает эвтектоидная реакция?

A)В области QPSKL. B) В области SECFK. C) На линии ECF. D) На линии PSK.

№119. На каком участке диаграммы железо*цементит протекает эвтектическая реакция?

A)На линии ECF. B) В области SECFK. C) В области EIBC. D) На линии PSK.

№120. Какой процесс протекает на линии HIB диаграммы желе* зо*углерод?

A)Исчезают кристаллы *феррита. B) Образование перлита. C) Перитектическая реакция. D) Завершается кристаллизация доэв* тектоидных сталей.

№121. Какая из структурных составляющих железоуглеродистых сплавов обладает при комнатной температуре наибольшей пластич* ностью?

A)Аустенит. B) Феррит. C) Цементит. D) Перлит.

№122. Какая из структурных составляющих железоуглеродистых сплавов обладает наибольшей твердостью?

A)Аустенит. B) Перлит. C) Феррит. D) Цементит.

№123. Сколько процентов углерода (C) содержится в углероди* стой заэвтектоидной стали?

A)0,02 C 0,8. B) 4,3 C 6,67. C) 2,14 C 4,3. D) 0,8 C 2,14.

№124. Каков структурный состав заэвтектоидной стали при тем* пературе ниже 727 °С?

A) Ледебурит первичный цементит. B) Феррит третичный це* ментит. C) Перлит вторичный цементит. D) Феррит перлит.

№125. На рис. 40 представлена схема структуры стали. Какая это

сталь?

A) Техническое железо. B) Эвтектоидная. C) Заэвтектоидная. D) До* эвтектоидная.

№126. На рис. 41 представлена схема структуры доэвтектоидной стали. Как называется структурная составляющая, помеченная зна* ком вопроса?

A) Феррит. B) Аустенит. C) Вторичный цементит. D) Перлит.

№127. Какие железоуглеродистые сплавы называют чугунами? A) Содержащие углерода более 0,8 %. B) Содержащие углерода бо*

лее 4,3 %. C) Содержащие углерода более 0,02 %. D) Содержащие уг* лерода более 2,14 %.

№ 128. Какой чугун называют белым?

A) В котором весь углерод или часть его содержится в виде графи* та. B) В котором весь углерод находится в химически связанном со* стоянии. C) В котором металлическая основа состоит из феррита.

D)В котором наряду с графитом содержится ледебурит.

№129. В каком чугуне содержится графит хлопьевидной формы? A) В белом. B) В ковком. C) В высокопрочном. D) В сером.

№130. В каком чугуне содержится графит шарообразной формы? A) В белом. B) В высокопрочном. C) В сером. D) В ковком.

№131. В каком виде углерод находится в чугуне?

A) В виде пластинок. B) Шаровидный. C) Нет углерода. D) Вклю* чения шаровидные и вермикулярные.

№ 132. Какова форма графита в белом чугуне?

76КУРС МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ В ВОПРОСАХ И ОТВЕТАХ

A)Хлопьевидная. B) В белом чугуне графита нет. C) Шаровидная. D) Пластинчатая.

№133. В доэвтектических белых чугунах при температуре ниже 727 °С присутствуют две фазовые составляющие: цементит и... Как называется вторая фаза?

A)Феррит. B) Аустенит. C) Ледебурит. D) Перлит.

№134. В каком из перечисленных в ответе сплавов одной из структурных составляющих является ледебурит?

A)Доэвтектический белый чугун. B) Сталь при температуре, выше температуры эвтектоидного превращения. C) Ферритный серый чу* гун. D) Техническое железо.

№135. Как по микроструктуре чугуна определяют его вид (серый, ковкий, высокопрочный)?

A)По размеру графитных включений. B) По характеру металличе* ской основы. C) По форме графитных включений. D) По количеству графитных включений.

№136. Как по микроструктуре чугуна определяют его вид (фер* ритный, ферритно*перлитный, перлитный)?

A)По размеру графитных включений. B) По количеству графит* ных включений. C) По форме графитных включений. D) По характе* ру металлической основы.

№137. Какие железоуглеродистые сплавы называют ферритными чугунами?

A)Сплавы, в которых весь углерод (более 2,14 %) находится в виде графита. B) Чугуны, в структуре которых наряду с цементитом имеет* ся феррит. C) Сплавы с ферритной структурой. D) Чугуны, в которых графит имеет пластинчатую форму.

№138. Сколько содержит связанного углерода ферритный серый чугун?

A)4,3 %. B) 0,0 %. C) 2,14 % . D) 0,8 %.

№139. Сколько содержит связанного углерода перлитный серый чугун?

A)2,14 %. B) 0,8 %. C) 4,3 %. D) 0 %.

№140. В каком из ответов чугуны с одинаковой металлической ос* новой размещены в порядке возрастания прочности при растяжении?

A)Высокопрочный–ковкий–серый. B) Серый–высокопрочный– ковкий. C) Ковкий–высокопрочный–серый. D) Серый–ковкий–вы* сокопрочный.

№141. На рис. 42 представлена схема структуры железоуглероди* стого сплава. Какой это сплав?

A)Техническое железо. B) Ферритный серый чугун. C) Заэвтекти* ческий белый чугун. D) Эвтектоидная сталь.

№142. В поле микроскопа (рис. 43) на фоне равноосных светлых зе* рен видны шаровидные включения графита. О каком сплаве идет речь?

A)О ферритном высокопрочном чугуне. B) О текстурованном тех* ническом железе. C) О ферритно*перлитном ковком чугуне. D) О до* эвтектическом белом чугуне.

№143. Какой чугун получают путем длительного отжига белого чу*

гуна?

A)Ковкий. B) Отбеленный. C) Серый. D) Высокопрочный.

№144. Какой чугун получают путем модифицирования жидкого расплава магнием или церием?

A)Серый. B) Белый. C) Высокопрочный. D) Ковкий.

Ответы к разделу

Позиция A

№113. A) Неверно. Перлит — это эвтектоидная смесь, одной из составляющих которой является твердый раствор углерода в Fe .

№114. A) Неверно. Цементит — это химическое соединение — карбид железа с формулой Fe3C.

№115. A) Неверно. Феррит — это твердый раствор углерода в Fe .

№116. A) Правильно.

№117. A) Неверно. Перлит — это механическая смесь феррита и цементита.

№118. A) Неверно. В этой области диаграммы эвтектоидная реак* ция уже завершена.

№119. A) Правильно.

№114. B) Неверно. Феррит — это твердый раствор углерода в *же*

лезе.

№115. B) Неверно. Аустенит — это твердый раствор углерода в *же*

лезе.

№116. B) Неверно. *феррит — это твердый раствор углерода в*железе.

№117. B) Неверно. Феррит — это твердый раствор углерода в *же*

лезе.

№118. B) Неверно. В области SECFK эвтектоидная реакция еще не начинается.

№119. B) Неверно. В этой области диаграммы эвтектическая ре* акция уже завершена.

№120. B) Неверно. Перлит образуется при значительно более низких температурах на линии PSK.

№121. B) Правильно.

№122. B) Неверно. Твердость перлита около 3000 HB, а самой твердой структурной составляющей — 8000 HB.

№123. B) Неверно. Таково содержание углерода в заэвтектиче* ских чугунах.

№124. B) Неверно. Такой структурный состав имеют сплавы типа технического железа.

№125. B) Правильно.

№126. B) Неверно. В железоуглеродистых сплавах аустенит суще* ствует лишь при температурах выше 727 °С.

№127. B) Действительно, такие сплавы относятся к чугунам, од* нако интервал возможных в чугунах концентраций углерода занижен. Ищите более полный ответ.

№№ 128–130. B) Правильно.

№131. В) Неверно. Графит шаровидной форму находится в высо* копрочном чугуне.

№132. В) Правильно.

№133. B) Неверно. В железоуглеродистых сплавах аустенит суще* ствует лишь при температурах выше 727 °С.

№134. B) Неверно. При температуре выше эвтектоидного превра* щения сталь состоит из феррита и аустенита, аустенита или аустенита

ицементита.

№135. B) По характеру металлической основы определяют разновидность чугунов (ферритный, ферритно*перлитный, пер* литный).

№136. B) Неверно. Размер или количество графитовых включе* ний определяют свойства чугунов, но не их вид.

80КУРС МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ В ВОПРОСАХ И ОТВЕТАХ

№137. B) Чугуны со структурно свободным цементитом относят* ся к белым чугунам. Феррит в них может появиться в результате от* жига, но такой чугун не относится к ферритным.

№№ 138, 139. B) Правильно.

№140. B) Неверно.

№141. B) Неверно. В структуре серых чугунов присутствует пла* стинчатый графит.

№142. B) Неверно. В техническом железе нет графита.

№143. B) Неверно. Отбеленный чугун получают при ускоренном ох* лаждении отливок в поверхностных слоях и более медленном — в серд* цевинных участках.

№144. B) Неверно. Белый чугун получают путем ускоренного ох* лаждения жидкости.

Позиция C

№№ 113, 114. C) Правильно.

№115. C) Неверно. Ледебурит — это эвтектическая смесь, состоя* щая из аустенита и цементита (в интервале температур 1147…727 °С) или из перлита и цементита (ниже 727 °С).

№116. C) Неверно. Аустенит — это твердый раствор углерода в *же*

лезе.

№117. C) Правильно.

№118. C) Неверно. На линии ECF протекает эвтектическая ре* акция.

№119. C) Неверно. EIBC — область диаграммы, в которой нахо* дятся в равновесии жидкость и кристаллы аустенита.

№120. C) Правильно.

№121. C) Неверно. Цементит — самая хрупкая структурная со* ставляющая железоуглеродистых сплавов.

№122. C) Неверно. Феррит — самая мягкая структурная состав* ляющая железоуглеродистых сплавов. Его твердость 650…1300 HB.

№123. C) Неверно. Таково содержание углерода в доэвтектиче* ских чугунах.

№124. C) Правильно.

№125. C) Неверно. В структуре заэвтектоидной стали, помимо перлита, присутствует вторичный цементит.

№126. C) Неверно. В доэвтектоидных сталях нет структурно сво* бодного цементита.

№127. C) Неверно. Сплавы с концентрацией углерода в интервале 0,02…0,8 % называют доэвтектоидными сталями.

№128. C) Неверно. Металлическая основа состоит из феррита в ферритных чугунах со структурно свободным углеродом.