Задание 23

A) Вычертить диаграмму состояния сплавов системы «алюминий Al – кремний Si» (рис. П.3). Указать основные линии, точки, а также структурно-фазовый состав всех областей диаграммы. Для сплава, содержащего 30% кремния Si, построить кривую охлаждения и опи­сать происходящие при охлаждении фазовые превращения. Для данного сплава определить количественное соотношение структурно-фазовых составляющих и их состав при темпера­туре 600ºC. Схематично изобразить и описать структуру заданного сплава.

Б) Вычертить диаграмму состояния сплавов системы «Fe-Fe₃C» (рис. П.7). Указать основные линии, точки и структурно-фазовый состав всех областей диаграммы. Для сплава, содержа­щего 0,3% углерода C, построить кривую охлаждения и описать происходящие при охлаж­дении структурно-фазовые превращения. Схематично изобразить и описать структуру задан­ного сплава. Определите химический состав и весовое количество фаз для заданного сплава при температуре 730 °С по диаграмме железо-цементит.

B) 1. Что собой представляет феррит?

2. Приведите структурные составляющие железоуглеродистых сплавов и расположите их в порядке возрастания твердости.

3. Укажите фазы и структурные составляющие, имеющиеся при комнат-ной температуре в сплаве с 0,15% С. Дайте характеристику этого сплава по диаграмме железо-цементит.

4. Определите по диаграмме железо-цементит для заданного сплава при комнатной температуре весовое количество.

5. Сколько углерода должно содержаться в сплаве, если в его структуре после медленного охлаждения обнаруживается феррит с перлитом в соотношении 1:1, 1:3, 3:1?

6. При какой температуре протекает и в чем заключается эвтектоидное превращение?

Г) Назначить режимы термообработки деталей из стали 30ХГСА, которые должны иметь твёрдость поверхностного слоя HB 230-250. Описать структуру и свойства стали после тер­мообработки.

Д) Для изготовления пружин выбрана сталь 60С2А. Указать состав стали и обосновать ре­жимы термической обработки. Описать структуру и свойства стали после термообработки.

Е) При многократной (за несколько проходов) упрочняющей об­работке поверхности шейки вала образовались микротрещины. Объясни­те причину такого явления.

Ж) Для изготовления деталей самолета выбран сплав Д1. Расшифруйте состав сплава. Опишите, каким способом производится упрочнение этого сплава, и объясните природу явления. Укажите механические свойства сплава.

З) Используя диаграмму изотермического превращения аустенита, объясните, почему нельзя в стали получить чисто мартенситную структуру при охлаждении ее со скоростью меньшей, чем критическая скорость закалки?

И) Расшифруйте представленные марки сталей и сплавов. Приведите их полный химический состав, назначение и область применения. Х27Ю5Т, 12Х18Н10Т, 10Х17Н3М2Т, БрБ2, ВТ9, 44НХТЮ, Вст3сп.

Задание 24

A) Вычертить диаграмму состояния сплавов системы «алюминий Al – медь Cu» (рис. П.2). Указать основные линии, точки, а также структурно-фазовый состав всех областей диаграм­мы. Для сплава, содержащего 33% меди Cu, построить кривую охлаждения и описать проис­ходящие при охлаждении фазовые превращения. Схематично изобразить и описать структу­ру заданного сплава.

Б) Вычертить диаграмму состояния сплавов системы «Fe-Fe₃C» (рис. П.7). Указать основные линии, точки и структурно-фазовый состав всех областей диаграммы. Для сплава, содержа­щего 0,47% углерода C, построить кривую охлаждения и описать происходящие при охлаж­дении структурно-фазовые превращения. Схематично изобразить и описать структуру задан­ного сплава.

B) 1. Приведите для чистого железа критические температуры: полиморфное превращение α→γ, полиморфное превращение γ→δ, плавление.

2. Что такое феррит? Каково максимальное содержание углерода в феррите?

3. Где на диаграмме железо-цементит могут находиться в равновесии одновременно три фазы?

4. Укажите фазы и структурные составляющие, имеющиеся при комнатной температуре в сплаве с 4,3 % С. Дайте характеристику этого сплава по диаграмме железо-цементит.

5. Определите по диаграмме железо-цементит для заданного сплава при температуре 800°С:

− химический состав фаз,

− весовое количество фаз.

6. Каким способом в чугуне можно получить шаровидную форму графита?

Г) Для изготовления ряда деталей турбин используется сталь 15Х12ВМФ (ЭИ952). Указать состав и объяснить причины введения легирующих элементов в эту сталь. Назначить и обос­новать режимы термической обработки и описать полученные после термообработки струк­туру и свойства стали.

Д) Для изготовления пружин выбрана сталь 70С3А. Расшифровать состав, назначить и обос­новать режимы термической обработки. Описать структуру и свойства стали после термооб­работки.

Е) Почему стальные поковки (например, из сталей 70, У10 и др.) могут быть многократно передеформированы осадкой или вытяжкой при 800^оС, а при комнатной температуре разрушаются?

Ж) Назначьте марку алюминиевой бронзы для изготовления мелких ответственных деталей (втулок, фланцев и т.п.). Расшифруйте ее состав, опишите структуру, используя диаграмму состояния медь–алюминий.

З) Применяя диаграмму состояния железо–карбид железа, опишите структуру и свойства стали 40 и У12 после закалки от температур 750 и 850 °С.

И) Расшифруйте представленные марки сталей и сплавов. Приведите их полный химический состав, назначение и область применения. 35НКТ, 12Х8ВМ, 25Х2НМЛ, АК6, ЛЦ59, 11Х18М, ШХ157Х3, ТН-1, 80ХНС.

Таблица. Варианты заданий для выполнения контрольной работы №1