Вариант 29

1. Нарисуйте элементарную ячейку гранецентрированного куба (ГЦК) и укажите на ней направление 111.

2. Что представляет собой дендрит, формирующийся при кристаллизации слитка?

3. Какова взаимосвязь диаграмм состояния и свойств металлических материалов (закон Курнакова)?

4. Что представляют из себя фазы Лавеса в металлических сплавах?

5. Что представляет собой магнитное превращение в сталях?

6. Что понимают под «сопротивлением разрушению» при деформировании металлических образцов?

7. Как влияет углерод на закаливаемость сталей?

8. Что представляет собой структура сорбита и как она может быть получена в сталях?

9. Расшифруйте марки сталей: 08Юкп; 38ХМЮА; Х.

Вариант 30

1. Что понимают под диффузией и какие существуют механизмы диффузии в металлических материалах?

2. Как критический размер зародыша зависит от степени переохлаждения расплава?

3. Что понимают под линиями и точками на диаграмме фазового равновесия? Пояснить на примере диаграммы.

4. Какие виды фаз существуют в металлических сплавах?

5. Какие структуры существуют в системе «Fe – C»?

6. Что понимают под модулем нормальной упругости (Е)?

7. От чего зависит устойчивость переохлажденного аустенита в сталях?

8. Особенности выбора режима нагрева под закалку для до- и заэвтектоидных сталей.

9. Расшифруйте марки сталей: ВСт3сп; 12Х17; Р6М5К5.

2. РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ ПО ВЫБОРУ МАТЕРИАЛОВ В ЗАВИСИМОСТИ

ОТ УСЛОВИЙ РАБОТЫ ДЕТАЛЕЙ И КОНСТРУКЦИЙ

Методические указания содержат задачи по анализу и разбору наиболее характерных микроструктур сталей и сплавов и выявлению качественной зависимости между структурой, составом и свойствами металлических материалов. Объектом этих задач являются наиболее широко применяемые в современном машиностроении материалы: углеродистые и легированные стали, чугуны, сплавы цветных металлов, а также композиционные металлические и неметаллические материалы. Эти задачи должны решаться студентами в отведенное для практических занятий время и представляться преподавателю в письменном виде.

Методические указания к решению задач

Решение приведенных ниже задач предусматривает обоснованный выбор материала и его обработки, при использовании которых в наибольшей степени обеспечиваются надежность деталей в усло­виях эксплуатации, указанных в каждой отдельной задаче. Как правило, в задачах приведены более типичные условия использо­вания изделий в разных отраслях промышленности. В задачах сформулированы характерные свойства, которые должен иметь сплав в соответствующем изделии. Для решения задач надо про­анализировать условия работы изделий – деталей машин, инстру­ментов и др., выяснить напряженное состояние, которое возни­кает в них в условиях службы, возможные виды разрушений и другие причины выхода их из строя, так как от этого зависит выбор материала и способа обработки. Далее надо определить группу материалов (например, конструкционных сталей общего назначения, чугунов, жаропрочных сталей и сплавов, инстру­ментальных сталей, полимерных материалов и т.п.), облада­ющих свойствами, близкими к требуемым. Для этой цели необходимо использовать классификацию, составы и назначе­ние основных материалов, применяемых в машиностроении и приведен­ные в специальной справочной литературе.

При решении таких задач студенты должны ориентироваться на применение менее дорогих материалов, но в то же время обла­дающих достаточно высоким уровнем требуемых свойств, что должно обеспечить требуемый срок службы деталей и конструкций. Кроме того, необходимо при выборе тех или иных материалов учитывать и их технологические свойства, чтобы предложить для изготовления изделий более экономичные технологи­ческие процессы.

В снижении материалоемкости деталей машин и конструкций необходимо учитывать возможность применения и других композиционных материалов, поскольку при ценных, а иногда уникальных физико-механических свойствах, они обладают малой удельной плотностью и хорошей технологичностью. В связи с этим принятые для изготовления таких изделий методы прессования (а иногда и литья) характеризуются очень высоким коэффи­циентом использования исходных материалов, что позволяет снизить себестоимость и трудоемкость изготовления изделий.

Если свойства предполагаемых сталей не полностью удовлетворяют требованиям задачи (например, по прочности или вязкости), то следует рассмотреть возможность их улучшения выбором термической или химико-термической обработки. При этом указать их виды, режимы, получаемую струк­туру и свойства. Дорогие легированные стали, содержащие никель, воль­фрам, молибден или цветные сплавы, следует рекомендовать только в тех случаях, когда выбор более дешевых материалов не может обеспе­чить требований, указанных в задаче. Сделанный выбор сплава надо обосновать.

Для получения навыков в выборе материала и обосновании принимаемых решений в каждом разделе приведены примерные решения в соответствии с тематикой практического занятия. При решении задач и указании структуры и свойств выбранных сплавов рекомендуется использовать ГОСТы и учебники, справоч­ники и монографии (см. список рекомендуемой литературы).