- •Раздел 1. Строение материалов
- •Задачи по изучению атомно-кристаллических решеток
- •6. Запишите ответ.
- •Задачи на явление полиморфизма
- •1. Прочитайте условия задачи.
- •2. Запишите условия задачи.
- •3. Воспользуйтесь литературой, найдите и зарисуйте кристаллические решетки, характерные Fe (рис. 1).
- •4. Найдите в справочнике или учебнике температурные интервалы существования этих решеток и запишите их.
- •5. Запишите ответ.
- •Задачи по дефектам кристаллического строения
- •1. Прочитайте условия задачи.
- •2. Запишите условия задачи.
- •Задачи на определение массовой доли углерода
- •Задачи по диаграммам состояния двойных сплавов
- •2. Запишите условия задачи.
- •8. Запишите ответ.
- •Задачи на использование правила отрезков и правила концентраций
- •1. Прочитайте условия задачи.
- •2. Запишите условия задачи.
- •8. Запишите ответ.
- •Задачи по диаграмме состояния железо-цементит
- •1. Прочитайте условия задачи.
- •2. Запишите условия задачи.
- •7. Запишите ответ.
- •1.4.1. Качественные задачи Задачи на изучение атомно-кристаллических решеток
- •Задачи по изучению явления полиморфизма
- •Задачи по изучению дефектов кристаллического строения
- •1.4.2. Расчетные задачи Задачи по определению массовой доли углерода в стали
- •1.4.3. Графические задачи Задачи по диаграммам состояния двойных сплавов
- •Задачи на использование правила отрезков
- •Задачи по диаграммам состояния железо – углерод
- •Задачи на изучение процесса кристаллизации
- •Задачи о влиянии пластической деформации на структуру металла
- •Раздел 2. Свойства материалов и методы
- •1. Прочитайте условия задачи.
- •1. Прочитайте условия задачи.
- •1. Прочитайте условия задачи.
- •Задачи на вычисление временного сопротивления по твердости
- •1. Прочитайте условия задачи.
- •Задачи на вычисление предела выносливости по пределу прочности
- •1. Прочитайте условия задачи.
- •2.2. Качественные задачи Задачи по расшифровке обозначений механических свойств
- •1. Прочитайте условия задачи.
- •Задачи на определение механических свойств по результатам испытания на растяжение
- •Задачи на вычисление твердости по результатам испытаний
- •Задачи на определение ударной вязкости
- •Задачи на вычисление предела прочности по твердости
- •Задачи на вычисление предела выносливости по пределу прочности
- •2.3.2. Качественные задачи Задачи по расшифровке обозначений механических свойств
- •Задачи теоретические
- •Раздел 3. Термическая обработка материалов
- •Задачи на определение критических точек по диаграмме железо – цементит
- •1.Прочитайте условия задачи.
- •2.Запишите условия задачи.
- •7. Запишите ответ.
- •Задача на определение температур нагрева для процессов термической обработки для заэвтектоидной стали
- •Прочитайте условия задачи.
- •Запишите условия задачи.
- •11. Запишите ответ.
- •Задача на определение температур нагрева для процессов термической обработки для доэвтектоидной стали
- •2. Запишите условия задачи.
- •10. Запишите полученный ответ.
- •Задачи на определение изотермического превращения аустенита
- •1. Прочитайте условия задачи.
- •2. Запишите условия задачи.
- •Задача по выбору правильных температур режимов термической обработки
- •1. Прочитайте условия задачи.
- •Запишите условия задачи.
- •Задачи на назначение режима термообработки для достижения эксплуатационных свойств различных изделий
- •1. Прочитайте условия задачи.
- •2. Запишите условия задачи.
- •12. Ответьте на вопрос задачи.
- •13. Запишите полученный ответ.
- •Задачи на назначение режимов химико-термической обработки для достижения эксплуатационных свойств изделий
- •1. Прочитайте условия задачи.
- •2. Запишите условия задачи.
- •3. Определите, какая химико-термическая обработка обеспечит эксплуатационные свойства изделий.
- •4. Назначьте режим обработки.
- •5. Опишите структуру.
- •6. Запишите ответ.
- •3.2. Сложные задачи Задачи по разбору структурных превращений происходящих в сталях при разных режимах обработки
- •1. Прочитайте условия задачи.
- •2. Запишите условия задачи.
- •Задачи по назначению режима термообработки для исправления структуры
- •1. Прочитайте условия задачи.
- •2. Запишите условия задачи.
- •Задачи на определение критических точек по диаграмме железо – цементит
- •Задачи на определение температур нагрева для процессов термической обработки для заэвтектоидных сталей
- •Задачи на определение температур нагрева для процессов термической обработки для заэвтектоидных сталей
- •Задачи на определение изотермического превращения аустенита
- •Задачи по выбору правильных температур режимов термической обработки
- •Задачи на назначение режима термообработки для достижения эксплуатационных свойств различных изделий
- •Задачи на назначение режимов химико-термической обработки для достижения эксплуатационных свойств изделий
- •3.3.2. Сложные задачи Задачи по разбору структурных превращений происходящих в сталях при разных режимах обработки
- •Задачи по назначению режима термообработки для исправления структуры
- •Задачи теоретические
- •Раздел 4. Материалы, применяемые в технике
- •4.1. Качественные задачи Задачи по расшифровке марок сталей и сплавов
- •1. Прочитайте условия задачи.
- •15Ха – высококачественная; 30х13 – качественная; 20Mn5 – низколегированная качественная; х10Cr13 – высоколегированная качественная.
- •Задачи на обоснование выбора материалов, применяемых в нефтехимическом производстве
- •1. Прочитайте условия задачи.
- •2. Запишите условия задачи.
- •Профиль свойств
- •1. Прочитайте условия задачи.
- •9. Зарисуйте график термической обработки.
- •10. Опишите структуру после каждого процесса термической обработки.
- •11. Запишите полученный ответ.
- •Задача по выбору конструкционных сталей в зависимости от прокаливаемости
- •1. Прочитайте условия задачи.
- •6. По составленной таблице профиля свойств, из справочника выберите марку материала, удовлетворяющего этим требованиям.
- •7. Обоснуйте выбор марки стали.
- •8. Выберите по справочнику вид и режим упрочняющей термической обработки.
- •9. Зарисуйте график термической обработки.
- •10. Запишите полученный ответ.
- •Задача по выбору материала с твердой поверхностью и вязкой сердцевиной
- •1. Прочитайте условия задачи.
- •Найти: марку материала-?
- •Профиль свойств
- •6. По составленной таблице профиля свойств, из справочника выберите марку материала, удовлетворяющего этим требованиям.
- •7. Обоснуйте выбор марки стали.
- •8. Назначьте вид и режим упрочняющей термической обработки по справочнику.
- •Задачи по чугунам
- •1. Прочитайте условия задачи.
- •Профиль свойств
- •6. Воспользуйтесь справочником и выберите марку материала, удовлетворяющего составленному Вами профилю свойств.
- •7. Обоснуйте выбор марки чугуна.
- •8. Выберите по справочнику вид и режим термической обработки.
- •9. Запишите полученный ответ.
- •Задачи по цветным сплавам
- •1. Прочитайте условия задачи.
- •Профиль свойств
- •8. Выберите по справочнику вид и режим упрочняющей термической обработки
- •9. Зарисуйте график термической обработки.
- •10. Запишите полученный ответ.
- •Задачи по сталям и сплавам специализированного назначения
- •1. Прочитайте условия задачи.
- •Профиль свойств
- •6. Воспользуйтесь справочником и выберите марку материала, удовлетворяющего составленному Вами профилю свойств. Сталь х18н10т
- •7. Обоснуйте выбор марки стали.
- •8. Выберите по справочнику вид и режим упрочняющей термической обработки.
- •9. Зарисуйте график термической обработки.
- •10. Запишите полученный ответ.
- •Задачи по выбору материалов, применяемых в нефтехимическом производстве
- •1. Прочитайте условия задачи.
- •2. Запишите условия задачи.
- •8. Выберите по справочнику вид и режим термической обработки.
- •9. Зарисуйте график термической обработки.
- •10. Запишите полученный ответ.
- •Задачи по применению различных материалов
- •1. Прочитайте условия задачи.
- •2. Запишите условия задачи.
- •3. Определите условия работы детали.
- •4. Определите возможные «отказы» детали.
- •5. Составьте профиль свойств, обеспечивающих безаварийную работу детали.
- •4.3.1. Качественные задачи Задачи по расшифровке марок сталей и сплавов
- •Задачи на обоснование выбора материалов, применяемых в нефтехимическом производстве
- •4.3.2. Сложные задачи
- •Задачи по выбору конструкционных сталей в зависимости от прокаливаемости
- •Задачи по выбору материалов для деталей с твердой поверхностью и вязкой сердцевиной
- •Задачи по чугунам
- •Задачи по цветным сплавам
- •Задачи по сталям и сплавам специализированного назначения
- •Задачи по выбору материалов, применяемых в нефтехимии
- •Задачи по применению различных материалов
- •Приложение 1
- •Приложение 2
- •Приложение 3
- •Библиографический список
Задачи на изучение процесса кристаллизации
1. Какими способами можно ускорить процесс кристал-лизации металлического слитка.
2. Какое влияние оказывает процесс модифицирования на строение металлического слитка?
3. Какие факторы влияют на размер, форму зерен, образующихся при кристаллизации металлического слитка? Ответ обоснуйте.
4. Что предоставляют собой теоретическая и фактическая температура кристаллизации? Почему эти температуры не совпадают.
5. Какая зона металлического слитка имеет наиболее плотное строение? Ответ обоснуйте.
6. Образующаяся при кристаллизации структура металлического слитка влияет на качество изделий из него. Каким образом можно регулировать процесс образования кристаллов (зерен) при кристаллизации? Как влияет строение слитка на качество металла?
7. Что может быть зародышами при кристаллизации металлического слитка?
8. Зарисуйте зоны металлического слитка при пере-охлаждении в результате кристаллизации. Как зависят свойства металла от степени переохлаждения при кристаллизации?
9. Какими особенностями обладает зона столбчатых кристаллов, образующаяся при кристаллизации металлического слитка?
10. Какими особенностями обладает зона дендритных кристаллов, образующаяся при кристаллизации металлического слитка? Почему эта зона имеет место в сердцевине слитка.
11. Как влияет процесс модифицирования на качество металлического слитка?
12. Какими свойствами будет обладать зона дендритных кристаллов металлического слитка? Можно ли получить структуру слитка без этой зоны?
13. Почему при изготовлении деталей ответственного назначения (например, жаропрочных труб) методом литья, стараются получить структуру из столбчатых кристаллов. Ответ обоснуйте.
14. Как отличаются строение и свойства второй и третьей зоны металлического слитка после кристаллизации?
15. Почему на кривой кристаллизации температура - время чистого металла наблюдается изотермическая площадка?
16. Объясните, можно ли отличить по микроструктуре металлический слиток, полученный при кристаллизации быстрым охлаждением, от слитка, полученного кристаллизацией медленным охлаждением?
17. Влияет ли размер зерен, образующихся при кристаллизации металлического слитка, на качество (свойства) этого металла? Ответ обоснуйте.
18. Опишите какие дефекты могут образоваться при кристаллизации металлического слитка.
19. Какое влияние оказывает направление отвода тепла при кристаллизации на строение металлического слитка?
20. Объясните влияние модифицирования на процесс кристаллизации металлического слитка.
Задачи о влиянии пластической деформации на структуру металла
1. На завод поступили две партии изделий. Одна партия после холодной обработки давлением, другая после горячей обработки давлением. Будут ли отличаться структуры и свойства изделий из разных партий? Ответ обоснуйте и сопроводите необходимыми рисунками.
2. Как изменяется строение кристаллов (зерен) металла в результате пластической деформации. Покажите с помощью рисунков эти изменения зерен. Ответ свой обоснуйте.
3. Вал был изготовлен методом холодной деформации. Далее его подвергли нагреву до температуры равной 0,4∙Тпл. Как изменится строение зерен металла после нагрева? Ответ обоснуйте. Покажите с помощью рисунков строение зерен металла после деформации и после нагрева.
4. Как изменится строение кристаллов (зерен) холод-нодеформированного металла при нагреве до температуры, превышающей температуру рекристаллизации? Ответ обоснуйте и покажите с помощью рисунков изменения строения зерен.
5. Почему, если имеется возможность, процесс изго-товления деталей резанием на металлорежущих станках заменяют процессом изготовления обработкой давления (ковкой, штамповкой и т. д.)? Ответ должен быть дан с точки зрения кристаллического строения. Ответ обоснуйте и покажите с помощью рисунков.
6. Опишите процесс наклепа металла. Какое применение в технике имеет это явление?
7. В металлорежущий цех для обработки резанием пос-тупили заготовки, которые были подвергнуты холодной обработке давлением. Но данные заготовки трудно поддаются резанию. Объясните, почему? Что нужно сделать для того, чтобы металл стал легче обрабатываться резанием?
8. На завод поступили две партии изделий. Одна партия после холодной обработки давлением, другая после горячей обработки давлением. Будут ли отличаться структуры и свойства изделий из разных партий? Ответ обоснуйте и сопроводите необходимыми рисунками.
9. Почему после снятия упругой деформации строение металла и его свойства возвращаются в исходное состояние, а пластическая деформация остается? Ответ обоснуйте и покажите с помощью рисунков.
10. Почему при обработке давлением металла для об-легчения процесса деформации, его (металл) нагревают до температуры, превышающей 0,4·Тплавления? Ответ обоснуйте, если необходимо, приведите рисунки.
11. Почему при обработке давлением металл упрочняя-ется? Ответ свой обоснуйте.
12. Почему температура рекристаллизации у сплавов выше, чем у чистых металлов? Ответ обоснуйте. От чего зависит температура рекристаллизации?
13. Определите температуру рекристаллизации для не-которых чистых металлов. (Приведите 2-3 примера расчета).
14. Объясните, можно ли отличить по микроструктуре металл, деформированный в холодном состоянии, от металла, деформированного в горячем состоянии, и укажите, в чем заключается это различие. Покажите с помощью рисунков разницу в структурах.
15. На заводе были выточены токарной обработкой две втулки. Одна из заготовки, полученной ковкой, другая – из отливки. Будут ли отличаться структура и свойства этих двух втулок? Ответ обоснуйте и покажите с помощью рисунков.
16. Объясните, можно ли отличить по микроструктуре медь, деформированную при комнатной температуре, от меди, деформированной в горячем состоянии (при 600°С). Ответ сопроводите необходимыми рисунками.
17. В цех поступили четыре партии медных изделий: не подвергавшихся холодной деформации; после деформации с осадкой на 10% высоты; после деформации с осадкой на 50% высоты; после осадки на 50% высоты и рекристаллизации при 600°С (выдержка 60 мин). Зарисовать структуру зерен изделий всех партий и объяснить влияние деформации и последующего нагрева на изменение формы зерна и свойств медных деталей.
18. В цех поступили четыре партии медных изделий: не подвергавшихся холодной деформации; после деформации с осадкой на 10% высоты; после деформации с осадкой на 50% высоты; после осадки на 50% высоты и рекристаллизации при 600°С (выдержка 60 мин). Зарисовать структуру зерен изделий всех партий и объяснить влияние деформации и последующего нагрева на изменение формы зерна и свойств медных деталей.
19. Детали из холоднодеформированного технического железа (после осадки на 50%) нагрели до разных температур: 200, 400, 600 и 800°С с выдержкой в течение 60 минут. Зарисуйте и охарактеризуйте микроструктуру до деформации и после нагрева.
20. Две партии алюминиевых деталей изготовили двумя методами: холодной деформацией и деформацией с нагревом до 350÷400°С. Зарисуйте и охарактеризуйте микроструктуру металла изделий разных партий.