- •1. Атомно-кристаллическое строение металлов. Основные типы кристаллических решеток. Анизотропия. Полиморфизм.
- •2. Строение реальных кристаллических материалов. Дефекты кристаллического строения.
- •3. Теоретическая и реальная прочность. Пути повышения прочности металлов и сплавов.
- •4. Понятие о сплавах. Твердые растворы, механические смеси, химические соединения.
- •5)Экспериментальное построение диаграмм состояния.
- •6) Правила расшифровки диаграмм состояния двойных сплавов. Основные типы диаграмм состояния и их расшифровка.
- •7) Возможности термической обработки в связи с диаграммами состояния сплавов (диффузионный отжиг, отжиг для измельчения зерна, закалка, отпуск и старение).
- •8) Отжиг двойных сплавов. Виды и цели отжига.
- •9) Закалка двойных сплавов. Виды закалки (на пересыщенный твердый раствор, на мартенсит). Отпуск (старение).
- •10) Диаграмма состояния сплавов железо-цементит. Расшифровка, практическое применение.
- •11) Классификация сплавов по диаграмме железо-цементит (стали, чугуны). Маркировка углеродистых сталей, их классификация по структуре и назначению.
- •12) Чугуны (белые, серые, ковкие и высокопрочные). Маркировка, структура, свойства и применение чугунов.
- •13)Предварительная термическая обработка стальных заготовок (нормализация, отжиг).
- •14)Предварительная термическая обработка углеродистых инструментальных сталей.
- •15) Перегрев и пережог стали, их влияние на механические свойства стали.
- •16) Диаграмма изотермического распада переохлажденного аустенита (с-образные кривые). Критическая скорость закалки стали.
- •17)Окончательная термическая обработка стальных изделий (вал, пружина, инструмент).
- •19)Закалка сталей. Внутренние напряжения при закалке.
- •22)Отпуск закаленных углеродистых сталей. Виды и назначение отпуска. Влияние отпуска на структуру и механические свойства закаленной стали.
- •18) Влияние содержания углерода на твердость закаленной и отожженной сталей.
- •20)Закалочные среды. Способы закалки.
- •21) Дефекты при закалке сталей (закалка с перегревом, неполная закалка).
- •23) Основные характеристики прочности металлов при статистических нагрузках (σΒ, στ, δ, ψ). Ударная вязкость (kcu).
- •24) Прокаливаемость сталей. Влияние несквозной прокаливаемости на механические свойства сталей. Критический диаметр (Dкр). Метод торцовой закалки.
- •25) Термическая обработка конструкционных (изделие типа вал, шестерня) и рессорно-пружинных сталей с учетом прокаливаемости.
- •26) Легированные стали. Фазы, образуемые легирующими элементами в сплавах на основе железа. Влияние легирующих элементов на диаграмму изотермического распада аустенита и прокаливаемость.
- •27) Влияние легирующих элементов на критические точки железа и механические характеристики феррита.
- •28) Классификация легированных сталей по структуре, маркировка и области их применения.
- •29) Конструкционные легированные стали и их термообработка (цементуемые, улучшаемые. Рессорно-пружинные стали).
- •30. Дефекты легированных сталей (дендритная ликвация, отпускная хрупкость, флокены).
- •31. Коррозионно-стойкие (нержавеющие) стали: хромистые (ферритный и мартенситный класс) и хромоникелевые (аустенитный класс). Маркировка, структура, свойства, области применения.
- •32) Термическая обработка коррозийно-стойких хромистых и хромоникелевых аустенитных сталей.
- •33) Межкристаллическая коррозия аустенитных и ферритных коррозионностойких сталей и способы ее устранения.
- •34)Износостойкие стали, их термическая обработка, области применения.
- •1)Графитизированная сталь.
- •2)Высокомарганцовистая сталь.
- •35) Шарикоподшипниковые стали. Маркировка, термическая обработка.
- •36) Инструментальные легированные стали перлитного класса. Маркировка, термическая обработка.
- •37) Быстрорежущие стали и их термическая обработка. Маркировка, области применения.
- •38) Твердые сплавы. Марки. Применение.
- •39) Теплостойкость инструментальных углеродистых и легированных сталей и твердых сплавов.
- •40) Наклеп. Влияние степени наклепа на структуру и механические свойства стали.
- •42) Способы упрочнения стальных изделий. Наклеп.
- •41) Рекристаллизация. Размер зерна при рекристаллизации. Критическая степень наклепа.
- •43) Поверхностная закалка (твч), режим термической обработки.
- •44) Цементация. Виды цементации. Термическая обработка цементированных изделий.
- •45) Азотирование. Стали для азотирования. Режим термической обработки.
- •46) Цианирование сталей.
- •47) Диффузионная металлизация (алитирование, хромирование, силицирование, борирование).
- •48) Алюминий и его сплавы. Деформируемые и литейные сплавы на основе алюминия (дюрали и силумины). Термическая обработка, структура, свойства, применение.
- •49)Титан и его сплавы. Конструкционные титановые сплавы, их термическая обработка, структура, свойства.
- •50) Подшипниковые сплавы (чугун, бронза, баббиты). Баббиты, маркировка, структура, применение.
- •51) Медь и ее сплавы. Латуни, бронзы. Структура, свойства, маркировка, применение.
34)Износостойкие стали, их термическая обработка, области применения.
Возможность продолжительной эксплуатации деталей машин и других изделий, их долговечность во многих случаях связаны с износостойкостью материалов, из которых они изготовлены.
1)Графитизированная сталь.
Графитизированная сталь обладает высокой стойкостью против и носа. Графит в структуре получается за счет частичного разложен" цементита, поэтому графитизирующиеся стали должны иметь высок содержание углерода и кремния (в качестве легирующей примеси который повышает способность стали к графитизации.
Режим обработки в общем аналогичен режиму графитизирующего отжига ковкого чугуна и назначается в нагреве до 820—840°С с выдержкой около 5 ч, охлаждения до 700—720 выдержке 5—15 ч при этой температуре дли частичной графитизации избыточного цементита. Дальнейшее охлаждение до 600 °С — с печью, а от 600 °С — на воздухе. После такой обработки структура стали состоит из зернистого перлита с некоторым количеством мелких округлых (точечных) графитных включений. Детали из графитизируемой стали можно применять в отожженном состоянии после закалки с отпуском.
Термически обработанную графитизированную сталь применяют для холодных штампов, калибров, траков и других деталей, подвергающихся в работе большим давлениям и износу. В отожженном состоянии графитизированную сталь применяют как заменитель цветных металлов — латуни и бронзы.
Из графитизированной стали изготавливают литые коленчатые валы. Наличие графита повышает склонность стали к затуханию колебаний.
2)Высокомарганцовистая сталь.
Существует аустенитная сталь, которая в условиях обычного трения, сопровождаемого большим удельным давлением при низкой твердости (всего лишь 200—250 НВ) обладает высокой износоустойчивостью. Это так называемая сталь Гадфильда (Г13), содержащая 1,2 % С и 13 % Мn.
Сталь применяют в литом и реже — в горячедеформированном виде.
Термическая обработка литых и кованых деталей (механической обработке сталь подвергается с большим трудом) заключается в закалке в воде с 1050—1100°С. При быстром охлаждении в воде полностью задерживается выделение карбидов и образуется чисто аустенитная структура.
Высокая вязкость аустенита наряду с достаточной прочностью и износоустойчивостью делает сталь Гадфильда незаменимым материалом для деталей, работающих на износ и удар одновременно.
35) Шарикоподшипниковые стали. Маркировка, термическая обработка.
Шарикоподшипниковая сталь прежде всего должна обладать высокой твердостью, поэтому применяют высокоуглеродистые стали типа инструментальной (иногда низкоуглеродистые в цементованном состоянии). Чтобы шарикоподшипниковая сталь легко принимала закалку (т. е. имела низкую критическую скорость закалки) и в качестве закалочной среды для нее можно было бы применять масло, сталь легируют (обычно хромом).
Государственный стандарт предусматривает четыре марки шарикоподшипниковой стали:
ШХ6, ШХ9, ШХ15, ШХ15СГ. Обозначение марки надо расшифровывать так: шарикоподшипниковая хромистая; цифра показывает примерное содержание хрома в десятых долях процента. Хром вводят для обеспечения необходимой прокаливаемости. Следовательно, чем меньше размер закаливаемой детали подшипника, тем меньше может быть содержание хрома в стали.
Термическая обработка деталей шарикоподшипника (шарики, ролики, кольца) состоит из двух основных операций — закалки и отпуска. Закалку проводят в масле, температура нагрева 830—840 °С с последующим отпуском при 150— 160 °С в течение 1—2 ч, что обеспечивает получение твердости не ниже 62 HRC. Структура должна представлять собой отпущенный очень мелкоигольчатый мартенсит с равномерно распределенными избыточными карбидами. Несоблюдение правильных температур обработки, которые задаются в узких пределах, ухудшает качество подшипников, что отражается на их стойкости в работе.
Так, небольшой перегрев при закалке приводит к огрублению структуры, укрупнению игл мартенсита. Это охрупчивает сталь и является совершенно недопустимым. Отпуск при температуре более высокой, чем 150—160°С, снижает твердость и уменьшает сопротивление износу деталей подшипников.