- •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.
10) Диаграмма состояния сплавов железо-цементит. Расшифровка, практическое применение.
Диаграмма состояний железо—углерод, дает основное представление о строении железо - углеродистых сплавов — сталей и чугунов.
При разработке диаграммы указывалось, что каждое устойчивое соединение можно рассматривать как компонент, и диаграмму можно рассматривать по частям.
Железо с углеродом образует химическое соединение: Fe3C(6,67%С) – цементит, очень твердое, но хрупкое.
Для фаз и структурных составляющих сплавов железа с углеродом приняты следующие обозначения:
Феррит – ограниченный твердый раствор внедрения углерода в альфа-железо.
Аустенит – ограниченный твердый раствор внедрения углерода в гамма-железо.
Перлит – эвтектоид, состоящий из чередующихся пластинок цементита в феррите.
Ледебурит – эвтектика: Л1 – эвтектика из аустенита и цементита, Л2 – эвтектика из перлита и цементита.
11) Классификация сплавов по диаграмме железо-цементит (стали, чугуны). Маркировка углеродистых сталей, их классификация по структуре и назначению.
Сплавы железа с углеродом, содержащие до 2,14 % углерода, называют сталями. Сплавы с содержанием углерода свыше 2,14 % называют чугунами. По структуре стали делят на: 1) доэвтектоидные, содержащие до 0,8 % С; 2) звтектоидные - 0,8 % С; 3) заэвтектоидные - от 0,8 до 2,14 % С.
По назначению различают: 1) конструкционные стали (до 0,6 % С); 2) рессорно-пружинные (0,6-0,8 % С); 3) инструментальные (0,7 и более процентов углерода).
По содержанию углерода стали подразделяют: на малоуглеродистые (содержат до 0,25 % С); среднеуглеродистые (0,25-0,6 % С); высокоуглеродистые - свыше 0.6 % С.
Конструкционные стали разделяют на две группы по качеству (в соответствии с содержанием вредных примесей - серы и фосфора):
а) сталь углеродистая обыкновенного качества(S<0.05,P<0.07): СтО, Ст[1/2/3/4/5]кп, Ст[1/2/3/4/5/6]пс, Ст[1/2/3/4/5/6]сп. Ст - "Сталь", цифры – усл номер марки в зав от химического состав (чем
больше номер, тем больше в стали углерода и ниже пластичность), буквы кп/пс/сп - степень раскисления (кп - кипящая, пс - полуспокойная, сп - спокойная).
б) сталь углеродистая качественная конструкционная(S<0,04,P<0,035). Поставляют стали марок: сталь 05, 08, 10, 15, 20 - 55, 60.
Рессорно-пружинные стали следующих марок: сталь 65, 70, 75, 85 (S<0,035,P<0,035). Цифры в маркировке означают среднее содержание углерода в сотых долях процента.
Сталь инструментальную углеродистую поставляют двух групп по качеств: качественные марок У7, У8 - У11(S<0,028,P<0,03).; высококачественные, более чистые но содержанию серы и фосфора, марок У7А, У8А - У11А(S<0,018,P<0,025). Буквы и цифры в обозначении марок стали означают: У - углеродистая, следующая за ней цифра - среднее содержание углерода в десятых долях процента
12) Чугуны (белые, серые, ковкие и высокопрочные). Маркировка, структура, свойства и применение чугунов.
Чугуны – сплавы железа и углерода (от 2,14%).
Белый чугун - вид чугуна, в котором углерод в связанном состоянии в виде цементита, в изломе имеет белый цвет. Белый чугун имеет ограниченное применение. Изготавливают детали с отбеленной поверхностью, работающие в условиях абразивного износа и незначительных нагрузок(прокатные, мельничные валки). Белый чугун применяют главным образом как передельный чугун (полуфабрикат). Белый чугун хорошо сопротивляется статическому сжатию, но очень хрупок.
С целью увеличения характеристик износостойкости и пластичности чугуны легируют Cr, Ni, Si, Μη, Mo, W, Ti, Al, Co и др. Такое легирование белых чугунов приводит их в класс чугунов со специальными свойствами.
Серыми называют чугуны, в которых весь углерод или большая его часть находится в свободном состоянии в виде графитных включений пластинчатой формы.
По структуре серый чугун разделяют на перлитный, ферритный и ферритно-перлитный.
Серому чугуну свойственны почти полное отсутствие относительного удлинения и очень низкая ударная вязкость.
Для повышения механических характеристик серый чугун подвергают модифицированию, т.е. в разливочный ковш добавляют в качестве модификаторов ферросилиций с барием или без него, силикокальций, силикобарий. В результате в отливках получается однородная металлическая основа с измельченными включениями пластинчатого графита. Такой чугун называют модифицированным.
Серый чугун применяют для отливок изложниц, труб, плит, рам, гильз, зубчатых колес и других деталей.
Серый чугун маркируют буквами СЧ и 2 цифрами. Последние показывают минимальное значение предела прочности чугуна на растяжение.
Ковкими называют чугуны, в которых весь графит имеет хлопьевидную форму. Получают его графитизирующим отжигом или томлением белых доэвтектических чугунов. Он состоит из медленного нагрева, длительной выдержки и медленного охлаждения.
По структуре ковкие чугуны бывают ферритными (более пластичными) и перлитными(с более высоким пределом выносливости). Ковкий чугун обладает более высокой пластичностью по сравнению с серым. Но ковать его нельзя. Применяют его для изготовления литых деталей для автомобилей, тракторов, судов, вагонов и т.д.
Маркирую буквами КЧ и цифрами, первые 2 цифры показывают предел прочности при растяжении, вторые – относительное удлинение.
Высокопрочный чугун это тот, в котором весь углерод или его часть находится в свободном состоянии в виде графитных включений шаровидной и вермикулярной формы. Высокопрочные чугуны получает путем выплавки с использованием в качестве модификаторов магния, церия, кальция и других элементов (щелочноземельных и редкоземельных). Графитные включения шаровидной формы не создают резкой концентрации напряжений, поэтому высокопрочные чугуны отличаются более высокими механическими характеристиками.
Относительно высокие механические, литейные, технологические и эксплуатационные свойства обусловили его широкое применение в промышленности.
Различают высокопрочные чугуны преимущественно с ферритной и преимущественно перлитной металлической основами.
Маркируют ВЧ и цифрами – минимальное значение предела прочности при растяжении.