Контрольная по материаловедению, 8 заданий

Задание № 1

Назначьте режим термической обработки (температуру закалки, охлаждающую среду, температуру отпуска) для детали из  указанной стали, для получения заданного значения твердости или прочности (σ _в) (таблица 1). Опишите микроструктуру и свойства материала до и после термической обработки.

  Для выполнения этого задания  студент должен охарактеризовать вид работы, производимой данным инструментом (какие он испытывает  нагрузки в ходе работы: статические, динамические, работа на изгиб, колебательные процессы и другие). Затем, исходя из представленного значения твердости,  необходимо выбрать режимы термической обработки, используя справочную литературу и знания по термической обработке. Необходимо помнить, как влияет температура закалки и отпуска на механические свойства, а также  как подобрать охлаждающую среду для проведения термических процессов. В завершении выполнения задания студент представляет значения механических свойств после выбранной им термической обработки, найдя их в справочной литературе.

Задание № 2

Для изготовления данной детали выбрана определенная марка стали (таблица 2):

а) расшифруйте состав и определите, к какой группе относится данная сталь по назначению; 

б) назначьте режим термической обработки, приведите подроб­ное его обоснование, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие на всех этапах термической обработки данной стали; 

 в) опишите микроструктуру и главные свойства стали после тер­мической обработки.                                                                                                                           

Это задание содержит те же черты, что и предыдущее. Однако здесь студентам необходимо указать  химический состав используемой марки стали и указать к какой квалификации ее можно отнести.

Задание №3..

   Дайте подробную характеристику электроимпульсного нанесения покрытий. Для иллюстрации ответов приведите  необходимые графики, таблицы и рисунки

            Задание № 4

Расшифруйте состав и определите, к какой группе относится данный сплав (таблица 4) по назначению  и где используется; зарисуйте и опишите микроструктуру сплава;  укажите основные требования, предъявляемые к данному сплаву при его использовании в машиностроении.Сплав- ЛО70-1.

Данное задание предполагает , что студенты изучают цветные металлы и сплавы. Необходимо дать характеристику представленному сплаву и с помощью справочной литературы указать химический состав, применение, микроструктуру данного сплава.

Задание № 5

Опишите способы получения, свой­ства и применение  указанного в таблице 5 материала.

                                                                                                           Таблица 5

Задание № 6

Вычертите диаграмму состояния системы (таблица 6). Опи­шите взаимодействие компонентов в жидком и твердом состояниях, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы со­стояния и объясните характер изменения свойств сплавов.

                                                                             Таблица 6

В ходе выполнения данного задания студентам необходимо найти по справочной литературе предлагаемую им диаграмму состояния сплавов и указать все структурные составляющие и фазы в областях диаграммы. Затем нужно описать к какому типу относится данная диаграмма, какие превращения описываются ей.

Задание № 7

Вычертите диаграмму состояния железо—карбид железа, ука­жите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опиши­те превращения и постройте кривую нагревания или охлаждения (в зависимости от задания) в указанном интервале темпе­ратур для сплава, со­держащего данное в таблице 7 количество углерода. На кривой охлаждения или нагревания укажите количество степеней свободы на каждом участке кривой, подсчитав их в  соответствии с правилом фаз. Для заданного сплава опреде­лите ко­личественное соотношение фаз в соответствии с правилом отрезка при температуре, указанной в таблице 7.

                                                                                            Таблица 7

Для  выполнения данной задачи необходимо знать правило отрезков, позволяющее подсчитать количественное содержание фаз  в данной точке, а также правило фаз, определяющее число степеней свободы.

Правило фаз выражается следующим уравнением (при постоянном давлении):

С=К+1-Ф, где К – число компонентов в системе, A – число фаз, С – число степеней свободы ( или инвариантность системы).

Число степеней свободы - это число независимых переменных внутренних (состав фаз) и внешних (температура, давление) факторов, которые можно изменять без изменения числа фаз, находящихся в равновесии.

Правило отрезков позволяет  определить количественное соотношение фаз. Для определение концентрации компонентов в двух фазах через данную точку в (рисунок), характеризующую состояние сплава, проводят горизонтальную линию (коноду) до пересечения с линиями , ограничивающими данную область ; проекции точек пересечения (а и с) на горизонтальную ось диаграммы покажут составы фаз. Отрезки коноды между точкой в и точками а и с, определяющими составы фаз, обратно пропорциональны количествам этих фаз (рисунок):

Число степеней свободы в искомой точке   в   равно С =К-Ф+1.

Так как число компонентов равно 2, количество фаз в данной точке 2 (аустенит и жидкость), то С=2-2+1=1.

Построение кривой охлаждения сплава основано на изменениях фаз и структурных составляющих в ходе охлаждения. Если по мере охлаждения происходит пересечение линии превращения, то на кривой охлаждения необходимо изобразить горизонтальный участок, и  написать какое превращение произошло при данной температуре

Задание № 8

Дайте полные  ответы на практические вопросы следующего задания, приведенные в таблице

Назначьте нержавеющую сталь для работы в средах средней агрессивности (растворы солей). Приведите химический состав ста¬ли, необходимую термическую обработку и получаемую структуру. Объясните физическую природу коррозионной устойчивости материала и роль каждого легирующего элемента