Файл: Программа курса, лабораторный практикум и контрольные задания для студентовзаочников полной и.pdf

88 4. В структуре углеродистой стали 30 после закалки не обнаруживается остаточного ау- стенита, а в структуре стали У12 наблюдается до 30% остаточного аустенита. Объясните причину этого явления. Какой обработкой можно устранить остаточный аустенит?
5. Сталь 45 подвергалась отжигу при температурах 830 и 1000° С. Опишите пре- вращения, происходящие при данных режимах отжига, укажите, какие образуются структуры, и объясните причины получения различных структур и свойств. Дайте опре- деление процесса отжига и рекомендуйте оптимальную температуру нагрева.
Вариант 26
1. Объясните сущность явления дендритной ликвации и методы ее устранения.
2. Какими стандартными характеристиками механических свойств оценивается пластичность металлов и сплавов? Как они определяются?
3. Вычертите диаграмму состояния железо - карбид железа, укажите структурные со- ставляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охла- ждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 1,2% С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре, и как такой сплав называется?
4. Как можно устранить крупнозернистую структуру в кованой стали 30? Используя диаграмму состояния железо-цементит, обоснуйте выбор режима ТО для исправления структуры. Опишите структурные превращения и характер изменения свойств.
5. Укажите температуры, при которых производится процесс прочностного азоти- рования. Объясните, почему азотирование не производится при температурах ниже 500 и выше 700° С (используя диаграмму состояния железо-азот). Назовите марки сталей, применяемых для азотирования, и опишите полный цикл их ТО и ХТО.
Вариант 27
1. Опишите явление полиморфизма в приложении к цирконию. Начертите элемен- тарные кристаллические ячейки, укажите их параметры и координационное число.
2. В чем сущность явления наклепа, и какое он имеет практическое использование?
3. Вычертите диаграмму состояния железо - карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 1,1% С. Какова струк- тура этого сплава при комнатной температуре, и как такой сплав называется?
4. В чем отличие процесса цементации в твердом карбюризаторе от процесса га- зовой цементации? Как можно исправить крупнозернистую структуру перегрева це- ментированных изделий?
5. Шестерни из стали 45 закалены: первая - от температуры 740°С, а вторая - от
820° С. Используя диаграмму состояния железо-цементит, нанесите выбранные тем- пературы нагрева и объясните, какая из этих шестерен имеет более высокую твердость и лучшие эксплуатационные свойства и почему.
Вариант 28
1. Что такое твердый раствор? Виды твердых растворов, примеры.
2. Под действием каких напряжений происходит пластическая деформация и как при этом изменяются структура и свойства металла?
3. Вычертите диаграмму состояния железо - карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 0,8% С. Какова струк- тура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?
4. Используя диаграмму состояния железо-цементит, определите температуру полного и неполного отжига и нормализации для стали 15. Охарактеризуйте эти режи- мы термической обработки и опишите микроструктуру и свойства стали.
5. В чем отличие обычной закалки от ступенчатой и изотермической? Каковы преимущества и недостатки каждого из этих видов закалки?

89
Вариант 29
1. Как влияет скорость охлаждения на строение кристаллизующегося металла?
Объясните сущность воздействия.
2. Какая термическая обработка применяется после холодной пластической де- формации для устранения наклепа? Обоснуйте выбор режима (на примере алюминия) и опишите происходящие превращения.
3. Вычертите диаграмму состояния железо - карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 1,5% С. Какова струк- тура этого сплава при комнатной температуре, и как такой сплав называется?
4. С помощью диаграммы состояния железо - карбид железа определите темпера- туру нормализации, отжига, закалки стали 45. Охарактеризуйте эти режимы термиче- ской обработки и опишите структуру и свойства после каждого вида обработки.
5. В чем преимущества и недостатки поверхностного упрочнения стальных изде- лий при нагреве токами высокой частоты по сравнению с упрочнением методом цемен- тации? Назовите марки стали, применяемые для этих видов обработки.
Вариант 30
1. Как влияет модифицирование на строение и свойства литого металла? Объяс- ните причину воздействия.
2. Что такое предел усталости? Опишите методику определения этой характери- стики свойств металла.
3. Вычертите диаграмму состояния железо - карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 4,6% С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре, и как такой сплав называется?
4. После закалки углеродистой стали была получена структура, состоящая из феррита и мартенсита. Нанесите на диаграмму состояния железо-цементит ординату, соответствующую составу заданной стали (примерно), укажите принятую в данном случае температуру нагрева под закалку и опишите все превращения, которые совер- шились в стали при нагреве и охлаждении. Как называется такой вид закалки?
5. Для каких сталей применяется отжиг на зернистый перлит? Объясните выбор режима и цель этого вида обработки.
Вариант 31
1. Опишите точечные несовершенства кристаллического строения металла. Каково их влияние на свойства?
2. Детали из меди, штампованные в холодном состоянии, имели низкую пластичность.
Объясните причину этого явления и укажите, каким способом можно восстановить пластич- ность. Назначьте режим обработки и приведите характер изменения структуры и свойств.
3. Вычертите диаграмму состояния железо - карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 3,2% С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре, и как такой сплав называется?
4. Используя диаграмму состояния Fe - Fe
3
C, определите температуру полного, неполного отжига и нормализации для стали 10. Охарактеризуйте эти режимы ТО и опишите структуру и свойства стали.
5. В чем заключается обработка стали холодом и в каких случаях она применяет- ся? (Объясните с применением мартенситных кривых).
Вариант 32

90 1. Начертите диаграмму состояния для случая образования эвтектики, состоящей из ограниченных твердых растворов. Опишите строение различных сплавов, образующихся в этой системе.
2. Как изменяется плотность дислокаций при пластической деформации металлов?
Влияние дислокаций на свойства металла.
3. Вычертите диаграмму состояния железо - карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 0,4% С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?
4. Вычертите диаграмму изотермического превращения аустенита для стали У8, на- несите на нее кривую режима изотермической обработки, обеспечивающей получение твердости 500 НВ. Укажите, как этот режим называется, опишите сущность превраще- ний, и какая структура получается в данном случае.
5. Используя диаграмму состояния железо - цементит, опишите структурные пре- вращения, происходящие при нагреве любой заэвтектоидной стали. Покажите критиче- ские точки А
С3
и А
С4
для выбранной вами стали, установите оптимальную температуру нагрева этой стали под закалку. Охарактеризуйте процесс закалки, опишите происхо- дящие превращения и получаемую структуру.
Вариант 33
1. Как влияют модификаторы на процесс кристаллизации? Приведите примеры практического использования процесса модифицирования.
2. Как определяется температура порога рекристаллизации? Как влияют состав сплава и степень пластической деформации на эту температуру?
3. Вычертите диаграмму состояния железо - карбид железа, укажите структурные со- ставляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую ох- лаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 2,8% С. Какова струк- тура этого сплава при комнатной температуре, и как такой сплав называется?
4. Что такое закалка? Используя диаграмму состояния железо-цементит, укажите температуру нагрева под закалку стали 40 и У10. Опишите превращения, происходящие в сталях при выбранном режиме обработки, получаемую структуру и свойства.
5. Почему для изготовления инструмента применяется сталь с исходной структу- рой зернистого перлита? В результате какой термической обработки можно получить эту структуру? Приведите конкретный пример.
Вариант 34
1. Начертите диаграмму состояния для случая образования непрерывного ряда твердых растворов. Что такое твердый раствор?
2. Какие процессы происходят при горячей пластической деформации?
3. Вычертите диаграмму состояния железо - карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 2,4% С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре, и как такой сплав называется?
4. Доэвтектоидная углеродистая сталь имеет крупнозернистую структуру пере- грева. Какой вид ТО следует применить для устранения состояния перегрева? Нанеси- те на диаграмму состояния железо-цементит ординату любой доэвтектоидной стали и объясните, какие изменения происходят в структуре стали при этой термообработке.
5. Назначьте режим обработки шестерни из стали 20, обеспечивающий твердость зуба 58...62 НRС. Опишите происходящие в стали превращения, структуру и свойства поверхности зуба и сердцевины шестерни после термической обработки.

Вариант 35

91 1. В чем сущность явления полиморфизма, и какое оно имеет практическое зна- чение? Приведите пример.
1. Как выбирается режим рекристаллизационного отжига? Для каких целей он на- значается? Рассмотрите на примере никеля.
3. Вычертите диаграмму железо - карбид железа, укажите структурные состав- ляющие во всех областях диаграммы, опишите прекращения и постройте кривую ох- лаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 1,8% С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре, и как такой сплав называется?
4. Изделия из стали 50 закалены: первое - от температуры 740° С, а второе - от температуры 820° С. Используя диаграмму состояния железо-цементит, укажите вы- бранные температуры нагрева и объясните, какое из этих изделий имеет более высо- кую твердость и лучшие эксплуатационные свойства и почему.
5. Углеродистая сталь У8 после одного вида термической обработки получила структуру пластинчатого перлита, а после другого вида — зернистого перлита. Какая термообработка была применена в первом и во втором случаях?
Вариант 36
1. Начертите диаграмму состояния для случая образования устойчивого химического соединения. Укажите структурные составляющие во всех областях этой диаграммы и опи- шите строение типичных сплавов различного состава, встречающихся в этой системе.
2. Что такое предел выносливости? Каким способом можно повысить предел вы- носливости пружин? Опишите сущность предлагаемого метода.
3. Вычертите диаграмму состояния железо - карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 0,1% С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре, и как такой сплав называется?
4. Вычертите диаграмму изотермического превращения аустенита для стали У8, нанесите на нее кривую режима термической обработки, обеспечивающей получение твердости 60...63 HRC. Укажите, как этот режим называется, опишите сущность пре- вращений, и какая структура получается при этом.
5. В чем заключается отрицательное влияние цементитной сетки на свойства ин- струментальной стали У10 и У12? Какой термообработкой можно ее уничтожить? С помощью диаграммы состояния железо-цементит обоснуйте выбранный режим ТО.
Вариант 37
1. Что такое дислокация? Виды дислокаций и их влияние на механические свой- ства металла.
2. Полосы свинца были прокатаны при комнатной температуре с различной сте- пенью обжатия: 10. 20, 40, 609г. После прокатки твердость всех листов оказалась практически неизменной. Объясните, почему не наблюдается упрочнение свинца при деформации в этих условиях. Какими процессами сопровождается деформирование свинца при комнатной температуре?
3. Вычертите диаграмму состояния железо - карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 0,01% С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре, и как такой сплав называется?
4. Вычертите диаграмму изотермического превращения аустенита для стали У8.
Нанесите на нее кривую режима ТО, обеспечивающей твердость 350 НВ. Опишите сущность превращений, и какая структура получается при этой обработке.
5. Как изменяются структура и свойства стали 30 и У11 в результате закалки от температуры 750 и 850° С. Объясните с применением диаграммы состояния железо- цементит. Выберите оптимальный режим закалки каждой стали.

92
Вариант 38
1. В чем сущность металлического, ионного и ковалентного типов связи?
2. Каким способом можно восстановить пластичность холоднокатаных медных лент?
Назначьте режим термической обработки и опишите сущность происходящих процессов.
3. Вычертите диаграмму состояния железо - карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 0,2% С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре, и как такой сплав называется?
4. Используя диаграмму состояния железо - цементит, опишите структурные пре- вращения, происходящие при нагреве стали У10. Укажите критические точки, и выбери- те оптимальный режим нагрева этой стали под закалку. Охарактеризуйте этот вид тер- мической обработки и опишите получаемую структуру и свойства стали.
5. Используя диаграмму состояния железо - карбид железа и кривую изменения твердости в зависимости от температуры отпуска, назначьте для углеродистой стали 40 температуру закалки и отпуска, необходимые для обеспечения твердости 250 НВ. Опиши- те превращения, происходящие при ТО и полученную после обработки структуру.
Вариант 39
1. Охарактеризуйте параметры процесса кристаллизации. Их влияние на величину зерна кристаллизующегося металла.
2. В чем сущность явления наклепа? Его влияние на эксплуатационные свойства металла.
3. Вычертите диаграмму состояния железо — карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 3,3% С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре, и как такой сплав называется?
4. Что такое закалка? Используя диаграмму состояния железо-цементит, укажите температуру нагрева под закалку стали 50 и У12. Опишите превращения, происходящие в сталях при выбранном режиме обработки, получаемую структуру и свойства.
5. Изделия после правильно выполненной закалки и последующего отпуска име- ют твердость более низкую, чем предусмотрено техническими условиями. Чем вызван этот дефект и как можно его исправить?
Вариант 40
1. Начертите диаграмму состояния для случая неограниченной растворимости компонентов в твердом виде. Охарактеризуйте структуру образующихся сплавов.
2. Что такое горячая пластическая деформация? Какие процессы происходят при этом? Опишите характер изменения структуры и свойств.
3. Вычертите диаграмму состояния железо - карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 0,35% С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?
4. Покажите графически режим отжига для получения перлитного ковкого чугу- на. Опишите структурные превращения, происходящие в процессе отжига. Каковы ме- ханические свойства чугуна после термической обработки, его структура?
5. После ТО углеродистой стали получена структура: цементит + мартенсит от- пуска. Нанесите на диаграмму состояния железо - цементит ординату заданной стали
(примерно) и укажите температуру нагрева этой стали под закалку. Назначьте темпера- туру отпуска, обеспечивающую получение указанной структуры и опишите все пре- вращения, которые совершились в стали в процессе закалки и отпуска.
Вариант 41
1. Опишите виды несовершенств кристаллического строения реальных металлов.