Практические задания

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЕ ВОПРОСЫ ПО КУРСУ

«Материаловедение. Технология конструкционных материалов.» спец. 652000 «Мехатроника и робототехника» специальности

1. Кристаллическое строение металлов. Понятие об элементарной ячейке кристаллической решетки.

Параметр решетки.

2. Основные типы кристаллических решеток металлов.

3. Анизотропия кристаллов. Полиморфизм. Примеры.

4. Дефекты строения реальных металлов. Точечные дефекты. Линейные дефекты. Поверхностные

дефекты. Влияние дефектов на свойства кристаллов.

5. Строение металлических сплавов. Понятия: сплав, термодинамическая система, компонент, фаза.

6. Твердые растворы, механические смеси, химические соединения: определение, условия образования, примеры.

7. Кристаллизация: движущая сила кристаллизации металлов. Механизм и кинетика кристаллизации. Кристаллизация: зарождение и рост кристаллов.

8. Факторы, влияющие на процесс кристаллизации. Форма и размеры кристаллов. Строение слитков

металлов.

9. Диаграммы состояния системы с неограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии.

Примеры.

10.Диаграммы состояния сплавов с ограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии и эвтектикой. Примеры.

11.Диаграммы состояния сплавов с нерастворимостью компонентов в твердом состоянии и эвтектикой. Примеры.

12.Диаграммы состояния сплавов с образованием устойчивого химического соединения.

13.Связь свойств сплавов с типом диаграмм состояния. Диаграмма состояния железо-углерод. Фазы и структурные составляющие железоуглеродистых сплавов.

14.Структура углеродистых сталей и чугунов.

15.Напряженное состояние. Упругая деформация. Влияние упругой деформации на свойства металлов.

16.Пластическая деформация. Механизмы пластической деформации. Дислокационный механизм пластической деформации: консервативное движение и переползание дислокаций.

17.Влияние нагрева на структуру и свойства деформированного металла: возврат, первичная, собирательная и вторичная рекристаллизация.

18.Особенности деформации поликристаллов. Влияние пластической деформации на структуру и свойства металлов. Упрочнение при пластической деформации. ТО

19.Термическая обработка металлов и сплавов. Классификация видов термической обработки.

20.Термообработка сплавов, не имеющих фазовых превращений в твердом состоянии и с переменной растворимостью компонентов в твердом состоянии.

21.Превращения, происходящие при нагреве сталей до аустенитного состояния. Понятие о критических точках сталей.

22.Превращения, происходящие при охлаждении сталей: сдвиговое (мартенситное) превращение.

23.Способы отжига сталей: полный и неполный, гомогенизирующий, сфероидизирующий отжиг, нормализация.

24.Закалка сталей - полная и неполная. Понятие о критической скорости закалки. Закалка сталей на мартенсит.

25.Превращения, происходящие при отпуске закаленной стали. Низкий, средний и высокий отпуск.

26.Диаграмма изотермического превращения переохлажденного аустенита (С-диаграмма).

27.Химико-термическая обработка. Общие закономерности.

28.Цементация сталей.

29.Азотирование и нитроцементация сталей.

30.Чугуны. Фазы и структурные составляющие белых чугунов.

31.Чугуны. Виды чугунов. Фазы и структурные составляющие серых чугунов.

32.Углеродистые стали. Влияние углерода и примесей на свойства, стали. Конструкционные углеродистые

стали обыкновенного качества и качественные.

33.Классификация и маркировка легированных сталей. Особенности закалки и отпуска легированных сталей.

34.Легированные стали. Влияние легирующих элементов на свойства стали. Карбиды в легированных сталях.

35.Классификация по назначению и маркировка легированных сталей.

36.Сплавы на основе алюминия. Общие сведения. Классификация и маркировка алюминиевыхсплавов.

37.Технический титан. Взаимодействие титана с легирующими элементами.

38.Классификация и маркировка титановых сплавов, α-сплавы: легирование, термообработка, свойства.

39.Сплавы на основе меди: латуни.

40.Сплавы на основе меди: бронзы.

41.Термореактивные полимеры и пластические массы. Строение, свойства.

42.Керамические материалы: строение, примеры применения.

43 Электрические свойства проводников.

44 Материалы высокой электропроводности, физические и экономические критерии выбора материалов высокой электропроводности.

45. Материалы высокого удельного сопротивления.

46. Магнитные материалы. Основные магнитные свойства и физика их проявления. Природа диа- и парамагнетизма.

47. Полупроводниковые материалы. Механизм электропроводности в полупроводниках.

48. Классификация полупроводниковых материалов. Экономические и физические критерии выбора полупроводниковых материалов.

49.Электропроводность диэлектриков. Поляризация диэлектриков. Электрическая прочность диэлектриков. Активные диэлектрики.

50. Сегнетоэлектрики, пьезоэлектрики, электреты, суперионные проводники. Требования, предъявляемые к активным диэлектрикам разного вида. Примеры практического использования активных диэлектриков.

51.Основы металлургии. Исходные материалы для получения чугуна и стали: руда, топливо, флюсы,

раскислители, легирующие элементы. Основные этапы получения металлов и сплавов: дробление и

сортировка руд, обогащение руд, получение промежуточных продуктов из концентратов.

52.Производство чугуна. Материалы, применяемые в доменном производстве и их подготовка к плавке.

Прямое восстановление железа из руд. Методы получения стали и сплавов особо высокого качества.

Двойной (в том числе вакуумный) переплав, плазменно-дуговой переплав, обработка стали в ковше синтетическим шлаком.

53.Производство стали. Кислородно-конверторный, мартеновский способы. Производство стали.

Электроплавка. Непрерывная разливка стали.

54.Особенности производства цветных металлов – меди, алюминия, титана, никеля, магния.

55.Формообразование заготовок методом литья. Роль и место литейного производства в общем технологическом цикле изготовления заготовок деталей машин. Литейные свойства металлов и сплавов. Характеристика способов литья.

56.Формообразование заготовок методами обработки металлов давлением (ОМД). Роль и место обработки

металлов давлением в общем технологическом цикле изготовления заготовок деталей машин.

57.Физические основы пластической деформации металлов и сплавов. Холодная и горячая пластическая

деформация металлов. Температурный интервал горячей пластической деформации.

58.Способы ОМД. Прокатка. Сущность процесса, достоинства, недостатки, область применения.

59.Способы ОМД. Прессование. Сущность процесса, достоинства, недостатки, область применения.

60.Способы ОМД. Волочение. Сущность процесса, достоинства, недостатки, область применения.

61.Ковка горячая и холодная объемная штамповка. Принципы составления чертежа поковки. Достоинства и недостатки ковки и объемной штамповки. Штамповка с использованием сверхпластичности. Листовая штамповка. Основные операции и применяемый инструмент. Высокоскоростные методы штамповки.

61.Производство неразъемных соединений. Понятие неразъемного соединения. Способы получения

неразъемных соединений: сварка, пайка, склеивание, клепка.

62.Основы порошковой металлургии. Получение порошковых материалов. Оборудование для механического способа получения порошков. Технология получения деталей из порошков. Области применения порошковых материалов. Преимущества и недостатки применения порошковых материалов.

63.Производство полуфабрикатов и изделий из неметаллических и композиционных материалов.

Основные группы неметаллических материалов.

ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАДАНИЯ

1. Вычертите диаграмму состояния с нерастворимостью компонентов в твердом состоянии эвтектикой

	Тпл, °С	Плотность, г/см	Тэвт, °С	Точка эвт.
А		2,7		В=23% вес.
В		5,5

3. Вычертите диаграмму состояния с ограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии и эвтектикой

	Тпл, °С	р, г/см^3	Тэвт, °С	Точка эвтектики	Растворимость ^ТЭВТ ^ТК
А				В=35% вес.
В

Определите массу компонентов в твердом растворе а состава (5%), если масса сплава 500 г.

5. Вычертите диаграмму состояния с ограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии иперитектикой

	Тпл, °С	р, г/см^3	Тп,°С	Точка эвтектики	Растворимость Тп ^ТК
А		2,7		В=35% вес.
В		5,5

7. Определите массу железа и углерода в сером чугуне эвтектического состава, если масса сплава 2000 г. Плотность Fe - 7,8 г/см³, С - 2,5 г/см³

9. Определите массу аустенита и цементита в белом чугуне эвтектического состава при температуре эвтектики, если масса сплава 1000 г. Плотность Fe - 7,8 г/см³, С - 2,5 г/см³

11.Определите массу цементита и феррита в стали эвтектоидного состава, если масса сплава 200 г. Плотность Fe 7,8 г/см³, С - 2,5 г/см³. Считать, что в феррите углерод не содержится.

13.Определите плотность ледебурита в белом чугуне эвтектического состава, если масса сплава 1000г. Плотность Fe - 7,8 г/см³, С - 2,5 г/см³.

15.Вычертите диаграмму состояния с нерастворимостью компонентов в твердом состоянии и эвтектикой

	Тпл, °С	р, г/см	Тэвт, °С	Точка эвтектики
А		3,7		В=25%вес.
В		5,3

Определите массу компонентов в сплаве состава 10% В, если масса сплава 500 г.

17.Вычертите диаграмму состояния с ограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии и эвтектикой

	Тпл, °С	, г/см	Тэвт, °С	Точка эвтектики	Растворимость ТЭВТ ТК
А		8,7		В=25% вес.
В		5,3

Определите плотность твердых растворов при комнатной температуре.

19.Определить массу компонентов и плотность сплава Al-Si эвтектического состава (12% вес. Si),. если плотность А1 - 2,7 г/см³, Si - 5 г/см³

21.Вычертите диаграмму состояния с ограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии и эвтектикой

	Тпл, °С	, г/см^3	Тэвт, °С	Точка эвтектики	Растворимость ТЭВТ ТК
А	800,	7,7		В=45% вес.
В		10,3

Определите плотность твердых растворов при комнатной температуре.

23.Вычертите диаграмму состояния с неограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии. Определите плотность сплава состава 45% В при комнатной температуре. Масса сплава 1000 г. _А=78,7 г/см³, _В=9,8 г/см³

25.Определить массу цементита и аустенита в 1 кг белого чугуна, содержащего 5% С. Плотность Fe =7,8 г/см³, С =2,5 г/см³

27.Определить массу цементита и аустенита в 2 кг белого чугуна, содержащего 3% С. Плотность Fe =7,8 r/см³, С =2,5 г/см³

29.Определить массу ледебурита и аустенита при температуре 1147°С в 1 кг белого чугуна, содержащего 2,5% С. Плотность Fe =7,8 г/см³, С =2,5 г/см³

31.Определить массу цементита в 500 г белого чугуна, содержащего 6% С. Плотность Fe =7,8 г/см³, С =2,5 г/см³

33.Определить массу аустенита в 1 кг белого чугуна, содержащего 5% С. Плотность Fe =7,8 г/см³, С =2,5 г/см³

35.Определить массу цементита в 1 кг стали У10. Плотность Fe =7,8 г/см³, С =2,5 г/см³

37.Определить массу цементита в 1 кг стали У7. Плотность Fe =7,8 г/см³, С =2,5 г/см³

39.Определить массу феррита в 1 кг стали 55. Плотность Fe =7,8 г/см³, С =2,5 г/см³

41.Определить массу цементита в 1 кг стали У8. Плотность Fe =7,8 г/см³, С =2,5 г/см³

43.Вычертите диаграмму состояния с неограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии.

Определить массу компонентов в 1 кг сплава, содержащего 55% В. Плотность А =8,1 г/см³, В =7,8 г/см³

49.Расшифруйте состав стали ШХ20 (среднее содержание элементов), укажите, к какому классу она относится.

47.Определить массу цементита в 1 кг белого чугуна, содержащего 3% С. Плотность Fe =7,8 г/см³, С =2,5г/см³

45.Определить массу титана и алюминия в 1 кг сплава (твердого раствора), содержащего 5% А1. Плотность Ti =4,5 г/см³, Аl =2,7 г/см³

Дата добавления: 2015-10-21