Материаловедение. Технология конструкционных материалов ИДО ТПУ
- Для комментирования войдите или зарегистрируйтесь
МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ.
ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Рабочая программа, методические указания и контрольные задания для студентов специальностей 140101 «Тепловые электрические станции» и 140104 «Промышленная теплоэнергетика»
Института дистанционного образования
Издание второе, исправленное и дополненное
Материаловедение. Технология конструкционных материалов: раб. программа, метод. указания и контр. задания для студентов спец. 140101 «Тепловые электрические станции» и 140104 «Промышленная теплоэнергетика» ИДО / Сост. И. А. Хворова. - 2-е изд., испр. и доп. - Томск: Изд-во ТПУ, 2008. - 40 с.
- технологическим процессам (2 часа).
-
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
- Общие методические указания
Студенты, обучающиеся в ТПУ заочно, выполняют контрольное задание, которое состоит из 30 вариантов. Выполняется тот вариант, номер которого соответствует двум последним цифрам шифра студента. Если номер шифра оканчивается на «31», то выполняется первый вариант задания, на «32» - второй и т. д.
Контрольное задание выполняют в отдельной тетради объемом не менее 12-18 листов. Задания следует выполнять в виде ответов на поставленные вопросы варианта, располагая их по порядку.
Из 10 вопросов задания первые пять (вопросы 1-5) относятся к разделу «Материаловедение», а вопросы 6-10 - к разделу «Технология конструкционных материалов». При составлении ответов необходимо пользоваться
соответствующими учебниками и учебными пособиями. Ответы должны быть краткими, точными и не повторять дословно текст учебника или учебных пособий.
Графические работы выполняют карандашом с использованием чертежных инструментов, соблюдая ГОСТы. Возможно использование компьютерной графики.
Страницы и рисунки должны быть пронумерованы. В конце выполненного контрольного задания приведите список использованной литературы, укажите дату выполнения работы, поставьте свою подпись.
Важно! На страницах текста заданий оставьте поля для замечаний рецензента. Желательно также оставлять небольшие пробелы после ответа на каждый вопрос, чтобы при наличии мелких недочетов можно было в них вписать исправления и дополнения. Для более серьезных ответов на замечания рецензента должно быть предусмотрено место в конце работы.
После рецензирования работы внимательно изучите замечания рецензента и приведите на них письменные ответы в конце тетради. Если работа не зачтена, то после ответа на замечания она посылается на повторное рецензирование.
Перед выполнением контрольной работы студенты изучают соответствующие теоретические разделы дисциплины.
Литература, необходимая для выполнения контрольной работы, приведена в конце рабочей программы (стр. 39).
- Варианты заданий контрольной работы
Вариант 1
- Опишите линейные несовершенства кристаллического строения. Как они влияют на свойства металлов и сплавов?
- В чем различие между хрупким и вязким разрушением?
- Вычертите диаграмму состояния железо - карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы. С приведением кривой охлаждения опишите превращения при охлаждении сплава, содержащего 0,1 % С. Какую структуру имеет этот сплав при комнатной температуре, и как он называется?
- Для дисков и роторов турбин используют сталь 11Х11Н2В2МФ. Укажите состав и определите группу стали по назначению. Назначьте и обоснуйте режим термической обработки. Опишите структуру стали после термообработки, укажите механические свойства стали.
- Какой термической обработке подвергается сплав дуралюмин? Для обоснования ответа приведите диаграмму состояния алюминий - медь. Каков механизм упрочнения дуралюмина?
- Начертите схему дуговой плавильной электрической печи. Опишите ее работу и укажите преимущества в сравнении с другими плавильными агрегатами.
- Изобразите схемы литья под давлением, опишите принцип действия машин для литья этим способом. Укажите преимущества, недостатки и области применения литья под давлением.
- Охарактеризуйте основные виды оборудования, применяемого для горячей объемной штамповки. С приведением схем опишите операции, выполняемые на горизонтально-ковочных машинах.
- Каковы технологические особенности сварки чугуна? Опишите способы горячей и холодной сварки серых чугунов.
- С приведением схем опишите геометрические параметры режущего инструмента (на примере токарного прямого проходного резца), а также их влияние на процесс резания и качество обработанной поверхности.
Вариант 2
- Как влияет наличие примесей в сплаве на протекание процесса кристаллизации?
- Как и почему изменяется плотность дислокаций при пластической деформации? Влияние дислокаций на свойства металла.
- Вычертите диаграмму состояния железо - карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы. С приведением кривой охлаждения опишите превращения при охлаждении сплава, содержащего 4,5 % С. Какую структуру имеет этот сплав при комнатной температуре, и как он называется?
- Используя диаграмму состояния железо - цементит, определите температуру полной и неполной закалки для стали 40. Дайте описание структуры и свойств стали после каждого вида термической обработки.
- Опишите стеклопластики, укажите их свойства в зависимости от формы наполнителя. Приведите требования к связующему. Каковы преимущества и недостатки этих материалов?
- С приведением схемы опишите работу индукционной тигельной плавильной печи. Каковы особенности выплавки стали в такой печи?
- С приведением схем опишите процессы изготовления отливок на машинах для центробежного литья. Укажите преимущества, недостатки и области применения этого способа литья.
- Опишите процессы получения специальных видов проката, приведите схемы и укажите области их применения.
- Охарактеризуйте технологические особенности сварки углеродистых и легированных сталей.
- С приведением схем опишите операции ультразвуковой абразивной размерной обработки. Какие материалы обрабатываются этим методом?
Вариант 3
- Что такое переохлаждение и как оно влияет на величину зерна кристаллизующегося металла?
- Вычертите диаграмму состояния железо - карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы. С приведением
кривой охлаждения опишите превращения при охлаждении сплава, содержащего 1,9 % С. Какую структуру имеет этот сплав при комнатной температуре, и как он называется?
- Что такое нормализация? Используя диаграмму состояния железо - цементит, укажите температуру отжига стали 35 и стали У10. Опишите превращения, происходящие в сталях при выбранном режиме обработки, получаемую структуру и свойства.
- Назначьте марку жаропрочной стали (сильхром) для клапанов автомобильных и тракторных двигателей. Укажите состав стали, назначьте и обоснуйте режим термической обработки. Опишите структуру и свойства стали после термообработки.
- Какой материал используют для часовых и приборных пружин? Опишите его состав и структуру, приведите механические характеристики.
- С приведением главных химических реакций опишите процессы удаления фосфора и серы при производстве стали. Какие условия необходимы для проведения этих процессов? Для каких целей и какими способами выполняют раскисление стали? Как различаются стали в зависимости от степени раскисления?
- С приведением схем опишите основные способы уплотнения формовочной смеси при машинной формовке.
- Охарактеризуйте инструмент, применяемый для горячей объемной штамповки. В чем отличие открытых и закрытых штампов?
- Что понимается под свариваемостью металлов и сплавов? Опишите основные дефекты сварных соединений, укажите причины их возникновения.
- С изображением схем опишите методы электроэрозионной размерной обработки. Чем характеризуется электроэрозионная обрабатываемость материалов?
Вариант 4
- Что такое временное сопротивление разрыву (ав)? Как определяется эта характеристика механических свойств металла?
- Вычертите диаграмму состояния железо - карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы. С приведением кривой охлаждения опишите превращения при охлаждении для сплава, содержащего 5,5 % С. Какую структуру имеет этот сплав при комнатной температуре, и как он называется?
- Режущий инструмент из стали У12 был перегрет при закалке. Чем вреден перегрев и как можно исправить этот дефект? Назначьте режим термической обработки для исправления структуры, обеспечивающий нормальную работу инструмента. Опишите структуру и свойства стали после правильной термообработки.
- В котлостроении широко применяется сталь 25Х2М1Ф. Укажите состав и группу стали по назначению. Назначьте и обоснуйте режим термиче-
ской обработки, опишите структуру стали после термообработки. Как влияет температура эксплуатации на механические свойства данной стали?
- Опишите теплостойкие и жаропрочные пластмассы, укажите условия их применения.
- Опишите способы разливки стали в изложницы, приведите эскизы строения слитков спокойной и кипящей стали.
- Опишите технологический процесс получения отливок в песчаноглинистых формах.
- С приведением схем опишите основные разделительные и формоизменяющие операции листовой штамповки. Какими способами выполняется высокоскоростная листовая штамповка?
- Изобразите схемы и опишите способы напыления специальных покрытий: металлизации и плазменного напыления.
- Охарактеризуйте электрофизические методы обработки заготовок деталей машин. Какие законы лежат в основе этих методов?
Вариант 5
- От каких основных факторов зависит величина зерна закристаллизовавшегося металла и почему?
- Каким видом пластической деформации (холодной или горячей) является деформирование железа при температуре 500 °С? Объясните, как при этом изменяются структура и свойства железа.
- Вычертите диаграмму состояния железо - карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы. С приведением кривой охлаждения опишите превращения при охлаждении сплава, содержащего 0,6 % С. Какая структура у этого сплава при комнатной температуре, и как он называется?
- Используя диаграмму состояния железо - цементит и график зависимости твердости от температуры отпуска, назначьте режим термической обработки (температуру закалки, охлаждающую среду и температуру отпуска) втулок из стали 45, которые должны иметь твердость HRC 28-30. Опишите превращения, происходящие на всех этапах термической обработки, получаемую структуру.
- На какие группы делятся жаропрочные стали? Приведите примеры марок каждой группы, укажите характеристики жаропрочности этих сталей и область их применения.
- С приведением схемы опишите один из способов непрерывной разливки стали и укажите его преимущества по сравнению с разливкой в изложницы.
- Какие требования предъявляются к формовочным смесям? Охарактеризуйте их основные свойства и состав.
- Изобразите схемы и опишите принцип действия кривошипных прессов простого и двойного действия, применяемых для листовой штамповки.
- Опишите процессы нанесения специальных покрытий методами наплавки. Для чего используется наплавка? Какие материалы для этого применяют?
- Охарактеризуйте абразивные инструменты, опишите процессы износа и правки шлифовальных кругов.
Вариант 6
- Дайте определение твердости. Какими методами измеряют твердость металлов и сплавов? Опишите их.
- Вычертите диаграмму состояния железо - карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы. С приведением кривой охлаждения опишите превращения при охлаждении сплава, содержащего 1,3 % С. Какая структура у этого сплава при комнатной температуре, и как он называется?
- С помощью диаграммы состояния железо - цементит определите температуру нормализации, отжига и закалки для стали 30. Охарактеризуйте эти режимы термической обработки и опишите структуру и свойства стали после каждого вида обработки.
- Приведите пример коррозионностойкой стали, опишите ее структуру и строение, обоснуйте выбор легирующих элементов и термообработки.
- Какие керамические материалы применяются для изготовления сопел плазменных горелок и других деталей, от которых требуется высокая огнеупорность? Как изготавливают эти изделия?
- Приведите схемы и опишите способы вакуумной дегазации стали.
- Опишите последовательность операций при изготовлении песчаной литейной формы.
- С приведением схем опишите разделительные операции листовой штамповки.
- Охарактеризуйте процесс ультразвуковой сварки. Где такой способ сварки применяется?
- Изобразите схемы и опишите методы отделочной обработки резанием.
Вариант 7
- Объясните механизм влияния различного типа модификаторов на строение литого металла.
- Вычертите диаграмму состояния железо - карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы. С приведением кривой охлаждения опишите превращения при охлаждении сплава, содержащего 3,0 % С. Какая структура у этого сплава при комнатной температуре, и как он называется?
- После закалки углеродистой стали была получена структура, состоящая из феррита и мартенсита. Проведите на диаграмме состояния железо - цементит примерную ординату, соответствующую составу заданной стали, укажите принятую в данном случае температуру нагрева под закалку. Как на-
зывается такая обработка? Какие превращения произошли при нагреве и охлаждении стали?
- Опишите процесс азотирования. Какие марки сталей применяют для азотирования? Опишите полный цикл термической и химико-термической обработки азотируемых сталей.
- Металлокерамические жаропрочные сплавы. Состав, свойства и область применения в машиностроении.
- С приведением схем опишите вакуумно-дуговой переплав стали. За счет чего достигается повышение качества металла?
- С изображением схем опишите принцип действия машин для изготовления литейных стержней.
- Опишите основные правила конструирования деталей, изготавливаемых свободной ковкой. Приведите примеры правильных и неправильных конструкций поковок.
- С приведением схем опишите процесс холодной сварки, укажите область его применения.
- С применением схем опишите процессы круглого, плоского и бесцентрового шлифования заготовок.
Вариант 8
- Как и почему при холодной пластической деформации изменяются свойства металлов?
- Вычертите диаграмму состояния железо - карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы. С приведением кривой охлаждения опишите превращения при охлаждении для сплава, содержащего 0,9 % С. Какая структура у этого сплава при комнатной температуре, и как он называется?
- Сталь 40 закалили от температур 760 и 840 °С. Используя диаграмму состояния железо - цементит, укажите выбранные температуры нагрева и опишите превращения, которые произошли при двух режимах закалки. Какому режиму следует отдать предпочтение и почему?
- Назначьте марку латуни, устойчивой к коррозии в морской воде. Расшифруйте ее состав и опишите структуру, используя диаграмму состояния медь - цинк. Укажите способ упрочнения и основные свойства латуни.
- Перлитные жаропрочные стали. Состав, структура, термическая обработка, область применения.
- Опишите огнеупорные материалы, применяемые в металлургическом производстве. Какие флюсы и для чего используют в черной металлургии?
- Какими способами получают отливки из медных сплавов? Какие плавильные установки при этом используются?
- Охарактеризуйте основные правила конструирования деталей, получаемых объемной штамповкой.
- Начертите схемы и опишите способы электрической контактной сварки, их особенности и области применения. Как выполняется сварка аккумулированной энергией?
- Охарактеризуйте метод растачивания, укажите типы расточных станков, применяемый режущий инструмент и оснастку, а также схемы обработки заготовок на этих станках.
Вариант 9
- Какая температура разделяет область холодной и горячей пластической деформации и почему? Рассмотрите на примере меди.
- Вычертите диаграмму состояния железо - карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы. С приведением кривой охлаждения опишите превращения при охлаждении сплава, содержащего 3,8 % С. Какая структура у этого сплава при комнатной температуре, и как он называется?
- Углеродистые стали 45 и У 8 после закалки и отпуска имеют структуру мартенсит отпуска. Твердость: стали 45 - HRC 50, стали У8 - HRC 60. Используя диаграмму состояния железо - карбид железа и учитывая превращения, происходящие в этих сталях при отпуске, укажите температуру закалки и температуру отпуска для каждой стали. Опишите превращения, происходящие в этих сталях в процессе закалки и отпуска, и объясните, почему сталь У 8 имеет большую твердость, чем сталь 45.
- Приведите пример жаростойкой стали, опишите ее структуру и строение, обоснуйте выбор легирующих элементов и термообработки.
- Опишите свойства и применение в машиностроении полиэтилена высокого и низкого давления.
- Опишите способы прямого получения железа из руд, минуя доменный процесс. Приведите схемы и обоснуйте необходимость совершенствования подобных технологий.
- Опишите процессы изготовления отливок методом направленной кристаллизации.
- Опишите способы высокоскоростной штамповки листового металла.
- Какими способами сварки можно получить герметичную емкость из стального листа, например, топливный бак? Приведите схемы. Какой способ производительнее?
- Изобразите схемы и опишите методы обработки заготовок без снятия стружки пластическим деформированием.
Вариант 10
- Опишите условия получения мелкозернистой структуры металла при кристаллизации.
- Вычертите диаграмму состояния железо - карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы. С приведением кривой охлаждения опишите превращения при охлаждении сплава, содер-
жащего 1,6 % С. Какая структура у этого сплава при комнатной температуре, и как он называется?
- Каковы причины возникновения внутренних напряжений при закалке? Каким способом можно предохранить изделие от образования закалочных трещин?
- В котлостроении применяется сталь 12Х2МВ8ФБ. Укажите состав и группу стали по назначению. Назначьте и обоснуйте режим термической обработки, опишите структуру стали после термообработки. Как влияет температура эксплуатации на механические свойства данной стали?
- Что собой представляют минеральные стекла? Как их получают? Что такое триплекс?
- Опишите технологию выплавки алюминия. Особенности цветной металлургии по сравнению с черной.
- Опишите процессы изготовления отливок способом намораживания. В каких случаях эффективен этот способ?
- Каким способом обработки давлением можно получить наиболее сложные профили? Приведите схему этого процесса, укажите применяемое оборудование и инструмент.
- Изобразите схемы и опишите процессы плазменной сварки и резки металлов.
- Опишите способы фрезерования и типы применяемых фрез, приведите схемы обработки плоских и фасонных поверхностей на фрезерных станках.
Вариант 11
- Из листа свинца путем прокатки при комнатной температуре была получена тонкая фольга. Твердость и прочность этой фольги оказались такими же, как у исходного листа. Объясните, какие процессы происходили при пластической деформации свинца, и какими изменениями структуры и свойств они сопровождались.
- Вычертите диаграмму состояния железо - карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы. С приведением кривой охлаждения опишите превращения при охлаждении сплава, содержащего 0,3 % С. Какая структура у этого сплава при комнатной температуре, и как он называется?
- Изделия из стали 45 требуется подвергнуть улучшению. Назначьте режим термической обработки, опишите сущность происходящих превращений, структуру и свойства стали после обработки.
- Объясните природу жаропрочности сплавов на никелевой основе. Приведите примеры, укажите область применения этих сплавов.
- Как устроен, каким способом получается и для чего применяется композиционный материал с нуль-мерным упрочняющим компонентом (на примере САП)?
- Приведите технико-экономические показатели работы домны.
- Какие дефекты в отливках возникают при усадке сплава? Опишите способы предупреждения брака при литье.
- Какие устройства применяются для нагрева заготовок под ковку и прокатку? Что является источником тепловой энергии в каждом из них?
- Какими способами сварки можно пользоваться в полевых условиях (вдали от линий электропередач)? Опишите необходимое для этого оборудование.
- С приведением схем опишите работы, выполняемые на строгальных и долбежных станках. Какими конструктивными особенностями должен обладать строгальный резец?
Вариант 12
- Что такое относительное удлинение (8, %)? Как определяется эта характеристика механических свойств металла?
- Вычертите диаграмму состояния железо - карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы. С приведением кривой охлаждения опишите превращения при охлаждении сплава, содержащего 4,0 % С. Какая структура у этого сплава при комнатной температуре, и как он называется?
- Что такое нормализация? Используя диаграмму состояния железо - цементит, назначьте температуру нормализации любой доэвтектоидной стали. Опишите превращения, происходящие в сталях при выбранном режиме обработки, получаемую структуру и свойства.
- На изделиях из стали 20 требуется получить поверхностный слой высокой твердости. Выберите способ химико-термической обработки и обоснуйте выбор. Какова будет структура стали на поверхности и в сердцевине после окончательной термообработки?
- Какая из термореактивных пластмасс имеет самую высокую устойчивость к нагреву? Опишите ее состав, способ получения изделий и область применения.
- Какие существуют способы раскисления стали? В каком случае применяется каждый из них?
- Опишите литейные свойства сплавов, приведите примеры сплавов с хорошими и плохими литейными свойствами.
- Опишите последовательность получения сортового профиля (швеллера или уголка) прокаткой.
- Изобразите схему и опишите электронно-лучевой способ сварки. Что такое «кинжальное» проплавление?
- Каким образом на фрезерном станке можно получить 6 граней на заготовке болта или гайки?
Вариант 13
- Опишите точечные дефекты кристаллического строения металлов. Как они влияют на свойства металлов?
- Вычертите диаграмму состояния железо - карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы. С приведением кривой охлаждения опишите превращения при охлаждении сплава, содержащего 1,0 % С. Какая структура у этого сплава при комнатной температуре, и как он называется?
- Требуется произвести поверхностное упрочнение изделий из стали
- Назначьте вид обработки, опишите технологию, происходящие в стали превращения, структуру и свойства поверхности и сердцевины изделия.
- Опишите состав, структуру и способ получения вкладышей подшипников скольжения. Какие марки баббитов для этого применяются?
- Какой из термопластов имеет самую высокую устойчивость к нагреву? Опишите его состав, способ получения изделий и область применения.
- С приведением схемы опишите повышение качества стали способом электрошлакового переплава?
- Для чего применяется способ литья выжиманием? Приведите схему процесса. Из каких сплавов можно получать отливки таким способом?
- С приведением схем опишите получение гнутых профилей. Какими преимуществами обладает этот вид проката?
- Охарактеризуйте способы автоматической дуговой сварки. Приведите схемы. В каком случае наиболее эффективен каждый из них?
- Какими способами можно нарезать резьбу в отверстии и на стержне? Приведите схемы обработки, опишите инструмент.
Вариант 14
- Укажите назначение и выбор режима рекристаллизационного отжига. Рассмотрите на примере алюминия.
- Вычертите диаграмму состояния железо - карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы. С приведением кривой охлаждения опишите превращения при охлаждении сплава, содержащего 0,2 % С. Какая структура у этого сплава при комнатной температуре, и как он называется?
- Детали машин из стали 40 закалены: одни - от температуры 760 °С, а другие - от температуры 830 °С. Используя диаграмму состояния железо - цементит, нанесите выбранные температуры нагрева и объясните, какие из этих деталей имеют более высокую твердость и лучшие эксплуатационные свойства и почему.
- Опишите, в чем заключается термомеханическая обработка конструкционной стали. Почему этот процесс приводит к получению высокой прочности?
- Опишите пенопласты, их разновидности и свойства. Укажите области применения пенопластов в машиностроении.
- С приведением основных химических реакций опишите скрап- рудный мартеновский процесс. Для выплавки каких сталей применяется этот способ?
- Каким способом отливают чугунные трубы? Приведите схему процесса. В чем преимущества этого процесса?
- Опишите процесс волочения проволоки. Какой инструмент и оборудование для этого применяют?
- С приведением схемы опишите процесс диффузионной сварки, основные преимущества и область применения.
- Приведите и опишите схемы основных видов обработки поверхностей на протяжных станках.
Вариант 15
- В чем сущность и назначение дробеструйной обработки?
- Вычертите диаграмму состояния железо - карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы. С приведением кривой охлаждения опишите превращения при охлаждении сплава, содержащего 3,5 % С. Какая структура у этого сплава при комнатной температуре, и как он называется?
- В структуре углеродистой стали 30 после закалки не обнаруживается остаточного аустенита, а в структуре стали У12 наблюдается до 3 % остаточного аустенита. Объясните причину этого явления. Какой обработкой можно устранить остаточный аустенит?
- Для изготовления ответственных деталей (втулки, клапаны, зубчатые колеса) выбран сплав БрАЖН 10-4-4. Расшифруйте состав, укажите режим термической обработки, механические свойства и опишите структуру, используя диаграмму состояния медь - алюминий.
- Для чего применяется пористая керамика?
- Начертите схему мартеновской печи и опишите принцип ее работы. Какого качества сталь выплавляют в мартеновской печи?
- Как можно получить отверстие в отливке, не применяя стержней? Опишите способ литья, укажите область его применения.
- С применением схемы опишите процесс получения периодических профилей. Какое оборудование для этого необходимо?
- С приведением схемы опишите процесс сварки трением, основные преимущества и область применения.
- Какие виды инструмента используют для обработки отверстий? Приведите схемы обработки этими инструментами.
Вариант 16
- Объясните сущность явления дендритной ликвации и методы ее устранения.
- Какими стандартными характеристиками оценивается пластичность металлов и сплавов? Как они определяются?
- Вычертите диаграмму состояния железо - карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы. С приведением кривой охлаждения опишите превращения при охлаждении сплава, содержащего 1,2 % С. Какая структура у этого сплава при комнатной температуре, и как он называется?
- Как можно устранить крупнозернистую структуру в кованой стали 30? Используя диаграмму состояния железо - цементит, обоснуйте выбор режима термической обработки для исправления структуры. Опишите структурные превращения и характер изменения свойств.
- Какие волокна применяют в качестве армирующих при изготовлении композиционных материалов? Как зависит прочность композитов от количества, размеров и укладки волокон наполнителя?
- Опишите технологию выплавки титана из руды. Назовите особенности цветной металлургии по сравнению с черной.
- Какой из способов литья позволяет получить наибольшую точность размеров и наименьшую шероховатость поверхности? Приведите схему процесса литья, укажите область применения.
- Опишите сущность ковки и укажите область ее применения. Какой из видов обработки давлением позволяет получать поковки большего веса - ковка или объемная штамповка? Почему?
- Опишите лучевые способы сварки. Укажите основные преимущества и область применения этих способов.
- Какая взаимосвязь имеется между скоростью резания и стойкостью инструмента? Пути повышения стойкости металлорежущего инструмента.
Вариант 17
- Опишите процесс разрушения металлов. Виды разрушения.
- Вычертите диаграмму состояния железо - карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы. Приведите кривую охлаждения и опишите превращения при охлаждении сплава, содержащего
- % С. Какая структура у этого сплава при комнатной температуре, и как он называется?
- С помощью диаграммы состояния железо - цементит опишите структурные превращения, происходящие при нагреве заэвтектоидной стали. Покажите критические точки Ас1 и Асст для выбранной Вами стали. Установите режим нагрева этой стали под закалку. Охарактеризуйте процесс закалки, опишите получаемую структуру и свойства стали.
- Шестерни из стали 45 закалены: первая - от температуры 740 °С, а вторая - от 820 °С. Используя диаграмму состояния железо - цементит, нанесите выбранные температуры нагрева и объясните, какая из этих шестерен имеет более высокую твердость и лучшие эксплуатационные свойства и почему.
- Выберите марку чугуна для изделий, работающих в условиях абразивного износа. Опишите его структуру. Как получают такой чугун?
- Опишите технологию выплавки меди из руды. Как решаются вопросы охраны окружающей среды в цветной металлургии?
- Опишите способы непрерывного литья заготовок. Укажите преимущества и области рационального применения этих способов.
- Изобразите схему многоручьевого штампа для объемной штамповки. В каких случаях применяют штампы такой конструкции? Какое оборудование требуется для штамповки?
- Опишите процесс высокочастотной сварки. Приведите схему. Укажите основные преимущества и область применения этого способа.
- Какой из видов стружки создает наибольшие проблемы при работе на автоматических станках? Какими способами они решаются?
Вариант 18
- Опишите принципиальное отличие процессов кристаллизации полимеров и металлов.
- Как влияет степень деформации на величину зерна металла после рекристаллизации? Почему перед рекристаллизационным отжигом нельзя проводить деформацию с малой степенью обжатия?
- Вычертите диаграмму состояния железо - карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы. Приведите кривую охлаждения и опишите превращения при охлаждении сплава, содержащего
- % С. Какая структура у этого сплава при комнатной температуре, и как он называется?
- В чем отличие обычной закалки от ступенчатой и изотермической? Каковы преимущества и недостатки каждого из этих видов закалки?
- Для изготовления мембран и других упругих элементов применяют бронзу БрБНТ1,9. Укажите состав, режим термической обработки и механические свойства материала. Какие процессы происходят при термической обработке? Объясните природу упрочнения в связи с диаграммой состояния медь - бериллий.
- Выполните сравнительную технико-экономическую оценку кислородно-конвертерного и электродугового способов выплавки стали.
- Опишите способ изготовления отливок литьем по газифицируемым моделям. Укажите преимущества, недостатки и область применения этого вида литья.
- Опишите основные виды оборудования, применяемого для штамповки. Как выбирают необходимое оборудование, чем характеризуется его мощность?
- Опишите процесс аргонодуговой сварки. Какое для этого требуется оборудование и материалы? Назовите преимущества данного способа и область применения.
- Опишите способы обработки конических поверхностей на токарных станках. Какие для этого требуются приспособления?
Вариант 19
- Что такое условный предел текучести (ст02)? Как определяется эта характеристика механических свойств металла?
- Вычертите диаграмму состояния железо - карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы. Приведите кривую охлаждения и опишите превращения при охлаждении сплава, содержащего
- % С. Какая структура у этого сплава при комнатной температуре, и как он называется?
- В чем преимущества и недостатки поверхностного упрочнения стальных изделий при нагреве токами высокой частоты по сравнению с упрочнением методом цементации? Назовите марки стали, применяемые для этих видов обработки.
- Приведите марки и опишите структуру литейных алюминиевых сплавов. Каким образом повышают их эксплуатационные свойства? Укажите области применения отливок из алюминиевых сплавов.
- В чем различие по структуре и свойствам между термопластами и реактопластами? Как получают изделия из тех и других материалов?
- Опишите способы внепечной обработки стали для очистки от вредных примесей.
- Для чего применяется способ литья вакуумным всасыванием? Приведите схему процесса, укажите, какие отливки и из каких сплавов можно получать таким способом.
- Изобразите схему штамповки в открытых и закрытых штампах. В чем преимущества и недостатки каждого из этих способов?
- Какие способы можно применить для сварки заготовок малой толщины или малого сечения (тонкие листы, проволока)? Приведите схему одного из способов.
- Охарактеризуйте параметры режима резания. В какой последовательности и с учетом каких факторов назначают эти параметры при разработке технологического процесса обработки заготовок на металлорежущих станках?
Вариант 20
- Что такое предел усталости? Опишите методику определения этой характеристики свойств металла.
- Вычертите диаграмму состояния железо - карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы. Приведите кривую охлаждения и опишите превращения при охлаждении сплава, содержащего
- % С. Какая структура у этого сплава при комнатной температуре, и как он называется?
- Для каких сталей применяется отжиг на зернистый перлит? Объясните выбор режима и цель этого вида обработки.
- Аустенитные жаропрочные стали. Состав, структура, термическая обработка, область применения.
- Что такое ситаллы? Как их получают и для чего применяют?
- Структура металлургического комбината полного профиля. Какие цехи и устройства обеспечивают работу доменной печи?
- С приведением схем опишите процессы обработки отливок после завершения кристаллизации. Какое оборудование для этого необходимо?
- и 9. Опишите процессы получения сварных труб различного диаметра, приведите схемы прокатки и сварки, укажите наиболее производительный способ сварки и самый дешевый.
- С приведением схем опишите геометрические параметры режущего инструмента (на примере спирального сверла), а также условия работы этого вида инструмента. Приведите примеры конструкции сверл для различных условий резания.
Вариант 21
- Что такое ликвация? Виды ликвации, причины их возникновения и способы устранения.
- Вычертите диаграмму состояния железо - карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы. Опишите превращения при охлаждении и постройте кривую охлаждения сплава, содержащего 3,6 % С. Какую структуру имеет этот сплав при комнатной температуре, и как он называется?
- Как изменяются структура и свойства стали У12 в результате закалки от температуры 750 и 850 °С? Объясните с применением диаграммы состояния железо - цементит. Выберите оптимальный режим нагрева стали под закалку.
- Для изготовления деталей в авиастроении применяется сплав Д18. Расшифруйте состав сплава, укажите способ изготовления деталей из него и приведите характеристики механических свойств.
- Опишите состав, свойства и область применения фторопластов в машиностроении.
- Опишите структуру современного металлургического производства, его продукцию и перспективы развития.
- Изобразите литниковую систему, укажите назначение всех ее элементов. Опишите разновидности литниковых систем.
- В каких видах обработки давлением применяется холодная пластическая деформация? Опишите явление наклепа, его физическую сущность и влияние на структуру и свойства металлов.
- Изобразите схемы и опишите процессы термической резки металлов. Каким требованиям должны удовлетворять металлы для выполнения газокислородной резки?
- С приведением схем опишите способы фрезерования против движения подачи и по движению подачи.
Вариант 22
- Как и почему скорость охлаждения при кристаллизации влияет на строение слитка?
- Вычертите диаграмму состояния железо - карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы. Опишите превращения при охлаждении и постройте кривую охлаждения сплава, содержащего 0,8 % С. Какую структуру имеет этот сплав при комнатной температуре, и как он называется?
- Для каких целей применяется диффузионный отжиг? Как выбирается режим такого отжига? Приведите примеры.
- В котлостроении используется сталь 12Х1МФ. Укажите состав и группу стали по назначению. Назначьте и обоснуйте режим термической обработки, опишите структуру стали после термообработки. Как влияет температура эксплуатации на механические свойства данной стали?
- Приведите пример композиционного материала на основе алюминия, укажите вид и форму упрочняющего компонента. В чем преимущество композитов перед сплавами?
- Опишите основные виды железных руд и этапы подготовки шихтовых материалов к доменной плавке. Какие виды топлива применяются в доменных печах?
- Опишите процессы изготовления отливок из чугунов и сталей в песчаных формах. Где применяются чугунные и стальные отливки?
- Приведите классификацию видов обработки металлов давлением. Какие из них осуществляются с применением горячей пластической деформации? Как при этом изменяются структура и свойства металла?
- С приведением схем опишите процесс газовой сварки. Как получают необходимый для сварки ацетилен?
- С приведением схем опишите работы, выполняемые на строгальных, долбежных и протяжных станках. Как устроена круглая протяжка?
Вариант 23
- Опишите виды твердых растворов. Приведите примеры.
- Вычертите диаграмму состояния железо - карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы. Опишите превращения при охлаждении и постройте кривую охлаждения сплава, содержащего 5,0 % С. Какую структуру имеет этот сплав при комнатной температуре, и как он называется?
- Вычертите диаграмму изотермического превращения аустенита для стали У8. Нанесите на нее кривую режима изотермической обработки, обеспечивающей получение твердости НВ 150. Укажите, как этот режим называется и какая структура получается в данном случае.
- Для изготовления некоторых деталей в авиастроении применяется сплав АК6. Расшифруйте состав сплава, укажите способ изготовления деталей из него и приведите характеристики механических свойств. Какой упрочняющей термообработке подвергают этот сплав?
- Выберите марку чугуна для изготовления ответственных деталей машин. Укажите состав, способ получения, структуру и механические свойства выбранного сплава.
- Начертите схему доменной печи, укажите основные ее части и опишите происходящие в ней процессы с приведением главных химических реакций.
- Какими способами изготавливают отливки из магниевых сплавов? В чем особенность плавки магниевых сплавов? Укажите области применения отливок из магния.
- Охарактеризуйте холодную и горячую обработку металлов давлением, опишите особенности этих процессов, их положительные и отрицательные стороны.
- С приведением схемы опишите процесс электрошлаковой сварки, основные преимущества и область применения.
- Опишите режущий инструмент и технологическую оснастку сверлильных станков, приведите схемы обработки на этих станках.
Вариант 24
- Опишите условия протекания и механизм процесса кристаллизации.
- Вычертите диаграмму состояния железо - карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы. Опишите превращения при охлаждении и постройте кривую охлаждения сплава, содержащего 0,4 % С. Какую структуру имеет этот сплав при комнатной температуре, и как он называется?
- Для чего проводится рекристаллизационный отжиг? Как назначается режим этого вида обработки? Приведите конкретный пример.
- После термической обработки углеродистой стали получена структура цементит + мартенсит отпуска. Нанесите на диаграмму состояния желе-
зо - цементит примерную ординату заданной стали и обоснуйте выбор температуры нагрева этой стали под закалку. Укажите температуру отпуска и опишите превращения, которые произошли при термической обработке.
- В энергомашиностроении применяется сталь 37Х12Н8Г8МФБ. Укажите ее состав и определите группу стали по назначению. Какой термообработке подвергают детали из этой стали? Какие при этом получаются структура и свойства?
- Какие материалы необходимы для доменного производства? С какой целью выполняют подготовку руд к доменной плавке?
- Опишите возможные дефекты отливок, причины их возникновения и меры по предупреждению.
- Опишите способы нагрева заготовок под обработку металлов давлением, приведите схемы и принцип действия камерных и методических печей.
- Опишите процесс автоматической дуговой сварки под слоем флюса. Укажите основные преимущества и область применения.
- Для чего предназначены делительные головки? Изобразите схему универсальной делительной головки.
Вариант 25
- Дайте определение ударной вязкости (KCU). Опишите методику измерения этой характеристики механических свойств металла.
- Вычертите диаграмму состояния железо - карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы. Опишите превращения при охлаждении и постройте кривую охлаждения сплава, содержащего 1,1 % С. Какую структуру имеет этот сплав при комнатной температуре, и как он называется?
- При непрерывном охлаждении стали У 8 получена структура троо- стит. Нанесите на диаграмму изотермического превращения аустенита кривую охлаждения, обеспечивающую получение данной структуры. Укажите температурный интервал превращения и опишите его характер.
- Для деталей уплотнения используют бронзу БрОФ6,5-0,4. Расшифруйте состав сплава, опишите структуру и термическую обработку бронзы, приведите характеристики механических свойств.
- Опишите свойства стекловолокнита СВАМ и способы получения изделий из него.
- С приведением схем опишите устройство и работу воздухонагревателей доменной печи. Что дает подогрев дутья, обогащение его кислородом и увлажнение? Охарактеризуйте продукты доменной плавки.
- Опишите особенности конструирования литых деталей, приведите примеры правильных и неправильных конструкций отливок.
- Рассмотрите основные схемы прокатки металлов. В чем заключается условие захвата металла валками?
- Опишите процесс ручной дуговой сварки. Что собой представляют сварочные электроды? Как их классифицируют и обозначают?
- Приведите и опишите схемы основных видов обработки на токарных станках.
Вариант 26
- Волочение медной проволоки проводят в несколько переходов. В некоторых случаях проволока на последних переходах разрывается. Объясните причину разрыва и укажите способ его предупреждения.
- Вычертите диаграмму состояния железо - карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы. Опишите превращения при охлаждении и постройте кривую охлаждения сплава, содержащего 0,5 % С. Какую структуру имеет этот сплав при комнатной температуре, и как он называется?
- Используя диаграмму состояния железо - цементит, установите температуры нормализации, отжига и закалки для стали 50. Охарактеризуйте эти режимы термической обработки и опишите структуру и свойства стали после каждого вида обработки.
- Опишите влияние нагрева на структуру металла. Что такое жаропрочность и ползучесть? Какими характеристиками оценивают жаропрочность?
- Пленочные полимерные материалы, их разновидности и применение.
- Начертите схему мартеновской печи и опишите принцип действия ее регенераторов. Какие виды топлива применяются в мартеновской печи?
- Какими способами изготавливают отливки из алюминиевых сплавов? В каких печах готовят расплав? Укажите области применения отливок из алюминия.
- С приведением схем опишите этапы прокатки бесшовных труб. Какими преимуществами обладают бесшовные трубы по сравнению со сварными?
- Опишите источники переменного и постоянного сварочного тока. Укажите их преимущества, недостатки и области применения.
- Какие требования предъявляют к инструментальным материалам? Опишите современные материалы, используемые для изготовления режущих инструментов.
Вариант 27
- Опишите явление полиморфизма в приложении к железу. Какое практическое значение оно имеет?
- Вычертите диаграмму состояния железо - карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы. Опишите превращения при охлаждении и постройте кривую охлаждения сплава, содержащего 2,5 % С. Какую структуру имеет этот сплав при комнатной температуре, и как он называется?
- Плашки из стали У11А закалены: первая - от температуры 760 °С, вторая - от температуры 850 °С. Используя диаграмму состояния железо - цементит, укажите температуры закалки и объясните, какая из этих плашек закалена правильно, имеет более высокие режущие свойства и почему.
- Для деталей пароводяной арматуры выбрана бронза БрО5Ц5С5. Расшифруйте состав сплава, опишите структуру и объясните назначение легирующих элементов. Приведите характеристики механических свойств.
- Жаропрочные керамические материалы. Состав, свойства и применение.
- С приведением схемы опишите устройство кислородного конвертера, процесс выплавки стали и главные химические реакции.
- Опишите процесс образования усадочных раковин в отливках. С изображением схем опишите устройство прибылей.
- Опишите процесс волочения и укажите область его применения. Какой инструмент и оборудование применяют для волочения? Какими способами выполняется волочение труб?
- Охарактеризуйте требования, предъявляемые к источникам сварочного тока. Какими могут быть внешние характеристики источников? Какую вольт-амперную характеристику должен иметь источник тока для ручной дуговой сварки?
- Опишите процессы тепловыделения при резании, особенности применения различных видов смазочно-охлаждающих сред. Расскажите об износе и стойкости инструмента.
Вариант 28
- В чем сущность процесса модифицирования? Приведите пример использования модификаторов для повышения свойств литейных алюминиевых сплавов.
- Вычертите диаграмму состояния железо - карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы. Опишите превращения при охлаждении и постройте кривую охлаждения сплава, содержащего 0,7 % С. Какую структуру имеет этот сплав при комнатной температуре, и как он называется?
- Углеродистые стали 35 и У 8 после закалки и отпуска имеют структуру мартенсит отпуска и твердость: первая 45 HRC, вторая 60 HRC. Используя диаграмму состояния железо - карбид железа и учитывая превращения, происходящие при отпуске, укажите температуру закалки и отпуска для каждой стали, объясните, почему сталь У8 имеет большую твердость, чем сталь 35.
- Для изготовления деталей способом глубокой вытяжки применяют латунь Л68. Укажите состав и опишите структуру сплава. Назначьте режим термической обработки, применяемой между отдельными операциями вытяжки, и обоснуйте его выбор. Приведите характеристики механических свойств этого сплава.
- Какие полимеры применяются для антифрикционных покрытий на металлах? Приведите характеристики их свойств.
- Охарактеризуйте разновидности мартеновского процесса, опишите главные химические реакции, протекающие в ванне мартеновской печи.
- Опишите процесс изготовления отливок в оболочковых формах. Каковы его преимущества и области применения?
- С применением схем опишите процессы прямого и обратного прессования и укажите их преимущества и недостатки. Охарактеризуйте продукцию и область применения прессования.
- С приведением схем опишите разновидности электродуговой сварки. Как зажигается сварочная дуга?
- С приведением схем опишите процесс образования стружки при резании и виды стружки.
Вариант 29
- Охарактеризуйте особенности металлического типа связи и основные свойства металлов.
- Какими стандартными характеристиками оценивается прочность металлов и сплавов? Как эти характеристики определяются?
- Вычертите диаграмму состояния железо - карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы. Опишите превращения при охлаждении и постройте кривую охлаждения сплава, содержащего 4,8 % С. Какую структуру имеет этот сплав при комнатной температуре, и как он называется?
- С помощью диаграммы состояния железо - цементит установите температуру полного и неполного отжига и нормализации для стали 20. Охарактеризуйте эти режимы термической обработки и опишите структуру и свойства стали.
- Что такое текстолиты? Как влияют хлопчатобумажная, стеклянная и асбестовая ткань на свойства пластмасс?
- В чем заключаются особенности выплавки стали в кислых мартеновских печах? Укажите область применения указанного процесса.
- Опишите способ изготовления отливок литьем по выплавляемым моделям. Укажите его преимущества и области применения указанного способа литья.
- Что такое свободная ковка? Опишите основные операции ковки и укажите область ее применения.
- Как выполняют контроль качества сварных соединений? Опишите способы контроля сварных швов.
- С приведением схемы опишите процессы силового взаимодействия инструмента и заготовки. Для каких расчетов используют значения сил резания?
Вариант 30
- Опишите явление полиморфизма в приложении к титану. Какое практическое значение оно имеет?
- Каким способом можно восстановить пластичность холоднокатаной медной ленты? Назначьте режим термической обработки и опишите сущность происходящих процессов.
- Вычертите диаграмму состояния железо - карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы. Опишите превращения при охлаждении и постройте кривую охлаждения сплава, содержащего 1,4 % С. Какую структуру имеет этот сплав при комнатной температуре, и как он называется?
- С помощью диаграммы состояния железо - цементит опишите структурные превращения, происходящие при нагреве доэвтектоидной стали. Покажите критические точки Ас1 и Ас3 для выбранной Вами стали. Установите режим нагрева этой стали под закалку. Охарактеризуйте процесс закалки, опишите получаемую структуру и свойства стали.
- Для трубопроводов пароперегревателей используется сталь 09Х14Н16Б. Укажите состав и определите группу стали по назначению. Назначьте и обоснуйте режим термической обработки. Опишите структуру стали после термообработки. Как влияет нагрев на механические свойства стали?
- Выполните сравнительную технико-экономическую оценку мартеновского и кислородно-конвертерного способов выплавки стали.
- Опишите способ изготовления отливок литьем в металлические формы - кокили. Укажите преимущества, недостатки и особенности этого вида литья.
- Опишите основные виды оборудования, применяемого для свободной ковки. Как выбирают необходимое оборудование, чем характеризуется его мощность?
- Опишите технологические особенности сварки заготовок из медных сплавов. Укажите основные способы сварки меди, латуни, бронзы.
- Назовите параметры режима резания, опишите их влияние на качество обработанной поверхности.
-
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
- Литература обязательная
- Егоров Ю. П., Лозинский Ю. М., Роот Р. В., Хворова И. А. Материаловедение: учебное пособие. - Томск: Изд-воТПУ, 2006. - 188 с.
- Лахтин Ю. М., Леонтьева В. П. Материаловедение: учебник для студентов машиностроительных специальностей вузов. - М.: Машиностроение, 1992. - 528 с.
- Арзамасов Б. Н. Материаловедение: учебник для высших технических учебных заведений. - М.: Машиностроение, 2005. - 648 с.
- Технологические процессы машиностроительного производства: учебное пособие. В 2 ч. / К. Г. Герасимович, Ю. А. Евтюшкин, Н. И. Фомин, И. А. Хворова. - Часть I и II. - Томск: Изд-во ТПУ, 2004. - 104 с и 138 с.
- Технология конструкционных материалов: учебник для студентов машиностроительных специальностей вузов / А. М. Дальский, Т. М. Барсукова, Л. Н. Бухаркин и др.; под общ. ред. А. М. Дальского. - М.: Машиностроение, 2003. - 512 с.
-
Материаловедение и технология металлов: учебник для студентов машиностроительных специальностей вузов / Г. П. Фетисов, М. Г. Карпман, В. С. Гаврилюк и др.; под ред. Г. П. Фетисова. - М.: Высшая школа, 2001. - 638 с.
- Литература дополнительная (Издания рекомендуются для углубленного изучения основных разделов дисциплины)
- Гуляев А. П. Металловедение: учебник для вузов. - М.: Металлургия, 1986. - 544 с.
- Тарасов А. В. Уткин Н. И. Общая металлургия. - М.: Металлургия, 1997. - 590 с.
- Филинков М. Д. Получение точных отливок специальными методами. - Курган: КГУ, 2000. - 123 с.
- Технология процессов обработки металлов давлением / П. И. Полу- хин, В. Т. Жадан, А. Ф. Нестеров и др.; под ред. П. И. Полухина. - М.: Металлургия, 1988. - 406 с.
- Сварка и резка материалов / под ред. Ю. В. Казакова. - М.: Академия, 2001. - 394 с.
- Ящерицын П. И. Основы резания материалов и режущий инструмент. - Минск: Высшая школа, 1981. - 560 с.
- Конструкционные материалы. Справочник / под ред. Б. Н. Арзама- сова. - М.: Машиностроение, 1990. - 688 с.