технология металлов

1 Общие положения
1.1 Состав и объем контрольной работы
Номер варианта контрольной работы определяется преподавателем.
Контрольная
работа
выполняется
в
виде
реферата
объемом
10-15
машинописных листов формата А4, шрифт № 14, 1,5 интервала, Times New
Roman.
Содержание работы:
- ответ на вопросы по заданию; примеры;
- список использованной литературы.
Титульный лист должен содержать:
- наименование учебного заведения, кафедры;
- подзаголовок (Контрольная работа по дисциплине «Технология
конструкционных материалов»);
- номер варианта;
- фамилия, и.о. студента; номер группы;
- фамилия, и.о. преподавателя;
- год выполнения работы
1.2 Методические рекомендации к выполнению контрольной работы
Студенты, обучающиеся заочно, выполняют одну контрольную работу.
Задание и выбор вариантов находятся в соответствующих разделах настоящих
методических указаний.
Ответы должны быть краткими, аргументированными и точными. При
описании
производственных
процессов
необходимо
приводить
схемы
соответствующего оборудования с описанием его устройства и принципа
действия. А для формообразующих процессов к тому же привести эскизы
применяемых инструментов и оснастки.
1
2 Основы материаловедения и термической обработки
2.1 Строение и основные свойства металлов и сплавов
Металлы являются кристаллическими телами, поэтому необходимо изучить
строение и свойства кристаллических тел, типы кристаллических решеток и
расположение атомов в них. Необходимо усвоить, какие бывают дефекты
строения реальных кристаллов и влияние этих дефектов на свойства металла.
Следует уяснить понятия анизотропии, различные модификации (аллотропию)
при тепловом воздействии; взаимодействие двух компонентов в сплавах
(образование твердых растворов, физико-механических смесей, химических
соединений).
Необходимо усвоить метод построения диаграмм состояния двухкомпонентных
систем, основные типы диаграмм, уметь определять критические точки;
уяснить зависимость свойств сплава от его состава и строения.
Литература: [2, с. 7 – 41, 82 – 121].
2. 2 Железоуглеродистые сплавы
Железоуглеродистые сплавы (стали и чугуны) представляют собой сплавы
железа с углеродом и рядом других элементов, где углерод оказывает
решающее влияние на формирование структуры сплава. Необходимо уяснить
критические точки диаграммы, фазы и структуры диаграммы в зависимости от
изменения кристаллической решетки железа; изучить структуры сталей и
чугунов. Следует уяснить влияние углерода и постоянных примесей на
свойства сталей и чугунов, обозначение их марок по ГОСТ и научиться
определять по марке примерный химический состав стали и чугуна.
Литература: [2, с. 142 – 160, 160 – 170, 174 – 177, 181 – 198]; [2, с. 51 – 71, 131
– 150, 159 – 161, 265 – 271].
2.3 Основы термической обработки стали
Термическая обработка производится путем теплового воздействия на сталь с
целью изменения ее структуры и свойств. При нагреве до заданной
температуры,
выдержке
и
последующем
2
охлаждении
с
определенной
скоростью в стали происходят изменения, которые обуславливают те или иные
свойства.
Для практических целей нужно изучить технологию отжига, закалки в
различных средах, отпуска, физикохимическую сущность протекающих
превращений, структуру и свойства стали после термической обработки.
Литература: [2, с. 200 – 203, 207 – 209, 258 – 283].
2.4 Легированные стали и сплавы
Уясните влияние легирующих компонентов на структуру и свойства стали,
обратите внимание на изменение положения критических точек и фазовые
превращения в зависимости от вида и содержания легирующих компонентов.
Следует запомнить условное обозначение легирующих компонентов в
написании марок сталей, а также порядок определения примерного состава
стали по ее маркировке.
Литература: [2, с. 271 – 327].
2.5 Химико-термическая обработка стали
Следует уяснить сущность химико-термической обработки стали и отдельные
ее
виды:
цементацию,
азотирование,
цианирование,
диффузионную
металлизацию; какие стали подвергаются этим процессам; какие свойства
приобретают в результате такой обработки.
Литература: [2, с. 243 – 264, 284 – 302, 382 – 384].
2.6 Цветные металлы и сплавы
Сначала изучите области применения чистых металлов – меди, алюминия,
магния, титана; наиболее распространенные сплавы на их основе, структуру
сплавов, диаграммы состояния; свойства сплава и области их применения. Надо
уметь по марке сплава определять его примерный состав.
Литература: [2, с. 341 – 381, 434 – 442, 479 – 523].
3
3 Технология конструкционных материалов
3.1 Литейное производство. Общие сведения о литейном
производстве
Теория и практика технологии литейного производства на современном
этапе позволяет получать изделия с высокими эксплуатационными
свойствами.
Отливки
надежно
работают в реактивных
двигателях,
атомных энергетических установках и других машинах ответственного
назначения.
Они
конструкций,
используются
металлургических
в
изготовлении
агрегатов,
морских
строительных
судов,
деталей
бытового оборудования, художественных и ювелирных изделий.
Современное
состояние
литейного
производства
определяется
совершенствованием традиционных и появлением новых способов литья,
непрерывно повышающимся уровнем механизации и автоматизации
технологических
процессов,
специализацией
и
централизацией
производства, созданием научных основ проектирования литейных машин
и механизмов.
Важнейшим
направлением
повышения
эффективности
является
улучшение качества, надежности, точности и шероховатости отливок с
максимальным приближением их к форме готовых изделий путем
внедрения новых технологических процессов и улучшения качества
литейных сплавов, устранение вредного воздействия на окружающую
среду и улучшения условий труда.
Литье
является
наиболее
распространенным
методом
формообразования.
Преимуществами
наибольшими
литья
являются
коэффициентами
изготовление
использования
металла
заготовок
и
с
весовой
точности, изготовление отливок практически неограниченных габаритов и
массы, получение заготовок из сплавов, неподдающихся пластической
деформации и трудно обрабатываемых резанием (магниты).
Литература:
4
3.2 Технология обработки давлением. Общие сведения
Обработкой давлением называются процессы получения заготовок или
деталей машин силовым воздействием инструмента на исходную заготовку
из исходного материала.
Пластическое деформирование при обработке давлением, состоящее в
преобразовании заготовки простой формы в деталь более сложной формы
того же объема, относится к малоотходной технологии.
Обработкой давлением получают не только заданную форму и размеры,
но и обеспечивают требуемое качество металла, надежность работы
изделия.
Высокая
производительность
обработки
давлением,
низкая
себестоимость и высокое качество продукции привели к широкому
применению этих процессов.
Пластическое деформирование в обработке металлов давлением
осуществляется при различных схемах напряженного и деформированного
состояний, при этом исходная заготовка может быть объемным телом,
прутком, листом.
По назначению процессы обработки металлов давлением группируют
следующим образом:
– для получения изделий постоянного поперечного сечения по длине
(прутков,
проволоки,
лент,
листов),
применяемых
в
строительных
конструкциях или в качестве заготовок для последующего изготовления
деталей – прокатка, волочение, прессование;
– для получения деталей или заготовок, имеющих формы и размеры,
приближенные к размерам и формам готовых деталей, требующих
механической обработки для придания им окончательных размеров и
заданного качества поверхности – ковка, штамповка.
Основными схемами деформирования объемной заготовки являются:
– сжатие между плоскостями инструмента – ковка;
5
– ротационное обжатие вращающимися валками – прокатка;
– затекание металла в полость инструмента – штамповка;
– выдавливание металла из полости инструмента – прессование;
– вытягивание металла из полости инструмента – волочение.
Характер пластической деформации зависит от соотношения процессов
упрочнения и разупрочнения. Губкиным С.И. предложено различать виды
деформации и, соответственно, виды обработки давлением.
Горячая деформация – деформация, после которой металл не получает
упрочнения.
Рекристаллизация
равноосные
зерна
полностью
успевает
пройти
заменяют
полностью,
новые
деформированные
зерна,
искажения кристаллической решетки отсутствуют. Деформация имеет
место при температурах выше температуры начала рекристаллизации.
Неполная горячая деформация характеризуется незавершенностью
процесса рекристаллизации, которая не успевает закончиться, так как
скорость ее недостаточна по сравнению со скоростью деформации. Часть
зерен остается деформированными и металл упрочняется. Возникают
значительные
остаточные
напряжения,
которые
могут
привести
к
разрушению. Такая деформация наиболее вероятна при температуре,
незначительно превышающей температуру начала рекристаллизации. Ее
следует избегать при обработке давлением.
При неполной холодной деформации рекристаллизация не происходит,
но протекают процессы возврата. Температура деформации несколько
выше температуры возврата, а скорость деформации меньше скорости
возврата. Остаточные напряжения в значительной мере снимаются,
интенсивность упрочнения снижается.
При холодной деформации разупрочняющие процессы не происходят.
Температура холодной деформации ниже температуры начала возврата.
Холодная и горячая деформации не связаны с деформацией с нагревом
или без нагрева, а зависят только от протекания процессов упрочнения и
разупрочнения. Поэтому, например, деформация свинца, олова, кадмия и
6
некоторых других металлов при комнатной температуре является с этой
точки зрения горячей деформацией.
Литература:
3.4 Сварочное производство
Сварка – технологический процесс получения неразъемных соединений
в
результате
возникновения
атомно-молекулярных
связей
между
соединяемыми деталями при их нагреве и пластическом деформировании.
Сварные соединения можно получать двумя принципиально разными
путями: сваркой плавлением и сваркой давлением.
При сварке плавлением атомно-молекулярные связи между деталями
создают, оплавляя их примыкающие кромки, так, чтобы получилась
смачивающая их, общая ванна. Эта ванна затвердевает при охлаждении и
соединяет детали в одно целое. Как правило, в жидкую ванну вводят
дополнительный
металл, чтобы
полностью
заполнить зазор
между
деталями, но возможна сварка и без него.
При сварке давлением обязательным является совместная пластическая
деформация деталей сжатием зоны соединения. Этим обеспечивается
очистка свариваемых поверхностей от пленок загрязнений, изменение их
рельефа
и
образование
атомно-молекулярных
связей.
Пластической
деформации обычно предшествует нагрев, так как с ростом температуры
уменьшается значение деформации, необходимой для сварки и повышается
пластичность металла.
Нагрев свариваемых деталей осуществляется разными способами:
электрической дугой, газокислородным пламенем, пропусканием тока,
лазером и т.д. По-разному обеспечиваются защита зоны сварки от
воздействия воздуха и ее принудительная деформация.
Существует множество технологических процессов сварки (более 70).
Сварка является наиболее важным способом получения неразъемных
соединений из различных материалов, свариваются металлы и сплавы,
7
керамика,
стекло,
пластмассы,
разнородные
материалы.
Сварка
применяется во всех областях техники.
Литература:
3.5 Общая характеристика размерной обработки
Механическая обработка поверхностей заготовок является одной из
основных завершающих стадий изготовления деталей машин.
Одна из актуальных задач машиностроения – дальнейшее развитие,
совершенствование
и
разработка
новых
технологических
методов
обработки заготовок деталей машин, применение новых конструкционных
материалов и повышение качества обработки деталей машин.
Наряду
с
пластическим
обработкой
резанием
деформированием,
применяют
с
методы
использованием
обработки
химической,
электрической, световой, лучевой и других видов энергии.
Классификация движений в металлорежущих станках
Обработка
металлов
резанием
–
процесс
срезания
режущим
инструментом с поверхности заготовки слоя металла в виде стружки для
получения необходимой геометрической формы, точности размеров,
взаимного расположения и шероховатости поверхностей детали.
Чтобы срезать с заготовки слой металла, необходимо режущему
инструменту и заготовке сообщать относительные движения. Инструмент
и заготовку устанавливают на рабочих органах станков, обеспечивающих
движение.
Движения, которые обеспечивают срезание с заготовки слоя материала
или вызывают изменение состояния обработанной поверхности заготовки,
называют движениями резания:

Главное движение – определяет скорость деформирования материала
и отделения стружки (Дг);
8

Движение
подачи
–
обеспечивает
врезание
режущей
кромки
инструмента в материал заготовки (Дs);
Движения могут быть непрерывными или прерывистыми, а по
характеру
–
вращательными,
поступательными,
возвратно-
поступательными.
Движения подачи: продольное, поперечное, вертикальное, круговое,
окружное, тангенциальное.
Литература:
4 Контрольные работы
4.1 Методические рекомендации к выполнению контрольных работ
Контрольная работа включает в себя выполнение трех контрольных заданий,
относящихся к различным разделам курса.
В задачи контрольной работы входит изучение: физической сущности
основных технологических методов получения заготовок и их обработки;
технологических
недостатков
и
возможностей
областей
методов,
применения;
их
назначения,
принципиальных
достоинств,
схем
работы
технологического оборудования, инструментов, приспособлений и оснастки;
основ технологичности конструкций заготовок и деталей машин с учетом
методов их получения и обработки.
4.2 Варианты контрольных заданий
Вариант 1
1. Характерные свойства металлов. Чем они обусловлены?
2. Начертите диаграмму состояния железо−цементит с указанием во всех ее
областях фаз и структурных составляющих. Рассмотрите формирование
структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава, содержащего 0,13 %
С. При температуре 1510°С для этого сплава определите содержание углерода в
фазах и их количество.
3. Влияние углерода и постоянных примесей на свойства стали.
4. Литейные сплавы. Литейные свойства сплавов.
9
5.Сварка плавлением, сварка давлением. Классификация методов сварки.
Вариант 2
1.
Какие
из
распространенных
металлов
имеют
кубическую
объемноцентрированную решетку? Нарисуйте ее элементарную ячейку,
укажите период и координационное число.
2. Начертите диаграмму состояния железо−цементит с указанием во всех
ее
областях
фаз
и
структурных
составляющих.
Рассмотрите
формирование структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава,
содержащего 5,5 % С. В произвольной точке этого сплава между линиями
ликвидус и солидус определите содержание углерода в фазах и их количество.
3.Углеродистые
конструкционные
стали
обыкновенного
качества
(маркировка, механические свойства, области применения).
4.Классификация методов литья
5.Горизонтально-фрезерный
станок,
вертикально-фрезерный
станок.
Маркировка, конструкция, назначение элементов станков.
Вариант 3
1.
Какие
из
распространенных
металлов
имеют
кубическую
границентрированную кристаллическую решетку? Нарисуйте ее элементарную
ячейку, укажите период и координационное число.
2. Начертите диаграмму состояния железо−цементит с указанием во всех
ее областях фаз и структурных составляющих. Рассмотрите формирование
структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава, содержащего 0,4 % С.
При температуре 750°С для этого сплава определите содержание углерода в
фазах и их количество.
10
3. Углеродистые качественные конструкционные стали: химический
состав, механические свойства, термическая обработка, области применения.
4. Высокоскоростная штамповка – штамповка взрывом, электрогидравлическая
и электромагнитная штамповка.
5.Углы токарного резца. Углы в сечении и в плане.
Вариант 4
1.
Какие
из
распространенных
металлов
имеют
гексагональную
кристаллическую решетку? Нарисуйте ее элементарную ячейку, укажите
периоды и координационное число.
2. Начертите диаграмму состояния железо−цементит с указанием во всех
ее областях фаз и структурных составляющих. Рассмотрите формирование
структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава, содержащего 5,2 % С.
В произвольной точке этого сплава между линиями ликвидус и солидус
определите содержание углерода в фазах и их количество.
3. Конструкционные низкоуглеродистые ( цементуемые ) легированные
стали: требования, химический состав, термическая обработка, основные
группы (коротко ).
4. Сварка взрывом. Особенности метода, достоинства, недостатки.
5. Центробежное литьё. Особенности метода, достоинства, недостатки.
Вариант 5
1. Сущность металлического, ионного и ковалентного типов связи.
2. Начертите диаграмму состояния железо−цементит с указанием во всех
ее областях фаз и структурных составляющих. Рассмотрите формирование
структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава, содержащего 0,8 % С.
При температуре 727°С для этого сплава определите содержание углерода в
фазах и их количество.
11
3. Конструкционные среднеуглеродистые ( улучшаемые ) легированные
стали: требования, химический состав, термическая обработка, основные
группы ( коротко ).
4. Электродуговая сварка. Электрическая дуга. Методы электродуговой сварки.
Образование сварного шва.
5. Шлифовальные станки. Кругло-шлифовальный станок. Бесцентровой
шлифовальный
станок.
Плоскошлифовальный
станок.
Конструкция.
Назначение.
Вариант 6
1. Дислокации в кристаллах. Виды дислокаций и влияние их на
механические свойства металлов.
2. Начертите диаграмму состояния железо−цементит с указанием во всех
ее областях фаз и структурных составляющих. Рассмотрите формирование
структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава, содержащего
4,8 % С. В произвольной точке этого сплава между линиями ликвидус и
солидус определите содержание углерода в фазах и их количество.
3. Стали с повышенной обрабатываемостью резанием (автоматные стали).
4. Способы обработки конических поверхностей на токарно-винторезном
станке.
5. Специальные методы штамповки. Штамповка в ковочных вальцах.
Штамповка в ротационно-ковочных машинах. Высадка на электровысадочных
машинах. Раскатка кольцевых заготовок на раскатных машинах. Горячая
накатка зубчатых колёс.
Вариант 7
1. Точечные дефекты кристаллического строения. Влияние их на свойства
металлов.
2. Начертите диаграмму состояния железо-цементит с указанием во всех
ее областях фаз и структурных составляющих. Рассмотрите формирование
структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава, содержащего 1,0 % С.
12
При температуре 1400°С для этого сплава определите содержание углерода в
фазах и их количество.
3. Мартенситно-стареющие высокопрочные стали и их термическая
обработка.
4. Холодная сварка. Особенности метода, достоинства, недостатки.
5. Литьё в песчаные формы. Технология процесса, разработка чертежа отливки
(припуски), модельный комплект, литниковая система, формовочные и
стержневые смеси, изготовление литейной формы. Особенности метода,
достоинства, недостатки.
Вариант 8
1. Поверхностные дефекты кристаллического строения. Влияние размера
зерна на механические свойства металлов.
2. Начертите диаграмму состояния железо−цементит с указанием во всех
ее областях фаз и структурных составляющих. Рассмотрите формирование
структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава, содержащего 4,3 % С.
При температуре 1147°С для этого сплава определите содержание углерода в
фазах и их количество.
3. Рессорно-пружинные стали и их термическая обработка.
4. Литьё в оболочковых формах. Технология процесса. Особенности метода,
достоинства, недостатки.
5. Лазерная сварка. Особенности метода, достоинства, недостатки.
Вариант 9
1. Что такое ударная вязкость? Методика ее определения.
2. Начертите диаграмму состояния железо−цементит с указанием во всех
ее областях фаз и структурных составляющих. Рассмотрите формирование
структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава, содержащего
13
2,14 % С. В произвольной точке этого сплава между линиями ликвидус и
солидус определите содержание углерода в фазах и их количество.
3. Шарикоподшипниковые стали и их термическая обработка.
4. Сварка электронным лучом в вакууме. Особенности метода, достоинства,
недостатки.
5.
Холодная
штамповка.
Холодная
объёмная
штамповка.
Холодное
выдавливание. Холодная высадка. Холодная формовка.
Вариант 10
1. Что такое твердость? Методика ее определения.
2. Начертите диаграмму состояния железо−цементит с указанием во всех
ее областях фаз и структурных составляющих. Рассмотрите формирование
структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава, содержащего 3,8 % С.
В произвольной точке этого сплава между линиями ликвидус и солидус
определите содержание углерода в фазах и их количество.
3. Жаростойкость (окалиностойкость). Жаростойкие стали.
4. Токарно-винторезный станок. Маркировка станка. Конструкция станка.
Назначение элементов станка.
5. Газопрессовая сварка. Особенности метода, достоинства, недостатки.
Вариант 11
1. Из листа свинца путем прокатки при комнатной температуре получена
тонкая фольга. При этом оказалось, что твердость и прочность этой фольги
такие же, как и у исходного листа. Почему?
2. Начертите диаграмму состояния железо−цементит с указанием во всех
ее
областях
фаз
и
структурных
составляющих.
Рассмотрите
формирование структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава,
содержащего 0,9 % С. В произвольной точке этого сплава между линиями
ликвидус и солидус определите содержание углерода в фазах и их количество.
14
3.
Механизм
электрохимической
коррозии.
Хромистые
коррозионностойкие стали.
4. Диффузионная сварка в вакууме. Особенности метода, достоинства,
недостатки.
5. Прокатное производство. Виды прокатки. Инструмент. Прокатный стан.
Вариант 12
1.Сущность явления наклепа. Примеры его практического применения.
2. Начертите диаграмму состояния железо−цементит с указанием во всех
ее областях фаз и структурных составляющих. Рассмотрите формирование
структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава, содержащего 3,4 % С.
В произвольной точке этого сплава между линиями ликвидус и солидус
определите содержание углерода в фазах и их количество.
3. Хромоникелевые коррозионностойкие стали. Межкристаллитная
коррозия и способы уменьшения склонности к ней сталей.
4. Ковка. Инструмент. Операции ковки
5. Токарная обработка. Операции, выполняемые при токарной обработке.
Главное движение, движение подачи.
Вариант 13
1. Волочение медной проволоки проводят в несколько переходов. Часто
на последних переходах проволока разрывается. Почему? Как можно этого
избежать?
2. Начертите диаграмму состояния железо−цементит с указанием во всех
ее
областях
фаз
и
структурных
составляющих.
Рассмотрите
формирование структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава,
содержащего 1,3 % С. При температуре 800°С для этого сплава определите
содержание углерода в фазах и их количество.
15
3. Жаропрочность (определение; характеристики; основные факторы,
влияющие на нее; пути повышения).
4. Приводы и передачи станков. Передаточные отношения ремённой, цепной,
зубчатой, червячной, реечной, винтовой передач.
5. Волочение. Инструмент. Волочильные станы. Особенности метода,
достоинства, недостатки.
Вариант 14
1. Явление полиморфизма металлов (на примере железа) и его
практическое значение.
2. Начертите диаграмму состояния железо−цементит с указанием во всех
ее областях фаз и структурных составляющих. Рассмотрите формирование
структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава, содержащего 1,7 % С.
В произвольной точке этого сплава между линиями ликвидус и солидус
определите содержание углерода в фазах и их количество.
3. Основные классы жаропрочных сталей и области применения
названных сталей.
4. Формообразующие операции – гибка, вытяжка без утонения стенок, вытяжка
с утонением стенок, отбортовка, обжим, формовка.
5. Карусельные станки – конструкция и назначение.
Вариант 15
1. Процессы, происходящие при нагреве деформированного металла.
2. Начертите диаграмму состояния железо−цементит с указанием во всех
ее областях фаз и структурных составляющих. Рассмотрите
формирование
структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава, содержащего 3,0 % С.
В произвольной точке этого сплава между линиями ликвидус и солидус
определите содержание углерода в фазах и их количество.
16
3. Углеродистые и низколегированные стали для режущего инструмента
и их термическая обработка.
4. Виды обработки, производимые на сверлильных станках.
5. Сортаменты проката. Сортовой прокат, Листовой прокат. Трубный прокат
(бесшовные и сварные трубы). Специальный прокат.
Вариант 16
1. Различие между холодной и горячей пластической деформацией.
2. Начертите диаграмму состояния железо−цементит с указанием во всех
ее областях фаз и структурных составляющих. Рассмотрите формирование
структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава, содержащего 2,2 % С.
В произвольной точке этого сплава между линиями ликвидус и солидус
определите содержание углерода в фазах и их количество.
3. Быстрорежущие стали и их термическая обработка.
4. Штамповка. Инструмент. Горячая объёмная штамповка. Штамповка в
открытых и закрытых штампах. Особенности метода, достоинства, недостатки.
5. Механизмы станков. Подвижной блок зубчатых колёс, конус зубчатых колёс
с накидным зубчатым колесом (механизм Нортона), конус зубчатых колёс с
вытяжной шпонкой, механизм перебора.
Вариант 17
1. Механизм пластической деформации в монокристаллах металлов.
2. Начертите диаграмму состояния железо−цементит с указанием во всех
ее областях фаз и структурных составляющих. Рассмотрите формирование
структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава, содержащего 0,6 % С.
При температуре 730°С для этого сплава определите содержание углерода в
фазах и их количество.
3. Твердые сплавы для режущего инструмента.
4. Сверлильные станки. Маркировка сверлильных станков. Главное
движение, движение подачи
17
5. Сварка давлением. Электроконтактная сварка.
Вариант 18
1. Особенности пластической деформации в поликристаллических металлах.
2. Начертите диаграмму состояния железо−цементит с указанием во всех
ее областях фаз и структурных составляющих. Рассмотрите формирование
структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава, содержащего 2,6 % С.
В произвольной точке этого сплава между линиями ликвидус и солидус
определите содержание углерода в фазах и их количество.
3. Стали для измерительного инструмента и их термическая обработка.
4. Рельефная сварка. Особенности метода, достоинства, недостатки.
5. Холодная листовая штамповка. Операции штамповки.
Вариант 19
1. Изменение структуры металлов при пластической деформации.
2. Начертите диаграмму состояния железо−цементит с указанием во всех
ее областях фаз и структурных составляющих. Рассмотрите формирование
структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава, содержащего 1,4 % С.
При температуре 800°С для этого сплава определите содержание углерода в
фазах и их количество.
3. Стали для штампов холодного деформирования и их термическая обработка.
4.Особенности горячей и холодной обработки металлов давлением.
5. Полуавтоматическая сварка под слоем флюса. Особенности метода,
достоинства, недостатки.
Вариант 20
1. Виды разрушения металлов. Факторы, способствующие хрупкому
разрушению.
2. Начертите диаграмму состояния железо−цементит с указанием во всех
ее областях фаз и структурных составляющих. Рассмотрите формирование
18
структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава, содержащего 5,4 % С.
В произвольной точке этого сплава между линиями ликвидус и солидус
определите содержание углерода в фазах и их количество.
3. Стали для штампов горячего деформирования металла и их
термическая обработка.
4. Ручная электродуговая сварка электродом с покрытием. Технология сварки,
электроды, функции обмазки электродов. Особенности метода, достоинства,
недостатки.
5. Литьё по выплавляемым моделям. Технология процесса. Особенности
метода, достоинства, недостатки
Вариант 21
1. Порог хладноломкости металлов и методика его определения.
2. Начертите диаграмму состояния железо−цементит с указанием во всех
ее областях фаз и структурных составляющих. Рассмотрите формирование
структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава, содержащего 1,8 % С.
При температуре 900°С для этого сплава определите содержание углерода в
фазах и их количество.
3. Аморфные сплавы ( металлические стекла ).
4. Плазменная сварка. Образование плазмы, разновидности плазменной сварки.
Особенности метода, достоинства, недостатки.
5. Разделительные операции – отрезка, вырубка, пробивка.
Вариант 22
1. Прочностные свойства металлов и методы их определения.
2. Начертите диаграмму состояния железо−цементит с указанием во всех
ее
областях
фаз
и
структурных
составляющих.
Рассмотрите
формирование структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава,
содержащего 5,6 % С. В произвольной точке этого сплава между линиями
ликвидус и солидус определите содержание углерода в фазах и их количество.
19
3. Классификация чугунов по форме графитных включений и строению
металлической основы.
4. Прессование. Инструмент. Особенности метода, достоинства, недостатки.
5. Токарные резцы. Конструкция, назначение. Элементы, поверхности и
плоскости резца.
Вариант 23
1. Железо было подвергнуто пластической деформации при температуре
500°С. Какая это деформация ( холодная или горячая )? Объясните, как при
этом изменяться структура и свойства железа?
2. Начертите диаграмму состояния железо−цементит с указанием во всех
ее областях фаз и структурных составляющих. Рассмотрите формирование
структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава, содержащего 2,3 % С.
В произвольной точке этого сплава между линиями ликвидус и солидус
определите содержание углерода в фазах и их количество.
3. Серый чугун ( химический состав, структура, механические свойства,
маркировка, области применения ).
4. Станки токарной группы. Лобовые станки. Конструкция и назначение.
5. Специальные методы штамповки. Штамповка в ковочных вальцах.
Штамповка в ротационно-ковочных машинах. Высадка на электровысадочных
машинах. Раскатка кольцевых заготовок на раскатных машинах. Горячая
накатка зубчатых колёс.
Вариант 24
1. Влияние нагрева на структуру и свойства наклёпанного металла.
2. Начертите диаграмму состояния железо−цементит с указанием во всех
ее областях фаз и структурных составляющих. Рассмотрите формирование
структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава, содержащего 4,9 % С.
20
В произвольной точке этого сплава между линиями ликвидус и солидус
определите содержание углерода в фазах и их количество.
3. Ковкий чугун ( получение, структура, механические свойства,
маркировка, области применения ).
4. Автоматическая дуговая сварка под слоем флюса. Особенности метода,
достоинства, недостатки.
5. Дефекты отливок.
Вариант 25
1. Факторы, влияющие на размер рекристаллизованного зерна металла.
2. Начертите диаграмму состояния железо−цементит с указанием во всех
ее областях фаз и структурных составляющих. Рассмотрите формирование
структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава, содержащего 2,7 % С.
В произвольной точке этого сплава между линиями ликвидус и солидус
определите содержание углерода в фазах и их количество.
3. Высокопрочный чугун ( получение, структура, механические свойства,
маркировка, области применения ).
4. Газовая сварка. Конструкция кислородно-ацителеновой инжекционной
горелки. Особенности метода, достоинства, недостатки.
5. Способы крепления заготовок на токарно-винторезном станке (5 способов).
Вариант 26
1. Объясните природу изменения свойств металла при холодной
пластической деформации.
2. Начертите диаграмму состояния железо-цементит с указанием во всех
ее областях фаз и структурных составляющих. Рассмотрите формирование
структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава, содержащего 4,5 % С.
В произвольной точке этого сплава между линиями ликвидус и солидус
определите содержание углерода в фазах и их количество.
21
3. Чистые металлы: титан, алюминий, магний , медь. Их свойства и
области применения.
4. Обработка отверстий. Инструмент для обработки отверстий. Свёрла –
спиральные, центровые, кольцевые, для глубокого сверления. Зенкеры
(зеньковки). Развёртки. Метчики. Элементы конструкции. Назначение.
5. Ультразвуковая сварка. Особенности метода, достоинства, недостатки.
Вариант 27
1. Какую пластическую деформацию называют холодной? Как она влияет
на структуру и свойства металлов?
2. Начертите диаграмму состояния железо−цементит с указанием во всех
ее областях фаз и структурных составляющих. Рассмотрите формирование
структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава, содержащего 3,1 % С.
В произвольной точке этого сплава между линиями ликвидус и солидус
определите содержание углерода в фазах и их количество.
3. В авиастроении широко применяются титановые сплавы ВТ5, ВТ5-1,
ВТ6, ВТ8, ВТ14 : укажите химический состав сплавов; возможные способы
изготовления деталей из них; опишите способы упрочнения деталей из этих
сплавов, природу упрочнения, приведите механические свойства.
4. Сварка трением. Особенности метода, достоинства, недостатки.
5. Токарно-револьверные станки – конструкция и назначение.
Вариант 28
1. Какую пластическую деформацию называют горячей? Как она влияет
на структуру и свойства металлов?
2. Начертите диаграмму состояния железо−цементит с указанием во всех
ее областях фаз и структурных составляющих. Рассмотрите формирование
структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава, содержащего 0,5 % С.
При температуре 740°С для этого сплава определите содержание углерода в
фазах и их количество.
22
3. Опишите процессы, происходящие при закалке и последующем
старении алюминиевых сплавов на примере сплава системы алюминий−медь.
4. Электрошлаковая сварка. Особенности метода, достоинства, недостатки.
5. Специальные методы литья – непрерывное литьё. Особенности метода,
достоинства, недостатки.
Вариант 29
1. Пластические свойства металлов и методы их определения.
2. Начертите диаграмму состояния железо−цементит с указанием во всех
ее областях фаз и структурных составляющих. Рассмотрите формирование
структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава, содержащего 3,5 % С.
В произвольной точке этого сплава между линиями ликвидус и солидус
определите содержание углерода в фазах и их количество.
3. Деформированные алюминиевые сплавы, не упрочняемые термической
обработкой-АМц, АМг2...АМг6 : укажите их химический состав, механические
свойства в отожженном и полунагартованном состояниях, области
применения.
4. Литьё в металлические формы. Особенности металлических форм.
5. Стыковая сварка. Особенности метода, достоинства, недостатки.
Вариант 30
1. Какой термической обработкой можно устранить наклёп? Обоснуйте
на конкретном примере выбор режима и опишите происходящие в
металле превращения.
2. Начертите диаграмму состояния железо−цементит с указанием во всех
её областях фаз и структурных составляющих. Рассмотрите формирование
структуры при охлаждении из жидкого состояния сплава, содержащего 0,55 %
23
С. При температуре 750°С для этого сплава определите содержание углерода в
фазах и их количество.
3. Деформируемые алюминиевые сплавы, упрочняемые термической
обработкой− дюраль, авиаль, высокопрочные: приведите химический состав
некоторых указанных сплавов, укажите области применения их, наиболее
типичные режимы термической обработки и получаемые механические
свойства.
4. Резка металлов. Термохимическая резка.
5. Фрезерные станки. Главное движение и движение подачи. Консольные
фрезерные станки.
ЛИТЕРАТУРА
1. Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение: Учебник для высш.
техн. учеб. завед. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1990.- 528 с.
2. Гуляев А.П., Металловедение: Учебник для вузов. − 6-е изд., перераб. и
доп.- М.: Металлургия, 1986. - 544 с.
3.
Журавлев
В.Н.,
Николаева
О.И.
Машиностроительные
стали:
Справочник. − 4-е изд., перераб. и доп. − М.: Машиностроение, 1992. − 480 с.
4. Инструментальные стали: Справочник. / Л.А. Позняк, С.И. Тишев,
Ю.М. Скрынченко и др. − М.: Металлургия, 1977. − 168 с.
5. Материаловедение и технология металлов / Г.П.Фетисов,.Г.Карпман,
В.И. Матонин и др. – М.: Высшая школа, 2002. – 638 с.
6. Технология конструкционных материалов / А.М. Дальский, И.А. ,
Арутюнова, Т.М. Барсукова и др. – М.: Машиностроение, 1985,- 448с.
24