Задания на контрольную работу. 1. Какие дефекты кристаллической решетки металлов влияют на механические свойства и почему?
1. Какие дефекты кристаллической решетки металлов влияют на механические свойства и почему?
2. Опишите процесс первичной кристаллизации металлов. Как определяют критический размер зародыша кристалла? Приведите схему роста граней кристалла.
3. В чем отличие кипящей стали от спокойной? Когда и какую из них рекомендуется применять?
4. Приведите схему изменения микроструктуры стали в результате пластической деформации. В чем практическое значение анизотропии механических свойств?
5. Изобразите схематически различные формы графитных включений в сером чугуне. Как влияет форма графитных включений на механические свойства чугуна?
6. Опишите способы определения критических точек (значение критической температуры) в стали (термический анализ). В чем практическое значение определения критических точек?
7. Что представляет собой микроструктура металлов? Как она выявляется и исследуется, в чем ее практическое значение? Приведите примеры.
8. Что такое элементарная кристаллическая ячейка (решетка) в металле? Дайте характеристику типов пространственных кристаллических решеток металлов. Каково их значение?
9. Каковы особенности жидкого состояния металлов? Приведите условия образования и роста зародышей кристаллов.
10. Что представляет собой субмикроструктура металлов? В чем практическое значение размера зерна?
11. Какую роль в процессе кристаллизации металлов играет число центров и скорость роста кристаллов? Приведите схему процесса кристаллизации.
12. Какие типы кристаллических решеток характерны для металлов? Опишите их.
13. Постройте кривую охлаждения железа и поясните значение критических точек. В чем сущность полиморфных превращений в железе?
14. Какие дефекты строения имеют место в реальных кристаллах? Опишите способы упрочнения наклепом.
15. Приведите схему строения дендрита. Объясните явление дендритной (внутрикристаллитной) ликвации. В чем ее практическое значение?
16. Приведите схему строения стального слитка. В чем сущность зональной ликвации, ликвации по плотности и физической неоднородности? Каково их практическое значение?
17. Какие виды взаимодействия компонентов существуют при образовании сплавов? Приведите условия образования сплавов следующих типов: твердый раствор, механическая смесь и химическое соединение.
18. Приведите диаграмму состояний сплавов из компонентов, образующих ограниченные твердые растворы. Порядок построения диаграммы состояний этого типа.
19. С помощью кривых охлаждения постройте диаграмму состояний сплавов из компонентов, не образующих твердых растворов (образующих механическую смесь), и на ее примере поясните правило фаз.
20. С помощью кривых охлаждения постройте диаграмму состояний сплавов из компонентов, образующих твердые растворы с неограниченной растворимостью, и на ее примере объясните правило отрезков.
21. Приведите характеристику компонентов, фаз и структурных составляющих диаграммы состояний «железо – цементит». В чем состоит практическое значение этой диаграммы?
22. В чем сущность полиморфных превращений в железе с точки зрения их практического значения для термической обработки стали?
23. Что такое вторичная кристаллизация в стали? В чем ее практическое значение? Приведите примеры.
24. Какова связь между строением сплавов, видом диаграммы состояний и свойствами этих сплавов? Приведите конкретные примеры.
25. Как влияют на свойства сталей нормальные примеси и почему? Объясните явления красно- и хладноломкости стали.
26. Каково влияние углерода и кремния на структурообразование и механические свойства чугуна? Приведите примеры структуры серого чугуна.
27. Как влияют газы (азот, кислород, водород) и неметаллические включения на структуру и свойства стали? Приведите примеры.
28. Как классифицируются и маркируются конструкционные углеродистые стали? Приведите примеры их применения на железнодорожном транспорте.
29. Дайте характеристику инструментальных углеродистых сталей. Как они маркируются? Приведите примеры их использования.
30. Как определяются основные характеристики механических свойств металлов: прочность, пластичность, ударная вязкость? Приведите необходимые схемы и формулы.
31. Какие способы измерения твердости металлов существуют? Приведите необходимые схемы и формулы. В чем практическое значение определения твердости?
32. Что понимается под усталостью металлов? Как определяется предел выносливости? Какие меры применяются для повышения предела выносливости металлов? Приведите примеры.
33. Как определяются динамическая прочность металлов и критическая температура перехода металла в хрупкое состояние?
34. В чем сущность модифицирования чугуна с пластинчатым и шаровидным графитом? Как изменяются при этом структура и свойства чугуна? Приведите примеры.
35. Как происходит превращение аустенита в перлит при непрерывном охлаждении стали? Когда это превращение важно практически?
36. Приведите характеристику этапов термической обработки стали (нагрева, выдержки, охлаждения). Какие факторы влияют на их выбор и почему?
37. Как и с какой целью осуществляется азотирование и цианирование стали? Какие детали подвергаются цианированию?
38. В чем сущность превращения перлита в аустенит при нагреве эвтектоидной стали? В чем практическое значение этого превращения?
39. В каких случаях и с какой целью применяют термическую обработку чугуна? В чем ее практическое значение? Приведите примеры.
40. В чем сущность термомеханической обработки стали? Какое ее практическое значение?
41. Каковы причины, вызывающие термические и структурные напряжения при закалке стали на мартенсит? В чем их практическое значение?
42. Что такое нормализация и гомогенизация стали? В чем их практическое значение?
43. Приведите диаграмму изотермического распада аустенита эвтектоидной стали. В чем ее практическое значение?
44. На диаграмме изотермического распада аустенита постройте график изотермической закалки эвтектоидной стали. В чем преимущества изотермической закалки перед закалкой на мартенсит?
45. Приведите диаграмму изотермического распада аустенита для до- и заэвтектоидной стали. Каково влияние углерода и легирующих элементов на положение кривых начала и конца распада аустенита? В чем практическое значение этого влияния?
46. В чем сущность мартенситного превращения? Что такое обработка холодом? В чем ее практическое значение?
47. Что такое мартенсит и как он образуется в стали? Каково влияние углерода и легирующих элементов на положение мартенситных точек?
48. На диаграмме изотермического распада аустенита укажите вектор критической скорости закалки. От чего она зависит и в чем ее практическое значение?
49. От каких факторов зависят окисление и обезуглероживание поверхности стали при нагреве? Опишите меры защиты от этих явлений, дайте характеристику защитных сред.
50. Какие изменения происходят в структуре стали при полном отжиге? Приведите примеры использования полного отжига деталей в машиностроении.
51. Какие изменения происходят в структуре стали при неполном отжиге? Приведите примеры использования этого отжига деталей в машиностроении.
52. Как правильно выбрать температуру закалки на мартенсит для до- и заэвтектоидной углеродистой стали? Опишите превращения, происходящие в структуре стали при ее закалке.
53. В чем сущность закаливаемости и прокаливаемости стали? Как оценивается прокаливаемость стали и в чем ее практическое значение?
54. С какой целью и как осуществляется поверхностная закалка стали? Опишите превращения, происходящие в поверхностном слое при закалке стали. Приведите примеры.
55. Опишите превращения, происходящие при отпуске углеродистой стали, закаленной на мартенсит. В чем практическое значение отпуска? Приведите примеры.
56. Объясните явление рекристаллизации деформированного металла при нагреве и приведите схему изменения его структуры и свойств.
57. Как изменяются строение и механические свойства металлов в процессе пластической деформации? Что такое возврат (отдых) и каково его практическое значение?
58. В чем сущность и каковы принципы химико-термической обработки стали? Какие стали и какие детали подвижного состава целесообразно подвергать химико-термической обработке и почему?
59. Объясните, какие превращения происходят в структуре стали при цементации и нитроцементации. В чем практическое значение цементации? Какие детали подвергают этой обработке?
60. Как осуществляется термодиффузионное насыщение поверхности стали металлами: хромом, кремнием, алюминием, бором? В чем его практическое значение? Какие детали подвижного состава целесообразно подвергать этой обработке?
61 – 90. По диаграмме состояний «железо – цементит» опишите, какие структурные и фазовые превращения будут происходить при медленном охлаждении из жидкого состояния сплава с заданным содержанием углерода. Охарактеризуйте этот сплав и определите для него при заданной температуре количество, состав фаз и процентное соотношение, используя данные, приведенные в табл. 2. Постройте кривую охлаждения сплава.
Таблица 2
Исходные данные для выполнения задания
| Номер варианта | ||||||||||
| Концентрация углерода, % | 0,35 | 3,0 | 0,50 | 1,45 | 0,65 | 2,40 | 1,70 | 0,55 | 3,60 | 0,90 |
| Температура, °C | ||||||||||
| Номер варианта | ||||||||||
| Концентрация углерода, % | 0,40 | 4,0 | 1,85 | 0,70 | 3,20 | 1,0 | 0,45 | 2,70 | 1,65 | 0,30 |
| Температура, °C | ||||||||||
| Номер варианта | ||||||||||
| Концентрация углерода, % | 5,10 | 0,75 | 1,30 | 2,65 | 0,37 | 0,95 | 4,95 | 0,50 | 1,40 | 0,25 |
| Температура, °C |
91. Как классифицируют легированные стали по химическому составу? Перечислите принципы маркировки легированных сталей.
92. Как классифицируются легированные стали по назначению? Приведите примеры их использования на железнодорожном транспорте.
93. Что собой представляют порошковые материалы? Как их получают и где применяют? Приведите примеры.
94. Опишите принципы классификации легированных сталей по структуре в отожженном состоянии. Приведите примеры использования этих сталей.
95. Как классифицируются легированные стали по структуре в нормализованном состоянии? Приведите примеры использования этих сталей.
96. Какие легирующие элементы являются карбидообразующими? Где применяют стали, содержащие карбиды, и почему? Приведите примеры.
97. Каково влияние легирующих элементов на основные превращения в стали: распад аустенита, мартенситное превращение, превращение при отпуске? В чем практическое значение этого влияния?
98. В чем сущность отпускной хрупкости стали? Чем она вызывается и какое практическое значение имеет?
99. С какой целью и в каком количестве вводят в сталь титан, ванадий, бор, медь? Приведите примеры сталей, легированных этими элементами.
100. Какие требования предъявляются к конструкционным легированным сталям? Приведите их классификацию, маркировку и области применения.
101. Опишите легированные рессорно-пружинные стали. Каковы их состав, структура, термическая обработка, свойства?
102. Какие конструкционные легированные стали относят к группе цементуемых? Каковы состав, структура, свойства и применение этих сталей?
103. Какие легированные стали применяют для измерительного инструмента? опишите состав, структуру и свойства этих сталей.
104. Опишите улучшаемые конструкционные легированные стали. Каковы состав, структура, свойства этих сталей?
105. Опишите низколегированные конструкционные стали. Приведите примеры их использования.
106. Опишите конструкционные стали для отливок. Приведите конкретные примеры их использования.
107. Какие требования предъявляют к шарикоподшипниковым сталям? Приведите примеры их использования.
108. Каковы состав, структура, термическая обработка, свойства износостойкой аустенитной стали. В чем ее преимущества?
109. Какие виды коррозии металлов известны? Какие нержавеющие конструкционные стали применяются в промышленности?
110. Какие требования предъявляют к жаропрочным конструкционным сталям? Каковы состав, структура, термическая обработка сталей, применяемых в газотурбинных установках локомотивов?
111. Какие требования предъявляют к инструментальным легированным сталям? Каковы состав, структура, термическая обработка, свойства быстрорежущей стали?
112. Приведите графики и описание технологии термической обработки быстрорежущей стали. Какие изменения происходят в структуре этой стали на различных стадиях термической обработки?
113. Перечислите требования к сталям для измерительного инструмента. Каковы состав, структура, термическая обработка, свойства этих сталей?
114. Какие стали применяют при изготовлении штампов для холодной деформации? В чем особенности термической обработки этих сталей?
115. Перечислите требования, предъявляемые к штамповым сталям для горячей деформации. Каким образом удается выполнить эти требования?
116. Какова технология получения, состав, структура и свойства металлокерамических твердых сплавов? Где и почему они применяются?
117. Объясните причины сохранения высокой температуростойкости (красностойкости) металлокерамических твердых сплавов при резании металлов. Приведите примеры их использования.
118. Опишите стали, обладающие высокой коррозионной стойкостью. Приведите примеры использования этих сталей.
119. Какие стали и сплавы относятся к магнитомягким и магнитотвердым. Где и почему они применяются?
120. Какие виды термической обработки чугуна существуют? Какие изменения происходят в структуре чугуна при отжиге с целью графитизации?
121. Расшифруйте марки сплавов 110Г1ЗЛ, Б16, Р9, БрАЖ9-4, ВК6 и выберите из них сплав для изготовления биметаллического подшипника скольжения.. Приведите примеры других сплавов, обладающих антифрикционными свойствами.
122. Дайте характеристику меди и ее сплавов. Укажите область их применения в промышленности. Расшифруйте марки следующих сплавов: БрОЦС5-5, БрАЖ9-2, Л96, ЛМцС58-2-1,5.
123. Для изготовления детали выбран сплав Д1. Какой химический состав этого сплава? Опишите, каким видам термической обработки он подвергается. В чем сущность процесса старения?
124. Дайте характеристику алюминия и его сплавов. Укажите область их применения в промышленности. Что такое силумин и дюралюминий (состав, свойства, назначение)?
125. Расшифруйте следующие марки сплавов Р6М5, 110Г1ЗЛ, Т15К6, 5ХНТ, ВК15. Выберите сплавы, получаемые методами порошковой металлургии, и опишите их свойства и назначение.
126. Расшифруйте марки сплавов ВК8 и Т5К10. Укажите их свойства и назначение. Опишите принцип изготовления изделий методом порошковой металлургии.
127. Какие сплавы относятся к жаростойким? Где их применяют?
128. Укажите состав, структуру и свойства баббитов на оловянной, свинцовой и цинковой основах и примеры их использования на железнодорожном транспорте.
129. Опишите технологию получения алюминиевых сплавов методом порошковой металлургии. Приведите примеры их использования в технике.
130. Перечислите основные виды лакокрасочных материалов. Какие требования к ним предъявляются? Приведите примеры их использования.
131. Расшифруйте марки сплавов 40Х13, Р6М5К5, ЛКС80-3-1, А8, Б83 и укажите области их применения.
132. Укажите, из каких составных частей состоит пластмасса, и объясните их назначение. Приведите конкретные примеры применения пластмасс на железнодорожном транспорте.
133. Приведите классификацию пластмасс в зависимости от реакции получения полимеров и от их физико-механических свойств.
134. Как влияет вид и форма наполнителя на свойства пластмасс?
135. Расшифруйте марки сплавов А4, 15Х25, ШХ15СГ, ЛС59-1, ЦАМ10-5 и укажите области их применения.
136. Расшифруйте марки сплавов: А7; ШХ9; Х6ВФ; БрОЦС4-4-4; Б16 и укажите области их применения.
137. Каковы состав, структура и физико-механические свойства стекловолокнистого анизотропного материала?
138. Расшифруйте марки сплавов: 40Х13, Р9К5, ЛКН80-3-1, А85, Б89 и укажите области их применения.
139. Охарактеризуйте синтетические каучуки по составу исходных продуктов и свойствам. Приведите примеры использования резины на железнодорожном транспорте.
140. Расшифруйте марки сплавов: 20ХН3А, М1, А0, ЛК80-3, БКА и укажите области их применения.
141. Расшифруйте марки сплавов: 12Х18Н9Т, Д1, ЛКС80-3-1, А8, Б83 и укажите области их применения.
142. Какие сплавы относятся к жаропрочным? Где их применяют?
143. Расшифруйте марки сплавов: А4, 15Х25, ШХ15СГ, ЛС59-1, ЦАМ10-5 и укажите области их применения.
144. Расшифруйте марки сплавов: М4, 55С2, Р6М5, АЧС2, ЛАН59-3-2 и укажите области их применения.
145. Опишите свойства, технологию изготовления и применение стеклопластиков на железнодорожном транспорте.
146. Расшифруйте марки сплавов: Р12, 20Х13, БрАЖ9-3, М3, АЧВ-1 и укажите области их применения.
147. Какие материалы на основе полимеров применяются на железнодорожном транспорте в качестве антифрикционных? Укажите преимущества и недостатки их применения.
148. Расшифруйте марки сплавов: М00, 60С2, Т5К10, БрАЖН6-3-1, АЛ2 и укажите области их применения.
149. Расшифруйте марки сплавов: А90, 15ГФС, Т30К4, БрСН60-2,5 и укажите области их применения.
150. Расшифруйте марки сплавов: Амг6, ШХ15, ХС, БрОЦС4-4-4, Б16 и укажите области их применения.
6Вопросы для самопроверки при подготовке к экзамену
1. Роль материалов на железнодорожном транспорте
2. Производство чугуна, доменный процесс.
3. Свойства топлива и масел. Самовоспламеняемость и температура вспышки.
4. Ковкий чугун, его структура, маркировка и применение.
5. Механические свойства металлов. Определение твердости методами Бринеля и Роквелла.
6. Вязкость масла. Определение степени вязкости, причины изменения вязкости.
7. Характеристика механических, физических, химических и технологических свойств металлов.
8. Высокопрочный чугун, его структура, маркировка и применение.
9. Коррозионные свойства масел и их зависимость от водорастворимых кислот и щелочей.
10. Сущность аллотропических превращений чистого железа.
11. Кристаллизация сплавов. Первичная и вторичная кристаллизация.
12. Материалы, применяемые на железнодорожном транспорте.
13. Правило фаз. Число степеней свободы. Зависимость числа степеней свободы от компонентов.
14. Классификация, маркировка и область применения углеродистых инструментальных сталей.
15. Жидкие диэлектрики, свойства и область их применения.
16. Диаграмма состояния сплавов, компоненты которых в твердом состоянии образуют механическую смесь.
17. Компрессорное масло, маркировка, назначение и применение на подвижном составе.
18. Углеродистые стали обыкновенного качества, маркировка и применение на подвижном составе.
19. Диаграмма состояния сплавов компоненты, которых образуют механическую смесь.
20. Легированная сталь, ее маркировка. Легирующие элементы.
21. Электроизоляционные материалы, их применение на подвижном составе.
22. Компоненты и фазы в системе железо-углерод: жидкий сплав, твердые растворы, феррит, аустенит, цементит, графит.
23. Проводниковые материалы, их классификация, маркировка и свойства.
24. Особенности диаграмм состояния сплавов с неограниченной растворимостью компонентов и сплавов с образованием устойчивых химических соединений компонентов.
25. Серый чугун, его структура, маркировка и применение.
26. Сплавы высоких электрических сопротивлений, их химический состав, свойства и применение.
27. Углеродистые стали, их определение, химический состав. Эвтектоидная, доэвтектоидная и заэвтектоидная стали, их различие.
28. Материалы проводящие электрический ток, их свойства и применение.
29. Белый чугун, его структура, свойства, применение.
30. Технология изготовления изделий из пластмасс и их переработка.
31. Латуни, их маркировка и применение.
32. Химико-термическая обработка стали и ее особенности.
33. Бронза, ее маркировка и применение
34. Топливо, применяемое на железнодорожном транспорте. Маркировка, характеристика.
35. Инструментальные легированные стали, их маркировка и свойства.
36. Технология термической обработки стали.
37. Предельные отклонения на размеры отверстий и валов. Определение допусков. Квалитеты и их характеристика.
38. Обозначение допусков и посадок на чертежах.
39. Классификация смазочных материалов, их свойства и применение.
40. Антифрикционные сплавы и их применение на железнодорожном транспорте.
41. Общие сведения о посадках. Посадки в системе отверстия и вала.
42. Назначение и классификация лакокрасочных материалов. Основные свойства олифы, масляных красок, лаков, эмалей.
43. Назначение отжига и его разновидности.
44. Основы литейного производства. Литейные сплавы, их свойства.
45. Назначение закалки и отпуска стали. Применяемость при изготовлении подвижного состава.
46. Основы обработки металлов резанием.
47. Требования предъявляемые к качеству воды для технических целей на железнодорожном транспорте.
48. Назначение и классификация песка, его применение на железнодорожном транспорте.
49. Назначение и классификация металлорежущих станков.
50. Коррозия металлов, причины ее возникновения. Способы защиты от коррозии деталей и узлов подвижного состава.
51. Трансмиссионные масла, их характеристика и область применения.
52. Охрана труда и техника безопасности при хранении и использовании смазочных материалов.
53. Классификация и свойства углеродистых сталей. Влияние на свойства углерода, серы, фосфора.
54. Маркировка легированных конструкционных сталей.
55. Понятие о взаимозаменяемости и ее видах.
56. Материалы для изготовления полупроводниковых приборов.
57. Расшифровать стали: ШХ15; ШХ15СГ; 55С2; 60С2.
58. Точность обработки и изготовления деталей. Зависимость от размеров и величин допусков.
59. Физические основы сварочного производства. Классификация видов сварки.
60. Цветные металлы и сплавы на их основе.
61. Физико-механические и химические свойства алюминия и его сплавов.
62. Ручная дуговая сварка, ее сущность. Оборудование для дуговой сварки.
63. Физико-механические и химические свойства меди и ее сплавов.
64. Газовая сварка, ее сущность. Оборудование для газовой сварки.
65. Горюче-смазочные материалы применяемые на железнодорожном транспорте, их свойства.
66. Марки сталей для изготовления вагонных отливок/корпуса автосцепки, хомут тяговый, балка надрессорная, рама боковая и др.
67. Материалы для дуговой сварки.
68. Расшифровать марки быстрорежущих сталей: Р9М4К8, Р9К5, Р18, Р9Ф5.
69. Основные дефекты сварных соединений. Методы контроля сварных швов
70. Магнитные материалы, их свойства и применение.
71. Основы обработки металлов давлением, виды обработки.
72. Пластмассы, их свойства и применение на железнодорожном транспорте.
73. Детали подвижного состава/вагонов/ изготовленные обработкой давлением/прокаткой, ковкой, объемной и листовой штамповкой и др./
74. Металлокерамические и сверхтвердые сплавы и материалы, их свойства и применение.
75. Шероховатость поверхностей деталей и ее обозначение на чертежах.
76. Методы и способы определения шероховатости поверхностей.
77. Пайка, наплавка и металлизация, их применение при ремонте подвижного состава.
78. Физико-механические и химические свойства титана и его сплавов
79. Расшифровать сплавы цветных металлов: Бр. ОЦ4-3; Бр. ОЦС5-5-5; Бр.АЖМц10-3-1,5; ЛС-59-1; ЛМцА-57-3-1.
80. Древесные материалы и их применение в вагоностроении.
81. Альтернативное топливо, применяемое на железнодорожном транспорте.
82. Стали, устойчивые против коррозии. Расшифровать марки сталей: 20Х13; 30Х13; 12Х13; 12Х18Н9.
83. Влияние вредных примесей на технологические свойства металлов и сплавов.
84. Неорганическое стекло, состав и строение. Применение стекла на железнодорожном транспорте.
85. Антифрикционные и фрикционные пластмассы и их применение на железнодорожном транспорте.
86. Дефекты отжига и нормализации.
87. Дефекты вагонных отливок и методы их определения.
88. Оборудование для обработки металлов давлением.
89. Оборудование и вспомогательные приборы для термической обработки сталей.
90. Методы изучения структуры металла.
91. Расшифровать чугуны: ВЧ 38-17; ВЧ 120-4; КЧ35-10; КЧ 63-2; СЧ 15-32.
92. Методы испытания механических свойств металлов.
93. Кристаллическое строение металлов и разновидности решеток.
94. Строение железоуглеродистых сплавов.