Общий алгоритм решения задач

1. Прочитайте и сформулируйте условие задачи, представьте физико-химические и химические явления и процессы, описанные в ней, определите, что необходимо найти;

2. выделите ключевые слова в задании;

3. изучите теоретическую литературу по выделенным ключевым словам и понятиям;

4. продумайте, какие новые данные необходимо найти, чтобы ответить на вопрос задачи; сформулируйте подзадачи (отдельные вопросы), которые необходимо решить для получения ответа на поставленный в ней вопрос;

5. найдите взаимосвязь между изученными понятиями и тем, что необходимо найти;

6. определите, каким методом будет решаться задача (аналитическим, графическим, арифметическим);

7. определите в какой последовательности рациональнее решать промежуточные задачи; запишите эту последовательность;

8. произведите все необходимые в данной задаче действия согласно плану;

9. проверьте и проанализируйте полученный результат; сравните его с целью, поставленной в задаче;

10. запишите полученный ответ.

ЗАДАЧА № 1. Определите предел прочности и предел текучести металла по результатам испытания образцов на растяжение: Р_в = 9500 кгс; d₀ = 10 мм; P_т = 6000 кгс.

РЕШЕНИЕ. 1. Прочитав содержание задачи, выделяем исходные данные. Исходными данными будут: Р_в = 9500 кгс; d₀ = 10 мм; Р_т = 6000 кгс.

2. Определим, что необходимо найти. Необходимо найти: предел прочности - σ_в ; предел текучести - σ_т .

3. Выделяем ключевые слова: предел прочности, предел текучести.

4. Дадим определение выделенным словам. Предел прочности, или временное сопротивление - это напряжение, соответствующее наибольшей нагрузке, предшествующей разрушению образца. Предел текучести - это напряжение, при котором материал изменяет свою длину при постоянной нагрузке.

5. Для решения задачи необходимы новые данные. Ими будут - поперечное сечения образца до испытания на растя-жение (F₀).

6. Задача решается арифметическим методом. Для решения ее, необходимо знать формулы расчета напряжений. Предел текучести - основной показатель прочности при расчете допустимых напряжений, характеризующих сопротивление пластическим деформациям (σ_т), МПа:

σ_т = Р_т / F₀,

где F₀ - площадь поперечного сечения образца до испытания на растяжения в :

F₀ = πR² = πD² / 4 = 3.14∙1² / 4 = 0.785,

σ_т = =764.

Временное сопротивление вычисляют по формуле, МПа:

σ_в = Р_в / F₀,

σ_в = = 1210.

7. Запишем полученный ответ: предел прочности, σ_в = 1210 МПа, предел текучести, σ_т = 764 МПа.

ЗАДАЧА № 2. Вычислите твердость по Бринеллю, если диаметр отпечатка, возникшего от воздействия шарика на поверхности образца, составил 3 мм. Условия испытания были следующими: диаметр шарика 10 мм; нагрузка 900 кгс.

РЕШЕНИЕ. 1. Прочитав содержание задачи, выделяем исходные данные. Исходными данными будут: d = 3 мм; D = 10 мм;

2. Определяем, что необходимо найти. Необходимо найти: твердость HB.

3. Выделяем ключевые слова: твердость.

4. Дадим определения выделенным словам. Твердостью называют свойства материала оказывать сопротивление деформации в поверхностном слое при местных контактных воздействиях.

5. Задача решается арифметическим методом. Твердость по Бринеллю выражается отношением приложенной нагрузки Р к площади сферической поверхности отпечатка, возникшего от воздействия шарика на поверхность образца:

HB = P / A = 2P / D(D - ).

5. Вычислим твердость:

HB = 2∙900 / 10∙ (10 - ) = 391.

7. Запишем полученный ответ: твердость – 391 HB.

ЗАДАЧА № 3. Вычислите временное сопротивление образца из медного сплава, если его твердость равна 308 HB.

РЕШЕНИЕ. 1. Прочитав содержание задачи, выделяем исходные данные. Исходными данными будут: твердость 308 HB.

2. Определяем, что необходимо найти. Необходимо найти: временное сопротивление - σ_в.

3. Выделяем ключевые слова: твердость, временное сопротивление.

4.Дадим определение выделенным словам. Твердостью называют свойство материала оказывать сопротивление деформации в поверхностном слое при местных контактных воздействиях. Временное сопротивление или предел прочности - это напряжение, соответствующее наибольшей нагрузке, предшествующей разрушению образца.

5. Чтобы ответить на вопрос задачи, необходимо знать зависимость между временным сопротивлением (МПа) и числом твердости HB медных сплавов.

6. Временное сопротивление и число твердости по Бри-неллю связаны между собой: для медных сплавов σ_в = 0.45HB.

7. Задачу решаем арифметическим методом. Вычислим временное сопротивление, МПа:

σ_в = 0.45 ∙ 308 = 138.6.

8. Запишем полученный ответ: временное сопротивление - = 138.6 МПа.

ЗАДАЧА № 4. Вычислите ударную вязкость (KCU), если энергия удара маятника составляла 300 Дж. Обеспечит ли, полу-ченное значение ударной вязкости, надежную работу мате-риала.

РЕШЕНИЕ. 1. Прочитав содержание задачи, выделяем исходные данные. Исходными данными будут: энергия удара маятника K = 300 Дж.

2. Определяем, что необходимо найти. Необходимо найти ударную вязкость (КСU).

3. Выделяем ключевые слова: ударная вязкость, энергия удара маятника, надежная работа материла.

4. Дадим определение выделенным словам. Ударная вязкость - удельная работа, затрачиваемая на разрушение образца. Энергия удара маятника – это работа, затраченная на деформацию и разрушению ударным изгибом надрезанного образца. Надежная работа материала - это условия работы материала, без опасности к хрупкому разрушению.

5. Для ответа на вопрос задачи, необходимо знать: формулу расчета ударной вязкости, условия надежной работы материала.

6. Задача решается арифметическим методом.

7. Ударная вязкость KCU, Дж/см², определяется как отно-шение работы разрушения K, затраченной на деформацию и разрушение ударным изгибом надрезанного образца, к начальной площади поперечного сечения образца в месте надреза S₀ по формуле KCU = K / S₀.

Образец с радиусом дна надреза 1,0 мм (тип U). Остальные размеры: длина 55 мм, сечение 10х10 мм. В месте надреза сечения 10х8 мм.

8. Вычислим ударную вязкость:

KCU = 30 / 0.8 = 37.5

9. Найдем условие надежной работы материла. Одним из условий надежной работы материала является значение ударной вязкости KCU ≥ 50 Дж / м². Найденное наше значение ударной вязкости не обеспечит надежную работу материала.

10. Запишем полученное решение задачи: ударная вязкость KCU = 37.5 Дж/ см²; полученное значение ударной вязкости не обеспечит надежную работу материала, так как значительно увеличивает опасность хрупкого разрушения.

ЗАДАЧА № 5. Вычислите предел выносливости стали, если известно, что σ_в = 973 МПа.

РЕШЕНИЕ. 1. Прочитав условие задачи, выделяем исходные данные. Исходными данными будут: σ_в = 973 МПа.

2. Определим, что необходимо найти. Необходимо найти: предел выносливости σ_-1.

3. Выделяем ключевые слова: предел выносливости, предел прочности.

4. Дадим определение выделенным словам. Предел прочности или временное сопротивление - это напряжение, соответствующее наибольшей нагрузке, предшествующей разрушению образца. Предел выносливости - это наибольшее напряжение цикла, которое выдерживает материал без разрушения.

5. Для решения задачи необходимо знать зависимость между пределом выносливости и пределом прочности.

6. Эта зависимость при симметричном цикле обычно составляет σ_в.

7. Вычислим предел выносливости, МПа:

σ_-1 = 0.6 ∙ 973 = 583.8

8. Запишем полученный ответ: предел выносливости σ_-1 = 583.8 МПа.

ЗАДАЧА № 6. Расшифруйте следующие обозначения и дайте им определения: σ_0.2 = 720 МПа; δ = 5%;.

РЕШЕНИЕ. 1. Прочитав условие задачи, выделяем исход-ные данные. Исходными данными будут обозначения: σ_0.2 , δ.

2. Определим, что необходимо найти. Необходимо расшифровать символы и дать им определения.

3. Расшифруем символы: σ_0.2 - условный предел текучести;δ - относительное удлинение.

4. Дадим определение выделенным словам. Условный предел текучести - это напряжение для материалов, не имеющих площадки текучести, при котором остаточное удлинение составляет 0.2% первоначальной длины. Относительное удли-нение – отношение приращения расчетной длины образца после разрушения к начальной расчетной длине, %.

5.Запишем полученный ответ: относительное удлинение равно 5 % (δ = 5 %); условный предел текучести равен 720 МПа (σ_0.2 = 720 МПа).

Варианты контрольной работы

Вариант 1

1.Объяснить, на каком приборе следует измерить твердость сплава с однородной и неоднородной структурой.

2. Определите предел прочности и предел текучести ме-талла по результатам испытания образцов на растяжение: Р_в = 10000 кгс; d₀ = 10 мм; Р_т = 6500 кгс.

3. Вычислите твердость по Бринеллю, если диаметр отпечатка, возникшего от воздействия шарика на поверхности образца, составил 3 мм. Условия испытания были следующими: диаметр шарика 10 мм, нагрузка – 1000 кгс.

4. Вычислите временное сопротивление образца из медного сплава, если его твердость равна 105 HB.

5. Дайте определение ударной вязкости. Зарисуйте виды образцов для испытаний и приведите схему испытаний. Вычислите ударную вязкость (KCV), если энергия удара маятника составляла 30 Дж. Обеспечит ли, полученное значение ударной вязкости, надежную работу материала?

6. Вычислите предел выносливости стали, если его σ_в = 1000 МПа. Дайте определение пределу выносливости, опишите схему испытаний и определения предела выносливости.

7. Расшифруйте следующие обозначения и дайте им оп-ределения: σ_в = 1000 МПа; σ_0,2 = 700 МПа; σ_-1 = 600 МПа; δ = 3%; Ψ = 10%; = 150 МПа.

8. Опишите наиболее распространенные виды меха-нических испытаний.

9. Опишите преимущества измерения твердости металлов в сравнении с методами определения других механических свойств.

Вариант 2

1.Объяснить, на каком приборе и по какой шкале следует измерять твердость сплавов системы Cu – Zn.

2. Определите предел прочности и предел текучести ме-талла по результатам испытания образцов на растяжение: Р_в = 15000 кгс; d₀ = 10 мм; Р_т = 7000 кгс.

3. Вычислите твердость по Бринеллю, если диаметр отпечатка, возникшего от воздействия шарика на поверхности образца, составил 2 мм. Условия испытания были следующими: диаметр шарика 5 мм, нагрузка – 1000 кгс.

4. Вычислите временное сопротивление образца из медного сплава, если его твердость равна 135 HB.

5. Дайте определение ударной вязкости. Зарисуйте виды образцов для испытаний, приведите схему испытаний. Вычислите ударную вязкость (KCV), если энергия удара маятника составляла 31 Дж. Обеспечит ли, полученное значение ударной вязкости, надежную работу материала?

6. Вычислите предел выносливости стали, если его σ_в = 1100 МПа. Дайте определение пределу выносливости, опишите схему испытаний и определения предела выносливости.

7. Расшифруйте следующие обозначения и дайте им оп-ределения: σ_в = 900 МПа; σ_0,2 = 500 МПа; σ_-1 = 580 МПа; КСU = 40Дж/м²; = 120МПа.

8. Что называют конструктивной прочностью материала?

9. Какое из свойств: относительное удлинение или от-носительное сужение наиболее точно характеризуют свойства пластичности металла. Ответ обоснуйте.

Вариант 3

1.На каком приборе и с какой нагрузкой следует измерять твердость сплавов системы Cu – Sn.

2. Определите предел прочности и предел текучести ме-талла по результатам испытания образцов на растяжение: Р_в = 8000 кгс; d₀ = 10 мм; Р_т = 3000 кгс.

3. Вычислите твердость по Бринеллю, если диаметр отпечатка, возникшего от воздействия шарика на поверхности образца, составил 2,8 мм. Условия испытания были следующими: диаметр шарика 10 мм, нагрузка – 750 кгс.

4. Вычислите временное сопротивление образца из медного сплава, если его твердость равна 142 HB.

5. Дайте определение ударной вязкости. Зарисуйте виды образцов для испытаний, приведите схему испытаний. Вычислите ударную вязкость (KCU), если энергия удара маятника составляла 32 Дж. Обеспечит ли, полученное значение ударной вязкости, надежную работу материала?

6. Вычислите предел выносливости стали, если его σ_в = 1150 МПа. Дайте определение пределу выносливости, опишите схему испытаний и определения предела выносливости.

7. Расшифруйте следующие обозначения и дайте им оп-ределения: σ_в = 800 МПа; σ_0,2 = 700 МПа; σ_т = 800 МПа; KCV = 50 Дж/м²; = 200 МПа.

8. Какое свойство материала называют надежностью?

9. Опишите назначения микроскопического метода иссле-дования свойств металлов. Опишите процесс приготовления образцов для этого метода исследования.

Вариант 4

1.Указать каким способом, по Бринеллю или по Роквеллу, надо измерить твердость мягких сплавов.

2. Определите предел прочности и предел текучести металла по результатам испытания образцов на растяжение: Р_в = 5000 кгс; d₀ = 10 мм; Р_т = 2180 кгс.

3. Вычислить твердость по Бринеллю, если диаметр отпечатка, возникшего от воздействия шарика на поверхности образца, составил 0,5 мм. Условия испытания были следующими: диаметр шарика 1мм, нагрузка – 25 кгс.

4. Вычислите временное сопротивление образца из медного сплава, если его твердость равна 155 HB.

5. Дайте определение ударной вязкости. Зарисуйте виды образцов для испытаний, приведите схему испытаний. Вычислите ударную вязкость (KCV), если энергия удара маятника составляла 33 Дж. Обеспечит ли, полученное значение ударной вязкости, надежную работу материала?

6. Вычислите предел выносливости стали, если его σ_в = 1200 МПа. Дайте определение пределу выносливости, опишите схему испытаний и определения предела выносливости.

7. Расшифруйте следующие обозначения и дайте им определения: σ_в = 950 МПа; σ_-1 = 950 МПа; σ_т = 400 МПа; KCU = 100 Дж/м²; = 170 МПа.

8. Какое свойство материала называют долговечностью?

9. От каких факторов зависит выбор способа определения твердости материалов?

Вариант 5

1. Два образца были нарезаны из холоднокатанного прутка, но один из них подвергнут затем рекристаллизации. Объясните, на каком приборе и с какой нагрузкой следует измерять их твердость.

2. Определите предел прочности и предел текучести металла по результатам испытания образцов на растяжение: Р_в = 6000 кгс; d₀ = 10 мм; Р_т = 2300 кгс.

3. Вычислить твердость по Бринеллю, если диаметр отпечатка, возникшего от воздействия шарика на поверхности образца, составил 3,2 мм. Условия испытания были следующими: диаметр шарика 10 мм, нагрузка – 750 кгс.

4. Вычислите временное сопротивление образца из медного сплава, если его твердость равна 160 HB.

5. Дайте определение ударной вязкости. Зарисуйте виды образцов для испытаний, приведите схему испытаний. Вычислите ударную вязкость (KCV), если энергия удара маятника составляла 21 Дж. Обеспечит ли, полученное значение ударной вязкости, надежную работу материала?

6. Вычислите предел выносливости стали, если его σ_в = 1250 МПа. Дайте определение пределу выносливости, опишите схему испытаний и определения предела выносливости.

7. Расшифруйте следующие обозначения и дайте им определения: σ_в = 1500 МПа; σ_т = 700 МПа; σ_-1 = 800 МПа; КСТ = 70 Дж/м²; = 200 МПа.

8. Какое свойство материала называют выносливостью?

9. Опишите назначение рентгеноструктурного анализа.

Вариант 6

1.На каком приборе и по какой шкале необходимо измерить твердость образцов меди: не подвергшихся холодной деформации; после деформации; после деформации и рекристаллизации при 600°С (выдержка 60 мин).

2. Определите предел прочности и предел текучести металла по результатам испытания образцов на растяжение: Р_в = 7800 кгс; d₀ = 10 мм; Р_т = 2250 кгс.

3. Вычислить твердость по Бринеллю, если диаметр отпечатка, возникшего от воздействия шарика на поверхности образца, составил 4,2 мм. Условия испытания были следующими: диаметр шарика 10 мм, нагрузка – 1000 кгс.

4. Вычислите временное сопротивление образца из медного сплава, если его твердость равна 175 HB.

5. Дайте определение ударной вязкости. Зарисуйте виды образцов для испытаний, приведите схему испытаний. Вычислите ударную вязкость (KCU), если энергия удара маятника составляла 17 Дж. Обеспечит ли, полученное значение ударной вязкости, надежную работу материала?

6. Вычислите предел выносливости стали, если его σ_в = 1300 МПа. Дайте определение пределу выносливости, опишите схему испытаний и определения предела выносливости.

7. Расшифруйте следующие обозначения и дайте им определения: σ_в = 1200 МПа; σ_0,2 = 780 МПа; σ_-1 = 970 МПа; δ = 5%; Ψ = 8%; = 195 МПа.

8. Что такое порог хладноломкости металла?

9. Опишите сущность и назначение капиллярной дефектоскопии.

Вариант 7

1.Объясните, почему нельзя определить твердость металла с неоднородной структурой по методу Роквелла?

2. Определите характеристики пластичности металла по результатам испытания образцов на растяжение: начальные размеры образца испытания d₀ = 10 мм; l₀ = 100 мм; конечные размеры образца после разрыва d_к = 5 мм; l_к = 190 мм.

3. Вычислить твердость по Бринеллю, если диаметр отпечатка, возникшего от воздействия шарика на поверхности образца, составил 4,4 мм. Условия испытания были следующими: диаметр шарика 10 мм, нагрузка – 1000 кгс.

4. Вычислите временное сопротивление образца из медного сплава, если его твердость равна 190 HB.

5. Дайте определение ударной вязкости. Зарисуйте виды образцов для испытаний, приведите схему испытаний. Вычислите ударную вязкость (KCV), если энергия удара маятника составляла 22 Дж. Обеспечит ли, полученное значение ударной вязкости, надежную работу материала?

6. Вычислите предел выносливости стали, если его σ_в = 1350 МПа. Дайте определение пределу выносливости, опишите схему испытаний и определения предела выносливости.

7. Расшифруйте следующие обозначения и дайте им определения: σ_в = 1250 МПа; σ_т = 670 МПа; 80 HRC; δ = 8%; 420 HB; = 220 МПа.

8. Что такое длительная прочность?

9. От каких факторов зависит выбор способа определения твердости материалов?

Вариант 8

1.Детали были подвергнуты специальной упрочняющей обработке. Объясните, на каком приборе и с какой нагрузкой следует измерять твердость этих деталей?

2 Определите характеристики пластичности металла по результатам испытания образцов на растяжение: начальные размеры образца испытания d₀ = 15 мм; l₀ = 150 мм; конечные размеры образца после разрыва d_к = 3 мм; l_к = 215 мм.

3. Вычислить твердость по Бринеллю, если диаметр отпечатка, возникшего от воздействия шарика на поверхности образца, составил 5 мм. Условия испытания были следующими: диаметр шарика 10 мм, нагрузка – 3000 кгс.

4. Вычислите временное сопротивление образца из медного сплава, если его твердость равна 210 HB.

5. Дайте определение ударной вязкости. Зарисуйте виды образцов для испытаний, приведите схему испытаний. Вычислите ударную вязкость (KCV), если энергия удара маятника составляла 23 Дж. Обеспечит ли, полученное значение ударной вязкости, надежную работу материала?

6. Вычислите предел выносливости стали, если его σ_в = 1400 МПа. Дайте определение пределу выносливости, опишите схему испытаний и определения предела выносливости.

7. Расшифруйте следующие обозначения и дайте им определения: σ_в = 980 МПа; σ_-1 = 1150 МПа; σ_0,2 = 770 МПа; Ψ = 12%; 72 HRA; = 215 МПа.

8. Что такое предел ползучести?

9. Опишите сущность и назначение магнитопорошкового метода контроля свойств материалов.

Вариант 9

1.На каком приборе и с какой нагрузкой следует измерять твердость сплавов системы Al – Si?

2. Определите характеристики пластичности металла по результатам испытания образцов на растяжение: начальные размеры образца испытания d₀ = 20 мм; l₀ = 200 мм; конечные размеры образца после разрыва d_к = 5 мм; l_к = 315 мм.

3. Вычислить твердость по Бринеллю, если диаметр отпечатка, возникшего от воздействия шарика на поверхности образца, составил 3,15 мм. Условия испытания были следующими: диаметр шарика 10 мм, нагрузка – 750 кгс.

4. Вычислите временное сопротивление образца из медного сплава, если его твердость равна 215 HB.

5. Дайте определение ударной вязкости. Зарисуйте виды образцов для испытаний, приведите схему испытаний. Вычислите ударную вязкость (KCU), если энергия удара маятника составляла 24 Дж. Обеспечит ли, полученное значение ударной вязкости, надежную работу материала?

6. Вычислите предел выносливости стали, если его σ_в = 1420 МПа. Дайте определение пределу выносливости, опишите схему испытаний и определения предела выносливости.

7. Расшифруйте следующие обозначения и дайте им определения: σ_т = 770 МПа; σ_-1 = 670 МПа; σ_0,2 = 480 МПа; δ = 12%; = 125 МПа.

8. Что такое усталостная долговечность?

9. Опишите назначение электронных микроскопов. Опи-шите процесс приготовления образцов для наблюдения с помощью этих микроскопов.

Вариант 10

1.Определить на каком приборе и с какой нагрузкой следует измерять твердость сплавов системы Sn. - Zn?

2. Определите характеристики пластичности металла по результатам испытания образцов на растяжение: начальные размеры образца испытания d₀ = 25 мм; l₀ = 250 мм; конечные размеры образца после разрыва d_к = 5 мм; l_к = 350 мм.

3. Вычислить твердость по Бринеллю, если диаметр отпечатка, возникшего от воздействия шарика на поверхности образца, составил 3,25 мм. Условия испытания были следующими: диаметр шарика 10 мм, нагрузка – 750 кгс.

4. Вычислите временное сопротивление образца из медного сплава, если его твердость равна 220 HB.

5. Дайте определение ударной вязкости. Зарисуйте виды образцов для испытаний, приведите схему испытаний. Вычислите ударную вязкость (KCU), если энергия удара маятника составляла 10 Дж. Обеспечит ли, полученное значение ударной вязкости, надежную работу материала?

6. Вычислите предел выносливости стали, если его σ_в = 900 МПа. Дайте определение пределу выносливости, опишите схему испытаний и определения предела выносливости.

7. Расшифруйте следующие обозначения и дайте им определения: σ_т = 820 МПа; σ_0,2 = 520 МПа; σ_-1 = 710 МПа; Ψ = 5%; = 135 МПа.

8. Что называют термической усталостью? Дайте определение этому явлению.

9. Какие дефекты строения металла можно обнаружить с помощью макроанализа?

Вариант 11

1.Определить на каком приборе следует измерять твердость металла с твердостью более 450 HB.

2. Определите характеристики пластичности металла по результатам испытания образцов на растяжение: начальные размеры образца испытания d₀ = 25 мм; l₀ = 250 мм; конечные размеры образца после разрыва d_к = 3 мм; l_к = 385 мм.

3. Вычислить твердость по Бринеллю, если диаметр отпечатка, возникшего от воздействия шарика на поверхности образца, составил 3,4 мм. Условия испытания были следующими: диаметр шарика 10 мм, нагрузка – 750 кгс.

4. Вычислите временное сопротивление образца из стали, если его твердость равна 240 HB.

5. Дайте определение ударной вязкости. Зарисуйте виды образцов для испытаний, приведите схему испытаний. Вычислите ударную вязкость (KCU), если энергия удара маятника составляла 80 Дж. Обеспечит ли, полученное значение ударной вязкости, надежную работу материала?

6. Вычислите предел выносливости стали, если его σ_в = 920 МПа. Дайте определение пределу выносливости, опишите схему испытаний и определения предела выносливости.

7. Расшифруйте следующие обозначения и дайте им определения: σ_т = 910 МПа; σ_0,2 = 560 МПа; σ_-1 = 775 МПа; = 145 МПа; 55 HRC.

8. Что называют ползучестью? Дайте определение ползучести. Приведите примеры.

9. Что представляет собой макроанализ структуры металла? Подробно опишите процесс приготовления образцов для макроанализа.

Вариант 12

1.Определить, на каком приборе и с какой нагрузкой следует измерять твердость детали, имеющий очень твердый поверхностный слой и вязкую сердцевину.

2. Определить условный предел текучести металла по результатам испытания образцов на растяжение: l₀ = 100 мм; d₀ = 10 мм; Р_0,2 = 15300 кгс.

3. Вычислить твердость по Бринеллю, если диаметр отпечатка, возникшего от воздействия шарика на поверхности образца, составил 3,45 мм. Условия испытания были следующими: диаметр шарика 10 мм, нагрузка – 750 кгс.

4. Вычислите временное сопротивление образца из стали, если его твердость равна 250 HB.

5. Дайте определение ударной вязкости. Зарисуйте виды образцов для испытаний, приведите схему испытаний. Вычислите ударную вязкость (KCV), если энергия удара маятника составляла 52 Дж. Обеспечит ли, полученное значение ударной вязкости, надежную работу материала?

6. Вычислите предел выносливости стали, если его σ_в = 910 МПа. Дайте определение пределу выносливости, опишите схему испытаний и определения предела выносливости.

7. Расшифруйте следующие обозначения и дайте им определения: σ_т = 785 МПа; σ_0,2 = 610 МПа; σ_-1 = 810 МПа; = 150 МПа; 72 HRА.

8. Приведите и опишите схему установки для испытания на ползучесть.

9. Опишите неразрушающие методы контроля свойств материалов?

Вариант 13

1.Определить, на каком приборе следует измерять твердость наклепанного металла.

2. Определить условный предел текучести металла по результатам испытания образцов на растяжение: l₀ = 100 мм; d₀ = 10 мм; Р_0,2 = 16000 кгс.

3. Вычислить твердость по Бринеллю, если диаметр отпечатка, возникшего от воздействия шарика на поверхности образца, составил 3,5 мм. Условия испытания были следующими: диаметр шарика 10 мм, нагрузка – 750 кгс.

4. Вычислите временное сопротивление образца из стали, если его твердость равна 270 HB.

5. Дайте определение ударной вязкости. Зарисуйте виды образцов для испытаний, приведите схему испытаний. Вычислите ударную вязкость (KCU), если энергия удара маятника составляла 27 Дж. Обеспечит ли, полученное значение ударной вязкости, надежную работу материала?

6. Вычислите предел выносливости стали, если его σ_в = 810 МПа. Дайте определение пределу выносливости, опишите схему испытаний и определения предела выносливости.

7. Расшифруйте следующие обозначения и дайте им определения: σ_в = 1000 МПа; σ_0,2 = 820 МПа; σ_-1 = 900 МПа; = 135 МПа; Ψ = 8%.

8. Что называют пределом упругости? Опишите процесс определения предела упругости.

9. По каким результатам испытаний определяют ме-ханические свойства резины? Подробно опишите эти испытания.

Вариант 14

1.Определить, на каком приборе следует измерять твердость металла с твердостью менее 400 HB.

2. Определить условный предел текучести металла по результатам испытания образцов на растяжение: l₀ = 100 мм; d₀ = 10 мм; Р_0,2 = 10000 кгс.

3. Вычислить твердость по Бринеллю, если диаметр отпечатка, возникшего от воздействия шарика на поверхности образца, составил 2,5 мм. Условия испытания были следующими: диаметр шарика 10 мм, нагрузка – 750 кгс.

4. Вычислите временное сопротивление образца из стали, если его твердость равна 280 HB.

5. Дайте определение ударной вязкости. Зарисуйте виды образцов для испытаний, приведите схему испытаний. Вычислите ударную вязкость (KCU), если энергия удара маятника составляла 54 Дж. Обеспечит ли, полученное значение ударной вязкости, надежную работу материала?

6. Вычислите предел выносливости стали, если его σ_в = 830 МПа. Дайте определение пределу выносливости, опишите схему испытаний и определения предела выносливости.

7. Расшифруйте следующие обозначения и дайте им определения: σ_в = 1200 МПа; σ_т = 670 МПа; σ_-1 = 970 МПа; = 170 МПа; КСU = 80 Дж/м².

8. Какая из характеристик - относительное удлинение (δ) или относительное сужение (ψ) более правильно характеризует пластичность материала?

9. Опишите трибологические свойства материалов.

Вариант 15

1. На поверхности детали стоит маркировка 40 HRC. Что означает эта запись?

2. Определить условный предел текучести металла по результатам испытания образцов на растяжение: l₀ = 100 мм; d₀ = 10 мм; Р_0,2 = 8508 кгс.

3. Вычислить твердость по Бринеллю, если диаметр отпечатка, возникшего от воздействия шарика на поверхности образца, составил 1,25 мм. Условия испытания были следующими: диаметр шарика 2,5 мм, нагрузка – 1000 кгс.

4. Вычислите временное сопротивление образца из стали, если его твердость равна 290 HB.

5. Дайте определение ударной вязкости. Зарисуйте виды образцов для испытаний, приведите схему испытаний. Вычислите ударную вязкость (KCU), если энергия удара маятника составляла 36 Дж. Обеспечит ли, полученное значение ударной вязкости, надежную работу материала?

6. Вычислите предел выносливости стали, если его σ_в = 840 МПа. Дайте определение пределу выносливости, опишите схему испытаний и определения предела выносливости.

7. Расшифруйте следующие обозначения и дайте им определения: σ_т = 780 МПа; σ_в = 770 МПа; σ_0,2 = 720 МПа; КСU = 55 Дж/м² ; = 210МПа.

8. Можно ли по виду излома судить о характере разрушения? Ответ обоснуйте.

9. Опишите характерные физические свойства мате-риалов.

Вариант 16

1.На поверхности одной детали стоит маркировка 50 HRC, на другой – 50 HRA. Что означают эти записи и в чем их различия?

2. Определить условный предел текучести металла по результатам испытания образцов на растяжение: l₀ = 100 мм; d₀ = 10 мм; Р_0,2 = 9306 кгс.

3. Вычислить твердость по Бринеллю, если диаметр отпечатка, возникшего от воздействия шарика на поверхности образца, составил 1 мм. Условия испытания были следующими: диаметр шарика 2,5 мм, нагрузка – 1000 кгс.

4. Вычислите временное сопротивление образца из стали, если его твердость равна 300 HB.

5. Дайте определение ударной вязкости. Зарисуйте виды образцов для испытаний, приведите схему испытаний. Вычислите ударную вязкость (KCV), если энергия удара маятника составляла 50 Дж. Обеспечит ли, полученное значение ударной вязкости, надежную работу материала?

6. Вычислите предел выносливости стали, если его σ_в = 860 МПа. Дайте определение пределу выносливости, опишите схему испытаний и определения предела выносливости.

7. Расшифруйте следующие обозначения и дайте им определения: σ_в = 1700 МПа; σ_т = 770 МПа; σ_-1 = 700 МПа; = 120 МПа; КСU = 40 Дж/м².

8. Опишите периоды процесса усталости металла.

9. Почему при нагреве плотность материала умень-шается? Ответ обоснуйте.

Вариант 17

1.На поверхности одной детали стоит маркировка 45 HRC, на другой – 450 HB. Что означают эти записи?

2. Определить условный предел текучести металла по результатам испытания образцов на растяжение: l₀ = 100 мм; d₀ = 10 мм; Р_0,2 = 7909 кгс.

3. Вычислить твердость по Бринеллю, если диаметр отпечатка, возникшего от воздействия шарика на поверхности образца, составил 1,28 мм. Условия испытания были следующими: диаметр шарика 2,5 мм, нагрузка – 1000 кгс.

4. Вычислите временное сопротивление образца из стали, если его твердость равна 310 HB.

5. Дайте определение ударной вязкости. Зарисуйте виды образцов для испытаний, приведите схему испытаний. Вычислите ударную вязкость (KCV), если энергия удара маятника составляла 55 Дж. Обеспечит ли, полученное значение ударной вязкости, надежную работу материала?

6. Вычислите предел выносливости стали, если его σ_в = 900 МПа. Дайте определение пределу выносливости, опишите схему испытаний и определения предела выносливости.

7. Расшифруйте следующие обозначения и дайте им определения: σ_0,2 = 780 МПа; σ_в = 890 МПа; σ_-1 = 980 МПа; Ψ = 7 %; 300 HB; = 245 МПа.

8. Опишите виды изнашивания материалов.

9. Что называют теплопроводностью материала? От каких факторов она зависит?

Вариант 18

1.В каком случае твердость детали определяют по методу Бринелля, а в каком – по методу Роквелла?

2. Определить условный предел текучести металла по результатам испытания образцов на растяжение: l₀ = 100 мм; d₀ = 10 мм; Р_0,2 = 10505 кгс.

3. Вычислить твердость по Бринеллю, если диаметр отпечатка, возникшего от воздействия шарика на поверхности образца, составил 1,3 мм. Условия испытания были следующими: диаметр шарика 2,5 мм, нагрузка – 1000 кгс.

4. Вычислите временное сопротивление образца из стали, если его твердость равна 400 HB.

5. Дайте определение ударной вязкости. Зарисуйте виды образцов для испытаний, приведите схему испытаний. Вычислите ударную вязкость (KCU), если энергия удара маятника составляла 40 Дж. Обеспечит ли, полученное значение ударной вязкости, надежную работу материала?

6. Вычислите предел выносливости стали, если его σ_в = 920 МПа. Дайте определение пределу выносливости, опишите схему испытаний и определения предела выносливости.

7. Расшифруйте следующие обозначения и дайте им определения: σ_0,2 = 760 МПа; σ_в = 920 МПа; σ_-1 = 1115 МПа; Ψ = 5%; КСV = 30 Дж/м²; = 180 МПа.

8. Опишите коррозионно-механическое изнашивание материалов.

9. Что называют теплоемкостью материала? Дайте определение.

Вариант 19

1.В каком случае твердость детали определяют по шкале А, В или С на приборе Роквелла?

2. Определить условный предел текучести металла по результатам испытания образцов на растяжение: l₀ = 100 мм; d₀ = 10 мм; Р_0,2 = 13505 кгс.

3. Вычислить твердость по Бринеллю, если диаметр отпечатка, возникшего от воздействия шарика на поверхности образца, составил 3,1 мм. Условия испытания были следующими: диаметр шарика 10 мм, нагрузка – 3000 кгс.

4. Вычислите временное сопротивление образца из стали, если его твердость равна 420 HB.

5. Дайте определение ударной вязкости. Зарисуйте виды образцов для испытаний, приведите схему испытаний. Вычислите ударную вязкость (KCU), если энергия удара маятника составляла 30 Дж. Обеспечит ли, полученное значение ударной вязкости, надежную работу материала?

6. Вычислите предел выносливости стали, если его σ_в = 780 МПа. Дайте определение пределу выносливости, опишите схему испытаний и определения предела выносливости.

7. Расшифруйте следующие обозначения и дайте им определения: σ_т = 770 МПа; σ_в = 1000 МПа; σ_-1 = 1350 МПа; δ = 6%; КСТ = 47 Дж/м²; = 190 МПа.

8. Опишите виды коррозии материалов.

9. От чего зависит теплопроводность пористых материалов? Ответ обоснуйте.

Вариант 20

1. Чем отличаются шкалы А и В прибора Роквелла?

2. Определить условный предел текучести металла по результатам испытания образцов на растяжение: l₀ = 100 мм; d₀ = 10 мм; Р_0,2 = 14808 кгс.

3. Вычислить твердость по Бринеллю, если диаметр отпечатка, возникшего от воздействия шарика на поверхности образца, составил 3,2 мм. Условия испытания были следующими: диаметр шарика 10 мм, нагрузка – 3000 кгс.

4. Вычислите временное сопротивление образца из стали, если его твердость равна 440 HB.

5 Дайте определение ударной вязкости. Зарисуйте виды образцов для испытаний, приведите схему испытаний. Вычислите ударную вязкость (KCU), если энергия удара маятника составляла 35 Дж. Обеспечит ли, полученное значение ударной вязкости, надежную работу материала?

6. Вычислите предел выносливости стали, если его σ_в = 600 МПа. Дайте определение пределу выносливости, опишите схему испытаний и определения предела выносливости.

7. Расшифруйте следующие обозначения и дайте им определения: σ_-1 = 970 МПа; Ψ = 5%; КСU = 50 Дж/м²; = 170 МПа; δ = 8%.

8. Что такое скорость коррозии? В каких единицах она оценивается?

9. Как влияют примеси металла на его теплопроводность?

Библиографический список

1. Гуляев А.П. Материаловедение. Учебник для вузов. 6-е изд., перераб. и доп. М.: Металлургия, 1986. - 544с.

2. Лахтин Ю.Н., Леонтьева В.П. Материаловедение: Учебник для машиностроительных вузов – 2-е изд., перераб. и доп.- М.: Машиностроение.1980. - 493с., ил.

3. Материаловедение. Методы анализа, лабораторные работы и задачи. Геллер Ю.А., Рахштадт А.Г. М.: Металлургия, 2983, - 384с.

4. Материаловедение: Учебник для вузов / Б.Н. Арзамасов, В.Н. Макарова, Г.Г. Мухин и др. Под общ. ред. Б.Н. Арзамасова, Г.Г. Мухина. - 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Изд-во ПГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001. - 648с., ил.

5. Материаловедение: Учебник для вузов. Травин О.В., Травина Н.Т. М.: Металлургия, 1989. - 384с.

6.Мозберг Р.К. Материаловедение: Учеб. пособие. – 2-е изд., перераб. – М.: Высш. шк., 1991. - 448с.:ил.

7. Солнцев Ю.П., Пряхин Е.И. Материаловедение: Учебник для вузов. Изд.3-е перераб. и доп. – СПб.: ХИМИЗДАТ, 2004. - 736с.: ил.

Содержание

Введение………………………………………………………….3

Раздел 1. Свойства материалов…………………………………4

1.1. Критерии выбора материалов………………………4

1.2. Механические свойства……………………………..6

1.3. Испытания долговечности…………………………22

1.4. Изнашивание металлов…………………………….31

1.5. Физико-химические свойства материалов………..33

Раздел 2. Методы контроля структуры и свойств

материалов……………………………………………37

2.1. Металлографические методы испытаний…………37

2.2 Неразрушающие методы контроля…………………42

Раздел 3. Методические указания к решению задач…………..48

3.1. Общий алгоритм решения задач…………………...48

3.2. Варианты контрольной работы………………….....53

Библиографический список……………………………………..71