Диаграмма состояния сплавов с полиморфными превращениями компонентов и эвтектоидным превращением.

Диаграмма состояния сплавов, у которых высокотемпературные модификации компонентов γ обладают полной взаимной растворимостью, а низкотемпературные α_F, β_N – ограничены, приведена на рис. 2.2з.

По аналогии с линией эвтектического превращения DBE и эвтектической точкой В на рис. 2.2в СDЕ называют линией эвтектоидного превращения, а D – эвтектоидной точкой. Смесь кристаллов ограниченных растворов α (на основе низкотемпературной модификации полиморфного компонента А) и β (на основе низкотемпературной модификации полиморфного компонента В), которая образуется в твердом состоянии по реакции γ_D → α_C + β_E, получила название эвтектоида.

Сплавы, расположенные между точкой максимальной растворимости F и эвтектоидной точкой D, называют доэвтектоидными, а сплавы, расположенные между D и N, – заэвтектоидными.

2.6. Описание диаграммы состояния

Диаграммы состояния систем конкретных компонентов (например, «Железо – углерод», «Медь – алюминий» и др.) редко являются простейшими (типовыми) диаграммами. Они, как правило, являются сложными (комбинированными) диаграммами, в строении которых нужно уметь выделить простейшие (типовые) части их. На рис. 2.3 приведена сводная таблица так называемых геометричес­ких образов различных превращений, т.е. показано расположение линий диаграмм, характерное для различных случаев взаимодействия компонен­тов и фаз.

солидус
Полиморфные превращения

Рис. 2.3. Сводная таблица геометрических образов различных превращений

В этом подразделе задания студент, изучив простейшие (типовые) диаграммы состояния (рис. 2.2) и ориентируясь по свод­ной таблице геометрических образов (рис. 2.3), должен дать общий анализ заданной диаграммы состояния, т. е. ответить на следующие воп­росы:

· Растворяются ли компоненты в жидком и твердом состояниях и как (ограниченно или неограниченно)?

· Образуют ли компоненты устойчивые или неустойчивые химические соединения? Если образуют, то нужно перечислить их формулы и хи­мические составы.

· Перечислить все нонвариантные превращения, протекающие в заданной системе (эвтектические, эвтектоидные, перитектические, перитектоидные и др.), дать при этом словесное описание сути этих превращений, написать их уравнения, указать температуру и химические составы участвующих фаз.

2.7. построение кривой охлаждения заданного
сплава и Описание процесса кристаллизации

Сначала необходимо указать, до какой температуры сплав охлаждается, находясь в жидком состоянии (точка ликвидус), и на гра­фике в координатах «Температура – Время» от любой точки, расположенной на оси ординат выше точки ликвидус, провести до нее круто падающую кривую. Это будет первый участок кривой охлаждения.

Затем для каждого температурного ин­тервала, образованного критическими точками, а также для ин­тервала под нижней критической точкой:

· описать процесс кристаллизации, который начинается при достиже­нии сплавом данной критической точки;

· пользуясь правилом фаз, установить, идёт ли описываемый процесс в интервале температур или при постоянной температуре;

· на кривой охлаждения изобразить новый ее участок в рассматривае­мом интервале температур, идущий под другим углом, нежели преды­дущий, если процесс идёт при изменении температуры, или изобра­зить горизонтальную площадку, если процесс идёт при постоянной температуре;

· написать уравнение рассматриваемого процесса;

· описать структуру, которая сформировалась в сплаве к моменту окончания рассматриваемого процесса.

После рассмотрения последнего температурного интервала (под ниж­ней критической точкой) ответ на этот пункт задания следует завершить описанием структуры сплава, сформировавшейся к моменту окончания последнего превращения.

Для правильного описания процесса кристаллизации заданного сплава надо, опираясь на знание типовых диаграмм и ориентируясь по таблице геометрических образов (рис. 2.3), правильно устано­вить, каким фазовым превращениям соответствуют линии диаграммы, пе­ресекаемые ординатой заданного сплава.

Применяя «правило фаз» (2.1) определить можно ли менять внешний
фактор, не нарушая равновесие фаз. При К = 2, Ф = 3, С = 0 – нонвариантная система и, следовательно, чтобы сохранить равновесие фаз, охлаж­дать сплав нельзя, процесс идёт при постоянной температуре (на кривой охлаждения – горизонтальная площадка) и при строго определенных
(единственных) концентрациях фаз, участвующих в этом процессе. Если
число степеней свободы С = 1 (моновариантная система) или С = 2 (бивариантная система), то процесс идёт в интервале температур и на кривой
охлаждения началу данного процесса соответствует точка перегиба (из­менение наклона кривой).

Первичной кристаллизации (образования твёрдых фаз из жидкого сос­тояния) соответствуют три типовые кривые охлаждения (рис. 2.4, 2.5, 2.6).

I	III	IV
Рис. 2.4. Кристаллизация при С = 0. I – чистые металлы: ЖМе→Ме. К = 1 (Ме), Ф = 2 (ЖМе, Ме), С = 0. II – сплавы, образующие смеси фаз: Ж→(α+β) К = 2 (А, В), Ф = 3 (Ж, α, β), С = 0.	Рис. 2.5. Кристаллизация при С = 1. Сплавы, образующие неограниченные твердые растворы: Ж→α. К = 2 (А, В), Ф = 2 (Ж, α), С = 1.	Рис. 2.6. Кристаллизация в два этапа (например, до- и заэвтектоидные сплавы). Ж→α. К = 2 (А, В), Ф = 2 (Ж, α), С = 1. Ж→(α+β) К = 2 (А, В), Ф = 3 (Ж, α, β), С = 0.

Точки 1 соответствуют началу кристаллизации. Выше этих точек сплавы охлаждаются по физическим законам (без тепловых эффектов). Площадки 1_I–1_I', 1_II–1_II', 2_IV–2_IV' обусловлены выделением скрытой тепло­ты кристаллизации, которая уравновешивает отвод тепла от системы.

Охлаждение в интервалах 1_III–2_III и 1_IV–2_IV также сопровождается выделением теплоты, которой не хватает для сбалансирования отведенно­го от системы тепла. Поэтому в точках 1_III и 1_IV наблюдается перегиб в сторону замедления охлаждения. Точки 2 соответствуют окончанию процесса первичной кристаллизации.

Дальнейшее охлаждение чистых металлов идёт по физическим законам. Также охлаждаются сплавы, состоящие из компонентов, нерастворяющихся друг в друге в твердом состоянии. Большинство других сплавов по мере охлаждения претерпевают фазовую перекристаллизация, образуя сме­си фаз или вторичные выделения.

Вопрос о возможности вторичных выделений решается легко. Если линии диаграммы, показывающие состав охлаждающихся твёрдых фаз, нак­лонны (состав их фаз изменяется с падением температуры), то в сплаве образуются вторичные выделения. Надо правильно решить вопрос о том, какие именно вторичные фазы выделяются. Вторичные выделения сопровож­даются тепловым эффектом, поэтому на кривой охлаждения температуре начала выделения вторичных кристаллов соответствует перегиб.

Если линии диаграммы, показывающие состав охлаждающихся твёрдых фаз, вертикальны (состав фаз не изменяется с падением температуры), то вторичных выделений в сплаве не происходит.

При определении структуры сплава, сформировавшейся к моменту достижения конца данного температурного интервала, а также окончательной структуры сплава, образовавшейся после последнего прев­ращения, нужно четко отличить структурный состав (структуру) сплава от фазового состава.

Фазами, как известно, называют однородные части системы, имею­щие одинаковый состав, строение, свойства и отделенные от других частей системы поверхностью раздела.

Температурный интервал, °С Фазы Структура 1400–1200 Ж Ж 1200–1000 Ж, Ж+γ 1000–600 γI γ 600–500 γ, В γ+ВII 500–0 γ, В ВII+(α+В)

Рис. 2.7. Диаграмма сплава с эвтектоидным превращением и таблица с указанием
фазового и структурного состава сплава I в разных интервалах температур

Под структурными составляющими понимают отдельные, обособленные части сплава, имеющие при рассмотрении под микроскопом однообразное строение с присущими им характерными особенностями. Структура ха­рактеризуется видом, формой, величиной, относительным количеством, распределением составляющих по объему или в плоскости шлифа. Струк­турная составляющая может состоять из одной, двух и более фаз. Фор­мирование структуры прослеживается легче всего по превращениям, ука­занным на кривой охлаждения. Нужно следить за тем, какая (или какие) фаза участвует в фазовом превращении. Могут быть различные варианты. Например, двухфазный сплав, достигнув критической температуры, испы­тывает фазовое превращение. При этом фазы, взаимодействуя, расходу­ются полностью и образуется новая фаза. Возможен и другой путь. Одна фаза превращается в смесь фаз, а другая переходит в область низких температур как структурно свободная составляющая. Приведем пример (рис. 2.7).

Рис. 2.8. Примерная структура сплава I при комнатной температуре

В интервале 1000–600 °С сплав был однофазным. При охлаждении от 600 до 500 °С из γ-твёрдого раствора выделяются вторичные кристаллы компонента В_II. При 500 °С имеет место эвтектоидное превращение γ→(α+В). Вторичные кристаллы В_II в реакции участия не принимают. После завершения реакции они оказались на границе раздела эвтектоидных колоний (рис. 2.8). Таким образом, структура сплава при температуре ниже 500 °С состоит из вторичных кристаллов компонента и эвтектоида: В_II+(α+В).

2.8. Анализ состояния сплава при заданной

температуре

На ординате, соответствующей заданному (согласно варианту задания) сплаву, нанести точку, отвечающую указанной в таблице температуре. Обозначить ее любой буквой. Написать ответ на первую часть вопроса: из каких фаз состоит сплав при заданной температуре. Название фаз выписать из области диаграммы, в которую попадает горизонтальная линия (конода), соответствующая заданной в варианте температуре.

Для определения количественного соотношения фаз необходимо провести горизонталь (коноду) до пересечения с ближайшими линиями диаграммы. Конечные точки этой горизонтали обозначить какими-либо буквами и спроектировать на ось концентраций для определения состава (содержания компонентов А и В в процентах).

Для определения веса фаз на 1 килограмм сплава необходимо воспользоваться формулой (2.4). Длины отрезков не следует измерять линейкой. Необходимо воспользоваться осью концентраций, т. к. при нахождении составов фаз были спроектированы конечные точки коноды на эту ось и определены их абсциссы в соответствующем масштабе.

2.9. Варианты заданий для домашней работы «Анализ двойных диаграмм»

2.8. Варианты заданий для домашней рабоьты «Анализ двойных диаграмм»

3. ДомашнЯЯ РАБОТА «Контрольная работа
по материаловедению»

3.1. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ДОМАШНЕЙ РАБОТЫ «Контрольная работа по материаловедениЮ».

Задания выдаются индивидуально каждому студенту в соответствии с рабочими программами и учебными планами.

Каждый вариант задания состоит из вопросов и задач по основным разделам дисциплины «Материаловедение».

При выполнении домашнего задания студенты должны проявить знание теоретических основ дисциплины, умение выбирать металлические материалы для изготовления различных изделий и назначать им термическую обработку, а также ознакомиться с особенностями состава, строения и областями применения наиболее распространенных неметаллических материалов.

Для выполнения домашнего задания приводится список рекомендуемой литературы.

К выполнению домашнего задания предъявляются следующие требования:

· домашнее задание выполняется на формате А4 в печатном виде;

· структура отчета по домашнему заданию: титульный лист; лист с вариантом задания с подписью преподавателя; ответы на вопросы домашнего задания; список используемой литературы.

· от студента требуются четко сформулированные ответы на поставленные вопросы, поэтому объем домашнего задания может не превышать 6 листов (страниц);

· диаграмма «Железо – цементит» вычерчивается студентом самостоятельно. Копирование из электронного учебника недопустимо! Диаграмма вычерчивается на листе так, чтобы справа было место для изображения кривой охлаждения заданного сплава. Ордината сплава должна отчетливо выделяться на диаграмме. Правее диаграммы необходимо вычертить оси «Температура – Время» для построения кривой охлаждения. На ось ординат следует также нанести критические точки заданного сплава в градусах Цельсия;

· оформление титульного листа дано в Приложении 6.

3.2. ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ ДЛЯ ДОМАШНЕЙ РАБОТЫ
«Контрольная работа по материаловедению №1»

Вариант 1.

1. Объясните сущность явления дендритной ликвации и методы ее устранения.

2. Какими стандартными характеристиками механических свойств оценивается пластичность металлов и сплавов? Как они определяются?

3. Вычертите диаграмму состояния «Железо – цементит»; укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы; опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержаще­го 1,2 % С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?

4. Как можно устранить крупнозернистую структуру кованой стали 30? Используя диаграмму состояния «Железо – цементит», обоснуйте выбор режима термической обработки для исправления структуры. Опишите структурные превращения и характер изменения свойств.

5. Приведите обоснование технико-экономических преимуществ использования пластмасс. Укажите основные области их применения.

Вариант 2.

1. Опишите явление полиморфизма в приложении к железу. Начертите элементарные кристаллические ячейки, укажите их параметры и координационное число.

2. В чем сущность явления наклепа и какое он имеет практическое использование?

3. Вычертите диаграмму состояния «Железо – цементит»; укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы; опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 1,1 % С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?

4. В чем отличие процесса цементации в твердом карбюризаторе от процесса газовой цементации? Как можно исправить крупнозернистую структуру перегрева цементированных изделий?

5. Состав, классификация и свойства пластмасс.

Вариант 3.

1. Что такое твёрдый раствор? Виды твёрдых растворов, примеры.

2. Какая термическая обработка применяется после холодной пластической деформации для устранения наклепа? Обоснуйте выбор режима (на примере алюминия) и опишите происходящие превращения.

3. Вычертите диаграмму состояния «Железо – цементит»; укажите структурные со­ставляющие во всех областях диаграммы; опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 0,8 % С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?

4. Используя диаграмму состояния «Железо – цементит», определите температуру полного и неполного отжига и нормализации для стали 15. Охарактеризуйте эти режимы термической обработки и опишите микроструктуру и свойства стали.

5. Состав, классификация, свойства и области применения резин.

Вариант 4.

1. Как влияет скорость охлаждения на строение кристаллизующегося металла? Объясните сущность воздействия.

2. Волочение медной проволоки проводят в несколько переходов. В некоторых случаях проволока на последних переходах разрывается. Объясните причину разрыва и укажите способ его предупреждения.

3. Вычертите диаграмму состояния «Железо – цементит»; укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы; опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 4,6 % С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?

4. После закалки углеродистой стали была получена структура, состоящая из феррита и мартенсита. Нанесите на диаграмму состояния «Железо – цементит» ординату, соответствующую составу заданной стали (примерно), укажите принятую в данном случае температуру нагрева под закалку и опишите все превращения, которые происходили в стали при нагреве и охлаждении. Как называется такой вид закалки?

5. Опишите термопластичные и термореактивные полимеры.

Вариант 5.

1. Опишите точечные несовершенства кристаллического строения металла. Каково их влияние на свойства?

2. Детали из меди, штампованные в холодном состоянии, имели низкую пластичность. Объясните причину этого явления и укажите, каким способом можно восстановить пластичность. Назначьте режим обработки и приведите характер изменения структуры и свойств.

3. Вычертите диаграмму состояния «Железо – цементит»; укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы; опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 3,2 % С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?

4. Используя диаграмму состояния «Железо – цементит», определите температуру полного и неполного отжига и нормализации для
стали 10. Охарактеризуйте эти режимы термической обработки и опишите структуру и свойства стали.

5. Опишите неорганические материалы. Укажите области их применения.

Вариант 6.

1. Начертите диаграмму состояния для случая образования эвтектики, состоящей из ограниченных твёрдых растворов. Опишите строение различных сплавов, образующихся в этой системе.

2. Как изменяется плотность дислокаций при пластической деформации металлов? Влияние дислокаций на свойства металла.

3. Вычертите диаграмму состояния «Железо – цементит»; укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы; опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 0,4 % С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?

4. Вычертите диаграмму состояния изотермического превращения аустенита для стали У8, нанесите на нее кривую режима изотермической обработки, обеспечивающей получение твердости 5000 НВ. Укажите, как этот режим называется, опишите сущность превращений и какая структура получается в данном случае.

5. Ситаллы. Классификация, свойства и области применения.

Вариант 7.

1. От каких основных факторов зависит величина зерна закристаллизовавшегося металла и почему?

2. Как определяется температура порога рекристаллизации? Как влияют состав сплава и степень пластической деформации на эту температуру?

3. Вычертите диаграмму состояния «Железо – цементит»; укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы; опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 2,8 % С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?

4. Что такое закалка? Используя диаграмму состояния «Железо – цементит», укажите температуру нагрева под закалку стали 40 и У10. Опишите превращения, происходящие в сталях при выбранном режиме обработки, получаемую структуру и свойства.

5. Термопластичные пластмассы, их особенности и области применения.

Вариант 8.

1. Начертите диаграмму состояния для случая образования непрерывного ряда твёрдых растворов. Что такое твёрдый раствор?

2. Какие процессы происходят при горячей пластической деформации?

3. Вычертите диаграмму состояния «Железо – цементит»; укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы; опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 2,4 % С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?

4. Доэвтектоидная углеродистая сталь имеет крупнозернистую структуру перегрева. Какой вид термической обработки следует применять для устранения состояния перегрева? Нанесите на диаграмму состояния «Железо – цементит» ординату любой доэвтектоидной стали и объясните, какие изменения происходят в структуре стали при этой термообработке.

5. Термореактивные пластмассы, их особенности и область применения.

Вариант 9.

1. В чем сущность явления полиморфизма и какое оно имеет практическое значение? Приведите пример.

2. Как выбирается режим рекристаллизационного отжига? Для каких целей он назначается? Рассмотрите на примере никеля.

3. Вычертите диаграмму состояния «Железо – цементит»; укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы; опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 1,8 % С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?

4. Изделия из стали 50 закалены: первое – от температуры 740 °С, а второе – от температуры 820 °С. Используя диаграмму состояния «Железо – цементит», укажите выбранные температуры нагрева и объясните, какое из этих изделий имеет более высокую твердость и лучшие эксплуатационные свойства и почему.

5. Композиционные материалы с металлической матрицей. Классификация, особенности строения, свойства и области применения.

Вариант 10.

1. Начертите диаграмму состояния для случая образования устойчивого химического соединения. Укажите структурные составляющие во всех областях этой диаграммы и опишите строение типичных сплавов различного состава, встречающихся в этой системе.

2. Как и почему при холодной пластической деформации изменяются свойства металлов.

3. Вычертите диаграмму состояния «Железо – цементит»; укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы; опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 0,1 % С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?

4. Вычертите диаграмму изотермического превращения аустенита для стали У8, нанесите на нее кривую режима термической обработки, обеспечивающей получение твердости 60 – 63 НRС. Укажите, как этот режим называется. Опишите сущность превращений и структуру, получаемую при этом.

5. Композиционные материалы с неметаллической матрицей. Классификация, особенности строения, свойства и область применения.

Вариант 11.

1. Что такое дислокация? Виды дислокаций и их влияние на механические свойства металла.

2. .Как и почему изменяется плотность дислокаций при пластической деформации? Влияние дислокаций на свойства металлов.

3. Вычертите диаграмму состояния «Железо – цементит»; укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы; опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 0,01 % С.Какова структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?

4. Вычертите диаграмму изотермического превращения аустенита для сталиУ8, нанесите на нее кривую режима термической обработки, обеспечивающей твердость 3500 НВ. Опишите сущность превращений и структуру, получаемую при этом.

5. Графит. Классификация, свойства и области применения.

Вариант 12.

1. Каковы основные свойства металлов и чем они определяются?

2. Каким способом можно восстановить пластичность холоднокатаных медных лент? Назначьте режим термической обработки и опишите сущность происходящих процессов.

3. Вычертите диаграмму состояния «Железо – цементит»; укажите структурные со­ставляющие во всех областях диаграммы; опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 0,2 % С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?

4. Используя диаграмму состояния «Железо – цементит», опишите структурные превращения, происходящие при нагреве стали У10. Укажите критические точки и выберите оптимальный режим нагрева этой стали под закалку. Охарактеризуйте этот вид термической обработки и опишите получаемую структуру и свойства стали.

5. Ситаллы. Классификация, свойства и области применения.

Вариант 13.

1. Охарактеризуйте параметры процесса кристаллизации, их влияние на величину зерна кристаллизующегося металла.

2. В чем сущность явления наклепа и его влияние на эксплуатационные свойства металла?

3. Вычертите диаграмму состояния «Железо – цементит»; укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы; опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 3,3 % С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?

4. Что такое закалка? Используя диаграмму состояния «Железо – цементит», укажите температуру нагрева под закалку стали 50 и У12. Опишите превращения, происходящие в сталях при выбранном режиме обработки, получаемую структу­ру и свойства.

5. Резины общего назначения. Классификация, свойства и области применения.

Вариант 14.

1. Начертите диаграмму состояния для случая неограниченной растворимости компонентов в твердом виде. Охарактеризуйте структуру образующихся сплавов.

2. Что такое горячая пластическая деформация? Какие процессы при этом происходят? Опишите характер изменения структуры и свойств.

3. Вычертите диаграмму состояния «Железо – цементит»; укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы; опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 0,35 % С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?

4. С помощью диаграммы состояния «Железо – цементит» определите температуру нормализации, отжига и закалки для стали 30. Охарактеризуйте эти режимы термической обработки, опишите структуру и свойства стали после каждого вида обработки.

5. Композиционные материалы с неметаллической матрицей. Классификация, особенности строения, свойства и область применения.

Вариант 15.

1. Опишите виды несовершенств кристаллического строения реальных металлов.

2. Как изменяются эксплуатационные характеристики деталей после дробеструйной обработки и почему?

3. Вычертите диаграмму состояния «Железо – цементит»; укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы; опишите превращения и постройте кри­вую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 2,7 % С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав на­зывается?

4. Вычертите диаграмму изотермического превращения аустенита для стали У8, нанесите на нее кривую режима термической обработки, обеспечивающей получение твердости 1500 НВ. Укажите, как этот режим называется, опишите сущность превращений и какая структура получается в данном случае?

5. Композиционные материалы с металлической матрицей. Классификация, особенности строения, свойства и области применения.

Вариант 16.

1. Какие из наиболее распространенных металлов имеют гранецентрированную кубическую решетку? Начертите элементарную ячейку и укажите ее параметры, координационное число.

2. Какой термической обработкой можно восстановить пластичность холоднодеформированных полос из стали 10? Назначьте режим термообработки и опишите сущность происходящих процессов.

3. Вычертите диаграмму состояния «Железо – цементит»; укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы; опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 0,9 % С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?

4. Вычертите диаграмму изотермического превращения аустенита для стали У8, нанесите на нее кривую режима изотермической закалки. Охарактеризуйте этот режим термической обработки и опишите структуру и свойства стали.

5. Резины специального назначения. Классификация, состав, свойства и области применения.

Вариант 17

1. Что такое твёрдый раствор внедрения? Приведите пример.

2. Какие основные характеристики механических свойств определяются при испытании на растяжение? Опишите их.

3. Вычертите диаграмму состояния «Железо – цементит»; укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы; опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 3,4 % С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?

4. Вычертите диаграмму изотермического превращения аустенита для стали У8. Нанесите на нее кривую режима изотермической обработки, обеспечивающей получение твердости 2500 НВ. Укажите, как этот режим называется, какая структура получается в этом случае?

5. Опишите термопластичные и термореактивные полимеры.

Вариант 18.

1. Что такое ликвация? Причины ее возникновения и способы устранения.

2. Сохраняется ли наклеп металла, если пластическая деформация осуществляется при температуре выше температуры рекристаллизации? Дайте подробное объяснение.

3. Вычертите диаграмму состояния «Железо – цементит»; укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы; опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 5,2 % С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?

4. Используя диаграмму состояния «Железо – цементит» и кривую изменения твердости в зависимости от температуры отпуска, назначьте для углеродистой стали 40 температуру закалки и температуру отпуска, необходимые для обеспечения твердости 4500 НВ. Опишите превращения, которые совершались в стали в процессе закалки и отпуска и полученную после термической обработки структуру.

5. Приведите обоснование технико-экономических преимуществ использования пластмасс. Укажите основные области их применения.

Вариант 19.

1. Анизотропия свойств металлов.

2. Опишите основные пути повышения прочности металлов.

3. Вычертите диаграмму состояния «Железо – цементит»; укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы; опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 0,45 % С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?

4. После закалки углеродистой стали была получена бейнитная структура. Проведите на диаграмме термокинетического превращения переохлажденного аустенита кривую охлаждения, обеспечивающую получение такой структуры. Опишите превращения, которые совершились в стали при нагреве и охлаждении, ее твердость.

5. Графит. Классификация, свойства и области применения.

Вариант 20.

1. Опишите строение реального слитка.

2. Как изменяются структура и свойства металла при холодной пластической деформации?

3. Вычертите диаграмму состояния «Железо – цементит»; укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы; опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 1,2 % С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?

4. Вычертите диаграмму изотермического превращения аустенита для стали У8. Нанесите на нее кривую режима изотермической обработки, обеспечивающей получение твердости 55 НRС. Укажите, как этот режим называется, опишите сущность превращений и структуру, получаемую в этом случае.

5. Состав, классификация и свойства пластмасс.

Вариант 21.

1. Что такое твёрдый раствор? Виды твёрдых растворов. Приведите примеры.

2. Какие процессы происходят при горячей пластической деформации и как при этом изменяются строение и свойства металла?

3. Вычертите диаграмму состояния «Железо – цементит»; укажите структурные со­ставляющие во всех областях диаграммы; опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 5,8 % С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?

4. Углеродистая сталь У8 после закалки и отпуска имеет твердость
55–60 НRС. Используя диаграмму состояния «Железо – цементит» и учитывая превращения, происходящие в стали при отпуске, выберите температуру закалки и температу­ру отпуска. Опишите превращения, происходящие в сталях при выбранных ре­жимах термической обработки и окончательную структуру.

5. Графит. Классификация, свойства и области применения.

Вариант 23.

1. Зарисуйте кристаллическую решетку ОЦК и ГЦК. Укажите параметры, координа­ционное число. Приведите примеры.

2. Чем объясняется упрочнение металла при пластической деформации?

3. Вычертите диаграмму состояния «Железо – цементит»; укажите структурные со­ставляющие во всех областях диаграммы; опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 1,7 % С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?

4. Вычертите диаграмму изотермического превращения аустенита для стали У8. Нанесите на нее кривую режима изотермической обработки, обес