Задания на контрольные работы №1, №2 (стр. 5 )

120. Состав, особенности термической обработки, структура и свойства рельсовой стали.

121-150. Выберите режим термической обработки детали из стали указанной марки для получения заданных свойств и обоснуйте его. На основе диаграммы состояний железо-цементит и построенного графика термической обработки напишите о превращениях в структуре стали, используя данные табл.3.

151. Выберите материал для изготовления литой антифрикционной втулки и для заливки подшипника. Расшифруйте марки этих сплавов. Приведите примеры других сплавов с антифрикционными свойствами (Г13Л, Б16, Р9, БрАЖ9-4, ВК-6 и др.)

152. Дайте характеристику меди и ее сплавов. Укажите область их применения в промышленности. Расшифруйте марки следующих сплавов: БрОЦ5-5, БрАЖ9-2, Лц38, ЛМц2С2. Поясните, какая разница в структурах, свойствах латуней и бронз.

153. Для изготовления деталей выбран сплав Д1. Приведите химический состав сплава. Опишите, каким видам термической обработки он подвергается. В чем сущность процесса старения?

Таблица 3

Номер вопроса	Деталь	Марка стали	Свойства	Номер вопроса	Деталь	Марка стали	Свойства
121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135	Зубило Матрица Сверло Метчик Зенкер Напильник Резец Метчик Надфиль Плашка Протяжка Развертка Резец Сверло Резец	У7 У8 У9 У10 У11 У12 У13 Х Х05 9ХС ХВГ ХГ ХВ5 Р6М5 Р12	HRC58 HRC60 HRC62 HRC63 HRC64 HRC65 HRC62 HRC62 HRC65 HRC60 HRC65 HRC62 HRC64 HRC63 HRC64	136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150	Резец Шестерня Валик Ось Валик Болт Червяк Шестерня Пружина То же Рессора Шарик Палец Клапан Штамп	Р18 20 15 45 25 50 50ХНМА 40Х 55С2 60С2ХА 60СГ ШХ15 12ХН3 Х10С2М 5ХНТ	HRC65 HRC60 HB5500 HB2500 HRC40 HB2500 HRC60 HRC58 HRC43 HRC44 HRC40 HRC61 HRC60 HB4000 HB4000

154. Дайте характеристику алюминия и его сплавов. Укажите область их применения в промышленности. Что такое силумин и дюралюминий (состав, свойства, назначение)?

155. Расшифруйте марки перечисленных сплавов: Р6М5, Г13Л, Т15К6, 5ХНТ, ВК15. Из этих сплавов выберите получаемые методами порошковой металлургии. Опишите технологический процесс их получения, свойства и назначение.

156. Способы повышения стойкости рельсовой стали против износа и образования контактно-усталостных дефектов.

157. Напишите о титане и сплавах на его основе. Где их применяют? Каковы перспективы применения титановых сплавов на подвижном составе?

158. Баббиты на оловянной, свинцовой и цинковой основах, их применения на железнодорожном транспорте.

159. Композиционные материалы с полимерной матрицей. Особенности структуры и свойств.

160. Перечислите основные виды лакокрасочных материалов. Какие требования к ним предъявляются? Приведите примеры.

161. Приведите схемы различных структур звеньев макромолекул. Каково их влияние на свойства полимера? Приведите классификацию пластмасс в зависимости от реакции получения полимеров и от их физико-механических свойств.

162. Укажите, из каких составных частей состоит пластмасса, и объясните их назначение. Каково влияние вида и формы наполнителя на свойства пластмасс? Приведите конкретные примеры применения пластмасс на железнодорожном транспорте.

163. Композиционные материалы с металлической матрицей. Особенности структуры и свойств.

164. Классификация композиционных материалов по виду упрочнителя. Влияние упрочнителей на свойства.

165. Перечислите основные технологические методы изготовления изделий из пластмасс, используемых на железнодорожном транспорте, и дайте их краткую характеристику.

166. Каковы возможности и назначение синтетических защитных покрытий подвижного состава, сооружений и устройств железнодорожного транспорта? Приведите состав применяемых покрытий и опишите технологию их нанесения.

167. Напишите о составе, структуре и физико-механических свойствах стекловолокнистого анизотропного материала.

168. Опишите технологию склеивания и перечислите типы и марки синтетических клеев в зависимости от основы (полимера). Приведите примеры использования синтетических клеев при ремонте подвижного состава.

169. Охарактеризуйте синтетические каучуки по составу исходных продуктов и свойствам. Приведите примеры использования резин на железнодорожном транспорте.

170. Напишите о получении, свойствах и применении пластмасс с листовым наполнителем (текстолит, гетинакс и др.).

171. Напишите о получении, свойствах и применении фторопласта.

172. Методы исследования макро - и микроструктуры материалов. Фрактография и др.

173. Напишите о получении, свойствах и применении пластмасс с порошковым наполнителем.

174. Напишите о получении, свойствах и применении резин специального назначения: маслобензостойких и пр.

175. Напишите о свойствах, изготовлении и применении стеклопластиков на железнодорожном транспорте.

176. Напишите о составе, свойствах и применении фрикционных полимерных материалов, сравнив их с металлическими.

177. Какие материалы на основе полимеров применяются на железнодорожном транспорте в качестве антифрикционных? Приведите конкретные примеры.

178. Опишите процесс получения резины. Перечислите ее свойства. Приведите примеры применения резины на железнодорожном транспорте.

179. Опишите получение, свойства и применение керамических материалов. Приведите примеры.

180. Каковы свойства пенопластов и поропластов? Приведите примеры их применения на железнодорожном транспорте.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ

Все вопросы по металлам базируются на диаграммах состояний сплавов. Поэтому, прежде чем приступить к ответам на вопросы, необходимо изучить строение и свойства металлов, основы теории сплавов; разобраться в понятиях: критическая точка, фаза, структурная составляющая; изучить принципы построения и особенности диаграмм состояний всех типов; усвоить все фазовые и структурные превращения, происходящие при нагреве и охлаждении сплавов. Отвечая на вопросы, следует приводить соответствующие схемы или графики. Вопросы требуют приведения ряда цифровых данных, которые имеются в ГОСТах, справочниках и учебной литературе. Отвечая на первую часть вопросов 61-90, необходимо:

·  начертить в масштабе диаграмму состояния железо-цементит;

·  в каждой области диаграммы указать структуры, образующиеся в сплавах данной системы при определенных температурах.

·  указать на диаграмме состояния заданный в задаче сплав (содержание углерода С= ) и обозначить его соответствующей вертикальной линией, пересекающей все линии диаграммы.

·  полученные точки пересечения с основными линиями диаграммы являются критическими точками, а соответствующие им температуры – критическими температурами сплава (для чугунов таких температур три: t1, t2, t3; для сталей - t1, t2, t3, t4, t5, t6; температура t5, t6 только для сплавов с содержанием С=0,16 – 0,5%);

·  построить схематически в координатах «температура – время» кривую охлаждения сплава, масштаб времени охлаждения и участки продолжительности превращений в структуре сплавов выбирается условно, а масштаб температуры должен строго соответствовать масштабу осей температур диаграммы;

·  описать сущность превращений, происходящих в сплаве при медленном охлаждении в процессе кристаллизации (первичной и вторичной);

·  дать характеристику фазового состояния сплава при заданной температуре; на вертикали сплава через точку, соответствующую заданной температуре, провести горизонтальную линию до соответствующих фазовых областей; обозначить крайние и заданную точки, найти концентрацию сплава в этих точках и, пользуясь правилом отрезков, определить соотношение фаз;

·  определяя соотношение фаз для доэвтектоидной стали с содержанием углерода 0,4% при температуре 700оС, в котором имеются структурные составляющие феррит и перлит, провести горизонтальную линию до пересечения с линиями, ограничивающими области 100% фазы перлита и 100% фазы феррита; опустив перпендикуляры из точек пересечения на ось концентрации, устанавливаем концентрацию углерода для расчета соотношения фаз;

·  определяя соотношение фаз для доэвтектического белого чугуна с содержанием 2,5% углерода при температуре 900оС, в котором имеются структурные составляющие – аустенит, цементит вторичный и ледебурит, следует сначала выявить фазы, из которых состоит сплав при данных условиях (аустенит и цементит), и далее определить их количество в процентах. При этом важно учесть, что перлит и ледебурит являются механическими смесями фаз (перлит=феррит+цементит; ледебурит=аустенит+цементит; при температурах ниже 727оС ледебурит состоит из перлита и цементита или, в конечном итоге, из феррита и цементита).

Вопросы 91-120 требуют знания маркировки и свойств легированных сталей, твердых сплавов, цветных сплавов, а также процессов термической и химико-термической обработки. Отвечая на них, необходимо привести полный химический состав и свойства рассматриваемого материала, указать влияние легирующих элементов, привести примеры применения этих материалов на железнодорожном транспорте.

Следует указать, какие именно легирующие элементы или их сочетания придают сталям требуемые свойства, например, повышение прочности и вязкости, жаропрочности и жаростойкости и т. д., и как эти элементы влияют на поведение легированных сталей в процессе их термической обработки. Так, температура отпуска легированных сталей выбирается несколько выше, чем для обычных углеродистых сталей, так как легированный аустенит более устойчив, учитывается возможная отпускная хрупкость и т. д.