Материаловедение (стр. 4 )

Каким способом можно восстановить пластичность  холоднокатаных медных лент? Назначьте режим тепловой обработки и опишите физическую сущность происходящих процессов. Выбор температуры закалки, времени нагрева, выдержки и условия охлаждения при закалке. Червячные фрезы из стали Р9К10 для черновой обработки сталей повышенной твердости (НRС 30...40) с повышенной производительностью.

5.Копиры  из  стали  20Х  металлорежущих  станков.  Твердость поверхности НRС 58...62, глубина упрочненного слоя 1,2... 1,5 мм.

Вариант 15

1. Структурная  диаграмма  состояния  железо - цементит.  Для  сплава, содержащего 0,13 % С постройте кривую охлаждения, для сплава 2,14 % С - нагревания. При температуре 750° С определите относительное количество фаз и содержание углерода в растворе.

2.Пластическая деформация.  Под действием каких напряжений  она возникает? Распространение пластической деформации от зерна к зерну.

Термическая обработка быстрорежущих сталей. Пуансоны из стали XI2М для холодной пробивки отверстий.

5. Накладные  направляющие  из  стали  20X3 МВФ  прецизионных металлорежущих  станков.  Твердость  поверхности  НRС 58...62,  глубина упрочненного слоя 0,45...0,5 мм.

Вариант 16

1.Структурная  диаграмма  состояния  железо - цементит.  Для  сплава, содержащего 3,8 % С, постройте кривую охлаждения, для сплава 6,67 % С - нагревания. При температуре 1210° С определите относительное количество фаз и содержание углерода в растворе.

Пластическая деформация. Источники Франка-Рида. Полная и неполная закалка углеродистых сталей.

4. Протяжка из стали Р6М5 (отношение длины к диаметру или толщине большое).

5. Зубчатые колеса из стали 20ХНЗА (модуль 4,5 мм) высоконагруженные. Твердость зуба НRС 58...62, глубина упрочненного слоя 0,9…1,1.

Вариант 17

1.Структурная  диаграмма  состояния  железо - цементит.  Для  сплава, содержащего 5,8 % С, постройте кривую охлаждения, для сплава 1,8 % С - нагревания. При температуре 1190° С определите относительное количество фаз и содержание углерода в растворе.

2.Дислокационный механизм пластической деформации скольжением. Распространение пластической деформации от зерна к зерну.

Азотирование. Термическая обработка азотируемых деталей. Режущий инструмент с пластинами из твердых сплавов: ВК2, Т15К6, Т17К12. Шпиндели из стали 58 (55ПП). Твердость поверхности головной части и конуса НRС 57...63, сердцевины и резьбовой части НК. С 23...33 (см.  Металловедение и термическая обработка. - 1984. - №5. - с. 10).

Вариант 18

1.Структурная диаграмма состояния железо-цементит. Для сплава, содержащего 0,40 % С, постройте кривую охлаждения, для сплава 3,9 % С - нагревания. При температуре 750° С определите относительное количество фаз и содержание углерода в растворе.

Причины деформационного упрочнения металлов. Способы закалки: закалка при непрерывном охлаждении, прерывистая, ступенчатая, изотермическая.

4.Лезвия ножниц из стали УЗА для резки металлов, работающие в условиях, не вызывающих разогрева режущей части.

5.Шпиндели  из  стали  18ХГТ  металлорежущих  станков.  Твердость поверхности НRС 58...62, глубина упрочненного слоя 0,4...0,5 мм.

Методические  указания к выполнению заданий контрольной работы

Задание №1

1.Начертите диаграмму,  объясните  значение  линий  на диаграмме. Укажите характер взаимодействия углерода и железа в сплавах в твердом состоянии. Опишите превращение во всех температурно-концентрационных областях диаграммы.

2.Постройте кривые охлаждения и нагревания в интервале температур от 0 до 1600° С для заданных составов сплавов. В точках перегибов на кривых, а также  между  этими  точками (температурами)  укажите  структурный  состав сплавов и протекающие при этом превращения.

3.Опишите  механические  свойства  структурных  составляющих. Постройте графики зависимости механических свойств (ув, у0,2, НВ, д, ш и КСU) медленно охлажденных сталей от содержания углерода в них, объясните каждую зависимость.

4.        Укажите, как пишутся марки углеродистых сталей обыкновенного качества, качественных, литейных и инструментальных сталей; марки серых, ковких и высокопрочных чугунов. Расшифруйте и охарактеризуйте каждую марку сплавов.

Задание №4 и 5

Укажите химический состав стали, к какому классу по микроструктуре и какой группе по назначению она относится.  Объясните, почему из указанной стали изготовляется данная деталь или инструмент. Выберите вид термической обработки с его обоснованием. Назначьте режим термообработки (скорость и температуру нагрева, длительность выдержки при температуре,  охлаждающую  среду).  Опишите  сущность  происходящих превращений  и  изменений  в  микроструктуре  на  всех  этапах  нагрева  и охлаждения стали.

3. При использовании легированных сталей объясните, с какой целью используется легирование (легирование одним элементом, комплексное легирование).

Задание №4 (инструменты)

1.Поясните, какие структурные компоненты инструментальной легированной стали после термической обработки обеспечивают получение следующих служебных и эксплуатационных свойств инструмента: повышенной твердости и прочности;  износостойкости;  вязкости;  разгаростойкости;  окалиностойкости; теплостойкости  (красностойкости);  высокий уровень пластической деформации, теплопроводности и  прокаливаемости; низкий коэффициент линейного расширения.

2.Каковы окончательная микроструктура и главные свойства материала инструмента после термической обработки.

задание №5 (детали металлорежущих станков)

1.        Опишите, с какой целью деталь подвергается термической обработке (повышение твердости, прочности при растяжении или сжатии, износостойкости;  повышение сопротивления изгибающим нагрузкам, задиростойкости, смятию от случайных ударов, контактному и усталостному разрушению; обеспечение минимального коробления деталей в процессе изготовления или стабильности формы и размеров деталей в эксплуатации).

2.        Каковы окончательная микроструктура и главные свойства материала детали после термической обработки.

Тематический план обзорных лекций

Лекция 1 (2 ч) Дефекты  кристаллического  строения и их  влияние на свойства металлов. Дислокационный механизм пластической деформации скольжением.  Деформационное упрочнение.

Лекция 2 (2 ч) Принципы анализа диаграмм состояния двойных сплавов. Диаграмма железо - цементит.

Лекция 3 (2 ч) Превращения при термических и термо – механических обработках и их особенности.  Практическое  значение закаливаемости и прокаливаемости сталей.

Лекция 4 (2 ч)  Принципы создания композиционных материалов.

Темы лабораторных работ

Изучение микроструктуры  медленно охлажденных углеродистых сталей  и чугунов (2 ч). Пластическая деформация, возврат и рекристаллизация (2 ч). Изучение диаграммы состояния железо-цементит (2 ч). Термическая обработка сталей (2 ч).

Примечание. Лабораторные работы №3, 4 совмещаются в одно четырехчасовое занятие.

Список рекомендуемой литературы

Учебная

Лахтин, Ю. М., Материаловедение: учебник для вузов / , . - 3-е изд. - М.: Машиностроение, 1990. - 528 с. Гуляев, А. П.  Металловедение: учебник для вузов.  -  6-е изд.  - М.: Металлургия, 1986. - 544 с. Материаловедение: учебник для вузов /под общ. ред. . - 2-е изд. - М.: Машиностроение, 1986. - 384 с.

4.        Лахтин,  Ю. М.  Металловедение  и  термическая  обработка  металлов: учебник для вузов / . - 4-е изд. - М.: Металлургия, 1993. - 448 с.

Давыдов, и технология конструкционных материалов: учеб. пособие / , . – Брянск: БГТУ, 2006. -84 с. Материаловедение и технология металлов: учебник для студентов машиностроит. спец. вузов /под ред. . – М.: Высш. шк., 2000. – 638 с.

Дополнительная

Термическая обработка в машиностроении: справочник/ под ред. , . - М.: Машиностроение, 1980. - 783 с. Гуляев, стали: справочник / [и др.]. -  2-е изд. - М.: Машиностроение, 1975. - 272 с. Мигачев, инструментальных сталей и сплавов: справочник / [и др.]. -  М.: Металлургия, 1980. - 88 с. Геллер, стали / . - 4-е изд. - М.: Металлургия, 1975. - 584с. Гольдштейн, М. И.  Специальные стали: учебник для вузов / [и др.]. -  М.: Металлургия, 1985. - 408 с.

Материаловедение [Электронный ресурс]: методические указания  к изучению дисциплины и выполнению контрольной работы для студентов заочной формы обучения специальностей 150001  «Технология машиностроения», 150002 «Инструментальные системы машиностроительных производств», 150202  «Оборудование и технология сварочного производства», 150204  «Машины и технология литейного производства», 190301  «Локомотивы»

Научный редактор 

Редактор издательства

Компьютерный набор

Темплан 2010 г., п 106

Подписано в печать  Формат 60Ч84 1/16. Бумага офсетная. офсетная печать. Усл. печ. л.1,68. Уч.- изд. л.1,68.

Брянский государственный технический университет

241035,  Брянск, бульвар им 50-летия Октября, 7, БГТУ. Тел. 58-82-49

Лаборатория оперативной полиграфии БГТУ, ул. Институтская,  16