Программа предмета «Материаловедение»

Вид материала

Содержание

Подобный материал:

1806 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ

ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Программа предмета «Материаловедение» предусматривает изучение важнейших конструкционных материалов, их строение, свойства, способы изменения свойств, их маркировку по ГОСТу.

Основная форма изучения курса – самостоятельная работа над рекомендованной учебной литературой и материалами периодической печати.

Изучать курс рекомендуется в такой последовательности:

Ознакомиться с рабочей программой по изучаемому предмету (разделу).
Изучить материал по рекомендованным учебным пособиям.
Составить конспект изучаемого материала и выписать непонятные вопросы.
Ответить на вопросы для самопроверки из рекомендуемой литературы.
Выполнить письменно контрольную работу и предоставить её в техникум в надлежащий срок.
Во время лабораторно – экзаменационной сессии, прослушав обзорные лекции в объёме 18 часов, выполнить лабораторные работы в объёме 6 часов, сдать экзамен по курсу.

Контрольную работу выполнить в отдельной тетради. На обложке тетради указать предмет, номер контрольной работы, полное название учебного заведения, фамилию, имя, отчество учащегося, его шифр и домашний адрес.

Вопросы работы переписывать полностью. Отвечать необходимо конкретно и только на поставленный вопрос. Для полноты ответа текстовую часть контрольной работы снабжать графиками, схемами, соблюдая действующие ГОСТы, ЕСТД, ЕСКД.

Получив прорецензированную контрольную работу, учащийся должен исправить ошибки и дать необходимые дополнения к ответам, если этого требует рецензия. Если работа выполнена неудовлетворительно, то её следует выполнить заново в этой же тетради, после рецензии преподавателя.

ЛИТЕРАТУРА

Основная:

Бородулин В. Н «Конструкционные и электротехнические материалы» М: «Высшая школа», 1990 год
Сидорин И. И «Основы материаловедения»

М: «Машиностроение», 1976 год

Никифоров В. М «Технология металлов и конструкционные материалы» Л: «Машиностроение», 1987 год
Кузьмин Б. А «Технология металлов и конструкционные материалы» М: «Высшая школа», 1989 год

Дополнительная:

Лахтин Ю. М «Основы металловедения»

М: «Металлургия», 1988 год

Лахтин Ю. М, Леонтьева В. П «Материаловедение»

М: «Машиностроение», 1990 год

Гуляев А. П «Металловедение»

М: «Металлургия», 1986 год

СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Введение

Значение и содержание дисциплины «Материаловедение» и связь её с другими дисциплинами общепрофессионального и специального циклов. Значение материаловедения в решении важнейших технических проблем, снижении материалоёмкости изделий, повышении надёжности машин. История развития металловедения в России. Новейшие достижения и перспективы развития в области материаловедения и обработки металлов и сплавов.

Литература: 1 (стр. 4 – 6)

Раздел 1 Основы металловедения

Тема 1. 1 Физико – химические основы материаловедения, строение и свойства металлов

Кристаллическое строение металлов. Типы кристаллических решёток. Аллотропические превращения в металлах (железо). Анизотропия и квазиизотропия. Реальное строение кристаллов, дефекты кристаллической решётки и их влияние на прочностные свойства изделий. Механические, химические и технологические свойства металлов.

Литература: 1 (стр. 6 – 16);2 (стр. 7 – 10, 12 – 14, 49 – 50)

Тема 1. 2 Методы измерения параметров и свойств материалов

Методы испытания металлов. Механические свойства металлов, определяемые при испытании на растяжение, их характеристика. Испытание на твёрдость и определение твёрдости по методам Бринелля, Роквелла, Виккерса. Определение ударной вязкости.

Литература: 1 (стр. 16 – 19); 2 (стр. 84 – 85)

Тема 1. 3 Понятие о металлических сплавах и их

свойствах

Понятие о сплаве. Основные определения: компонент, система, фаза.

Диаграммы состояния двойных сплавов: компоненты, которых в твёрдом состоянии образуют механические смеси, для случая неограниченной растворимости компонентов в твёрдом состоянии, для случая ограниченной растворимости компонентов в твёрдом состоянии.

Связь между свойствами сплавов и типом диаграммы состояния.

Литература: 1 (стр. 20 – 22); 2 (стр. 51 – 62)

Тема 1. 4 Сплавы железа с углеродом

Железо и его соединение с углеродом. Структурные составляющие: феррит, аустенит, цементит, перлит и ледебурит – их характеристика и свойства.

Диаграмма состояния «железо – углерод» (в упрощённом виде), её практическое значение.

Доэвтектоидные, эвтектоидные и заэвтектоидные стали.

Доэвтектические, эвтектические и заэвтектические чугуны.

Литература: 1 (стр. 22 – 25); 3 (стр. 75 – 77)

Тема 1. 5 Углеродистые стали

Влияние углерода и основных примесей на структуру и механические свойства стали. Классификация углеродистых сталей по качеству (обыкновенного качества, качественные и высококачественные) и по назначению (конструкционные, инструментальные). Маркировка углеродистых сталей, основные свойства и область применения.

Литература: 1 (стр. 29 – 31); 3 (стр. 77 – 81)

Тема 1. 6 Чугуны

Виды чугунов. Белый и серый чугуны. Модифицирование серого чугуна. Высокопрочный чугун с шаровидным графитом, его получение, свойства, применение и маркировка.

Ковкий чугун, его получение, свойства, применение и маркировка.

Литература: 1 (стр. 31 – 32); 3 (стр. 81 – 89)

Тема 1. 7 Основы термической и химико – термической обработки стали

Термическая обработка, её сущность и назначение. Изменение структуры стали при нагреве. Превращение аустенита при различных скоростях охлаждения (перлит, сорбит, троостит, мартенсит).

Отжиг стали и его назначение.

Структура стали до и после отжига.

Механические свойства стали после отжига.

Нормализация и её назначение. Структура стали после нормализации. Сущность нормализации.

Закалка и её назначение, сущность, структура стали после закалки.

Отпуск стали, его назначение, сущность, виды отпуска.

Поверхностная закалка. Химико – термическая обработка стали, её сущность и назначение. Основные виды химико – термической обработки (цементация, азотирование, цианирование).

Литература: 1 (стр. 33 – 40); 3 (стр. 89 – 107)

Тема 1. 8 Легированные стали

Основные легирующие элементы, вводимые в состав стали, и влияние легирующих элементов на структуру, механические свойства и термическую обработку.

Классификация легированных сталей по назначению: конструкционные и инструментальные. Стали и сплавы с особыми свойствами: коррозионно – стойкие, жаропрочные.

Литература: 1 (стр. 40 – 42); 3 (стр. 108 – 123)

Тема 1. 9 Сплавы цветных металлов

Сплавы на медной основе. Латуни, химический состав, их свойства и маркировка. Бронзы – их состав, маркировка, свойства и область применения.

Сплавы на алюминиевой основе. Классификация алюминиевых сплавов: деформируемые и литейные. Дюралюминий, его химический состав, свойства, применение.

Литература: 1 (стр. 42 – 44); 3 (стр. 124 – 130)

Раздел 2 Электротехнические материалы

Тема 2. 1 Магнитные материалы

Магнитомягкие материалы – технически чистое железо (низкоуглеродистая сталь), пермаллои, магнитные сплавы с особыми свойствами, аморфные магнитные материалы, магнитодиэлектрики, ферриты; их свойства, характеристики и области их применения.

Магнитотвёрдые материалы – литые высококоэрцитивные сплавы, металлокерамические и металлопластические магниты, магнитотвёрдые ферриты, сплавы на основе редкоземельных металлов, их свойства, характеристики и области применения.

Литература: 1 (стр. 92 – 111)

Тема 2. 2 Проводниковые материалы

Материалы высокой проводимости, сверхпроводники и криопроводники, сплавы с большим удельным сопротивлением, сплавы для термопар, контактные материалы; их свойства, характеристики и области применения

Литература: 1 (стр. 118 – 132)

Тема 2. 3 Диэлектрические материалы

Газообразные и жидкие диэлектрики, полимеры, пластмассовые и плёночные материалы, резины, лаки, эмали, компаунды, волокнистые материалы, слюда и слюдяные материалы, стекло и керамика, активные диэлектрики; их свойства, характеристики и области применения.

Литература: 1 (стр. 193 – 245)

Тема 2. 4 Провода и кабели

Провода и кабели; их назначение, классификация, свойства, система маркировки и области из применения

Литература: 1 (стр. 248 – 266)

Тема 2. 5 Полупроводниковые материалы

Простые и сложные полупроводники; их свойства, характеристики и области применения

Литература: 1 (стр. 283 – 292)

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ

КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

Домашняя контрольная работа составлена в 30 – ти вариантах. Номер варианта выбирается по двум последним цифрам шифра студента. Если эти цифры представляют число больше тридцати, то из него надо вычитать 30 до тех пор, пока не останется число от 1 до 30. Например: если шифр студента 77, то он выполняет вариант 17 (77 – 2*30).

К ответу первого вопроса контрольной работы следует приступать после изучения тем «Физико – химические основы материаловедения, строение и свойства металлов», «Методы измерения параметров и свойств материалов», «Понятие о металлических сплавах и их свойствах», «Сплавы железа с углеродом».

Необходимо уяснить, что свойства материалов зависят от строения, а выбор материала для изделия зависит от условий его работы.

Нужно чётко представлять, что понимают под механическими свойствами, их обозначение и размерность по СИ. Характеристики прочности и пластичности определяются при испытании на растяжение. Способы определения твёрдости находят очень широкое применение, так как не требуют специальных образцов, просты в выполнении.

Зная число твёрдости по Бринеллю, можно приблизительно судить и о прочности материалов.

Существуют эмпирические зависимости:

НВ НV = 10 НRС и σ_вр НВ/3

Ударная вязкость особенно важна для материалов, которые идут на изготовление деталей, работающих с ударными нагрузками.

Отвечать на второй вопрос контрольной работы начинайте после изучения тем: «Понятие о металлических сплавах и их свойства», «Сплавы железа с углеродом», «Углеродистые стали», «Чугуны». Диаграммы состояния показывают состояние сплава данных компонентов при любой концентрации и при любой температуре. При рассмотрении диаграммы «Железо – цементит» нужно понять все превращения, протекающие в железоуглеродистых сплавах при медленном охлаждении и получающиеся при этом структуры. Особое внимание следует уделить на превращения в твёрдом состоянии.

Перед тем как отвечать на третий вопрос необходимо изучить тему «Основы термической и химико – термической обработки стали».

Любая термическая обработка состоит из нагрева до заданной температуры, выдержки и охлаждения с заданной скоростью. Поэтому необходимо представить себе назначение каждого вида термической обработки, выбор температуры нагрева и скорости охлаждения (охлаждающую среду). При изучении методов химико – термической обработки нужно усвоить: цель, температуру процесса, время проведения, необходимость термической обработки до и после химико – термической обработки, для каких целей проводится тот или иной вид химико – термической обработки, изменение структуры поверхностного слоя.

Приступая к ответу на четвёртый вопрос, изучите темы: «Углеродистые стали», «Чугуны», «Легированные стали», «Сплавы цветных металлов».

Необходимо разобрать классификацию по различным признакам и маркировку сталей, чугунов, сплавов цветных металлов, так же уметь правильно определять по марке сплава его химический состав и примерное назначение. Отвечая на этот вопрос, используйте справочники, в которых приведены сведения о составах, свойствах и назначении современных конструкционных материалов.

Перед ответом на пятый вопрос контрольной работы изучите темы: «Магнитные материалы» и «Проводниковые материалы».

Отвечать на шестой вопрос начинайте после изучения тем: «Диэлектрические материалы», «Провода и кабели», «Полупроводниковые материалы»

ВОПРОСЫ ДЛЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

Вариант 1

Дайте определение следующим понятиям: прочность, период решётки, ОЦК, поликристалл, дислокация, полиморфизм.
Вычертите в масштабе диаграмму состояния «Железо – цементит», опишите превращения, происходящие в стали, марки 30, при медленном охлаждении из расплавленного состояния, охарактеризуйте все структуры, встречающиеся при этом.
Почему при азотировании поверхность стали имеет очень высокую твёрдость и износостойкость?
Для нижеприведённых сплавов укажите состав, свойства и назначение: 12ХН3А, ШХ6, БрОЦС5 – 5 – 5, В95.
Назовите свойства и области применения электролитического и карбонильного железа.
В чём состоит процесс вулканизации резины?

Вариант 2

Вычислите относительное удлинение, если расчётная длина стального образца до испытания была 100 мм, а после разрыва стала 120 мм.
Пользуясь диаграммой «Железо – цементит», вычерченной в масштабе, определите температуры начала и окончания первичной кристаллизации стали марок 30, 50, У10, а также чугуна с содержанием углерода 3% и 4%.
Как производится процесс цементации стали газовыми карбюризатором, преимущества этого вида цементации перед цементацией твёрдым карбюратором. Из перечисленных марок сталей, укажите подвергающиеся цементации: 12ХН3А, 15, 45ХН, ХГВ.
Охарактеризуйте свойства, состав, принцип маркировки и назначение сплавов марок: Д1, СЧ12, Х20Н80, 1Х13.
Какими способами можно повысить качество электротехнической стали? Опишите эти способы.
Как получают эбонит?

Вариант 3

Определите ударную вязкость образца, если на его разрушение была затрачена работа 90 Дж. Сечение образца в месте разреза – 8, 5* 10, 2 мм. Решите в СИ.
Укажите структурные составляющие сплавов, находящиеся во всех областях диаграммы Pb – Sb нарисовать в масштабе.
Укажите, какие из перечисленных марок стали принимают закалку 50, У10, 20, ст3. Опишите превращения, происходящие в закаливаемых сталях при нагревании под закалку.
Для нижеприведённых марок сплавов укажите вид, свойства и назначение ВЧ70, ЛА77 – 2, Р10К5Ф4, 45.
Охарактеризуйте свойства, состав, принцип маркировки и укажите примеры применения железоникелевых сплавов с высокой магнитной проницаемостью.
Каковы преимущества газообразных диэлектриков перед остальными видами электроизоляционных материалов?

Вариант 4

Как определяется твёрдость различных материалов по методу Роквелла? Укажите марку стали обладающую наибольшей твёрдостью: 30, У7, ст6.
Пользуясь диаграммой «Железо – цементит», вычерченной в масштабе, определите температуру вторичной кристаллизации чугуна с содержанием углерода 3,5% и 4,5% и укажите структурные составляющие их при температуре 20⁰С.
Укажите условия образования структур: перлит, сорбит, троостит, мартенсит и их характерные свойства.
Укажите свойства, состав и назначение сплавов следующих марок: СЧ44, 40, Бр0Ф6, 18Х2Н4МА.
Каковы структура и свойства магнитомягких ферритов?
Что собой представляет лакоткань? Чем чёрные лакоткани отличаются от светлых?

Вариант 5

Как определяется твёрдость металлов по методу Виккерса? Укажите особенность этого метода и его преимущества по сравнению с методом Бринелля.
Вычертите в масштабе диаграмму «Железо – цементит», опишите превращения, происходящие в стали марки У8 при медленном охлаждении из расплавленного состояния, охарактеризуйте полученные при этом процессе структуры.
В чём сущность цианирования стали? Виды цианироваия и их особенности.
Из перечисленных марок сплавов выберите марки для изготовления подшипников, укажите их свойства и принцип маркировки: БрС30, ШХ6, У7, АСЧ – 1, АЛ7, 25ХГСА.
Назовите свойства и области применения аморфных магнитных материалов.
Что собой представляют пьезоэлектрики, пироэлектрики и электреты?

Вариант 6

Какими характерными свойствами обладают металлы как тела кристаллического строения. Охарактеризуйте каждое из этих свойств и сравните со свойствами аморфных тел.
Вычертите диаграмму «Железо – цементит» в масштабе. Опишите превращения, происходящие в сплаве с содержанием углерода 3% при медленном охлаждении его из расплавленного состояния, охарактеризуйте все образующиеся при этом процессе структуры.
В чём особенность термической обработки легированных сталей? В чём особенность термической обработки стали марки Р18?
Из перечисленных марок металлических материалов выберите марки лёгких сплавов, укажите их состав, применение и принцип маркировки: АЛ12, БрА7, 12ХН3А, Ст.3
Назовите свойства и области применения магнитодиэлектрических материалов.
Что собой представляют стёкла? Их классификация по составу.

Вариант 7

Какое назначение имеет диаграмма растяжения образца, и что выражают её характерные точки и участки? Будет ли площадка текучести на диаграмме растяжения чугуна?
Пользуясь диаграммой «Железо – цементит» определите структурные составляющие сталей марок 45, У8, У12 при температуре 20⁰С, 730⁰С, 1130⁰С. Охарактеризуйте встречающиеся при этом структуры.
Какие охладители применяются при закалке? От каких факторов зависит их закаливающая способность?
Охарактеризуйте состав, свойства и принцип маркировки следующих сплавов 55ХГР, Бр0Ф6, О8, ВЧ70. Приведите примеры применения данных сплавов.
Дайте определения следующим понятиям: магнитная индукция, напряжённость магнитного поля, намагниченность, магнитная восприимчивость, магнитная проницаемость, магнитный поток. Приведите формулы определения этих понятий.
В чём состоит преимущество эмалированных приводов? Какие типы проводов применяются для воздушных линий электропередач?

Вариант 8

Определите относительное сужение образца, если его первоначальный диаметр был равен 20 мм, а после разрыва – 17 мм.
Вычертите в масштабе диаграмму «Железо – цементит», опишите превращения в стали марок У13, 40 при медленном охлаждении из расплавленного состояния. Охарактеризуйте образующиеся при этом структуры.
Какова сущность отпуска и его назначение? Виды отпуска, их применение. Вычертите график зависимости твёрдости отпущенной стали от температуры отпуска.
Укажите свойства, принцип маркировки и состав сплавов следующих марок: 45ХН, У13А, Л96, АЛ4. Приведите примеры их применения.
Как классифицируются материалы по магнитным свойствам? Назовите важнейшие характеристики магнитотвёрдых материалов.
Дайте классификацию силовых кабелей. В чём состоит отличие кабелей высокого и низкого напряжений?

Вариант 9

Укажите и обоснуйте выбор способа для определения твёрдости медной пластины толщиной 6 мм, закалённого инструмента из стали Р18Ф2 и образца толщиной 2 мм из стали марки 20.
Начертите диаграмму состояния сплавов Pb – Sb в масштабе и опишите процесс образования эвтектики. В каких случаях образуется эвтектика?
Охарактеризуйте понятие поверхностная закалка. Укажите способы поверхностного нагрева изделия, их отличительные особенности.
Укажите свойства, принцип маркировки и состав сплавов следующих марок: У8А, ХВГ, БрА5, СЧ15. Приведите примеры применения данных сплавов.
Назовите свойства и области применения материалов высокой проводимости.
Что такое полупроводники? Какими характерными свойствами они обладают?

Вариант 10

Определите предел прочности при растяжении, если образец из углеродистой стали диаметром 20 мм, при испытании на растяжение, выдержал наибольшую нагрузку, равную 15700 Н.
Пользуясь диаграммой «Железо – цементит», вычерченной в масштабе, определите структурные составляющие сплавов с содержанием углерода 3%, 4,3% и 5% при температуре 20⁰С и 730⁰С; выявленные структуры охарактеризуйте.
В чём сущность отжига и как он производится? Назовите виды отжига, для каждого вида укажите назначение, температуру нагрева и структурные составляющие.
Охарактеризуёте свойства, состав, принцип маркировки и укажите назначение сплавов БрАЖ9 – 4, 9ХС, КЧ56 – 4, Вст1.
Назовите группы, на которые делятся все материалы в соответствии с магнитными свойствами. Охарактеризуйте эти свойства.
Почему рабочий температурный диапазон кремния больше чем германия?

Вариант 11

Выберите и обоснуйте способ определения твёрдости для азотируемой шестерни. Опишите этот способ. Укажите его достоинства, недостатки, область применения.
Какая кристаллизация называется первичной, а какая – вторичной? Начертите диаграмму «Железо – цементит» и укажите линии первичной и вторичной кристаллизации.
Какая термическая обработка производится для втулки из стали 10. Укажите свойства стали после термической обработки.
Охарактеризуйте свойства, состав, принцип маркировки и назначение следующих сплавов: Л68, У10А, 12Х2НМФА.
Назовите основные магнитомягкие материалы и опишите их свойства.
Назовите один из наиболее тщательно изученных полупроводников. Какими свойствами он обладает?

Вариант 12

Выберите и обоснуйте методы определения твёрдости для следующих деталей: а) отливки из серого чугуна, б) цианированной шестерни.
Начертите диаграмму «Железо – цементит», укажите структуры во всех областях. Подробно опишите структуры белого чугуна, содержащегося 2,5% углерода, при 20⁰С и 1000⁰С, укажите состав ледебурита при этих температурах.
В чём сущность диффузионной металлизации стали? Какие методы диффузионной металлизации наиболее часто применяются и их цель?
Укажите состав, свойства, принцип маркировки и назначение следующих сплавов: 5ХНВА, БрБ2, 15КП, СЧ10.
Алюминий и его сплавы – свойства, маркировка, применение.
Для каких целей применяют изоляцию из вулканизированного полиэтилена и почему?

Вариант 13

твёрдость стального изделия 248НВ. Переведите значение твёрдости в НV и НRС. Найдите значение временного сопротивления разрыву этого образца.
Нарисуйте диаграмму «Железо – цементит» в масштабе, укажите структуры во всех областях и опишите превращения, протекающие в сплавах с содержанием углерода 0, 4%, 1, 5% и 4, 3%.
Опишите порядок выбора температуры нагрева для проведения нормализации углеродистых сталей. Опишите технологию её проведения и приведите структуры после нормализации сталей 10, 40, У8 и У12А.
Охарактеризуйте свойства, состав, принцип маркировки и укажите примеры применения следующих сплавов 38ХМЮА, ВЧ38, У12А, Д18.
Опишите получение, свойства криопроводниковых материалов. Укажите примеры их применения.
Какие функции в трансформаторе выполняет трансформаторное масло, и какие требования предъявляются к нему?

Вариант 14

Дайте определения следующим понятиям: система, фаза, структура, металловедение, ГЦК, вакансия.
Начертите диаграмму состояния сплавов «Сu – Ni» (медь – никель) и укажите, какие превращения происходит в сплаве, содержащем 20% меди и 80% никеля при медленном охлаждении из расплавленного состояния.
Какой метод поверхностного упрочнения применяется для валика из стали 40 и шестерни из стали 20. Обоснуйте выбор.
Приведите состав, свойства, принцип маркировки и укажите примеры применения следующих сплавов: 18Х2Н4МА, У10А, АЛ9, БрАЖН10 – 4 – 4.
Назовите состав, свойства и области применения сплава манганин.
Какие диэлектрические материалы называются активными? Какие функции они могут выполнять в электрических цепях?

Вариант 15

Опишите виды дефектов в кристаллических веществах. Как влияет количество дислокаций на механические свойства металлов?
Нарисуйте диаграмму «Железо – цементит» в масштабе. Определите температуру вторичной кристаллизации стали, с содержанием углерода 0, 4% и 1, 0%, и укажите структурные составляющие их при температуре 20⁰С.
Начертите графики ступенчатой и изотермической закалки стали. Укажите разницу между ними и область применения каждой.
Для ниже перечисленных марок сплавов укажите состав, свойства, принцип маркировки и область применения: Бр0Ф7 – 0,2, 12Х13, У10А, КЧ45 – 7.
Охарактеризуйте свойства, состав, принцип маркировки и назначение кремнистой электротехнической стали.
Как влияют на электропроводность полупроводников температура, деформация, освещение, электрическое поле?

Вариант 16

Начертите кривые нагрева и охлаждения чистого железа. Укажите все критические точки и опишите, какими свойствами обладают все модификации железа.
Нарисуйте диаграмму «Железо – цементит», укажите структуры во всех областях и опишите структуры, которые имеет сталь, содержащая 1,2% и 0,3% углерода при температурах 1000⁰С, 750⁰С и 20⁰С.
Что называется прокаливаемостью стали? Начертите график зависимости толщины закалённого слоя от критической скорости закалки и от истинной скорости охлаждения.
Приведите состав, свойства, принцип маркировки и примеры применения следующих сплавов: Х14Н14СВ2М, 35, ЛС59 – 1, ВЧ100.
Охарактеризуйте свойства, состав и назначение сплава константан.
Какие материалы используются для изготовления инжекционных лазеров и светодиодов?

Вариант 17

Дайте определения следующим понятиям: твёрдость, вязкость, анизотропия, деформация, усталость, способ Роквелла.
Начертите диаграмму состояния сплавов, компоненты которых обладают ограниченной растворимостью в твёрдом состоянии «Медь – серебро», укажите структуры во всех областях и опишите превращения протекающие при медленном охлаждении сплава, содержащего 5% серебра.
Какая разница между отжигом первого и второго рода? Опишите технологию отжига второго рода и укажите, какая структура получается после отжига в до – и заэвтектоидных сталях.
Охарактеризуйте состав, свойства, принципы маркировки и назначение сплавов следующих марок: ХГ, 50, КЧ45 – 7, БрОЦСН3 – 7 – 5 – 1.
Приведите состав, свойства и примеры применения нихромов.
Что такое собственный, примесный и компенсированный полупроводник?

Вариант 18

Начертите диаграмму растяжения низкоуглеродистой стали, укажите характерные точки на ней. При каком напряжении на образце появляется шейка?
Нарисуйте диаграмму «Железо – цементит», укажите линии вторичной кристаллизации и опишите превращения в сплавах при достижении температур, лежащих на каждой линии.
Опишите основные дефекты, которые могут возникнуть в стали при закалке, и меры их предупреждения.
Приведите состав, принципы маркировки и примеры применения следующих сплавов: 35ХГС, АЛ2, ВЧ80 – 2, БрА5.
Охарактеризуйте состав, свойства сплавов для термопар.
Какие сложные полупроводниковые соединения нашли наиболее широкое применение?

Вариант 19

Дайте определение следующим понятиям: способ Роквелла, солидус, износостойкость, феррит, вторичная кристаллизация, эвтектический чугун.
Нарисуйте диаграмму «Железо – цементит», укажите структуры во всех областях. Опишите структуры доэвтектических, эвтектических и заэвтектических белых чугунов, укажите, сколько в них содержится углерода и свойства всех структурных составляющих.
Нарисуйте графики, показывающие зависимость критической точки А, от скорости охлаждения. Опишите структуры, получающиеся при разной скорости охлаждения аустенита.
Приведите состав, свойства, принципы маркировки и примеры применения сплавов: 35ХГС, Л62, КЧ35 – 10, БрОЦ4 – 3.
Назовите основное достоинство ферритов, а также свойства и области их применения.
Силовые кабели – назначение, классификация, маркировка и их применение.

Вариант 20

Переведите значение твёрдости НRC50 в единицы HB, HV. Какое значение предела прочности при испытании на разрыв будет иметь углеродистая сталь при HRC50.
Нарисуйте диаграмму «Железо – цементит», укажите структуры во всех областях. Опишите структуры доэвтектоидных, эвтектоидных и заэтектоидных сталей, с указанием содержания в них углерода, свойства структурных составляющих.
Поясните преимущества и недостатки азотирования перед другими видами химико – термической обработки.
Охарактеризуйте состав, свойства, принцип маркировки и назначение сплавов следующих марок: У7А, 20ХН3А, БрА7, СЧ21 – 40.
Охарактеризуйте свойства, состав, принцип маркировки и укажите примеры применения тройного сплава альсифера.
Какие материалы применяются для изготовления конденсаторной керамики? Требования к ним.

Вариант 21

Дайте определения следующим понятиям: эвтектоид, износостойкость, способ Виккерса, аустенит, диаграмма состояния, вязкость.
Нарисуйте диаграмму «Железо – цементит», укажите структуры во всех областях. Дайте определение структур феррита, аустенита, цементита, ледебурита, перлита. Назовите количество углерода в них.
Какую химико – термическую обработку наиболее целесообразно провести, если изделия должны иметь высокую поверхностную твёрдость, и изготовлены из сталей: 15, 38ХМЮА.
Укажите состав, свойства, принцип маркировки и примеры применения сплавов следующих марок: 50, Х15Н60, ВЧ120, АЛ9.
Охарактеризуйте свойства, состав и область применения ферритов с прямоугольной петлёй гистерезиса. Назовите важный показатель свойств этих материалов.
Монтажные провода – назначение, классификация и маркировка, их применение.

Вариант 22

Подробно объясните, почему свойства реальных металлов отличаются от идеальных.
Начертите диаграмму «Железо – цементит» и подробно опишите структуры сплава, содержащего 0,5% и 3, 5% углерода, при температуре 1000⁰С, 800⁰С и 20⁰С.
Цель закалки стали. Объясните, почему доэвтектоидным сталям нужно давать полную закалку, а заэвтектоидным – не полную.
Охарактеризуйте состав, свойства, принцип маркировки и назначение сплавов следующих марок: БрС30, СЧ44, 50ХГФА, 25.
Охарактеризуйте свойства, состав, принцип маркировки и назначение тройного сплава перминвара.
Обмоточные провода с пластмассовой изоляцией – марки и их применение.

Вариант 23

Что называется дислокацией в кристаллических веществах? Объясните влияние количества дислокаций на механические свойства металлов? Перечислите существенные способы увеличения количества дислокаций?
Начертите диаграмму «Железо – цементит», укажите структуры во всех областях и опишите превращения, протекающие в стали, содержащей 0,8% углерода при медленном охлаждении от 1600⁰С до 20⁰С.
Опишите, как изменяются структура и свойства закалённой стали при низком, среднем и высоком отпуске?
Приведите состав, свойства, принцип маркировки и примеры применения следующих сплавов: 30ХН3А, ЛА67 – 2,5, 80, КЧ33 – 8,.
Назовите свойства и области применения литых высококоэрцитивных сплавов. Опишите способы их получения.
Что собой представляют компаунды, и каковы особенности применения термопластичных и термореактивных компаундов?

Вариант 24

Дайте определения следующим понятиям: анизотропия, ОЦК, ГЦК, способ Бринелля, перлит, ледебурит.
Начертите диаграмму «Железо – цементит», укажите структуры во всех областях и опишите превращения, протекающие в белом чугуне, содержащем 4,7% углерода, при медленном охлаждении от 1400⁰С до 20⁰С.
Какая структура получается в стали, содержащей 0,4% углерода, после отжига, нормализации и закалки в воде?
Укажите состав, свойства, принцип маркировки и примеры применения следующих сплавов: 12Х18Н10Т, У8ГА, ВЧ80, БрАЖМц10 – 3 – 1,5.
Охарактеризуйте свойства, применение и процесс изготовления металлокерамических магнитов.
Что служит сырьём для получения простых полупроводников? Какие основные технологические операции имеют место при получении кремния полупроводниковой чистоты?

Вариант 25

Определите предел прочности при растяжении, если образец из углеродистой стали, диаметром 10 мм при испытании на растяжении выдержал наибольшую нагрузку, равную 96000 Н?
Пользуясь диаграмму «Железо – цементит», вычерченной в масштабе, определите температуры начала и окончания первичной кристаллизации стали марок 40, 60, У12, а также чугуна с содержанием углерода 3,5% и 4,7%.
Подробно объясните, почему применение термической обработки разрешает уменьшить размеры деталей, позволяет сконструировать более компактные механизмы, даёт экономию металла.
Для нижеприведённых сплавов укажите состав, свойства и назначение: Д1, 10, ЛС59 – 1, 45ХН.
Охарактеризуйте свойства, состав и назначение сплава пермендюр.
Обмоточные провода с эмалевой изоляцией – достоинства, марки и их применение.

Вариант 26

Выберите и обоснуйте методы определения твёрдости для следующих деталей: а) токарного резца чернового точения; б) штамповки из алюминиевого сплава.
Пользуясь диаграммой «Железо – цементит», вычерченной в масштабе, определите температуру начала и окончания вторичной кристаллизации стали с содержанием углерода 0,4%, 0,6%, 1% и укажите их структуры при температуре 20⁰С.
Опишите поверхностную закалку стали токами высокой частоты. Укажите достоинство этого метода и его область применения.
Охарактеризуйте состав, свойства, принцип маркировки и применение сплавов марок: СЧ32, АЛ4, У13А, 25ХГМ.
Назовите свойства и области применения магнитотвёрдых ферритов. Опишите технологию их производства.
Стекло – основные типы, получение, свойства и их применение.

Вариант 27

Определите относительное удлинение, если расчётная длина образца до испытания была 50 мм, а после разрыва стали 56 мм?
Пользуясь диаграммой «Железо – цементит» определите структурные составляющие сталей марок 20, 65, У13 при температуре 20⁰С, 730⁰С, 1130⁰С. Охарактеризуйте встречающиеся при этом структуры.
Какая принципиальная разница между гальваническими покрытиями металлами и диффузионной металлизацией? Укажите достоинство диффузионной металлизации.
Укажите состав, свойства, принцип маркировки и назначение сплавов марок: АСЧ – 1, 5ХНВА, БрКН – 1 – 3, 25.
Охарактеризуйте свойства, состав, и укажите примеры применения сплава кальмаллое.
Какова отличительная черта контрольных и волоконно – оптических кабелей?

Вариант 28

Определите ударную вязкость образца, если на его разрушение была затрачена работа 78 Дж. Сечение образца в месте надреза 8,0*10,0 мм. Решите в СИ.
Начертите диаграмму состояния сплавов, образующих устойчивое химическое соединение. Укажите, какие превращения происходят по всем критическим линиям и структуры во всех областях.
Опишите, как изменяется структура стали при низком, среднем и высоком отпуске. Приведите графическую зависимость твёрдости стали У8 от температуры отпуска.
Охарактеризуйте свойства, состав, принцип маркировки и укажите примеры применения сплавов марок: Х14Н14СВ2М, Л96, Б83, СЧ24 – 44.
Охарактеризуйте состав, свойства и укажите примеры применения сплавов на основе редкоземельных металлов. Опишите технологию их получения.
Как электроизоляционные лаки классифицируются по отношению к нагреву, назначению, химическому составу?

Вариант 29

Определите относительное сужение образца, если его первоначальный диаметр был равен 5 мм, а после разрыва – 3,6 мм.
Какая существует зависимость между структурой сплава и его механическими, физическими и технологическими свойствами. Начертите диаграммы, показывающие зависимость свойств от структуры.
Какая термическая обработка производится для коленчатого вала из стали 45. Укажите свойства, структуру детали после термической обработки.
Приведите состав, свойства, принцип маркировки и примеры применения следующих сплавов: 18Х2Н4МА, 0,8кп, ВЧ100, ЛМцС58 – 2 – 2.
Какие материалы для постоянных магнитов используются в электротехнике? Дайте краткую характеристику их свойств, укажите состав этих материалов.
Какие типы слюд применяются для электрических цепей, и чем они отличаются по свойствам?

Вариант 30

Дайте определения следующим понятиям: эвтектика, способ Бринелля, твёрдость, перлит, заэвтектоидная сталь, диаграмма состояния.
Дайте определения понятиям: сплав, компонент, фаза, система, диаграмма состояния, эвтектоид, эвтектика, линия ликвидуса, линия солидуса.
Укажите, какие из перечисленных марок стали принимают закалку 5, 40, У12. Опишите превращения, происходящие в закаливаемых сталях при нагревании под закалку.
Укажите состав, свойства, принцип маркировки, назначение сплавов следующих марок: ЛАЖМу66 – 6 – 3 – 2, Д16, 40Х9С2, СЧ12 – 28.
Охарактеризуйте свойства, состав, назначение сплава компенсатор.
Почему для очистки кремния используется бестигельная зонная плавка?

СОДЕРЖАНИЕ

Общие методические указания………………………………………...1

Литература………………………………………………………………2

Содержание дисциплины…………………………………………..3 – 7

Введение………………………………………………………………...3

Раздел 1 Основы металловедения…………………………………3 – 6

Тема 1. 1 Физико – химические основы материаловедения, строение и свойства металлов……………………………………………………3

Тема 1. 2 Методы измерения параметров и свойств материалов……3

Тема 1. 3 Понятие о металлических сплавах и их свойствах………..4

Тема 1. 4 Сплавы железа с углеродом…………………………………4

Тема 1. 5 Углеродистые стали………………………………………….4

Тема 1. 6 Чугуны………………………………………………………..5

Тема 1. 7 Основы термической и химико – термической обработки стали……………………………………………………………………..5

Тема 1. 8 Легированные стали…………………………………………5

Тема 1. 9 Сплавы цветных металлов…………………………………..6

Раздел 2 Электротехнические материалы…………………………6 – 7

Тема 2. 1 Магнитные материалы………………………………………6

Тема 2. 2 Проводниковые материалы……………………………….…6

Тема 2. 3 Диэлектрические материалы………………………………..7

Тема 2. 4 Провода и кабели…………………………………………….7

Тема 2. 5 Полупроводниковые материалы…………………………….7

Методические указания по выполнению контрольной работы….8 – 9

Вопросы для контрольной работы……………………………...10 – 24

Blog

Программа предмета «Материаловедение»

Содержание