V Методические указания по выполнению контрольной работы

Учебным планом по дисциплине предусмотрено выполнение одной контрольной работы в соответствии с учебным заданием. Контрольная работа включает ответы на пять вопросов.

Вариант контрольной работы определяется по последней цифре шифра – номера личного дела студента. При окончании номера на «0» выполняется вариант № 10, при последней цифре «1» - вариант №1 и т.д.

Работы, выполненные не по своему варианту, не засчитываются и возвращаются без оценки.

Рекомендуется выполнять контрольную работу постепенно, по мере изучения программного материала.

Контрольная работа выполняется в отдельной тетради. Вопросы контрольной работы следует переписывать полностью. Тексты вопросов и ответов пишутся аккуратно, без произвольного сокращения слов. Ответы должны быть полными по существу и краткими по форме. На каждой странице необходимо оставлять поля шириной 40 мм для пометок и замечаний преподавателя. По окончании ответа на последний вопрос приводится список использованной литературы и оставляется место для записи рецензии.

Схемы и чертежи чертятся графитными карандашами на отдельных страницах работы. В текстовой и графической части следует соблюдать единую терминологию и обозначения в полном соответствии с действующими ГОСТами.

Выполненная контрольная работа направляется для проверки в установленным учебным планом срок. После рецензирования контрольная работа возвращается студенту для внесения соответствующих исправлений и дополнений.

Работа, выполненная не полностью, не засчитывается и возвращается без проверки.

Таблица вариантов контрольной работы

Вопросы контрольной работы

1. Вычертите схемы и опишите типы кристаллических решеток, укажите их параметры. Как влияет тип решетки на свойство металлов?

2. Вычертите схемы точечных дефектов в кристалле и опишите, в чем отличие «идеальных» кристаллов от реальных.

3. Опишите явление анизотропии свойств кристаллов.

4. Опишите метод изучения внутреннего строения металлов с помощью световой микроскопии (металлофафический анализ).

5. Опишите метод изучения внутреннего строения металлов с помощью рентгеновских лучей. В чем преимущество этого метода по сравнению с другими?

6. Опишите механизм процесса кристаллизации. Вычертите модель процесса кристаллизации.

7. Опишите факторы, влияющие на реально протекающий процесс кристаллизации и форму образующих кристаллов.

8. Объясните аллотропические превращения в металлах на примере железа. Постройте кривую охлаждения железа и укажите его кристаллические решетки.

9. Объясните, как влияет число центров кристаллизации и скорость охлаждения на размер зерен. Как можно регулировать структуру металла?

10. Объясните причину образования усадочных раковин в слитках. Как устраняют на практике газовые пузыри и раковины?

11. Опишите сущность метода термического анализа. Постройте кривую охлаждения металла, поясните ее участки.

12. Какие деформации вызывает приложенная к металлу нагрузка? Какие изменения происходят с кристаллической решеткой при возникновении деформации?

13. Как влияют возникающие в металле деформации на его свойства? Постройте зависимость между напряжением и вызванной им деформацией.

14. Опишите основные механические свойства металлов.

15. Какое влияние оказывает способность реального металла к пластическому деформированию на конструктивную прочность и надежность металлических конструкций?

16. Опишите, от каких факторов происходят разрушения. Каким изломом характеризуются вязкое и хрупкое разрушения?

17. Что называется дислокацией? Как влияет увеличение количества дислокаций на механические свойства металла?

18. Опишите испытание металлов на растяжение. Начертите диаграмму растяжения, объясните поведение образца под действием приложенной нагрузки.

19. Что называется наклепом металла? Опишите, как влияет нагрев наклепанного металла на свойства?

20. Опишите метод испытания твердости металлов по Бринеллю. В чем преимущества и недостатки этого метода? Как обозначается по ГОСТу твердость по Бринеллю?

21. Опишите и обоснуйте способ определения твердости для чугуна и алюминия.

22. Опишите и обоснуйте способ определения твердости для азотированной детали.

23. Опишите и обоснуйте способ определения твердости для закаленной стали.

24. Какие свойства металла называются технологическими и какое они имеют практическое значение?

25. Опишите, какими испытаниями определяется долговечность материала?

26. Определите ударную вязкость стального образца сечением 10 х 8 мм, если работа разрушения образца равна 3,7 кДж. Приведите схему установки для испытания на ударную вязкость.

27. Дайте определение твердости, упругости, прочности, пластичности металлов. Какая существует зависимость между этими свойствами и какими методами они определяются?

28. Опишите метод исследования микроструктуры металлов. Какое оборудование применяется при микроанализе?

29. Опишите рентгеновский метод определения дефектов в металле. Укажите его преимущество и недостатки, область применения.

30. Опишите ультразвуковой метод определения дефектов в металле. Укажите его область применения, преимущества и недостатки.

31. Опишите основные операции подготовки исходных материалов к доменной плавке. С какой целью производятся эти операции?

32. Опишите основные стадии технологического процесса получения чугуна в доменных печах.

33. Начертите схему современной доменной печи, опишите ее устройство и температурные зоны

34. Опишите пути интенсификации доменного процесса.

35. Опишите продукты доменного производства. Как используются продукты доменного производства?

36. Опишите отличия стали от чугуна по химическому составу и свойствам. В чем сущность передела чугуна на сталь?

37. Опишите современный кислородно-конвертерный способ получения стали. Преимущества и недостатки этого процесса. Нарисуйте схему кислородного конвертера.

38. Опишите технологию получения стали в мартеновской печи. Преимущества и недостатки этого способа.

39. Опишите сущность получения стали в электрических печах. Нарисуйте схему дуговой электропечи. Преимущества и недостатки этого способа.

40. Изложите, в каких случаях для получения стали используют индукционные печи. Опишите их устройство и как они работают. Начертите схему индукционной печи.

41. Дайте сравнительную характеристику применяемым способам получения стали, а также качественную характеристику сталям, полученным конвертерным, мартеновским способами и электроплавкой.

42. Опишите технологию раскисления стали. Укажите, какие имеются раскислители и какое влияние оказывает раскисление на свойства сталей.

43. Опишите современные способы разливки стали. Дайте их сравнительную характеристику.

44. Начертите схему установки для непрерывной разливки стали. Укажите ее преимущества и недостатки.

45. Опишите технологию вакуумного переплава. Укажите ее преимущества и недостатки.

46. Какое строение имеет стальной слиток и как влияют условия кристаллизации на форму образующих кристаллов и их свойства?

47. Опишите технологию получения меди из руд.

48. Опишите способы рафинирования черновой меди. Укажите преимущества и недостатки этих способов.

49. Опишите технологию получения глинозема из руд щелочным способом.

50. Опишите сущность процесса электролиза глинозема. Вычертите схему электролизера.

51. Опишите технологические, механические, физико-химические свойства меди. Укажите марки меди по ГОСТу и область их применения.

52. Опишите технологические, механические, физико-химические свойства алюминия. Укажите марки алюминия по ГОСТу и область их применения.

53. Опишите строение сплавов: механическая смесь, химическое соединение и твердые растворы. Нарисуйте схемы структур.

54. Опишите диаграмму состояния, объясните понятая: «фаза», «система», «компонент». Укажите, в каких координатах строятся диаграммы состояния.

55. Опишите принцип построения диаграмм состояния двухкомпонентных систем. Постройте диаграмму состояния системы «свинец-сурьма», укажите фазы в областях диаграммы. Опишите процесс образования эвтектики.

56. Начертите диаграмму состояния сплавов с неограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии. Нарисуйте кривую охлаждения, опишите кристаллизацию сплава и его конечную структуру.

57. Начертите диаграмму состояния для сплавов с ограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии, укажите фазы в областях диаграммы состояния, начертите кривую охлаждения для заэвтектического сплава, опишите кристаллизацию и его конечную структуру.

58. Начертите в упрошенном виде диаграмму состояния «железо-цементит». Дайте подробную характеристику фаз, характерных точек диаграммы, обозначьте линии ликвидус и солидус. Укажите линии диаграмм, где происходит первичная и вторичная кристаллизация.

59. Начертите диаграмму состояния «железо-цементит». Опишите кристаллизацию сплава с содержанием углерода 0,5 %, структуру и свойства этого сплава. Постройте кривую охлаждения сплава.

60. Начертите диаграмму состояния «железо-цементит». Опишите структуру сплава, содержащего 1 % углерода при температуре +20, 800 и 1100 °С. Постройте кривую охлаждения сплава.

61. Начертите диаграмму состояния «железо-цементит». Опишите кристаллизацию сплава с содержанием углерода 0,8 %. Постройте кривую охлаждения сплава. Опишите структуру свойства сплава и область применения.

62. Начертите диаграмму состояния «железо-цементит». Опишите структуру и свойства сплава с содержанием углерода 3 %. Постройте кривую охлаждения сплава.

63. Начертите диаграмму состояния «железо-цементит». Опишите кристаллизацию, структуру и свойства сплава с содержанием углерода 4,3 %. Постройте кривую охлаждения сплава.

64. Начертите диаграмму состояния «железо-цементит». Опишите кристаллизацию, структуру и свойства сплава с содержанием углерода 5 %. Постройте кривую охлаждения сплава.

65. Опишите, как влияют постоянные примеси на свойства стали. Укажите процентное содержание примесей по ГОСТу.

66. Опишите влияние серы и фосфора на свойства чугуна. Как классифицируются чугуны по форме графитовых включений. Укажите применение чугунов.

67. Опишите основные виды термической обработки стали. Начертите стальной участок диаграммы состояния «железо-цементит». Обозначьте критические точки при нагреве.

68. Опишите превращение перлита в аустенит при медленном нагревании выше критической точки А1. Почему не рекомендуется перегрев металла?

69. Опишите технологию нормализации стали. Объясните структуру и свойства нормализованной стали.

70. Опишите процесс образования мартенсита и его особенности.

71. Опишите основные цели и технологию полного отжига. Какая структура образуется у стали после полного отжига?

72. Опишите цель и технологию закалки стали. Вычертите стальной участок диаграммы состояния «железо-цементит» и определите температуру закалки для стали 45 и У12.

73. Опишите способы закалки стали. В зависимости от каких факторов выбирают способ закалки?

74. Опишите цели и технологию отпуска стали. Какому виду отпуска подвергается инструмент, изготовленный из стали марки УЮ?

75. Опишите технологию поверхностной закалки токами высокой частоты. Укажите область применения этого способа, его преимущества и недостатки.

76. Опишите назначение и технологию газовой цементации и последующую термическую обработку; ее преимущества перед цементацией в твердом карбюризаторе.

77. Опишите назначение и технологию азотирования стали. Укажите ее преимущества, недостатки и область применения.

78. Опишите назначение и технологию нитроцементации. Укажите ее преимущества и недостатки.

79. Опишите влияние легирующих элементов на феррит, положение критических точек — на превращения при термической обработке.

80. Опишите, по каким признакам производится классификация легированных сталей.

81. Опишите, какими основными свойствами должны обладать конструкционные стали и какие факторы влияют на получение этих свойств.

82. Сравните технологические и механические свойства углеродистых и легированных сталей, укажите возможные области их применения.

83. Опишите, каким образом можно снизить порог хладноломкости у конструкционных сталей.

84. Объясните, как влияет способ раскисления стали на свариваемость стали и как можно повысить прочность строительной стали?

85. Опишите технологию упрочнения строительных сталей за счет регулирования теплового и механического режимов путем «контролируемой прокатки».

86. Укажите преимущества перспективного применения низколегированных строительных сталей вместо углеродистых.

87. Опишите жаропрочные и окалиностойкие стали и сплавы. Укажите область применения, марки, способы термической обработки.

88. Опишите хромоникелевые нержавеющие стали. Укажите их область применения, марки.

89. Опишите криогенные стали и сплавы. Укажите их область применения, марки.

90. Опишите процесс электрохимической коррозии в сплавах. Объясните, почему чистые металлы и однофазные сплавы лучше сопротивляются, чем двухфазные?

91. Опишите виды разрушений металлов и сплавов от коррозии.

92. Опишите технологию нанесения металлических покрытий для защиты от коррозии.

93. Опишите химические методы защиты от коррозии и область их применения.

94. Опишите основные методы защиты металлов от коррозии и область их применения.

95. Опишите деформируемые алюминиевые сплавы, упрочняемые термической обработкой. Укажите их область применения, марки.

96. Опишите алюминиевые сплавы, применяемые для сварочных конструкций. Укажите их марки, состав и область применения.

97. Опишите алюминиевые сплавы для поковок и штамповок. Укажите их состав, марки и область применения.

98. Проведите сравнение между сплавами марок Д16 и В96. Укажите основные свойства этих сплавов, состав, их термическую обработку и область применения.

99. Опишите технологию термической обработки алюминиевых сплавов. Укажите, чем отличается термообработка литейных алюминиевых сплавов от деформированных.

100. Опишите свойства, маркировку и область применения алюминиевых сплавов.

101. Опишите основные свойства меди, ее марки по ГОСТу и область их применения. Объясните, почему медь, содержащая кислород, подвержена при нагреве «водородной болезни»?

102. Опишите медноцинковые сплавы. Укажите их состав, свойства, марки и область применения. Объясните, почему практическое применение имеют сплавы с содержанием цинка до 45%?

103. Опишите специальные латуни. Укажите их свойства, марки и область применения. Объясните, как влияют легирующие элементы на свойства латуней.

104. Опишите свойства, состав, марки и область применения оловянных бронз. Укажите, с какой целью и какие легирующие элементы вводятся в промышленные бронзы.

105. Проведите сравнение между оловянными, алюминиевыми и кремнистыми бронзами. Укажите состав, марки и область применения безоловянных бронз.

106. Опишите бериллиевые бронзы. Укажите состав, марки и область применения и их термическую обработку.

107. Опишите свойства, применение и марки спеченных железных порошков.

108. Опишите требования, предъявляемые к подшипниковым сплавам. Укажите химический состав, свойства и область применения баббита БН, Б83.

109. Проведите сравнение титановых сплавов с алюминиевыми. Укажите преимущества титановых сплавов, состав, марки и область применения.

110. Опишите свойства антифрикционного чугуна. Укажите марки, состав, область применения, эксплуатационные свойства чугуна.

111. Опишите типовую технологическую схему получения изделия методами порошковой металлургии и основные этапы производства изделий из порошков.

112. Перечислите общие требования к спеченным материалам для мало-, средне- и высоконагруженных конструкций.

113. Опишите технологию изготовления детали сложной конфигурации типа «шестерни на трубчатой оси» из спеченных сталей. Приведите марки, характеристики прочности и термическую обработку спеченных материалов на основе железного порошка.

114. Опишите специфические свойства неметаллических конструкционных материалов и технико-экономическую целесообразность применения неметаллических материалов.

115. Опишите состав и свойства высоконаполненных конструкционных пластических масс (гетинакс, стеклотекстолит, текстолит) и область их применения.

116. Опишите кратко методы переработки пластмасс в вязкотекучем состоянии. Начертите схему одночервячного экструдера и дайте его описание.

117. Опишите технологию получения изделий из пластмасс методом простого формования. Начертите схему формования механической вытяжки.

118. Дайте краткое описание методов производства деталей из пластмасс в твердом состоянии.

119. Опишите технологию получения неразъемных соединений из пластмасс сваркой и склеиванием. Нарисуйте схему сварки нагретым газом с применением присадочного прутка.

120. Перечислите конструкторско-технологические требования к изделиям из пластических масс.

121. Опишите технологию ручной формовки в двух опоках по разъемной модели. Начертите схему формовки в двух опоках.

122. Опишите технологию машинной формовки в двух опоках и начертите схему машинной формовки.

123 Опишите технологию производства отливок из стали.

124. Начертите схему технологического процесса изготовления оболочковой формы и дайте описание процесса.

125. Опишите технологию получения бесшовных труб. Начертите три стадии прокатки на сортовом стане.

126. Опишите основные операции свободной ковки.

127. Дайте оценку режущему инструменту и опишите виды его износа.

128. Опишите технологические возможности расточных станков.

129. Опишите методы точения и применяемый при этом инструмент.

130. Дайте сравнительную характеристику алюминиевым и титановым сплавам, укажите их область применения.

131. Укажите название, химический состав и область применения следующих сплавов: Т14В8; 30ХГС-Ш; СтЗкп; У12А; БрОЦС5-5-5.

132. Укажите название, химический состав и область применения следующих сплавов: Р6М5К5; 20ХГР; 20; ЛМц58-2; АК-5.

133. Укажите название, химический состав и область применения следующих сплавов: А12; ВЧ70-2; ВТ5; 12Х18Н9Т; 30ХГСА; 30.

134. Укажите название, химический состав и область применения следующих сплавов: СЧ15; 60С2А; ВК2; У9; 40; Х6С.

135. Укажите название, химический состав и область применения следующих сплавов: 15Х25Т; 12Х13АГ9; Л96; БрАЖН10-4-4; 20; 18ХГТ.

136. Укажите название, химический состав и область применения следующих сплавов: БрБ2; ЛАЖМц66-8-3-2; Д1; 12X13; 12МХ; ВСтЗсп.

137. Укажите название, химический состав и область применения следующих сплавов: Cтпс; У10; 37ХН3А; К430-6; БрКЦ4-4-10.

138. Укажите название, химический состав и область применения следующих сплавов: 10ХСНД; 40ХНМА; У8; Д1; AЛ2; 10Х14Г14Н4Т.

139. Укажите название, химический состав и область применения следующих сплавов: БН; БрАМц9-2; 03Х12АГ19; СтЗсп; 45; Р12.

140. Выберите и обоснуйте марки сплавов для:

а) тяжело нагруженной конструкции;

б) водяной и паровой арматуры

в) коленчатого вала;

г) подшипника скольжения судового двигателя 141.

141. Выберите и обоснуйте марки сплавов для:

а) вала стана холодной прокатки;

б) метчика;

в) лопатки газовой турбины;

г) корпуса редуктора.

142. Выберите и обоснуйте марки сплавов для:

а) строительной конструкции, работающей в условиях Крайнего Севера;

б) строительной колонны;

в) емкости, транспортирующей сжиженные газы;

г) пружины или рессоры.

143. Опишите основные критерии конструктивной прочности, т.е. комплекса свойств, обеспечивающих длительную и надежную работу материала в условиях эксплуатации.

144. Опишите композиционные материалы, их классификацию, строение, свойства и область применения.

145. Опишите технологию термической обработки шестерни, изготовленной из стали 20, работающей в условиях поверхностного износа и испытывающей при этом динамические нагрузки.

146. Выберите и обоснуйте марки сплавов для:

а) тонкостенной отливки сложной формы;

б) зубила;

в) режущего инструмента, работающего при больших скоростях резания;

г) ударного инструмента, работающего при взрывоопасных работах.

147. Обоснуйте выбор вида режима термической обработки для шатуна, изготовленного из стали 45Х, с целью получения свойств, необходимых для конструкционной стали.

148. Объясните принцип маркировки легированных сталей. Расшифруйте химический состав сталей: 12Х18Н10Т; 5ХНВ; ХГ; 20ХГР; 37ХН3А.

149. Проведите оценку жаропрочных свойств сплавов. Как влияют состав и структура сплава на его жаропрочность?

II. Литература.

Основная:

1. Арзамасов В.Б., Черепахин А.А. Материаловедение, М., Экзамен, 2009

Дополнительная:

1. Кузьмин Б.А. Технология металлов и конструкционные материалы. М., Высшая школа.1989.

2. Лахтин Ю.М. Металловедение и термическая обработка металлов. М., Металлургия. 1994 (4-е издание)

3. Лахтин Ю.М. Основы металловедения, М., Металлургия, 1988.

4. Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение, М., Машиностроение, 1990.

5. Никифоров В.М. Технология металлов и конструкционные материалы, М., Машиностроение, 1987.

6. Гуляев А.П. Металловедение, М., Металлургия, 1986.

7. ГОСТ 380 – 94 Сталь углеродистая обыкновенного качества. Марки.