Задание № 2

Вариант 1

1. Объясните сущность принятого метода обозначения кристаллографических направлений.

2. Опишите влияние степени переохлаждения на кристаллизационные параметры (число центров и линейную скорость роста).

3. Опишите процесс скольжения в металлических монокристаллах. Объясните роль дислокаций в этом процессе.

4. Опишите, в чем заключается испытание на ударный изгиб. Дайте определение ударной вязкости.

5. Детали, изготовленные из прутков меди диаметром 20 мм, должны иметь предел прочности не ниже 300 МПа. Между тем на заводе имеются прутки меди большего диаметра с пределом прочности 200-250 МПа. Укажите, как можно повысить предел прочности меди. Дайте пояснения.

6. Во всех областях на диаграмме (Рис.1) расставьте фазы, укажите физическую природу фаз, значение линий диаграммы. Опишите фазовые превращения, происходящие в сплаве Х, и определите химический состав фаз в однофазной (т.1), двухфазной (т.3) и трехфазной (т.4) областях сплава и количество каждой фазы в процентах в однофазной (т.2) и двухфазной (т.5) областях.

Вариант 2

1. Покажите кристаллографические направления [011], [001] и [111] в кубической решетке.

2. Опишите влияние степени переохлаждения на число центров кристаллизации и величину зерна металлов.

3. Объясните, как и почему изменяются механические свойства при холодной пластической деформации металлов.

4. Дайте определение порога хладноломкости и опишите методику определения этой характеристики свойств металлов.

5. Объясните назначение и выбор режима рекристаллизационного отжига. Рассмотрите на примере алюминия.

6. Во всех областях на диаграмме (Рис.2) расставьте фазы, укажите физическую природу фаз, значение линий диаграммы. Опишите фазовые превращения, происходящие в сплаве Х, и определите химический состав фаз в однофазной (т.1), двухфазной (т.4) и трехфазной (т.3) областях сплава и количество каждой фазы в процентах в однофазной (т.2) и двухфазной (т.5) областях.

Вариант 3

1. Объясните сущность принятого метода обозначения кристаллографических плоскостей.

2. Опишите строение металлического слитка, зоны слитка и условия для их возникновения и развития.

3. Опишите физическую природу пластической деформации с точки зрения дислокационной теории.

4. Объясните, в чем заключается испытание металлов на твердость и что показывает данная характеристика.

5. Укажите, к какому виду деформации (холодной или горячей) следует отнести прокатку свинца при комнатной температуре. Приведите теоретическое обоснование ответа.

6. Во всех областях на диаграмме (Рис.3) расставьте фазы, укажите физическую природу фаз, значение линий диаграммы. Опишите фазовые превращения, происходящие в сплаве Х, и определите химический состав фаз в однофазной (т.1), двухфазной (т.4) и трехфазной (т.2) областях сплава и количество каждой фазы в процентах в однофазной (т.3) и двухфазной (т.5) областях.

Вариант 4

1. Покажите на схеме положение кристаллографических плоскостей (100) и (111) относительно координатных осей в кубической решетке.

2. Объясните влияние условий кристаллизации на получение глобулярной и столбчатой формы кристаллов.

3. Опишите плоскости и направления скольжения в металлах с решетками ОЦК и ГЦК. Объясните роль числа элементов скольжения на процесс пластической деформации.

4. Укажите стандартные характеристики механических свойств, которыми оценивается прочность металлов и сплавов, и как эти характеристики определяются.

5. Укажите, к какому виду деформации (холодной или горячей) следует отнести прокатку железа при температуре 300 ⁰С. Приведите теоретическое обоснование ответа.

6. Во всех областях на диаграмме (Рис.4) расставьте фазы, укажите физическую природу фаз, значение линий диаграммы. Опишите фазовые превращения, происходящие в сплаве Х, и определите химический состав фаз в однофазной (т.1), двухфазной (т.4) и трехфазной (т.3) областях сплава и количество каждой фазы в процентах в однофазной (т.2) и двухфазной (т.5) областях.

Вариант 5

1. Опишите атомно-кристаллическое строение металлов и основные типы кристаллических решеток, которые имеют металлы.

2. Объясните, каковы термодинамические условия перехода жидкого состояния в кристаллическое, что такое энергетические флуктуации и какова их роль в зарождении новой фазы.

3. Опишите сущность явления наклепа.

4. Опишите хрупкое и вязкое разрушение металлов и объясните схему академика Иоффе.

5. Объясните, можно ли отличить по микроструктуре металл, деформированный в холодном состоянии, от металла, деформированного в горячем состоянии. Укажите, в чем заключается различие в микроструктуре и чем объясняется различие в механических свойствах.

6. Во всех областях на диаграмме (Рис.5) расставьте фазы, укажите физическую природу фаз, значение линий диаграммы. Опишите фазовые превращения, происходящие в сплаве Х, и определите химический состав фаз в однофазной (т.1), двухфазной (т.2) и трехфазной (т.3) областях сплава и количество каждой фазы в процентах в однофазной (т.4) и двухфазной (т.5) областях.

Вариант 6

1. Объясните, что понимается под плотностью упаковки, координационным числом и коэффициентом заполнения кристаллической решетки.

2. Опишите самопроизвольное образование зародышевых центров при кристаллизации металлов.

3. Объясните, в чем различие между упругой и пластической деформацией, а также между хрупким и вязким разрушением.

4. Объясните, что такое временное сопротивление разрыву и как определяется эта характеристика механических свойств металлов.

5. Детали из низкоуглеродистой стали, изготовленные штамповкой в холодном состоянии, имели после штамповки неодинаковую твердость; в различных участках она колебалась от 100 НВ до 200 НВ. Объясните, почему деталь получила неодинаковую твердость.

6. Во всех областях на диаграмме (Рис.6) расставьте фазы, укажите физическую природу фаз, значение линий диаграммы. Опишите фазовые превращения, происходящие в сплаве Х, и определите химический состав фаз в однофазной (т.1), двухфазной (т.4) и трехфазной (т.3) областях сплава и количество каждой фазы в процентах в однофазной (т.2) и двухфазной (т.5) областях.

Вариант 7

1. Охарактеризуйте особенности металлического типа связи и основные свойства металлов.

2. Опишите условия получения мелкозернистой структуры металла при самопроизвольно развивающейся кристаллизации.

3. Укажите плоскости и направления скольжения в металлах с решетками ОЦК и ГЦК. Объясните роль числа элементов скольжения на процесс пластической деформации.

4. Кратко опишите способ измерения твердости по Бринеллю.

5. Объясните, можно ли создать упрочнение свинца, если его подвергнуть деформации при комнатной температуре.

6. Во всех областях на диаграмме (Рис.7) расставьте фазы, укажите физическую природу фаз, значение линий диаграммы. Опишите фазовые превращения, происходящие в сплаве Х, и определите химический состав фаз в однофазной (т.1), двухфазной (т.4) и трехфазной (т.3) областях сплава и количество каждой фазы в процентах в однофазной (т.2) и двухфазной (т.5) областях.

Вариант 8

1. Покажите на схеме важнейшие кристаллографические плоскости и их индексы для кубической решетки.

2. Объясните, как влияет степень чистоты металла и наличие примесей в сплаве на протекание процесса кристаллизации.

3. Объясните, как влияет температура нагрева на механические свойства холоднодеформированного металла. Покажите схематически изменение механических свойств в зависимости от температуры в виде кривых и объясните наблюдающуюся закономерность.

4. Кратко опишите способ измерения твердости по Виккерсу.

5. Стальная проволока для тросов производится методом холодной вытяжки. Объясните, чем объясняется высокая прочность тросов.

6. Во всех областях на диаграмме (Рис.8) расставьте фазы, укажите физическую природу фаз, значение линий диаграммы. Опишите фазовые превращения, происходящие в сплаве Х, и определите химический состав фаз в однофазной (т.1), двухфазной (т.4) и трехфазной (т.3) областях сплава и количество каждой фазы в процентах в однофазной (т.2) и двухфазной (т.5) областях.

Вариант 9

1. Покажите на схеме положение кристаллографических плоскостей (101) и (001) относительно координатных осей для кубической решетки и опишите сущность принятого метода обозначения плоскостей.

2. Объясните, от каких основных факторов зависит величина зерна закристаллизовавшегося металла.

3. Объясните физическую сущность явления наклепа. Увяжите явление наклепа с дислокационной теорией.

4. Кратко опишите способ измерения твердости по Роквеллу.

5. Объясните, каким способом можно восстановить пластичность холоднокатаной медной ленты. Назначьте режим термической обработки и опишите сущность происходящих процессов.

6. Во всех областях на диаграмме (Рис.9) расставьте фазы, укажите физическую природу фаз, значение линий диаграммы. Опишите фазовые превращения, происходящие в сплаве Х, и определите химический состав фаз в однофазной (т.1), двухфазной (т.4) и трехфазной (т.3) областях сплава и количество каждой фазы в процентах в однофазной (т.2) и двухфазной (т.5) областях.

Вариант 10

1. Опишите точечные дефекты кристаллического строения металла.

2. Объясните, как влияет модифицирование на строение и свойства литого металла. Объясните причину воздействия.

3. Опишите, как изменяется плотность дислокаций при пластической деформации металлов и влияние дислокаций на механические свойства металлов.

4. Опишите основные характеристики механических свойств, которые определяют при испытании на растяжение.

5. Объясните, каким видом пластической деформации (холодной или горячей) является деформирование железа при температуре 200 ⁰С и как при этом изменяются структура и свойства железа.

6. Во всех областях на диаграмме (Рис.10) расставьте фазы, укажите физическую природу фаз, значение линий диаграммы. Опишите фазовые превращения, происходящие в сплаве Х, и определите химический состав фаз в однофазной (т.1), двухфазной (т.4) и трехфазной (т.2) областях сплава и количество каждой фазы в процентах в однофазной (т.3) и двухфазной (т.5) областях.

Вариант 11

1. Нарисуйте схемы кристаллических кубических решеток: объемноцентрированной и гранецентрированной. Покажите кристаллографические плоскости и их индексы с наиболее плотным расположением атомов.

2. Опишите дендритный способ кристаллизации металлов.

3. Объясните, какие процессы происходят при горячей пластической деформации и как при этом изменяются строение и свойства металла.

4. Кратко опишите метод определения твердости по Виккерсу.

5. Из листа свинца путем прокатки при комнатной температуре была получена тонкая фольга. Твердость и прочность этой фольги оказались такими же, как у исходного листа. Объясните, какие процессы происходили при пластической деформации свинца и какими изменениями структуры и свойств они сопровождались.

6. Во всех областях на диаграмме (Рис.1) расставьте фазы, укажите физическую природу фаз, значение линий диаграммы. Опишите фазовые превращения, происходящие в сплаве У, и определите химический состав фаз в однофазной (т.1), двухфазной (т.3) и трехфазной (т.4) областях сплава и количество каждой фазы в процентах в однофазной (т.2) и двухфазной (т.5) областях.

Вариант 12

1. Охарактеризуйте линейные дефекты кристаллического строения металлов.

2. Опишите процесс гетерогенного (несамопроизвольного) образования зародышей при кристаллизации, укажите его роль при формировании структуры слитков.

3. Опишите процессы, протекающие при первичной рекристаллизации

4. Дайте определение твердости. Кратко опишите принцип измерения твердости металлов и сплавов.

5. Волочение медной проволоки производят в несколько переходов. В некоторых случаях проволока на последних переходах разрывается. Объясните причину разрыва и укажите вид и температуру термической обработки, с помощью которой можно предупредить это явление.

6. Во всех областях на диаграмме (Рис.2) расставьте фазы, укажите физическую природу фаз, значение линий диаграммы. Опишите фазовые превращения, происходящие в сплаве У, и определите химический состав фаз в однофазной (т.1), двухфазной (т.4) и трехфазной (т.3) областях сплава и количество каждой фазы в процентах в однофазной (т.2) и двухфазной (т.5) областях.

Вариант 13

1. Объясните, что называется зерном металла. Опишите блочную структуру кристаллических металлов.

2. Объясните, на чем основан принцип модифицирования металлов и сплавов.

3. Объясните, как следует оценивать влияние дефектов кристаллического строение типа дислокаций на механические свойства металлов.

4. Опишите методику определения ударной вязкости.

5. Прокаткой олова при комнатной температуре была получена фольга. Твердость олова при прокатке оставалась неизменной. Объясните, какими процессами сопровождается деформирование олова при комнатной температуре и как при этом изменяются его свойства.

6. Во всех областях на диаграмме (Рис.3) расставьте фазы, укажите физическую природу фаз, значение линий диаграммы. Опишите фазовые превращения, происходящие в сплаве У, и определите химический состав фаз в однофазной (т.1), двухфазной (т.4) и трехфазной (т.2) областях сплава и количество каждой фазы в процентах в однофазной (т.3) и двухфазной (т.5) областях.

Вариант 14

1. Опишите явление полиморфизма.

2. Объясните, что такое дендрит.

3. Объясните, как и почему изменяется плотность дислокаций при пластической деформации, а также влияние дислокаций на механические свойства металлов.

4. Объясните, что такое порог хладноломкости и как его определяют.

5. Три образца алюминия были продеформированы при 20, 50 и 100 ⁰С. Объясните, в каком случае была холодная деформация, а в каком горячая.

6. Во всех областях на диаграмме (Рис.4) расставьте фазы, укажите физическую природу фаз, значение линий диаграммы. Опишите фазовые превращения, происходящие в сплаве У, и определите химический состав фаз в однофазной (т.1), двухфазной (т.4) и трехфазной (т.3) областях сплава и количество каждой фазы в процентах в однофазной (т.2) и двухфазной (т.5) областях.

Вариант 15

1. Кратко опишите, в чем заключается сущность макроструктурного метода исследования металлов.

2. Дайте определение критического размера зародыша при кристаллизации металлов; укажите факторы, влияющие на эту величину.

3. Объясните, что такое холодная пластическая деформация и как при такой деформации изменяются структура и свойства металла.

4. Опишите, в чем заключается испытание на ударный изгиб. Дайте определение ударной вязкости.

5. Три образца меди были подвергнуты деформации при комнатной температуре, 100 и 300 ⁰С. Укажите, в каком случае была холодная деформация, а в каком горячая.

6. Во всех областях на диаграмме (Рис.5) расставьте фазы, укажите физическую природу фаз, значение линий диаграммы. Опишите фазовые превращения, происходящие в сплаве У, и определите химический состав фаз в однофазной (т.1), двухфазной (т.2) и трехфазной (т.3) областях сплава и количество каждой фазы в процентах в однофазной (т.4) и двухфазной (т.5) областях.

Вариант 16

1. Кратко опишите, в чем заключается сущность микроскопического метода исследования.

2. Объясните, как получить при кристаллизации металлов и сплавов мелкозернистое строение.

3. Объясните, какая температура разделяет районы холодной и горячей деформации.

4. Кратко опишите способ измерения твердости по Бринеллю.

5. Объясните, каким видом пластической деформации (холодной или горячей) является деформирование железа при температуре 500 ⁰С, и как при этом изменяются структура и свойства железа.

6. Во всех областях на диаграмме (Рис.6) расставьте фазы, укажите физическую природу фаз, значение линий диаграммы. Опишите фазовые превращения, происходящие в сплаве У, и определите химический состав фаз в однофазной (т.1), двухфазной (т.3) и трехфазной (т.4) областях сплава и количество каждой фазы в процентах в однофазной (т.2) и двухфазной (т.5) областях.

Вариант 17

1. Объясните, какими свойствами обладают металлы и какими особенностями типа связи эти свойства обусловлены.

2. Объясните, как и почему скорость охлаждения при кристаллизации слитка влияет на его строение.

3. Объясните, как изменяются свойства деформированного металла при нагреве и какие процессы происходят при этом.

4. Объясните, что такое временное сопротивление разрыву (s_в) и как определяется эта характеристика механических свойств металлов.

5. Детали из меди, штампованные в холодном состоянии, имели пониженную пластичностью. Укажите, можно ли повысить относительное удлинение такой меди, назначьте режим термической обработки и объясните, как изменяются при этом механические свойства.

6. Во всех областях на диаграмме (Рис.7) расставьте фазы, укажите физическую природу фаз, значение линий диаграммы. Опишите фазовые превращения, происходящие в сплаве У, и определите химический состав фаз в однофазной (т.1), двухфазной (т.4) и трехфазной (т.3) областях сплава и количество каждой фазы в процентах в однофазной (т.2) и двухфазной (т.5) областях.

Вариант 18

1. Перечислите наиболее распространенные металлы, которые имеют объемноцентрированную кубическую решетку. Начертите элементарную ячейку, укажите ее параметры.

2. Объясните, от каких основных факторов зависит величина зерна закристаллизовавшегося металла и почему.

3. Опишите, какие процессы протекают при нагреве деформированного металла выше температурного порога рекристаллизации и как изменяются при этом структура и свойства.

4. Опишите, какими стандартными характеристиками механических свойств оценивается пластичность металлов и сплавов, и как они определяются.

5. Два образца были продеформированы в холодном состоянии со степенью деформации 40%. Затем один образец был нагрет до температуры чуть ниже температурного порога рекристаллизации, а другой - чуть выше. Укажите различия механических свойств этих образцов. Приведите обоснование.

6. Во всех областях на диаграмме (Рис.8) расставьте фазы, укажите физическую природу фаз, значение линий диаграммы. Опишите фазовые превращения, происходящие в сплаве У, и определите химический состав фаз в однофазной (т.1), двухфазной (т.4) и трехфазной (т.3) областях сплава и количество каждой фазы в процентах в однофазной (т.2) и двухфазной (т.5) областях.

Вариант 19

1. Перечислите наиболее распространенные металлы, которые имеют гранецентрированную кубическую решетку. Начертите элементарную ячейку, укажите ее параметры.

2. Охарактеризуйте параметры кристаллизации и их влияние на величину зерна кристаллизующегося металла.

3. Обьясните, с чем связано упрочнение металла при холодной пластической деформации.

4. Нарисуйте кривую растяжения. Укажите характеристики, определяемые при испытании на растяжение и поясните что они обозначают. Приведите их единицы измерения.

5. Прутки олова были деформированы при температуре 20 ⁰С. Объясните, почему эти прутки не упрочнились при деформировании, и опишите процессы, протекающие при этом.

6. Во всех областях на диаграмме (Рис.9) расставьте фазы, укажите физическую природу фаз, значение линий диаграммы. Опишите фазовые превращения, происходящие в сплаве У, и определите химический состав фаз в однофазной (т.1), двухфазной (т.4) и трехфазной (т.3) областях сплава и количество каждой фазы в процентах в однофазной (т.2) и двухфазной (т.5) областях.

Вариант 20

1. Перечислите наиболее распространенные металлы, которые имеют гексагональный тип решетки. Начертите элементарную ячейку, укажите ее параметры.

2. Объясните влияние условий кристаллизации на получение глобулярной и столбчатой формы кристаллов.

3. Объясните причину несоответствия величины теоретического и реального сопротивления сдвигу при холодном деформирования металлов.

4. Кратко опишите способ измерения твердости по Роквеллу.

5. Объясните, почему пластическую деформацию свинца при комнатной температуре считают горячей.

6. Во всех областях на диаграмме (Рис.10) расставьте фазы, укажите физическую природу фаз, значение линий диаграммы. Опишите фазовые превращения, происходящие в сплаве У, и определите химический состав фаз в однофазной (т.1), двухфазной (т.4) и трехфазной (т.3) областях сплава и количество каждой фазы в процентах в однофазной (т.2) и двухфазной (т.5) областях.

Вариант 21

1. Опишите явление полиморфизма в приложении к олову.

2. Опишите строение металлического слитка, зоны слитка и условия для их возникновения и развития.

3. Опишите хрупкое и вязкое разрушение металлов и объясните схему академика Иоффе.

4. Объясните, какие виды испытаний металлов относят к статическим и в чем их отличие от динамических.

5. Полосы свинца были прокатаны при комнатной температуре с различной степенью обжатия: 10, 20, 40, 60%. После прокатки твердость всех листов оказалась практически неизменной. Объясните, почему не наблюдается упрочнение свинца при деформации в этих условиях. Объясните, какими процессами сопровождается деформирование свинца при комнатной температуре.

6. Во всех областях на диаграмме (Рис.1) расставьте фазы, укажите физическую природу фаз, значение линий диаграммы. Опишите фазовые превращения, происходящие в сплаве Z, и определите химический состав фаз в однофазной (т.1), двухфазной (т.2) и трехфазной (т.3) областях сплава и количество каждой фазы в процентах в однофазной (т.4) и двухфазной (т.5) областях.

Вариант 22

1. Объясните, что такое дислокация и как влияют дислокации на механические свойства металлов.

2. Объясните, что такое дендрит и как и почему образуются дендриты при кристаллизации реального слитка.

3. Объясните, как изменяются структура и свойства металла при холодной пластической деформации.

4. Опишите, в чем заключается испытание на твердость и что показывает данная характеристика,

5. Объясните, почему пластическая деформация вольфрама при температуре 1000 ⁰С является холодной.

6. Во всех областях на диаграмме (Рис.2) расставьте фазы, укажите физическую природу фаз, значение линий диаграммы. Опишите фазовые превращения, происходящие в сплаве Z, и определите химический состав фаз в однофазной (т.1), двухфазной (т.4) и трехфазной (т.3) областях сплава и количество каждой фазы в процентах в однофазной (т.2) и двухфазной (т.5) областях.

Вариант 23

1. Кратко опишите виды несовершенств кристаллического строения реальных металлов.

2. Объясните, как влияют модификаторы на процесс кристаллизации.

3. Объясните, что такое горячая пластическая деформация и какие процессы происходят при этом.

4. Объясните, что такое предел выносливости и каким способом он определяется.

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

6. Во всех областях на диаграмме (Рис.3) расставьте фазы, укажите физическую природу фаз, значение линий диаграммы. Опишите фазовые превращения, происходящие в сплаве Z, и определите химический состав фаз в однофазной (т.1), двухфазной (т.3) и трехфазной (т.4) областях сплава и количество каждой фазы в процентах в однофазной (т.2) и двухфазной (т.5) областях.

Вариант 24

1. Опишите строение и основные свойства кристаллических тел.

2. Опишите процесс несамопроизвольного образования зародышей при кристаллизации, укажите его роль при формировании слитков.

3. Опишите изменение макро- и микроструктуры металлов в процессе холодной пластической деформации. Объясните происходящее при этом изменение механических свойств.

4. Объясните, что такое относительное удлинение (d, %) и как определяется эта характеристика механических свойств металлов.

5. Объясните, как устанавливается температура порога рекристаллизации металла и сплава. Приведите конкретный пример.

6. Во всех областях на диаграмме (Рис.4) расставьте фазы, укажите физическую природу фаз, значение линий диаграммы. Опишите фазовые превращения, происходящие в сплаве Z, и определите химический состав фаз в однофазной (т.1), двухфазной (т.4) и трехфазной (т.3) областях сплава и количество каждой фазы в процентах в однофазной (т.2) и двухфазной (т.5) областях.

Вариант 25

1. Опишите линейные несовершенства кристаллического строения и их влияние на свойства металлов и сплавов.

2. Опишите физическую сущность и механизм процесса кристаллизации.

3. Объясните, в чем различие между холодной и горячей пластической деформацией. Опишите особенности обоих видов деформации.

4. Объясните, что такое порог хладноломкости и как он определяется.

5. Объясните, каким видом пластической деформации (холодной или горячей) является деформирование железа при температуре 100 ⁰С.

6. Во всех областях на диаграмме (Рис.5) расставьте фазы, укажите физическую природу фаз, значение линий диаграммы. Опишите фазовые превращения, происходящие в сплаве Z, и определите химический состав фаз в однофазной (т.1), двухфазной (т.4) и трехфазной (т.3) областях сплава и количество каждой фазы в процентах в однофазной (т.2) и двухфазной (т.5) областях.