Файл: Экзаменационные вопросы по дисциплине Конструкционные материалы и технологические процессы машиностроительного производства.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 28.04.2024
Просмотров: 31
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
77. Цветные металлы и их сплавы.
Цветные металлы и их сплавы обладают различными физикохимическими, механическими и технологическими свойствами, благодаря которым они нашли широкое применение: высокой устойчивостью против коррозии, электро- и теплопроводностью, способностью подвергаться различным видам обработки, в том числе пластически деформироваться (прокатка, волочение, ковка, штамповка).
Цветные металлы способны сплавляться как между собой, так и с черными металлами и образовывать сплавы с высокими физикохимическими и механическими свойствами.
78. Быстрорежущие стали. Особенности термической обработки быстрорежущих сталей.
Стали получили свое название за свойства. В следствии высокой теплостойкости (550…650oС), изготовленные из них инструменты могут работать с достаточно высокими скоростями резания.
Стали содержат 0,7…1,5 % углерода, до 18 % основного легирующего элемента – вольфрама, до 5 % хрома и молибдена, до 10 % кобальта
Добавление ванадия повышает износостойкость инструмента, но ухудшает щлифуемость. Кобальт повышает теплостойкость до 650oС и вторичную твердость HRC 67…70.
79. Высокопрочные, ковкие и серые чугуны.
Ковкий чугун, как и серый, состоит из сталистой основы и содержит углерод в виде графита, однако графитовые включения в ковком чугуне иные, чем в обычном сером чугуне. Разница в том, что включения графита в ковком чугуне расположены в форме хлопьев, которые получаются при отжиге, и изолированы друг от друга, в результате чего металлическая основа менее разобщена, и чугун обладает некоторой вязкостью и пластичностью.
Высокопрочный чугун — чугун, имеющий графитные включения сфероидальной формы. Иногда обозначается как чугун с шаровидным графитом. Графит сфероидальной формы имеет меньшее отношение его поверхности к объёму и наименьшее надрезывающее воздействие на металлическую основу, что определяет наибольшую сплошность основы, а следовательно — и повышенную прочность и трещиностойкость чугуна.
80. Основные превращения в сталях. Превращение перлита в аустенит. Стали наследственно мелкозернистые и крупнозернистые
Наследственно-крупнозернистые стали - стали, в которых кристаллы аустенита быстро укрупняются по мере превышения критических температур Ас3 или Асm. Наследственно-мелкозернистые стали - стали, в которых кристаллы аустенита растут с малой скоростью при нагреве до 1000-11000С.
Перлитное превращение - эвтектоидное превращение (распад) аустенита, происходящее ниже 727°С (по другим источникам 723°С) и заключающееся в одновременном зарождении и росте внутри аустенита (ɣ-фаза) двух новых фаз: феррита (ɑ-фаза) и цементита (Fe 3 C) имеющих пластинчатую форму. Схематически процесс описывается формулой: ɣ→ɑ+Fe 3 C.
Четыре основных превращения при термической обработке в стали При термической обработке стали наблюдаются следующие превращения: 1. Превращение перлита в аустенит, протекающее выше точки А1. α + Fe3C → γ 2. Превращение аустенита в перлит, протекающее ниже А1 γ → α + Fe3C 3. Превращение аустенита в мартенсит: γ→М 4. Превращение мартенсита в перлит (в ферритокарбидную смесь).
81. Стали и сплавы с особыми свойствами. Классификации. Приведите примеры
Деление сталей и сплавов с особыми свойствами на группы (классы) приводят с учетом превалирующих свойств. Химический состав, свойства регламентированы соответствующими стандартами для каждой группы, и они указываются в технической документации при обозначении материала.
В зависимости от основных свойств высоколегированные стали и сплавы по ГОСТ 5632-72 подразделяются на группы:
коррозионно-стойкие (нержавеющие);
жаростойкие (окалиностойкие);
жаропрочные.
В зависимости от структуры стали и сплавы делят на классы:
мартенситный (1) – 40Х13, 20Х13Н2 (группа I); 15Х5М (группа III) и др;
мартенситно – ферритный (2) 12Х13 (группы I-III);
ферритный (3) – 12Х7, 08Х17Т (группы I-III);
аустенитно – мартенситный (4);
аустенитно – ферритный (5)
аустенитный (6), и другие.
Примеры обозначения в технической документации:
Сталь 20Х13 ГОСТ 5632-82 – сталь высоколегированная марки 20Х13 (коррозионно-стойкая и жаропрочная), среднее содержание углерода 0,2%, хрома 13%.
82. Легированные стали. Маркировка конструкционных сталей. Приведите примеры
Легированные стали имеют буквенно-цифровое обозначение, показывающее усредненный химический состав стали.
12ХН - сталь конструкционная, легированная, с содержанием: 0,12 % углерода; около 1 % хрома и 1 % никеля;
ЗОХЗМФА - сталь конструкционная, легированная, высококачественная, с содержанием 0,3 % углерода, около 3 % хрома, 1 % молибдена, 1 % ванадия, высококачественная;
20ГСЛ - сталь конструкционная, легированная, литейная с содержанием: 0,2 % углерода, около 1 % марганца. 1 % кремния.
83. Легированные стали. Маркировка инструментальных сталей. Приведите примеры
Легированные стали имеют буквенно-цифровое обозначение, показывающее усредненный химический состав стали.
12ХН - сталь конструкционная, легированная, с содержанием: 0,12 % углерода; около 1 % хрома и 1 % никеля;
ЗОХЗМФА - сталь конструкционная, легированная, высококачественная, с содержанием 0,3 % углерода, около 3 % хрома, 1 % молибдена, 1 % ванадия, высококачественная;
20ГСЛ - сталь конструкционная, легированная, литейная с содержанием: 0,2 % углерода, около 1 % марганца. 1 % кремния.
84. Какова структура доэвтектического, эвтектического и заэвтектического чугунов? Назовите особенность строения белых чугунов
Структура доэвтектического чугуна состоит из перлита, вторичного цементита и ледебурита, эвтектическою — из ледебурита и заэвтектического — из ледебурита и первичного цементита.
85. Быстрорежущие стали. Классы, маркировка, назначение, свойства
Быстрорежущие стали — легированные стали, предназначенные для изготовления металлорежущего инструмента, работающего при высоких скоростях резания.
Обладает высокими прочностью, твёрдостью (в холодном и горячем состояниях) и красностойкостью.
Высокими сопротивлением разрушению и твёрдостью в холодном состоянии обладают и углеродистые инструментальные стали. Однако инструмент из них не в состоянии обеспечить высокоскоростные режимы резания. Легирование быстрорежущих сталей вольфрамом, молибденом, ванадием и кобальтом обеспечивает горячую твёрдость и красностойкость стали.
86. Алюминий и его сплавы. Маркировка, разновидности, применение
Алюминий – металл серебристо-белого цвета с температурой плавления 660оС, имеет плотность 2,7 г/см3, хорошо проводит электрический ток и тепло – четвертое место после серебра, меди и золота.
Промышленность выпускает алюминий особой чистоты: А999 (99,999 %); высокой чистоты: А995, А99, А97, А95 (99,95 %) и технической чистоты: А85, А8, А7, А6, А5, А0 (99,0 %). Технический алюминий изготавливается марок АД0 (99,5 %), АД1 (99,3 %) и др.
Литейные сплавыи, в частности,силумины– сплавы на основе алюминия и кремния (АЛ2, АЛ4, АЛ9) отличаются высокой удельной прочностью, коррозионной стойкостью и технологичностью (хорошо льются и обрабатываются резанием). Из них вместо чугуна изготавливают мелкие и крупные нагруженные детали – корпуса компрессоров, картеры и блоки цилиндров двигателей и т.п.
87. Магний и его сплавы. Маркировка, разновидности, применение
Магний – металл светло-серого цвета с температурой плавления 650оС, имеет плотность 1,74 г/см3, легко воспламеняется на воздухе.
Технический магний выпускается трех марок: МГ90, МГ95 и МГ96, содержащих 99,90, 99,95 и 99,96 % Мg, соответственно; обладает низкими механическими свойствами и используется в основном в пиротехнике и химической промышленности.
Для повышения механических свойств магний легируют алюминием (до 10 %), цинком (до 6 %), марганцем (до 2,5 %), цирконием (до 1,5 %) и т.д.
Магниевые сплавы (как и сплавы других цветных металлов) подразделяют по технологии получения заготовок на две группы: деформируемые и литейные.
К деформируемымотносятся сплавы МА1, МА2-1 и МА14; их предел прочности составляет 190…340 МПа, а относительное удлинение – 6…20 %; поставляются в виде горячекатаных прутков, полос, профилей, поковок и штамповок.
Литейные сплавы содержат в своем обозначении букву Л (МЛ5, МЛ6, МЛ10, МЛ12) и обладают несколько худшими механическими свойствами (σвдо 230 МПа, δ=1…5 %), но отличаются повышенной жидкотекучестью.
88. Медь и ее сплавы. Маркировка, разновидности, применение
Медь-металл розовато-красного цвета, плотность её 8,95г/см3, температура плавления1083С, кристаллизуется в гранецентрированной решётке и не имеет полиморфных превращений. На воздухе при наличии влаги углекислого газа медь медленно окисляется, покрываясь зелёной плёнкой так называемой патины (щелочной карбонат меди).
Маркировка:«МТ» - твердая медь, «ММ» - мягкая медь.Маркируется медь буквой М и цифрами, зависящими от содержания примесей. Медь марок М00 (0,01% примесей),М0 (0,05%примесей), М1(0,1%примесей) используется для изготовления проводников электрического тока, медь М2 (0,3%примесей) – для производства высококачественных сплавов меди,М3 (0,5%примесей)- для сплавов обыкновенного качества.
89. Медные сплавы. Бронзы. Маркировка, разновидности, применение
Сплавы меди с другими элементами кроме цинка назаваются бронзами.
Бронзы подразделяются на деформируемые и литейные.
При маркировке деформируемых бронз на первом месте ставятся буквы Бр, затем буквы, указывающие, какие элементы, кроме меди, входят в состав сплава. После букв идут цифры, показавающие содержание компонентов в сплаве. Например, марка БрОФ10-1 означает, что в бронзу входит 10 % олова, 1 % фосфора, остальное – медь.
Маркировка литейных бронз также начинается с букв Бр, затем указываются буквенные обозначения легирующих элементов и ставится цифра, указывающая его усредненное содержание в сплаве. Например, бронза БрО3Ц12С5 содержит 3 % олова, 12 % цинка, 5 % свинца, остальное – медь.
90. Медные сплавы. Латуни. Маркировка, разновидности, применение
Медь имеет гранецентрированную кубическую решетку. Плотность меди 8,94 г/см3, температура плавления 1083oС.
Характерным свойством меди является ее высокая электропроводность, поэтому она находит широкое применение в электротехнике. Технически чистая медь маркируется: М00 (99,99 % Cu), М0 (99,95 % Cu), М2, М3 и М4 (99 % Cu).
Латуни могут иметь в своем составе до 45 % цинка. Повышение содержания цинка до 45 % приводит к увеличению предела прочности до 450 МПа. Максимальная пластичность имеет место при содержании цинка около 37 %.
По способу изготовления изделий различают латуни деформируемые и литейные.
Деформируемые латуни маркируются буквой Л, за которой следует число, показывающее содержание меди в процентах, например в латуни Л62 Латуни имеют хорошую коррозионную стойкость, которую можно повысить дополнительно присадкой олова. Латунь ЛО70-1 стойка против коррозии в морской воде и называется “морской латунью“.
91. Расшифровать марку сплава Р18Ф2……., зашифруйте марку сплава -инструментальная сталь, содержания 9% W и 5%V……..
Сплав Р18Ф2 — расшифровка, хим. состав. Сталь, инструментальная быстрорежущая. Р18Ф2 — металлический сплав, основу которого составляет железо (Fe), его содержание в Р18Ф2 должно быть не менее 71.9%. Обязательно в сплаве Р18Ф2 присутствуют вольфрам, хром, ванадий, углерод. Допустимое количество примесей определено в таблице химического состава. ГОСТ 19265 - 73, в последней версии материал отсутствует.
92. Зашифровать марку сплава. Сплав меди с 1% олова, 03,% фосфора…. и расшифровать марку сплава ШХ6…….
Марка стали С,% Cr,% Mn,% Si,%
ШХ6 1,05-1,15 0,4-0,7 0,2-0,4 0,17-0,37
ШХ9 1,05-1,10 0,9-1,2 0,2-0,4 0,17-0,37
ШХ15 0,95-1,05 1,3-1,65 0,2-0,4 0,17-0,37
ШХ15СГ 0,95-1,05 1,3-1,65 0,9-1,2 0,4-0,65
93. Зашифровать марку сплава. Твердые сплавы 6% Со, 94%WC….. и расшифровать марку сплава ТТ7К12…
ВК: - сплав содержит 6% кобальта, остальное (94%) – карбид вольфрама (WC). В зависимости от химического состава и зернистости предел прочности при изгибе δ и= 1176 – 2107МПа, а твердость по HRA от 82 до 91. Марки: ВК3; ВК3-М; ВК-4В; ВК6; ВК6-М; ВК6-ОМ; М – 1,0 – 1,5 мкм – сплав мелкозернистый; ОМ – 0,1 – 1,0 мкм – сплав особомелкозернистый; В – 3 – 5 мкм – сплав крупнозернистый; без букв за маркой - ≈ 2 мкм размер зерна.
В марках ТТ7К12, ТТ8К6, ТТ20К9 цифра перед буквой К показывает суммарное содержание карбидов титана и тантала, после буквы К – содержание Co, остальное – WC. Пример расшифровки сплава ТТ8К6: 8% (TiC + TaC) + 6% Co + + 86% WC. Сплавы этой группы имеют высокую прочность и применяются при обработке жаропрочных сталей и сплавов, титановых сплавов.
94. Расшифруйте марку сплава 09X15H8Ю и ТТ7К12.
Сталь 09Х15Н8Ю — коррозионно-стойкая обыкновенная. Марка: 09Х15Н8Ю. Классификация: коррозионно-стойкая обыкновенная. Вид поставки: круг, квадрат, поковка, лист, трубы, заготовка. Химический состав по ГОСТ 5632-72, расшифровка. C Si Mn Ni S P Cr Al до 0.09 до 0.8 до 0.8 7 — 9.4 до 0.025 до 0.035 14 — 16 0.7 — 1.3. Применяется при изготовлении изделий,