51. СД.Ф.7.2 Материаловедениеx (новое окно)

2
Аннотация
Рабочая учебная программа дисциплины «Материаловедение» составлена
в соответствии с требованиями, предусмотренными Государственным образовательным стандартом специальности высшего профессионального образования 080502.65 Экономика и управление на предприятии (по отраслям). Дисциплина входит в блок инженерно-технических дисциплин, отражающих специфику отраслевой сферы материального производства цикла специальных
дисциплин.
Материаловедение – наука о связях между составом, строением и свойствами материалов и закономерностях их изменений при внешних физикохимических воздействиях.
Все материалы по химической основе делятся на две основные группы –
металлические и неметаллические. В свою очередь металлические материалы
делятся на черные и цветные. К черным относятся железо и сплавы – стали и
чугуны. Все остальные металлы относятся к цветным.
Практическое значение различных металлов не одинаково. Наибольшее
применение в технике приобрели черные металлы. На основе железа изготавливают более 90% всей металлопродукции. Однако цветные металлы обладают целым рядом ценных физико-химических свойств, которые делают
их незаменимыми.
Кроме металлических, в промышленности значительное место занимают
различные неметаллические материалы. Их производство и применение развивается в настоящее время опережающими темпами, по использование их в
качестве конструкционных материалов относительно невелико (около 10%).
1 Цели и задачи дисциплины
Целью преподавания дисциплины является ознакомление студентов с
природой и свойствами материалов, а также с методами их упрочнения для
наиболее эффективного использования в технике.
Перед данной дисциплиной выдвигаются следующие задачи:
3
 изучить физическую сущность явлений, происходящих в материалах
при воздействии на них различных факторов в условиях производства и эксплуатации;
 установить зависимость между составом, строением и свойствами материалов;
 изучить основные группы металлических и неметаллических материалов, их свойства и область применения.
2 Начальные требования к освоению дисциплины
Изучение и освоение дисциплины «Материаловедение» требует достаточно глубоких знаний таких предшествующих дисциплин, как химия, физика, геология.
3 Требования к уровню освоения содержания дисциплины
Изучив дисциплину «Материаловедение» в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта студент должен
знать
 физическую сущность явлений, происходящих в материалах в условиях
производства и эксплуатации;
 основные свойства конкретных материалов и их взаимосвязь с составом и
строением;
 основные направления развития производства новых прогрессивных
видов материала;
уметь
 грамотно пользоваться нормативной научно-технической и справочной литературой по различным видам материалов;
 провести самостоятельный анализ качества материалов по показателям их технических свойств;
 самостоятельно обоснованию выбрать материал на основании предъявляемых к нему эксплуатационных требований и Долговечности.
4
4 Объем дисциплины и виды учебной работы
Всего
часов
168/168
36 / 10
18 / -/8
114 / 150
Вид учебной работы
Общая трудоемкость дисциплины
Лекции
Практические занятия
Лабораторные работы
Всего самостоятельная работа
в том числе
контрольная работа
Вид итогового контроля
5
Распределение по
семестрам / курсам
3 сем / 1 курс
-/1
экзамен / экзамен
Тематическое планирование изучения содержания дисциплины
(очная форма обучения)
№
п/п
1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
Разделы программы, темы
2
Введение. Общие сведения о материалах различного
назначения. Классификация материалов по структурным и функциональным признакам.
РАЗДЕЛ 1 Строение и свойства металлов
Кристаллическое строение металлов.
Кристаллизация металлов.
Деформация и разрушение металлов.
Свойства металлов.
Методы механических испытаний.
РАЗДЕЛ 2 Основные теории сплавов
Металлические сплавы.
Диаграммы состояние сплавов.
Кол-во часов
КонтЛц
Пз СРС роль
3
4
5
6
1
2
2
2
2
2
2
1
1
2
Зависимость свойств сплавов от типа диаграммы состоя1
ния.
Диаграмма состояния железо-углеродистых сплавов.
2
РАЗДЕЛ 3 Железоуглеродистые сплавы
Основные сведения о производстве грунта.
0,5
Чугуны.
0,5
Производство стали. Методы получения высококаче- 0,5
ственной стали.
Углеродистые стали.
1
РАЗДЕЛ 4 Термическая обработка стали
Превращение стали при нагреве и охлаждении.
1
Отжиг стали.
1
Закалка и отпуск стали.
1
Дефекты термообработки, их причины и предупрежде1
ние.
Особенности термической обработки легированных ста1
лей.
5
4
2
3
3
3
3
3
6
4
4
3
4
3
3
3
3
3
3
3
3
3
контр.
раб.
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
Термическая обработка грунта.
0,5
3
РАЗДЕЛ 5 Поверхностное упрочнение стали
Поверхностная закалка стали.
0,5
3
Химико-термическая обработка.
0,5
3
РАЗДЕЛ 6 Легированные стали
Влияние легирующих элементов. Классификация и
1
3
маркировка легированных сталей.
Конструкционные стали.
1
3
Стали и сплавы, устойчивые к воздействию темпераконтр.
1
6
туры и агрессивной среды.
раб.
Стали и сплавы с особыми физическими свойствами.
1
3
Инструментальные материалы.
1
3
РАЗДЕЛ 7 Цветные металлы и их сплавы
Медь и ее сплавы.
1
2
3
Алюминий и его сплавы.
Магний и его сплавы.
3
1
Типы и его сплавы.
РАЗДЕЛ 8 Неметаллические и композиционные материалы
Строение и свойство полимеров.
0,5
2
Пластические массы.
0,5
2
Резиновые материалы.
0,5
2
2
Древесные материалы.
0,5
4
тест
Неорганические материалы.
0,5
2
Композиционные материалы.
0,5
2
Лакокрасочные и склеивающие материалы.
0,5
2
РАЗДЕЛ 9 Материалы использованные в добывающей промышленности
Классификация материалов в горном деле. Материалы
горных инструментов.
0,5
6
Крепежные материалы.
Взрывчатые и другие вспомогательные материалы.
Всего
36
18
114
(заочная форма обучения)
Разделы программы, темы
1
Введение. Общие сведения о материалах различного
назначения. Классификация материалов по структурным и
функциональным признакам.
РАЗДЕЛ 1 Строение и свойства металлов
Кристаллическое строение металлов. Кристаллизация металлов. Деформация и разрушение металлов. Свойства металлов.
Методы механических испытаний.
РАЗДЕЛ 2 Основные теории сплавов
Металлические сплавы. Диаграммы состояние сплавов.
Зависимость свойств сплавов от типа диаграммы состояния. Диаграмма состояния железо-углеродистых сплавов.
РАЗДЕЛ 3 Железоуглеродистые сплавы
Основные сведения о производстве грунта. Чугуны. Про6
Кол-во часов
Лц
Лз СРС
2
3
4
1
1
8
2
2
10
2
2
12
1
1
14
изводство стали. Методы получения высококачественной стали.
Углеродистые стали.
РАЗДЕЛ 4 Термическая обработка стали
Превращение стали при нагреве и охлаждении. Отжиг
стали. Закалка и отпуск стали. Дефекты термообработки, их причины и предупреждение. Особенности термической обработки легированных сталей. Термическая обработка грунта.
РАЗДЕЛ 5 Поверхностное упрочнение стали
Поверхностная закалка стали. Химико-термическая обработка.
РАЗДЕЛ 6 Легированные стали и сплавы
Влияние легирующих элементов. Классификация и маркировка легированных сталей. Конструкционные стали. Стали и
сплавы, устойчивые к воздействию температуры и агрессивной
среды. Стали и сплавы с особыми физическими свойствами. Инструментальные материалы.
РАЗДЕЛ 7 Цветные металлы и их сплавы
Медь и ее сплавы. Алюминий и его сплавы. Магний и его
сплавы. Типы и его сплавы.
РАЗДЕЛ 8 Неметаллические и композиционные материалы
Строение и свойство полимеров. Пластические массы.
Резиновые материалы. Древесные материалы. Неорганические
материалы. Композиционные материалы. Лакокрасочные и
склеивающие материалы.
Контрольная работа
Всего
1
16
1
14
1
24
1
10
1
16
1
16
8
20
150
6 Тематика лабораторных занятий
№
п/п
1
№
раздела
1
2
3
4
5
6
2
1
3
7
8
Наименование практических занятий
Знакомство с классификацией материалов, изучение характерных
макроструктур и изломов.
Разбор бинарных диаграмм различных металлических систем.
Макро- и микроанализ материалов. Подготовка микрошлифов.
Изучение сталей и чугунов.
Изучение цветных металлов и сплавов.
Изучение неметаллических материалов.
7 Учебно-методическое обеспечение дисциплины
Основная литература
1. Материаловедение и технология конструкционных материалов :
учебник для вузов / В. Б. Арзамасов, А. Н. Волчков ; под ред. В. А. Арзамасова, А. А. Черепахина. – М. : Академия, 2007.
2. Ржевская С. В. Материаловедение : учебник для вузов / С. В. Ржевская. – 3-е изд., перераб и доп. – М. : МГГУ, 2005.
7
3. Солнцев Ю. П. Материаловедение : учебник / Ю. П. Солнцев, С. А.
Вологжанина. – М. : Академия, 2007.
Дополнительная и справочная
1. Каретников В. Н. Крепление горных выработок : справочник / В. Н.
Каретников и др. – М. : Недра, 1989.
2. Крапивин М. Г. Горные инструменты / М. Г. Крапивин и др. – М. :
Недра, 1990.
3. Пейсахов А. Н. Материаловедение и технология конструкционных материалов / А. Н. Пейсахов, А. М. Кугер. – СПб. : изд-во В. А. Михайлова, 2007.
4. Самохоцкий А. И. Лабораторные работы по металловедению и термической обработке металлов / А. И. Самохоцкий, М. Н. Кунявский. – М. :
Машиностроение, 1981.
Информационные ресурсы
1. Лабораторный практикум по дисциплине «Материаловедение. Технология конструкционных материалов» : учебное пособие / Д. П. Ильященко,
Е. А. Зернин, С. А. Чернова ; Юргинский технологический институт. – Томск
: Изд-во Томского политехнического университета, 2012. – Режим доступа :
http://window.edu.ru/resource/796/77796
2. Тарасов В.В., Килин В.А. Материаловедение. Технология конструкционных материалов: учебное пособие для вузов. - Владивосток: Мор. гос.
ун-т
им.
адм.
Г.И.
Невельского,
2009.
-
140
с.
http://window.edu.ru/resource/649/61649
3. Тарасенко Л. В.Материаловедение [Электронный ресурс] : Учебное
пособие для вузов / Л.В. Тарасенко, С.А. Пахомова, М.В. Унчикова, С.А. Герасимов; Под ред. Л.В. Тарасенко. - М.: НИЦ Инфра-М, 2012. - 475 с. – Режим доступа : http://znanium.com/bookread.php?book=257400
8 Перечень типовых вопросов для итогового контроля
1. Виды кристаллических решеток.
2. Дефекты кристаллического строения.
3. Анизотропия кристаллов и ее причины.
8
4. Понятие элементарной кристаллической ячейке. Типы ячеек.
5. Механизм процесса кристаллизации металлов.
6. Явление полиформизма в металлах и его практическое значение.
7. Методы изучения структуры металлов.
8. Упругая и пластическая деформация металлов.
9. Хрупкое и вязкое разрушение металлов.
10. Механические свойства металлов.
11. Физические свойства металлов.
12. Коррозия металлов.
13. Технологические и эксплуатационные свойства металлов.
14. Статические испытания металлов на растяжение.
15. Методы определения твердости металлов.
16. Основные понятия металлических сплавов. Правило фаз.
17. Строение сплавов.
18. Диаграмма состояния сплавов, образующих механические смеси.
19. Диаграмма состояния сплавов с неограниченной растворимостью
компонентов в твердом состоянии.
20. Диаграмма состояния сплавов с ограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии.
21. Диаграмма состояния сплавов, образующих химическое соединение.
22. Зависимость свойств сплавов от типа диаграммы состояния.
23. Диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов.
24. Основные сведения о производстве чугуна.
25. Классификация и маркировки чугунов.
26. Способы производства стали.
27. Влияние углерода и примесей на свойства стали.
28. Углеродистые стали обыкновенного качества.
29. Качественная конструкционная сталь.
30. Инструментальная углеродистая сталь.
31. Классификация видов термической обработки сплавов.
9
32. Превращения в сталях при нагреве и охлаждении.
33. Отжиг стали.
34. Выбор температуры закалки.
35. Закаливаемость и прокаливаемость стали.
36. Способы охлаждения.
37. Отпуск стали.
38. Термомеханическая обработка металлов.
39. Особенности термической обработки легированных сталей.
40. Термическая обработка грунта.
41. Химико-термические обработки стали (цементация, азотирование,
цианирование).
42. Классификация легированных сталей.
43. Маркировка легированных сталей.
44. Конструкционные стали (строительные, цементуемые, высокопрочные, пружинные, шарикоподшипниковые, износостойкие).
45. Коррозия и коррозийная стойкость сплавов.
46. Жаростойкие стали и сплавы.
47. Углеродистые инструментальные стали.
48. Медь и ее сплавы.
49. Алюминий и его сплавы.
50. Магний и его сплавы.
51. Титан и его сплавы.
52. Строение и свойства полимеров.
53. Свойства, состав и классификация пластмасс.
54. Резиновые материалы.
55. Деревянные материалы.
56. Неорганические материалы (керамика, стекло, ситаллы, графит, асбест).
57. Общая характеристика и классификация композиционных материалов.
58. Лакокрасочные и склеивающие материалы.
59. Взрывчатые вещества, использованные в горном деле.
10
60. Материалы буровых инструментов (режущей части).
61. Сплавы вольфрамокобальтовые (ВК) в буровых инструментах.
62. Виды и основные требования к крепежным материалам.
9 Материально техническое обеспечение
В специализированном учебном кабинете для проведения практических
работ имеются наборы образцов:

черные металлы и исходные материалы для их получения;

излом сталей до и после термообработки;

паяние, припои и флюсы;

металлы с различным удельным весом;

абразивные материалы;

образцы антикоррозийных покрытий;
Кроме этого имеются и используются в учебном процессе:

набор фотографий диаграммы состояния железо-углерод;

набор фотографий микроструктур металлов;

набор фотографий изломов сталей;

технологическая выставка отдельных образцов различных неметал-
лических материалов.
10 Рейтинговая оценка по дисциплине
Курс «Материаловедение» рассчитан на прохождение дисциплины в 3
семестре. Итоговым контролем является экзамен.
Для оценки знаний студентов используется рейтинговая система, в соответствии с которой каждый вид работы студента оценивается определенным количеством баллов.
Присутствие на лекции и конспектирование материала оценивается в
2 балла.
Выполнение практической работы оценивается до 10 баллов за каждый
правильно оформленный, качественный и вовремя сданный отчет о выполненной работе.
11
Предусматривается выполнение контрольного теста, который является
обязательным и состоит из 20 вопросов, каждый из которого оценивается в 1
балл. Тест считается пройденным, если студент набрал не менее 14 баллов.
Выполнение контрольной работы оценивается в 15 баллов.
Дополнительная форма деятельности (необязательна) – подготовка реферата на заданную тему или доклад. Полное раскрытие темы и правильное
оформление рефератной работы позволит студенту добавить до 10 баллов к
своему рейтингу.
Максимально возможная рейтинговая оценка по видам деятельности
Посещаемость лекций
Лабораторные работы
Контрольные работы
Контрольный тест
Кол-во
занятий,
работ
34
17
2
1
Экзамен
2 вопроса
Вид занятия
или деятельности
Оценка
за один вид
работы (баллы)
2
10
15
20
Всего за семестр
15
Итого
Максимально возможный
суммарный балл
68
170
30
20
288
30
318
Для допуска к экзамену студент обязан выполнить все лабораторные
работы, контрольные работы и тест, а общее количество баллов должно быть
не менее 158.
Если студент набрал в течение семестра суммарный рейтинговый балл
264, то допускается выставление в зачетную книжку оценки «отлично» без сдачи экзамена.
Перевод суммарного рейтингового балла в пятибалльную оценку
(для выставления в зачетную книжку)
Минимальный
балл
158
178
223
268
Максимальный
балл
219
267
318
Показатель в %
54% (от 288 баллов)
54-65% (от 318 баллов)
66-80% (от 318 баллов)
 80% (от 318 баллов)
12
Результат
допуск к экзамену
удовлетворительно
хорошо
отлично
Министерство образования и науки Российской Федерации
ДАЛЬНЕГОРСКИЙ ИНДУСТРИАЛЬНОЭКОНОМИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
(филиал) государственного образовательного
учреждения высшего профессионального
образования «Дальневосточный
государственный технический университет
(ДВПИ имени В.В.Куйбышева)»
КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
(оценочные средства)
Материаловедение
080502.65 Экономика и управление на предприятии (по отраслям)
Дальнегорск
2009
13
Перечень типовых вопросов для итогового контроля
1. Виды кристаллических решеток.
2. Дефекты кристаллического строения.
3. Анизотропия кристаллов и ее причины.
4. Понятие об элементарной кристаллической ячейке. Типы ячеек.
5. Механизм процесса кристаллизации металлов.
6. Явление полиформизма в металлах и его практическое значение.
7. Методы изучения структуры металлов.
8. Упругая и пластическая деформация металлов.
9. Хрупкое и вязкое разрушение металлов.
10. Механические свойства металлов.
11. Физические свойства металлов.
12. Коррозия металлов.
13. Технические и эксплуатационные свойства металлов.
14. Статические испытания металлов на растяжение.
15. Методы определения твердости металлов.
16. Основные понятия металлических сплавов. Правило фаз.
17. Строение сплавов.
18. Диаграммы состояния сплавов, образующих механические смеси.
19. Диаграммы состояния сплавов с неограниченной растворимостью
компонентов в твердом состоянии.
20. Диаграммы состояния сплавов с ограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии.
21. Диаграммы состояния сплавов, образующих химическое соединение.
22. Зависимость свойств сплавов от типа диаграммы состояния.
23. Диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов.
24. Основные сведения о производстве чугуна.
25. Классификация и маркировка чугунов.
26. Способы производства стали.
27. Влияние углерода и примесей на свойства стали.
14
28. Углеродистые стали обыкновенного качества.
29. Качественная конструкционная сталь.
30. Инструментальная углеродистая сталь.
31. Классификация видов термической обработки сплавов.
32. Превращение в стали при нагреве и охлаждении.
33. Отжиг стали.
34. Выбор температуры закалки.
35. Закаливаемость и прокаливаемость стали.
36. Способы охлаждения.
37. Отпуск стали.
38. Термомеханическая обработка металлов.
39. Особенности термической обработки легированной стали.
40. Термическая обработка чугуна.
41. Химико-термическая обработка стали (цементация, азотирование,
цианирование).
42. Классификация легированных сталей.
43. Маркировка легированных сталей.
44. Конструкционные стали (строительные, цементуемые, высокопрочные, пружинные, шарикоподшипниковые, износостойкие).
45. Коррозия и коррозионная стойкость сплавов.
46. Жаростойкие стали и сплавы.
47. Углеродистые инструментальные стали.
48. Медь и ее сплавы.
49. Алюминий и его сплавы.
50. Магний и его сплавы.
51. Титан и его сплавы.
52. Строение и свойства полимеров.
53. Свойства, состав и классификация пластмасс.
54. Резиновые материалы.
55. Древесные материалы.
15
56. Неорганические материалы (керамика, стекло, ситаллы, графит,
асбест).
57. Общая характеристика и классификация композиционных материалов.
58. Лакокрасочные и склеивающие материалы.
59. Взрывчатые вещества, используемые в горном деле.
60. Материалы буровых инструментов (режущей части).
61. Сплавы вольфрамокобальтовые (ВК) в буровых инструментах.
ТЕСТ
I ВАРИАНТ
1. Какие материалы относятся к местным строительным материалам?
а) стекло
б) песок
в) бетон
2. Указать какая формула применяется для определения средней
плотности материалов.
а) Pm=m/V
б) P=m/Va
в) P=(m2-m1)/V
3. Указать правильные марки морозостойкости материалов.
а) 15; 25; 35; 50; 100; 150; 200; 300; 400; 500.
б) 15; 20; 30; 45; 50; 60.
в) 18; 20; 22; 24; 26; 28; 30.
4. Указать правильный размер образцов-кубов для определения предела прочности материала.
а) 200 х 200 х 200 мм
б) 150 х 150 х 150 мм
в) 300 х 300 х 300 мм
5. Истинной плотностью называется отношение массы к объему
материала в каком состоянии?
а) естественном
б) абсолютно плотном
16
в) разрыхленном
6. Какой основной материал применяется в качестве сырья для изготовления керамических материалов?
а) керамзит
б) глина
в) песок
7. Укажите на правильные размеры обыкновенного керамического
кирпича.
а) 250 х 120 х 60 мм
б) 255 х 120 х 65 мм
в) 250 х 120 х 65 мм
8. Указать правильные марки керамического кирпича по морозостойкости.
а) 15; 25; 35; 50
б) 25; 35; 50
в) 15; 20; 30; 40; 50
9. Какими свойствами обладает керамический недожженный кирпич?
а) недостаточной прочностью
б) повышенной плотностью
в) повышенной теплопроводностью
10. Пористым считается керамический черепок, имеющий водопоглощение по массе более.
а) 6%
б) 5%
в) 8%
11. Какую влажность имеет комнатно-сухая древесина?
а) 15  20%
б) 8  12%
в) 35%
12. Во сколько раз отличается теплопроводность древесины вдоль и
поперек волокон?
а) в 2
б) в 1,5
в) в 3
13. Какой материал применяется для защиты древесины от возгорания?
а) антисептик
б) антипирен
в) масляная краска
14. Какая влажность древесины считается стандартной?
а) 18%
б) 12%
в) 20%
15. При каких условиях могут существовать и развиваться грибные
поражения древесины?
а) доступ кислорода
б) влажности до 5%
в) при температуре - 5°С
16. Черные металлы представляют собой сплав
17
а) железа с кислородом
б) железа с магнием
в) железа с углеродом
17. Из какой стали изготавливают стержневую арматуру класса А-II?
а) из Ст 3
б) из Ст 5
в) из Ст 25 Г2С
18. Какое количество легирующих элементов содержат низколегированные стали?
а) до 1,8%
б) до 2,5%
в) до 5%
19. Арматурная проволока выпускается холоднотянутой классов.
а) В-I, B-II
в) B-I  B-IV
б) β-II, B-III
20. Какое количество углерода содержатся в чугуне?
а) до 2%
б) более 2%
в) до 1,5%
ТЕСТ
II ВАРИАНТ
1. Указать какая формула применяется для определения истинной
плотности материалов.
а) Pm=m/V
б) P=m/Va
в) P=(m2-m1)/V
2. Средней плотностью называется отношение массы к объему
материала в каком состоянии?
а) естественном
б) разрыхленном
в) абсолютно плотном
3. Указать какая формула применяется для определения предела
прочности при сжатии образца.
а) R 
3 P
2вh 2
б) R 
F
A
в) R 
P (  a )
в h2
4. Как изменяется теплопроводность материала при увеличении
его влажности?
а) увеличивается
б) уменьшается
в) не изменяется
5. Наиболее эффективными являются материалы, которые имеют
а) наибольшую плотность
б) наименьшую плотность
в) наименьшую плотность и высокую прочность
6. Какими свойствами обладает керамический недожженный кирпич?
18
а) недостаточной прочностью
б) повышенной плотностью
в) малой водостойкостью
7. Спекшимся считается керамический черенок, имеющий водопоглащение по массе до
а) 6%
б) 5%
в) 8%
8. Указать правильные марки керамического кирпича по пределу
прочности на сжатие.
а) 75, 100, 125, 150, 175, 200, 250, 300.
б) 120, 140, 160, 180, 200.
в) 115, 120, 145, 170, 215.
9. При какой температуре керамическая масса безвозвратно теряет свои пластические свойства?
а) 150  200˚С
б) 500  600˚С
в) 110  150˚С
10. Для получения каких свойств в керамическую массу вводят порообразующие добавки?
а) увеличения теплопроводности
б) снижения плотности
в) снижения прочности
11. Какую влажность имеет воздушно-сухая древесина?
а) 15  20%
б) 8  12%
в) 35%
12. Какой материал применяется для защиты древесины от гниения?
а) антипирен
б) бетон
в) антисептик
13. От каких факторов зависит прочность древесины?
а) от теплопроводимости
б) от породы дерева
в) от строения древесины
14. В какой воде древесина сохраняется значительно хуже?
а) в речной
б) в морской
19
в) в озерной
15. При какой температуре происходит возгорание древесины при
контакте ее с огнем?
а) 100  120˚С
б) 50  100˚С
в) 260  290˚С
16. Какое количество легирующих элементов содержит среднелегированные стали?
а) от 2,5 до 10%
б) до 5 до 10%
в) до 2,5%
17. Из какой стали изготавливают стержневую арматуру класса А-I?
а) из Ст 3
б) из Ст 5
в) из Ст 25 Г2С
18. Указать правильную классификацию стержневой арматуры.
а) A-I, A-II, A-III, A-IV, A-V, A-VI.
б) B-I, B-II.
в) A-I, A-II, A-III, A-IV, A-V, A-VI, A-VII.
19. Какое количество углерода содержится в сталях?
а) до 3%
б) до 2,14%
в) до 1,5%
20. На какие группы подразделяются углеродистые стали общего
назначения?
а) А, Б, В, Г
б) А, Б
в) А, Б, В
20
Министерство образования и науки Российской Федерации
ДАЛЬНЕГОРСКИЙ ИНДУСТРИАЛЬНОЭКОНОМИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
(филиал) государственного образовательного
учреждения высшего профессионального
образования «Дальневосточный
государственный технический университет
(ДВПИ имени В.В.Куйбышева)»
МЕЬОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
Материаловедение
080502.65 Экономика и управление на предприятии (по отраслям)
Дальнегорск
2009
21
Методические указания по выполнению контрольных заданий
Контрольное задание приведено в 10 вариантах. Студент выполняет тот
вариант задания, номер которого соответствует последней цифре номера его
зачетной книжки (цифра). Вариант 10 выполняют студенты, шифр которых
оканчивается на нуль.
Контрольная работа выполняется в печатном виде. Ответы на вопросы
должны быть четкими и ясными, основываться на теоретических положениях, изложенных в рекомендуемой литературе, иллюстрироваться схемами,
эскизами, а также примерами из учебной литературы или из практики предприятия, на котором студент работает. Ответы на вопросы контрольного задания нужно давать своими словами, не переписывая соответствующий текст
из учебника или учебного пособия.
Страницы контрольной работы, таблицы и рисунки в ней следует пронумеровать, при этом на все таблицы, рисунки (схемы, эскизы и т.д.) в тексте
ответов должны быть ссылки. Графическая часть задания выполняется в соответствии с правилами Единой системы конструкторской документации
(ЕСКД). В конце задания студент должен привести список использованной
литературы.
Задание контрольной работы включает три вопроса.
При ответе на первый вопрос необходимо изложить строение, свойства и вид превращений в материалах при нагреве или охлаждении.
При ответе на второй вопрос следует выбрать вид термической обработки для придания стали, чугуну, сплавам цветных металлов соответствующих свойств с описанием температурного режима обработки, протекающих
превращений, типа оборудования, в котором осуществляется этот вид обработки. Необходимо кратко описать схемы устройства и работы выбранного
оборудования.
Для ответа на третий вопрос контрольного задания необходимо изучить
неметаллические материалы и охарактеризовать строение, состав, свойства и
применение данного материала.
22
ТЕМЫ ЗАДАНИЙ
ВАРИАНТ 1
1. Кристаллическое строение металлов.
2. Характеристика, состав и маркировка конструкционных строительных
сталей.
3. Расшифровать марки сталей: Ст3Гпс; Ст20кп; У9А; 10ХСНД;
30ХГСНА.
ВАРИАНТ 2
1. Методы определения твердости металлов и сплавов.
2. Характеристика, маркировка и применение цементуемых сталей.
3. Расшифровать марки сталей: Ст08кп; У13; ВКСт3пс; 10Г2СД;
20ХН3А.
ВАРИАНТ 3
1. Основные свойства материалов: химические, физические, механические.
2. Характеристика, маркировка и применение алюминиевых сплавов.
3. Расшифровать марки сталей: ШХ15СГ; 15Х6СЮ; 12К; У8А; Ст10пс.
ВАРИАНТ 4
1. Основные сведения о сплавах и их роль в технике.
2. Классификация и состав резиновых материалов.
3. Расшифровать марки сталей: Ст20пс; У10А; 30ХГ2С; МСт0;
17Г2АФБ.
ВАРИАНТ 5
1. Структурные составляющие железоуглеродистых сплавов.
2. Состав, свойства и применение неорганического стекла.
3. Расшифровать марки сталей: БСт5сп; МСт0; У9А; 15Г2ФДпс;
Ст20сп.
ВАРИАНТ 6
1. Диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов.
2. Свойства и применение древесных материалов.
23
3. Расшифровать
марки
сталей:
МСт0;
У10А; 30ХГ2С; Ст55пп;
15Х17АГ14.
ВАРИАНТ 7
1. Основные сведения о производстве сталей.
2. Состав, свойства и применение керамических материалов.
3. Расшифровать марки сталей:
Ст18кп;
10ХНДП;
У13А;
Ст1кп;
16Г2АФА.
ВАРИАНТ 8
1. Основные сведения о производстве чугуна.
2. Состав, свойства и применение полимерных материалов.
3. Расшифровать марки сталей: Н10Х11М2Т; 03Н18К9М5Т; У11А;
40ХН2СМА; Ст45.
ВАРИАНТ 9
1. Классификация, свойства и применение чугунов.
2. Характеристика и маркировка технического магния и его сплавов.
3. Расшифровать марки сталей: ВКСт6пс; Ст20кп; У9А; 15Х17АГ14;
Ст3Гсп.
ВАРИАНТ 10
1. Отжиг стали. Виды и назначение отжига.
2. Характеристика, маркировка и применение титановых сплавов.
3. Расшифровать марки сталей: МСт1пс; 10ХСНД; У7А; Ст15пс;
12Х2Н4Д.
ВАРИАНТ 11
1. Закалка стали. Назначение и способы закалки.
2. Коррозия. Характеристика коррозионно-стойких сталей.
3. Расшифровать марки сталей:
Ст5Гпс;
Ст60Г;
35ХН3МА;
У10;
38ХН3МФА.
ВАРИАНТ 12
1. Отпуск стали. Виды и назначение отпуска.
2. Классификация, состав и применение композиционных материалов.
24
3. Расшифровать марки сталей: 110Г13Л; 08Х18Н10Т; ХН45Ю; У7А;
Ст5сп.
ВАРИАНТ 13
1. Поверхностная закалка стали.
2. Сплавы ВК в буровых инструментах.
3. Расшифровать марки сталей: ШХ20СГ; ХН77ТЮР; У8А; Ст6Гсп;
08Х18Н10Т.
ВАРИАНТ 14
1. Термомеханическая обработка стали.
2. Характеристика, маркировка и применение медных сплавов.
3. Расшифровать марки сталей: Н12К8М4Г2; 40ХГСН3ВА; Ст40; 50Х;
Ст3Гсп.
ВАРИАНТ 15
1. Химико-термическая обработка стали. Механизм процессов.
2. Характеристика, маркировка и применение жаростойких и жаропрочных сталей.
3. Расшифровать марки сталей:
36Х18Н25С2;
ХН70Ю;
У7А;
ШХ15СГ; Ст2кп.
ВАРИАНТ 16
1. Цементация стали. Механизм процесса.
2. Характеристика, классификация и маркировка инструментальных сталей.
3. Расшифровать марки сталей: ШХ15; 15К; 10Х11Н20Т3Р; У11А;
Ст2кп.
ВАРИАНТ 17
1. Азотирование стали. Механизм процесса.
2. Характеристика, маркировка и применение износостойких сталей.
3. Расшифровать марки сталей: ШХ9; 22К; 09Х14Н14В2М; У7А; Ст0.
ВАРИАНТ 18
1. Цианирование и нитроцементация стали. Механизм процессов.
25
2. Характеристика, маркировка и применение улучшаемых среднеуглеродистых сталей.
3. Расшифровать марки сталей:
30ХГСНА;
Ст35;
17ГС;
У10А;
60С2Н2А.
ВАРИАНТ19
1. Влияние углерода и постоянных примесей на свойства сталей.
2. Характеристика, маркировка пружинных и шарикоподшипниковых
сталей.
3. Расшифровать марки сталей: Ст2кп;
14Г2;
17Г2АФБ;
Ст20;
Н12К8М3Г2.
ВАРИАНТ 20
1. Влияние легирующих элементов на свойства сталей.
2. Классификация и маркировка сталей.
3. Расшифровать марки сталей: ШХ4; 09Х14Н16Б; 15Х12ВНМФ;
У8А; ВКСт3Гсп.
26
Методические указания по изучению содержания дисциплины
РАЗДЕЛЫ 1-2 Строение и основные свойства металлов и сплавов
Методические указания
Металлы являются кристаллическими телами, поэтому вначале необходимо изучить строение и свойства кристаллических тел, типы кристаллических решеток, расположение в них атомов. Необходимо усвоить, какие бывают дефекты строения реальных кристаллов и влияние дефектов на свойства металлов. Важно усвоить характер кристаллизации металлов и сплавов.
Ввиду строгого расположения атомов свойства кристаллических тел в
различных направлениях будут различны. В связи с этим следует уяснить
понятия анизотропии, различные модификации (аллотропию) при тепловом
воздействии на металлы; критические точки металлов при нагреве и охлаждении в твердом состоянии и при кристаллизации из жидкого состояния; взаимодействие двух компонентов в сплавах (образование твердых растворов,
химических соединений, механических смесей).
Необходимо хорошо усвоить типы элементарных диаграмм состояния
двухкомпонентных систем, понять метод построения диаграмм, значение линий на диаграммах, уметь определить критические точки. Уяснить зависимость свойств сплава от его состава (процентного содержания компонентов).
Вопросы для самопроверки
1. Что такое элементарная кристаллическая ячейка (решетка)? Назовите
основные типы элементарных кристаллических решеток.
2. Что такое параметры кристаллической решетки, базисное число, координационное число?
3. В чем сущность металлической связи между атомами кристаллической, решетки?
4. Изложите схему кристаллизации чистых металлов. Что такое критическая точка при охлаждении (кристаллизации) чистых металлов и сплавов?
Найдите ее на кривой охлаждения и объясните ее физический смысл.
27
5. Какая существует связь между числом центров и скоростью кристаллизации в зависимости от степени переохлаждения? Как влияет степень переохлаждения на структуру металла при кристаллизации?
6. Какие превращения называются аллотропическими? Назовите металлы, обладающие аллотропическими превращениями.
7. Нарисуйте кривую кристаллизации и перекристаллизации чистого
железа. Какие при этом происходят превращения? В чем их сущность?
8. Что такое металлический сплав? Назовите типы взаимодействия двух
компонентов при кристаллизации сплавов.
9. Охарактеризуйте диаграммы состояний 1, 2, 3 и 4-го типов.
10. Какие дефекты строения кристаллических решеток вы знаете, чем
они вызваны? Их влияние на свойства металлов.
11. Постройте диаграмму Pb – Sb по кривым охлаждения сплавов.
12. Начертите кривую охлаждения для сплава содержащего 30% Pb и
70% Sb; укажите, какие структурные изменения будут происходить при его
охлаждении, назовите причину этих изменений.
13. Начертите кривую охлаждения для сплава, содержащего 20% Ni и
80% ,Cu. Сколько фаз имеет этот сплав при 800°С?
14. Какое влияние на свойства сплава оказывает его состав?
РАЗДЕЛ 3 Железоуглеродистые сплавы
Методические указания
Железоуглеродистые сплавы (стали и чугуны) представляют собой сплавы железа с углеродом и рядом других элементов. Углерод оказывает решающее влияние на формирование структуры сплава.
Изучать диаграмму состояний системы железо – углерод следует лишь
после того, как станут понятны критические точки и модификации железа
при нагреве и охлаждении. Затем надо уяснить, что железо с углеродом способно образовать твердые растворы, а также химическое соединение – цементит Fe3C. Линии диаграммы, расположенные ниже линии солидуса, указывают на протекание процессов вторичной кристаллизации (перекристалли28
зации), которые связаны с изменением растворимости углерода в железе и с
аллотропическими превращениями железа (в частности, переходом модификации γ-же-леза в α-железо, и наоборот). Изучив общий вид диаграммы,
особенно процессы первичной кристаллизации и перекристаллизации, сплавов системы, железо – углерод, нужно уметь самостоятельно начертить ее,
определить все фазы и структурные составляющие этой системы. Для понимания формирования структуры и свойств сталей и чугунов необходимо глубоко изучить микроструктуру железоуглеродистых сплавов, их химический
состав. Надо уяснить влияние углерода и постоянных примесей на свойства
сталей и чугунов, а также принцип классификации углеродистых сталей и
чугунов, обозначение их марок по ГОСТу и научиться определять по марке
примерный химический состав стали или чугуна.
Следует иметь в виду, что свойства стали в значительной степени зависят
от методов выплавки (в конвертерах, мартеновской или электрической печи),
так как метод выплавки во многом определяет однородность химического состава, наличие неметаллических включений, газов и других примесей в стали.
Существенно важно изучить механические и технологические свойства и виды
испытаний для определения этих свойств. Необходимо запомнить обозначение
прочностных и пластических свойств металлов и сплавов, установленных
ГОСТом, знать методы их определения, размерности и т.д.
Вопросы для самопроверки
1. Начертите кривые нагрева и охлаждения железа и охарактеризуйте
его аллотропические превращения.
2. Начертите диаграмму состояния системы железо – углерод. Покажите на этой диаграмме линии ликвидуса и солидуса. Объясните линии кристаллизации и перекристаллизации (первичной и вторичной кристаллизации).
3. Охарактеризуйте основные структурные составляющие железоуглеродистых сплавов: феррита, аустенита, цементита, перлита и ледебурита.
4. Охарактеризуйте структурные превращения, происходящие при медленном охлаждении сплава железа с углеродом, содержащего 0,6% С (доэв29
тектоидная сталь); 0,8% С (эвтектоидная сталь); 1,3% С (заэвтектоидная
сталь); 4,1% С (доэвтектический чугун) и 5,5% С (заэвтектический чугун).
5. Найдите на диаграмме состояния сплавов железа с углеродом точку
Ас3 для стали, содержащей 0,6% С.
6. Объясните влияние углерода и постоянных примесей стали на ее
структуру и свойства.
7. Приведите признаки (виды) классификации углеродистых сталей.
Каков принцип их маркировки по ГОСТу?
8. Каково влияние примесей на свойства чугуна? В чем сущность классификации чугунов по структуре?
9. В чем отличие белого чугуна от серого и почему для изготовления
деталей машин белые чугуны применяют редко?
10. Что такое ковкий чугун и как его получают? Где он применяется?
11. Приведите классификацию чугунов по структуре металлической основы. Охарактеризуйте чугуны марок СЧ 13-36, КЧ 33-8, КЧ 60-3, ВЧ 4010, АСЧ-2.
12. Виды испытаний механических свойств металлов и сплавов. На каком оборудовании испытывают предел прочности и относительное удлинение,
что они характеризуют?
13. Виды испытаний технологических свойств металлов.
14. Какие вы знаете методы испытания и контроля качества металлов и
сплавов, области их применения?
РАЗДЕЛЫ 4-5 Основы термической обработки стали
Методические указания
Термическая обработка производится путем теплового воздействия с целью изменения ее структуры и свойств. При нагреве до, заданной температуры, выдержке и последующем охлаждении с определенной скоростью в стали происходят изменения, которые обусловливают те или другие ее свойства.
Надо внимательно изучить превращения в стали при нагреве и охлаждении,
стадии этих превращении. Усвойте изотермическое превращение аустенита и
30
превращения, протекающие при непрерывном охлаждении стали с различными скоростями, с образованием ряда характерных структур (перлита, сорбита, тростита, мартенсита).
Для практических целей нужно изучить технологию некоторых видов
термической обработки отжига, закалки и отпуска. Студент должен знать
применяемое при этом оборудование, цель каждого вида термической обработки, его технологию, физико-химическую сущность протекающих превращений, структуру и свойства стали; уяснить виды дефектов при закалке, обратив особое внимание на остаточные напряжения, которые снижают усталостную прочность стали. Необходимо рассмотреть термомеханическую обработку стали. Следует изучить основные виды термической обработки чугуна, имеющей существенное значение в машиностроении.
Техника безопасности при различных видах термической обработки деталей и полуфабрикатов состоит в строгом выполнении соответствующих
производственно-технических, технологических инструкций, регламентирующих порядок выполнения различных производственных операций (особенно это относится к приемам работы при загрузке деталей в печь для нагрева и
выгрузки их); наличии соответствующей спецодежды для защиты от тепловых выделений печей; включении соответствующих механизмов только после додачи установленной сигнализации; наличии ограждений у всех вращающихся частей, механизмов и т.д.
Если нагрев деталей производится в соляных ваннах (например, в расплаве каустической соды и селитры при температуре 400-600°С), необходимо
следить за тем, чтобы загрузка деталей происходила без разбрызгивания, так
как попадая на кожу человека, расплав вызывает химическое разъедание кожи и тепловой ожог. Рабочие должны быть обеспечены специальной одеждой (резиновые сапоги, резиновые перчатки, резиновый фартук, защитные
очки и т.д.). Необходимо обеспечить строгое выполнение указаний, предупредительных надписей по технике безопасности на всех рабочих местах.
Вопросы для самопроверки
31
1. В чем сущность термической обработки стали? Какими параметрами
характеризуется термическая обработка стали?
2. Основные виды термической обработки стали, их характеристика.
3. В чем сущность превращений, протекающих в стали при нагреве?
4. Охарактеризуйте превращения аустенита при охлаждении и стадии
этих превращений.
5. В чем сущность изотермического превращения аустенита, протекающего в сталях при выдержке в области характерных температур? Какие при
этом получаются структуры?
6. Каково различие между структурными составляющими перлита,
сорбита, тростита и мартенсита?
7. В чем сущность мартенситного превращения, отличие его от перлитного?
8. Охарактеризуйте превращения при нагреве закаленной стали.
9. Назовите виды отжига, области его применения. Оборудование,
применяемое при отжиге. Какие при этом протекают процессы?
10. До какой температуры нужно нагревать перед закалкой сталь, содержащую 0,45% С, 0,7% С, 1,2% С и какие при этом происходят превращения? Назовите виды закалки, области ее применения.
11. Назовите виды отпуска; процессы, протекающие при отпуске, области его применения.
12. Охарактеризуйте процесс термомеханической обработки (ТМО)
стали и виды этого процесса, назовите области его применения.
13. Назовите виды термической обработки чугуна и процессы, протекающие при этом.
14. Дефекты, возникающие при закалке и их влияние на ее усталостную
прочность.
РАЗДЕЛ 6 Легированные стали и сплавы
Методические указания
32
Уясните влияние легирующих компонентов на структуру и свойства стали,
обратите внимание на изменение положения критических точек и фазовые
превращения в зависимости от вида и содержания легирующих компонентов.
Следует запомнить условное обозначение легирующих компонентов в
написании марок сталей, а также порядок определения примерного состава
стали по ее маркировке. Необходимо внимательно изучить признаки классификации легированных сталей и сплавов, особенно классификацию по назначению, так как этот вид классификации определен ГОСТом и чаще всего
применяется на производстве. Нужно хорошо изучить те марки стали, с которыми вы встречаетесь у себя на производстве, а также примерное назначение различных конструкционных и инструментальных легированных сталей.
Далее следует ознакомиться со сталями и сплавами с особыми свойствами
(жаропрочными нержавеющими и др.), а также с керметами и другими материалами, иx свойствами и областями применения.
Вопросы для самопроверки
1. В чем сущность упрочнения стали при легировании?
2. Какие легирующие компоненты способны образовывать с углеродом
карбиды, а какие – нет? Какие свойства придают сталям карбидообразующие
компоненты?
3. Как влияют легирующие компоненты на положение критических точек и фазовые превращения? Какие легирующие компоненты расширяют область γ-железа, а какие сужают ее и почему?
4. Приведите классификацию легированных сталей по назначению,
назовите области применения этих сталей.
5. Охарактеризуйте классификацию легированных сталей по химическому составу. Приведите примеры.
6. Охарактеризуйте классификацию легированных сталей по структуре в
отожженном и нормализованном состоянии? Приведите примеры (марки
стали).
33
7. Охарактеризуйте классификацию легированных сталей по содержанию Легирующих компонентов. Приведите примеры (марки стали).
8. Расшифруйте химический состав сталей марок 12ХГ, 40Х, 40ХН,
12ХНЗА, 18Х2Н4МА, Х12М.
9. Приведите примеры конструкционных легированных сталей. Области их применения.
10. Какие стали относят к инструментальным? Приведите примеры инструментальных сталей, для режущего и измерительного инструмента, Области применения быстрорежущей стали.
11. Приведите примеры нержавеющих и, жаропрочных сталей, области
их применения.
12. Изложите свойства и области применения металлокерамических материалов.
РАЗДЕЛ 7 Цветные металлы и их сплавы
Методические указания
Эту тему предлагается изучать в такой последовательности: свойства и области применения чистого металла, наиболее распространенные сплавы на их
основе, структура этих сплавов: диаграммы состояния, свойства сплавов и
области их применения. Надо уметь по марке сплава определять его примерный состав.
Следует отметить, что особо важное значение имеют лишь те части диаграмм состояний сплавов меди с цинком и меди с оловом, по оси абсцисс, у
которых отложено до 50% цинка и до 30% олова. При изучении сплавов
алюминия обратите внимание на деформируемые и лилейные алюминиевые
сплавы и на процесс старения некоторых из этих сплавов.
Сплавы на магниевой и титановой основе весьма широко применяются в технике, так как они при малом удельном весе обладают достаточно высокой прочностью. Хорошо уясните состав, свойства и области применения, некоторых марок
деформируемых и литейных сплавов магния и титана. Сравните состав и свой-
34
ства изучаемых сплавов цветных металлов с теми, с которыми вы имеете дело
на производстве.
Вопросы для самопроверки
Охарактеризуйте свойства меди и влияние примесей на ее свойства.
Укажите на диаграмме состояний сплавов меди с цинком и меди с оловом
максимальное содержание цинка в α-латуни и олова в бронзах. Виды латуней
и бронз, свойства этих сплавов и области их применения.
1. Приведите характеристику свойств алюминия и укажите влияние на
них примесей.
2. Какой сплав называют силумином? Объясните влияние модифицирования на структуру и механические свойства силумина. Укажите области
применения силуминов.
3. Какие алюминиевые сплавы относятся к деформируемым? В чем
сущности процессов старения дюралюминия?
4. Назовите виды деформируемых алюминиевых сплавов, их марки,
свойства и области применения.
5. Назовите виды сплавов на магниевой основе, их марки, основные
свойства и области применения.
6. Каковы свойства титана и как на них влияют примеси? Где применяется титан?
7. Назовите марки титановых сплавов, свойства и области применения.
8. Назовите марки, состав, свойства и области применения подшипниковых сплавов. Каким требованиям должен удовлетворять подшипниковый
сплав?
РАЗДЕЛ 8 Неметаллические и композиционные материалы
Методические указания
Прежде всего, необходимо изучить виды пластмасс, их классификацию,
основы строения, а также физико-механические и технологические свойства.
Основной составляющей частью пластмассы являются синтетические
или в некоторых случаях природные полимеры. При изготовлении пластмасс
35
наиболее часто применяются различного вида синтетические полимеры –
смолы. Пластмасса может состоять только из одной смолы (например, полиамида или полиэтилена), но в большинстве случаев смола используется как
основная часть пластмассы, а для придания ей соответствующих физикохимических свойств в состав пластмассы, кроме смолы, вводят различные
наполнители, пластификаторы, стабилизаторы и др. Поэтому следует знать,
какие пластификаторы применяются для повышения пластических свойств –
гибкости, эластичности и обрабатываемости пластмассы, а какие наполнители – для повышения механической прочности и предупреждения прилипания
пластмассы к стенке пресс-формы, уменьшения усадки при остывании, придания других физико-химических свойств и какие стабилизаторы – для повышения долговечности пластмасс, то есть для борьбы с их старением от
влияния кислорода воздуха, тепла, света, механических воздействий.
При изготовлении пластмассовых изделий исходный материал обычно
подвергают совместному действию нагрева и давления. В зависимости от
строения молекул и изменения свойств при нагреве пластмассы разделяют на
две основные группы – термопластические и термореактивные. Нужно знать,
какие пластмассы относятся к первой группе, а какие ко второй. Также необходимо знать примеры наиболее распространенных термопластов и термореактивных материалов.
При изучении резиновых материалов необходимо рассмотреть виды каучуков и состав резиновых смесей (каучук, вулканизирующие добавки и специальные добавки – ингредиенты), а также свойства резиновых изделий (эластичность, воздухо- и водонепроницаемость, масло- и кислотостойкость, диэлектрическую прочность и т.д.), которые обусловили их широкое применение в различных отраслях промышленности.
Вопросы для самопроверки
1. Изложите классификацию пластических масс, применяемых для изготовления деталей и изделий в различных отраслях промышленности.
36
2. Назовите виды пластических масс на основе природных и синтетических полимеров, области применения этих пластмасс. Изложите строение полимерных материалов.
3. Какие наиболее важные наполнители, пластификаторы и стабилизаторы применяются для получения соответствующих свойств пластмасс?
4. Назовите основные физико-механические свойства пластических
масс. Сравните их со свойствами металлов и сплавов.
5. Назовите основные распространенные термопластические материалы
и области их применения.
6. Назовите наиболее распространенные термореактивные материалы и
области их применения.
7. Каков состав резины? Назовите виды каучуков и их свойства.
8. Какие материалы служат вулканизирующими добавками? Сущность
процесса вулканизации.
9. Виды специальных добавок резины и их влияние на ее свойства.
10. В чем состоит экономическая эффективность применения различных
неметаллических материалов в технике.
Контрольные задания
ВАРИАНТ 1
1. Опишите процессы превращения в стали марки У10 при охлаждении
от жидкого состояния до комнатной температуры. Приведите кривую охлаждения и схемы структур при 1420, 1260, 375 и 300С.
2. Выберите способ поверхностной закалки зубчатых колес из стали
марки 50 при массовом производстве. Опишите выбранный способ закалки
(температурный режим, оборудование, кривая охлаждения, схема структуры
по высоте зубьев шестерни).
3. Приведите схему строения и особенности физико-механиче-ских
свойств полимеров.
ВАРИАНТ 2
37
1. Опишите процессы превращений в бронзе марки Бр.ОФ6,5-0,4 (при
рассмотрении диаграммы Cu-Sn) при охлаждении от жидкого состояния до
комнатной температуры. Приведите кривую охлаждения и схемы структур
при 1000, 700 и 250С.
2. Выберите температурный режим газового азотирования шпинделей
из стали марки 38Х2МЮА для повышения износостойкости поверхностного
слоя. Опишите применяемое оборудование, химические реакции и свойства,
которые приобретают изделия.
3. Опишите состав, свойства, строения и область применения термопластичных пластмасс.
ВАРИАНТ 3
1. Опишите процесс превращения в чугуне, содержащем 3,2% углерода,
при нагреве, от комнатной температуры до плавления. Приведите кривую
нагрева и схемы структур при 300, 950 и 1250С.
2. Выберите температурный режим высокого отпуска закаленной стали
марки 60С2А. опишите процессы превращения при нагреве закаленной стали
до температуры высокого отпуска. Структура и свойства стали марки 60С2А
после высокого отпуска.
3. Опишите состав, свойства, строение и область применения термореактивных пластмасс.
ВАРИАНТ 4
1. Опишите процессы превращения в стали марки 20 при нагреве от
комнатной температуры до плавления. Приведите кривую нагрева и схемы
структур при 500, 730, 1000, 3380 и 1480С.
2. По диаграмме состояния Fe-Fe3C выберите температуру изотермической закалки стали марки 50ХГА. Приведите примерный химический состав
стали, состав закалочной среды, кривую охлаждения и схему структуры.
3. Опишите состав, свойства, строение и область применения композиционных материалов.
ВАРИАНТ 5
38
1. Опишите процессы превращения в дюралюминии марки Дl, содержащем 4,8% меди (при рассмотрении диаграммы состояния Al-Cu) при
нагреве от комнатной температуры до плавления. Приведите кривую
нагрева и схемы структур при 250, 540 и 600С.
2. Выберите температурный режим низкого отпуска закаленной инструментальной стали марки У10. Опишите процессы превращения при
нагреве закаленной стали до температуры низкого отпуска. Структура и
свойства стали марки У10 после низкого отпуска.
3. Опишите состав, свойства и область применения резин общего
назначения.
ВАРИАНТ 6
1. Опишите процессы превращения в латуни Л62 при нагреве от комнатной температуры до плавления. Приведите кривую нагрева и схемы
структур при 400, 834 и 900С.
2. Выберите температурный режим газовой цементации валков из стали марки 18ХГМ. Опишите используемое оборудование, протекающие химические процессы, применяемую после цементации термическую обработку
и свойства, которые приобретают изделия после этого.
3. Опишите состав, свойства и область применения резин специального
назначения.
ВАРИАНТ 7
1. Опишите процессы превращения в чистом железе, протекающие при
нагреве от комнатной температуры до плавления. Приведите кривую нагрева
чистого железа.
2. Выберите по диаграмме состояния Fe-Fe3C температуру закалки стали
марки 50. Закалку осуществить в воде. Приведите химический состав стали,
кривую охлаждения и схему получения структуры.
3. Опишите состав, свойства и область применения клеящих материалов и герметиков.
ВАРИАНТ 8
39
1. Опишите процессы превращения в немодифицированном силумине
марки АК12, содержащем 12% кремния, при охлаждении от жидкого состояния до комнатной температуры. Приведите кривую охлаждения и схемы
структур при 580, 500 и 250С.
2. Выберите температурно-временной режим полного отжига листовой
стали 08кп после холодной прокатки. Опишите исходную структуру и процессы, протекающие в стали при полном отжиге, приведите кривые нагрева
при отжиге и охлаждении стали 08кп.
3. Опишите состав, свойства и область применения керамических материалов.
ВАРИАНТ 9
1. Опишите процессы превращения в чугуне, содержащем 5,0% углерода, при охлаждении от жидкого состояния до комнатной температуры. Приведите кривую охлаждения и схемы структур при 1200, 1100 и 450С.
2. Выберите по диаграмме состояния Fe-Fe3C температуру закалки стали марки 60С2А. Закалку осуществить в двух средах сначала в воде, затем в
масле. Приведите химический состав стали, кривую охлаждения и схему полученной структуры.
3. Опишите состав, свойства, строение и область применения неорганического стекла.
ВАРИАНТ 10
1. Опишите методы получения порошковых материалов. Укажите марки
(состав), структуру и применение оловянных и свинцовых баббитов.
2. Выберите температурно-временной режим изотермического отжига
крупной поковки из стали 60ХН. Приведите примерный химический состав
стали, кривые нагрева и охлаждения. Опишите процессы, протекающие в
стали марки 60ХН, при изотермическом отжиге.
3. Опишите состав, строение, свойства и область применения древесины.
40