[Росдистант] Материаловедение и технология конструкционных материалов. Вариант 4

Вашему вниманию представлены 4 практических задания по учебному курсу "Материаловедение и технология конструкционных материалов 2" (Росдистант), Вариант № 4. Практические задания выполнены и оценены на высокий балл.

Выполнение этих заданий открывает доступ к итоговому тестированию. Покупайте работы и переходите к итоговому тестированию без проблем.

Практическое задание 1

Тема 11. Диаграммы состояния двухкомпонентных систем

Задание: необходимо зарисовать, соблюдая масштаб, диаграмму состояния согласно своему варианту и выполнить следующие задания:

1.    Установить тип данной диаграммы.

2.    Определить структурный и фазовый состав всех областей диаграммы состояния и отразить их соответствующими буквенными обозначениями на диаграмме.

3.   Определить положение сплава, соответствующего варианту, на диаграмме состояния.

4.   Построить кривую охлаждения этого сплава в координатах «температура – время»; определить фазы, существующие в равновесии, и число степеней свободы сплава в его критических точках по правилу фаз Гиббса.

5.   Определить для заданной в соответствии с вариантом температуры сплава состав фаз и весовое соотношение фаз по правилу отрезков.

6.   Описать структуру заданного сплава при комнатной температуре.

Задание выполняется по вариантам (индивидуально). Выбор нужного варианта осуществляется по первой букве фамилии (табл. 1.1). 

Диаграмма состояния, состав сплава и температура указаны в таблице 1.2 по вариантам. Диаграммы состояния приведены ниже. В таблице 1.2 второй компонент, по содержанию которого определена концентрационная ось диаграммы, условно обозначен буквой В.

Рекомендации по выполнению задания

1.   Изобразить диаграмму состояния.

2.   Определить однофазные области диаграммы.

3.   Определить фазовый состав двухфазных областей диаграммы по правилу коноды.

4.   Написать тип диаграммы состояния.

5.   Изобразить сплав на диаграмме состояния, т. е. найти указанное в задании процентное содержание компонента В (В – компонент, который указан справа на диаграмме) и провести вертикальную линию.

6.   Перенести критические точки заданного сплава на координатную плоскость «Т°С – время». Определить и записать фазы, существующие в равновесии в критических точках.

7.   Посчитать число степеней свободы по правилу фаз Гиббса. Изобразить кривую охлаждения.

8.   Провести анализ фазовых превращений при охлаждении сплава и записать конечную структуру сплава.

9.   Указать структурные составляющие сплавов других областей диаграммы состояния.

10. Провести коноду на диаграмме состояния при заданной температуре для заданного сплава. Спроецировать точки пересечения коноды с линиями диаграммы на ось концентраций и таким образом определить состав фаз.

11. Измерить отрезки коноды в мм и рассчитать количество фаз по правилу отрезков.

Практическое задание 2

Тема 17. Термическая обработка

Задания

1.   Определить и описать структуру стали в исходном состоянии.

2.   Определить вид термической обработки по технологическим параметрам, указать ее цель и назначение.

3.   Схематично нарисовать диаграмму изотермического превращения аустенита для марки стали, соответствующей варианту. Изобразить на диаграмме скорость охлаждения, соответствующую термической обработке.

4.   Определить температуру нагрева и рассчитать время выдержки, исходя из геометрических размеров и формы деталей.

5.   Нарисовать график термической обработки в координатах «температура – время».

6.   Описать фазовые превращения, происходящие в стали при нагреве и охлаждении.

7.   Схематично изобразить конечную структуру стали после термической обработки.

Задание выполняется по вариантам (индивидуально). Выбор нужного варианта осуществляется по первой букве фамилии (табл. 2.1). 

Рекомендации по выполнению задания

1.   При определении структуры сталей перед термической обработкой необходимо помнить, что равновесная структура сталей соответствует диаграмме «железо – углерод». После горячей или холодной пластической деформации структурные составляющие стали не изменяются, изменяется лишь форма и взаимное расположение зерен. Структура стали после термической обработки зависит от вида ТО.

2.   Температуру нагрева определяют по диаграмме «железо – углерод» (см. рис. 2.1). 

Для этого выбирают содержание углерода, соответствующее марке стали, и вертикально поднимают линию до температуры, указанной в задании. В термической обработке используют следующие обозначения температур фазовых превращений при охлаждении: PSK –Ac1; GS – Ac3; SE – Acm.

1.   Расчет времени выдержки проводят, используя эмпирические коэффициенты, зависящие от формы и размеров изделий. Коэффициенты для расчетов приведены в табл. 2.3.

1.   Скорости охлаждения Vкр и выше (V4) соответствуют закалке (в воде), V3 – охлаждению на воздухе (нормализация), V1 – отжигу (охлаждение с печью). На рис. 2.2 все скорости охлаждения проведены из межкритического интервала температур (Ас1–Ас3), поэтому в данном случае и отжиг, и закалка будут неполными. Нормализацию проводят только после нагрева в аустенитную область, т. е. выше Ас3 или Асm.

2.   Пример графика термической обработки приведен на рис. 2.3. 

Практическое задание 3

Тема 18. Легированные стали

Задание: по заданным прочностным характеристикам и глубине прокаливаемости, обеспечивающим надежную работу конструкций и деталей в конкретных условиях эксплуатации, выбрать экономнолегированную сталь.

Задание выполняется по вариантам (индивидуально). Выбор нужного варианта осуществляется по первой букве фамилии (табл. 3.1). 

Рекомендации по выполнению задания и справочные данные

Выбор стали осуществляется последовательно, согласно следующим пунктам:

1. Диаметр изделия, указанный в варианте задания, принимается за критический диаметр закалки D50.

2. Используя номограмму Блантера (рис. 3.1), для заданного соотношения L/D находим расстояние до полумартенситной зоны, определенной методом торцевой закалки. Охлаждающей средой для легированных сталей считаем минеральное масло. Для этого по шкале L/D (см. рис. 3.1 внизу) находим заданное значение критического диаметра. От данного значения поднимаемся вверх вертикально до пересечения со скоростью охлаждения в минеральном масле. Далее проводим горизонталь до пересечения со скоростью охлаждения в идеальном охладителе. От этой точки поднимаемся вертикально вверх до шкалы, определяющей глубину закаленной зоны по методу торцевой закалки. Используем шкалу 50 % мартенсита и 50 % троостита (нижняя).

3. Определяем твердость стали после отпуска, используя таблицу соответствия прочности (σв) и твердости (НRC) (табл. 3.2). 

Практическое задание 4

Тема 19. Классификация материалов

Задание: для марок пяти сплавов согласно своему варианту необходимо выполнить следующие задания:

1.   Расшифровать марку материала. Классифицировать материал в соответствии с комплексом признаков, который применяют для данной группы сплавов (по химическому составу, структуре, способам получения и обработки, по назначению и т. д.).

2.   Перечислить основные компоненты сплава и указать химический состав согласно ГОСТу.

3.   Описать рекомендуемую термообработку (ТО) с указанием параметров и назначения ТО.

4.   Привести основные механические свойства материала в равновесном состоянии и после термической обработки.

5.   Охарактеризовать основные потребительские свойства материала (например, коррозионная стойкость, малый удельный вес и т. д.) и область его применения.

Задание выполняется по вариантам (индивидуально). Выбор нужного варианта осуществляется по первой букве фамилии (табл. 4.1).