Расчет основных параметров режима электродуговой сварки

№ п/п	Определяемая величина	Буквенное обозначение, ед. измерения	Расчетная формула или источник информации	Численная величина	Примечание
	Тип сварного шва	С...	табл.3	С 17	α=10 β=2для d < 4 мм, d = 4 мм, b из табл. 3 для d > 4 мм,. b из табл.3 γ = 7,8 г/см3 l (длина) из таблицы 1 M=0,5 p= 3,14, lог= 50 мм
	Тип электрода	Э...	табл.5	Э 46
	Диаметр электрода	dэ, мм	табл.4
	Марка электрода		табл.7	ОЗС-6
	Коэффициент пропорциональности	к, А/мм	табл.4
	Сила сварочного тока	IСВ, А	Iсв = kdэ
	Длина дуги	Lд, мм	Lд= 0,5(dэ+ 2)
	Напряжение дуги	Uд, В	Uд=α+ βLд
	Площадь поперечного сечения	S, мм2	S = bδ
			S = δ(b – 1)+0,5(δ2 + 1)
	Масса наплавленного металла	Qн,г	Qн = 10-3 l Sγ	337,27
	Коэффициент наплавки	α н, г/А·ч	табл. 7
	Основное время горения дуги	tо, ч	tо = Qн/Iсвαн	0,11
	Скорость сварки	Vсв, м/ч	Vсв= 103 l /tо	4,09
	Полное время сварки	Тп, ч	Тп = tо/М	0,22
	Длина электрода	lэ, мм	табл.4
	Число слоев	n	табл.6
	Масса расплавленного металла	Qр, г	Qр = 10-3Öpdэ2(l э– l ог)n/4	352,68
	Коэффициент потерь	Φ %	φ = 102(Qр– Qн)/Qр	4,4
	Расход электроэнергии на сварку	A, кВт×ч	A = IсвUдtо

Процесс сварки включает не только время горения дуги, но и вспомогательные операции (установку электрода, поворот детали и т. д.).

Это дополнительное время зависит от организации рабочего места, квалификации сварщика и учитывается коэффициентом производительности М. Полное время сварки Т_п (ч) определяемая по формуле T_п = t_о/М, где t_о - основное время горения дуги (ч), М - коэффициент производительности (М = 0,6-0,8).

Массу расплавленного металла Q_р=10^-3γpd²_э(l_э-l_ог)n/4, где γ-плотность электродного металла (для стали γ=7,8 г/см³), d_э –диаметр электрода (мм), l _э – длина электрода (мм) (таб.4), l_{о г}=50 мм), n – число слоев (проходов) (таб.6).

Потери металла на угар и разбрызгивание характеризуется коэффициентом потерь φ (%), который определяется по формуле

φ=10² (Q_Р – Q_Н)/Q_Р, где Q_р – масса расплавленного металла (г), Q_Н – масса наплавленного металла (г). Значение коэффициента потерь при ручной электродуговой сварке не должно превышать 10%. Полный расход электроэнергии на сварку А (кВт.ч) по формуле А=I _свU_дt _о, где I_св –сила сварочного тока (А), U_д –напряжение дуги (В), t_о- основное время горении дуги (ч).

Таблица 3

Тип сварного шва

Наименование соединения	Условное обозначение	Форма подготовки кромок	Толщина металла d, мм	Зазор b, мм	Выполнение шва
Шов стыковой односторонний без скоса кромок	С 2		1,5–2,5
3,0–4,0
Наименование соединения	С17		4,5–7,5
8,0–13,5
14,0–16,0

 

Таблица 4.

Диаметр электрода

Толщина свариваемого металла δ, мм	1,5-2,0	2,5-4,0	4,5-7,0	7,5-10,0	более 10,0
Диаметр электрода dэ, мм
Коэффициент пропорциональности k, А/мм
Длина электрода lэ, мм

Таблица 5.

Тип электрода

 

Тип электрода	Механические свойства металла сварного шва	Свариваемые стали
Временное сопротивление при растяжении σв, МПа	Относительное удлинение δ %	Ударная вязкость KCU, МДж/м2
Э 38			0,3	малоуглеродистые и низколегированные
Э 42			0,8
Э 42А			1,5
Э 46			0,8
Э 46А			1,4
Э 50			0,7	среднеуглеродистые и низколегированные
Э 50А			1,3
Э 55			1,2
Э 60			1,0	легированные стали повышенной прочности
Э 70			0,6
Э 85			0,5
Э 100			0,5
Э 125			0,4
Э 150			0,4

 

 

Таблица 6.

Число слоев

 

Толщина свариваемого металла δ, мм	1,0-5,0	5,5-8,0	8,5-10,0	10,5-14,0	14,5-16,0
Число слоев n

 

Таблица 7.

Марка электрода

Тип электрода электрода	Марка электрода	Диаметр электрода dэ, мм	Коэффициент наплавки αн, г/А.ч
Э 42	ОЗС-23	2; 3	8,5
	ВСЦ-4	3; 4	9,5
	ОМА-2	2; 2,5; 3
	АНО-6	4; 5
Э 42А	УОНИ-13/45	2; 2,5; 3; 4; 5	8,5
	СМ-11	3; 4; 5
Э 46	АНО-4	3; 4; 5	8,5
	ОЗС-6	3; 4; 5; 6
	МР-3	3; 4; 5; 6	7,5
	ОЗС-21	3; 4; 5	8,5
Э 46А	ВН-48	2,5; 3; 4; 5; 6
	ОЗС-22Р	3; 4; 5; 6
	УОНИ-13/55К	3; 4; 5	9,5
Э 50	ВСЦ-4А	3; 4	9,5
Э 50А	УОНИ-13/55	2; 2,5; 3; 4; 5
	АНО-11	3; 4; 5	9,5
	ДК-50	4; 5
Э 55	УОНИ-13/55У	4; 5; 6
Э 60	ВСЦ-60	5; 6
	УОНИ-13/65	2; 2,5; 3; 4; 5	9,5
	ОЗС-24	3; 4	9,5
Э 70	ВСФ-75У
Э 85	УОНИ-13/85	2; 2,5; 3; 4; 5
	НИАТ-3М	2; 2,5; 3; 4; 5	9,5
	ВСФ-85	3; 4	9,5
Э 100	ОЗШ-1	2; 2,5; 3; 4; 5	8,5

Задания для контрольных работ №1 «Материаловедение»

 

Вариант 1

1. Вычертите диаграмму состояния железо - цементит, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую нагревания в интервале температур от 0 до 1600°С (с применением правила фаз) для спла­ва, содержащего 0,1% С. Выберите для заданного сплава. Любую температуру между линиями ликвидус и солидус и определите: со­став фаз, т. е. процентное содержание углерода в фазах; количест­венное соотношение фаз.

2. Сталь марки У12 после одного вида термической обработки получила структуру пластинчатый перлит+вторичный цементит после второго - мартенсит+остаточный аустенит, после третьего - мартенсит+остаточный аустенит+вторичный цементит. Указать, какие виды термической обработки применены в каждом случае. Определить по диаграмме железо-цементит, до какой области температур была нагрета сталь при каждом виде термической обработки и указать, какие превращения она претерпела в процессе охлаждения в каждом, из трех случаев.

3. Выбрать марку стали, для ответственных крепежных изделий (шатунных болтов поршневых компрессоров, болтов и шпилек центробежных насосов, фланцевых соединений нефтеперерабатывающих установок), испытывающих в процессе работы значительные статические и динамические нагрузки. Указать химический состав и назначение легирующих элементов. Привести режим термической обработки, окончательную структуру и механические свойства стали.

4. Расшифруйте марочный состав сплавов: АК7; У8; ВЧ45; 7ХГ2ВМФ; ЛЦ14К3С3; СЧ30; Б83С. Определить название. Укажите основной химический элемент сплавов, их механические свойства и области применения.

5. Опишите полярные термопластичные пластмассы (полиамиды, пентан, поликарбонаты и др.). Их состав, свойства и область применения.

Вариант 2

1. Вычертите диаграмму состояния железо - цементит, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения в интерва­ле температур от 1600 до 0°С (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 2,6% С. Выберите для заданного сплава любую температуру между линиями ликвидус и солидус и определите: со­став фаз, т. е. процентное содержание углерода в фазах; количест­венное соотношение фаз.

2. При закалке инструмента из углеродистых сталей температура в печи оказалась завышенной на 150°С по сравнению с оптимальной. Нарисовать в масштабе «стальной угол» диаграммы железо-цементит и показать на нем оптимальный интервал закалочных температур. Используя рисунок, объяснить, как указанное нарушение режима закалки повлияет на структуру и свойства сталей марок У7 и У10.

3. Проходка нефтяных и газовых скважин производится с помощью бурильных долот, режущий инструмент которых (шарошки) подвержен значительным ударным нагрузкам и абразивному изнашиванию рабочих зубьев. Сформулировать требования по механическим свойствам, предъявляемые к такому инструменту. Выбрать марку стали для изготовления шарошек, указать химический состав и назначение легирующих элементов. Обосновать технологию и режимы обработки, обеспечивающие необходимый комплекс свойств.

4. Расшифруйте марочный состав сплавов: Ст0; ХВГ; 10ХСНД; ШХ4; СЧ15; БрО17Ц4С4; Б88. Определить название. Укажите основной химический элемент сплавов, их механические свойства и области применения.

5. Корундовая керамика. Опишите ее основные свойства и об­ласть применения.

 

Вариант 3

1. Вычертите диаграмму состояния железо - цементит, укажите превращения и постройте кривую нагревания в интервале температур от 0 до 1600°С (с применением правила фаз) для спла­ва, содержащего 2,8% с. Для заданного сплава определите при тем­пературе 1250°С: состав фаз, т. е. процентное содержание углерода в фазах; количественное соотношение фаз.

2. Определить по диаграмме железо-цементит, какие превращения происходят в заэвтектоидной стали марки У10 и доэвтектическом чугуне при медленном охлаждении от расплавленного состояния до комнатной температуры. Сопоставить эти превращения и указать окончательную структуру сплавов. Каково принципиальное отличие структуры чугуна от структуры стали, и как это отличие сказывается на механических и технологических свойствах этих сплавов?

3. Втулки и плунжеры нефтяных глубинных насосов должны иметь очень высокую поверхностную твердость (НV до 1200) и износостойкость, а также сопротивляемость динамическим нагрузкам. Выбрать марку стали для таких деталей, объяснить роль легирующих элементов. Назначить способ поверхностного упрочнения, учитывая, что детали не должны деформироваться в процессе такой обработки. Описать превращения, происходящие в стали, ее окончательную структуру и механические свойства.

4. Расшифруйте марочный состав сплавов: Ст1кп; 10; А20; 15ХСНД; КЧ30-6; БрОФ6,5-0,4; ЛО90-1. Определить название. Укажите основной химический элемент сплавов, их механические свойства и области применения.

5. Опишите принципиальное отличие процессов кристаллизации полимеров и металлов.

Вариант 4

1. Вычертите диаграмму состояния железо - цементит, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения в интервале температур от 1600 до 0°С (с применением правила фаз) для спла­ва, содержащего 3,5% С. Для заданного сплава определите при тем­пературе 1200°С: процентное содержание углерода в фазах; коли­чественное соотношение фаз.

2. Определить по диаграмме железо-цементит, какие превращения происходят в стали марки У12 при медленном охлаждении от расплавленного состояния до комнатной температуры, привести окончательную структуру стали. Какую структуру будут иметь изделия из этой стали после закалки с температур 770 и 960°С? Какой из указанных вариантов закалки следует выбрать для обеспечения более высоких эксплуатационных характеристик инструмента из этой стали и почему?

3. Для изготовления деталей штампов, обрабатывающих металл в горячем состоянии, выберите марку стали. Укажите состав и определите, группу стали, по назначению. Назначьте режим термической обработки, приведите его обоснование, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие на всех этапах термической обработки, данной стали. Опишите структуру и свойства стали после термической обработки.

4. Расшифруйте марочный состав сплавов: 7ХГ2ВМФ; Р9К5; ВЧ35; АМц; Д1; Л96; ШХ6. Определить название. Укажите основной химический элемент сплавов, их механические свойства и области применения.

5. Достоинства и недостатки пластмасс. Применение пластмасс в нефтегазовой отрасли.

 

Вариант 5

1. Вычертите диаграмму состояния железо - цементит, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую нагревания в интервале температур от 0 до 1600°С (с применением правила фаз) для спла­ва, содержащего 4,3% С, для заданного сплава определите процентное содержание углерода в фазах при температуре 850° С.

2. Определить по диаграмме железо-цементит, какие превращения происходят в доэвтектическом белом чугуне какого-либо состава при охлаждении от расплавленного состояния до комнатной температуры. Какова окончательная структура сплава? Назначить режим термической обработки для превращения этого чугуна в ковкий чугун и указать, как изменяются при этом свойства чугуна. Какова причина этих изменений?

3. Для изготовления деталей штампов, обрабатывающих металл в холодном состоянии, выберите марку стали. Укажите состав и определите, группу стали, по назначению. Назначьте режим термической обработки, приведите его обоснование, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие на всех этапах термической обработки, данной стали. Опишите структуру и свойства стали после термической обработки.

4. Расшифруйте марочный состав сплавов: А30; 70С3А; сталь 40; Cт2кп; СЧ32; Д16; БрОЦ4-3. Определить название. Укажите основной химический элемент сплавов, их механические свойства и области применения.

5. Укажите состав и свойства керамики, применяемой в электроприборостроении.

 

Вариант 6

1. Вычертите диаграмму состояния железо - цементит, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения в интервале температур от 1600 до 0°С (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 5,2% С. Для заданного сплава определите при температуре 1250°С: процентное содержание углерода в фазах; коли­чественное соотношение фаз.

2. Сталь марки 50 после одного вида термической обработки получила структуру феррит+пластинчатый перлит, после второго мартенсит+феррит и после третьего - мартенсит. Указать, какие виды термической обработки применены в каждом случае. Определить по диаграмме железо-цементит, до какой области температур была нагрета сталь при каждом виде термической обработки и указать, какие превращения она претерпела в процессе охлаждения в каждом из трех случаев.

3. В результате термической обработки рычаги должны получить повышенную прочность по всему сечению (твердость HRC28…35). Для изготовления их выберите марку стали. Укажите состав и определите, группу стали, по назначению. Назначьте режим термической обработки, приведите его обоснование, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие на всех этапах термической обработки, данной стали. Опишите структуру и свойства стали после термической обработки.

4. Расшифруйте марочный состав сплавов: У14А; Р18; 18Х3МВ; сталь 15; КЧ35-12; Д18; БрОФ6-5. Определить название. Укажите основной химический элемент сплавов, их механические свойства и области применения.

5. Опишите механизм и характер деформации полимеров в стек­лообразном и вязкотекучем состоянии. Укажите область применения полимеров.

 

Вариант 7

1. Вычертите диаграмму состояния железо - цементит, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую нагревания в интервале температур от 0 до 1600°С (с применением правила фаз) для спла­ва, содержащего 4 % С. Выберите для заданного сплава любую температуру между линиями ликвидус и солидус и определите: со­став фаз, т.е. процентное содержание углерода в фазах; количест­венное соотношение фаз.

2. Определить по диаграмме железо-цементит, до какой области температур была нагрета сталь марки 45, если после закалки со скоростью выше критической ее структура состояла из феррита и мартенсита. Описать превращения, которые совершились в стали при охлаждении, и указать является ли выбранная температура нагрева стали удачной с точки зрения получения высоких механических свойств. Какова должна быть температура нагрева этой стали, чтобы при охлаждении со скоростью выше критической ее структура не содержала феррита.

3. Выберите теплостойкую сталь для изготовления резцов. Укажите состав и определите, группу стали, по назначению. Назначьте режим термической обработки, приведите его обоснование, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие на всех этапах термической обработки, данной стали. Опишите структуру и свойства стали после термической обработки.

4. Расшифруйте марочный состав сплавов: У10; 10Г2; БСт3сп; 20ХГСА; СЧ15; А98; БрОЦС4-4-2,5. Определить название. Укажите основной химический элемент сплавов, их механические свойства и области применения.

5. Фенолоформальдегидиые слоистые пластики (полиэтилен и винипласт). Их свойства и область применения в машиностроении.

 

Вариант 8

1. Вычертите диаграмму состояния железо - цементит, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы состояния, опишите превращения и построите кривую охлаждения в интервале температур от 1600 до 0° С (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 5,4% С. Выберите для заданного сплава любую температуру между линиями ликвидус и солидус и определите: состав фаз т. е. процентное содержание углерода в фа­зах; количественное соотношение фаз.

2. Определить по диаграмме железо - цементит температуры отжига сталей марок 40, У8 и У12. Какова температура нагрева этих сталей под закалку? Дать обоснование выбранным температурам нагрева сталей, описав структурные превращения в этих сталях при соответствующих режимах (и видах) термической обработки.

3. В результате термической и химико-термической обработки червяки должны получить твердый износоустойчивый поверхностный слой при вязкой сердцевине. Для их изготовления выберите сталь. Укажите состав и определите, группу стали, по назначению. Назначьте режим термической обработки, приведите его обоснование, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие на всех этапах термической обработки, данной стали. Опишите структуру и свойства стали после термической обработки.

4. Расшифруйте марочный состав сплавов: А30; Р6М5; ШХ9С; Х18Н22В2Т2; ВЧ-50; Д2; БрОЖ4-2. Определить название. Укажите основной химический элемент сплавов, их механические свойства и области применения.

5. Жаропрочные керамические материалы. Состав, свойства, и условия применения в машиностроении.

 

Вариант 9

1. Вычертите диаграмму состояния железо - цементит, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую нагревания в интервале температур от 0 до 1600°С (с применение правила фаз) для спла­ва, содержащего 5,6% С. Для заданного сплава при температуре 1300°С определите: состав фаз; т. е. процентное содержание углерода в фазах; количественное соотношение фаз.

2. Определить по диаграмме железо-цементит превращения, происходящие в стали марки У8 при медленном охлаждении от расплавленного состояния до комнатной температуры. Начертить диаграмму изотермического превращения аустенита для названной стали и показать на ней, как будут изменяться структура и свойства этой стали по мере ускорения охлаждения из аустенитной области. Какую структуру и свойства приобретет эта сталь, если скорость охлаждения из аустенитной области превысит критическую скорость закалки?

3. Для изготовления обрезных штампов выберите сталь. Укажите состав и определите, группу стали, по назначению. Назначьте режим термической обработки, приведите его обоснование, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие на всех этапах термической обработки, данной стали. Опишите структуру и свойства стали после термической обработки.

4. Расшифруйте марочный состав сплавов: Ст3; 65С3А; Х5М; сталь 08пс; КЧ60-3; АЛ11; БрОК6,5-1. Определить название. Укажите основной химический элемент сплавов, их механические свойства и области применения.

5. Пленочные материалы, их разновидности, свойства и область применения в машиностроении.

 

Вариант 10

1. Вычертите диаграмму состояния железо – цементит, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы состояния, опишите превращения и постройте кривую нагревания в интервале температур от 0 до 1600°С (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 5,8% С. Для заданного сплава при темпе­ратуре 1250°С определите: состав фаз, т. е. процентное содержание углерода в фазах; количественное соотношение фаз.

2. Определить по диаграмме железо-цементит, какие превращения происходят в стали марки 40 при медленном охлаждении от расплавленного состояния до комнатной температуры и окончательную структуру этой стали. Какую структуру будут иметь изделия из этой стали после закалки с температур 740 и 840 °С? Какой из указанных вариантов закалки следует выбрать для обеспечения более высоких эксплуатационных характеристик изделий из этой стали и почему?

3. В результате термической обработки пружины должны получить высокую упругость. Для их изготовления выберите сталь. Укажите состав и определите, группу стали, по назначению. Назначьте режим термической обработки, приведите его обоснование, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие на всех этапах термической обработки, данной стали. Опишите структуру и свойства стали после термической обработки.

4. Расшифруйте марочный состав сплавов: ВСт4пс; 20ХГСА; Р6; КЧ-40-2; 18ХГТ; АК8; БрО3Ц12С5. Определить название. Укажите основной химический элемент сплавов, их механические свойства и области применения.

5. Опишите влияние порошковых и волокнистых наполнителей на свойства резины.

Вариант 11

1. Вычертите диаграмму состояния железо - цементит, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте. кривую охлаждения в интервале температур от 0 до 1600° С (с применением правила фаз) для спла­ва, содержащего 4,3% С. Для заданного сплава определите про­центное содержание углерода в фазах при температуре 750° С.

2. С помощью диаграммы состояния железо-цементит определите температуру полного и неполного отжига и нормализации для стали 40. Охарактеризуйте эти режимы термической обработки и опишите структуру и свойства стали.

3. В результате термической обработки шестерни должны получить твердый износоустойчивый поверхностный слой при вязкой сердцевине. Для их изготовления выберите сталь. Укажите состав и определите, группу стали, по назначению. Назначьте режим термической обработки, приведите его обоснование, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие на всех этапах термической обработки, данной стали. Опишите структуру и свойства стали после термической обработки.

4. Расшифруйте марочный состав сплавов: Х12М3А; СЧ24; 38ХМЮА; сталь 35; У12А; АЛ4; БрО5Ц5С5. Определить название. Укажите основной химический элемент сплавов, их механические свойства и области применения.

5. Органическое стекло. Опишите его свойства и область применения в машиностроении.

Вариант 12

1. Вычертите диаграмму состояния железо - цементит, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения в интервале температур от 1600 до 0°С (с применением правила фаз) для спла­ва, содержащего 0,6% с. Для заданного сплава определите про­центное содержание углерода в фазах при температуре 780° С.

2. С помощью диаграммы состояния железо-цементит определите температуру нормализации, отжига, и закалки для стали 30. Охарактеризуйте эти режимы термической обработки и опишите структуру и свойства стали после каждого вида обработки.

3. Для изготовления зенкеров выберите сталь. Укажите состав и определите, группу стали, по назначению. Назначьте режим термической обработки, приведите его обоснование, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие на всех этапах термической обработки, данной стали. Опишите структуру и свойства стали после термической обработки.

4. Расшифруйте марочный состав сплавов: КЧ48-4; сталь 30; 4Х16Н4Б; 25ХГТ; БСт3; Д6; БрО10Ф1. Определить название. Укажите основной химический элемент сплавов, их механические свойства и области применения.

5. Полиамиды и полиуретаны. Опишите их состав, свойства и область применения в машиностроении.

Вариант13

1. Вычертите диаграмму состояния железо - цементит, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую нагревания в интервале температур от 0 до 1600°С

(с применением правила фаз) для спла­ва, содержащего 0,4 % С. Для заданного сплава при температуре 1450°С определите процентное содержание углерода в фазах; количественное соотношение фаз.

2. Углеродистые стали У8 и 35 имеют после закалки и отпуска структуру мартенсит отпуска и твердость: первая - HRC60, вторая - HRC50. Используя диаграмму состояния железо: карбид железа и учитывая превращений, происходящие при отпуске, укажите температуру отпуска для каждой стали. Опишите все превращения, происходящие в этих сталях в процессе закалки и отпуска, и объясните, почему сталь У8 имеет большую твердость, чем сталь 35.

3. Кулачки должны иметь минимальную деформацию и высокую износоустойчивость (твердость поверхностного слоя HV 750…1000). Для их изготовления выберите сталь. Укажите состав и определите, группу стали, по назначению. Назначьте режим термической обработки, приведите его обоснование, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие на всех этапах термической обработки, данной стали. Опишите структуру и свойства стали после термической обработки.

4. Расшифруйте марочный состав сплавов: 2Х13; 08Х22Н6Т; ВЧ110; сталь 60; У7А; АК9; БрА5. Определить название. Укажите основной химический элемент сплавов, их механические свойства и области применения.

5. Опишите антифрикционные покрытия металлов полимерами. Приведите характеристику их свойств и условия применения.

 

Вариант 14

1. Вычертите диаграмму состояния железо - цементит, ука­жите структурные составляющие во всех областях диаграммы опишите превращения и постройте кривую охлаждения в интервал температур от 1600 до 0°С (с применением правила фаз) для сплава содержащего 0,7% С. Выберите для заданного сплава любую температуру между линиями ликвидус и солидус и определите: со­став фаз, т. е. процентное содержание углерода в фазах; количест­венное соотношение фаз.

2. Сталь 40 подвергалась закалке от температур 760 и 840. С. Опишите превращения, происходящие при данных режимах закалки. Укажите, какие образуются структуры, и объясните причины получения разных структур. Какой режим закалки следует рекомендовать?

3. В результате термической обработки поршневые пальцы должны получить твердый износоустойчивый поверхностный слой при вязкой сердцевине. Для их изготовления выберите сталь. Укажите состав и определите, группу стали, по назначению. Назначьте режим термической обработки, приведите его обоснование, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие на всех этапах термической обработки, данной стали. Опишите структуру и свойства стали после термической обработки.

4. Расшифруйте марочный состав сплавов: 20Х13Н; ХГТА; сталь 40С; БСт1; ВЧ-100; А95; БрАМц9-2. Определить название. Укажите основной химический элемент сплавов, их механические свойства и области применения.

5. Опишите стеклопластики. Укажите характеристики наполните­ля по природе и форме. Требования к связующему компоненту. Преимущества и недостатки стеклопластиков.

Вариант 15

1. Вычертите диаграмму состояния железо - цементит, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую нагревания в интервале температур от 0 до 1600° С (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 0,7% С. Для заданного сплава при температуре 1450°С определите: состав фаз, т. е. процентное содержание углерода в фазах; количественное соотношение фаз.

2. Назначьте режим термической обработки (температуру закалки, охлаждающую среду и температуру отпуска) рессоры из стали 55, которые должны иметь твердость HRC 45...50. Опишите структуру и свойства.

3. Для изготовления метчиков выберите сталь. Укажите состав и определите, группу стали, по назначению. Назначьте режим термической обработки, приведите его обоснование, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие на всех этапах термической обработки, данной стали. Опишите структуру и свойства стали после термической обработки.

4. Расшифруйте марочный состав сплавов: сталь 11кп; КЧ 37-12; 40ХНМА; Х18Н22В2Т2; У12; Б83; АМг1. Определить название. Укажите основной химический элемент сплавов, их механические свойства и области применения.

5. Физические основы сварки пластмасс. Опишите методы сварки с непосредственным нагревом.

Вариант 16

1. Вычертите диаграмму состояния железо - цементит, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения в интервале температур от 1600 до 0°С (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 0,8% С. Выберите для заданного сплава любую температуру между линиями ликвидус и солидус и определите, состав фаз, т. е. процентное содержание углерода в фазах; коли­чественное соотношение фаз.

2. С помощью диаграммы железо - карбид желез определите температуры нормализации, отжига, и закалки для стали, У10. Охарактеризуйте эти режимы термической обработки и кратко опишите микроструктуру и свойства стали после каждого вида обработки.

3. Для изготовления коленчатого вала выберите сталь. Укажите состав и определите, группу стали, по назначению. Назначьте режим термической обработки, приведите его обоснование, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие на всех этапах термической обработки, данной стали. Опишите структуру и свойства стали после термической обработки.

4. Расшифруйте марочный состав сплавов: 75Г2С; БСт6сп; сталь 25; Ст4; 30Х13Н7С2; АД23; БрКд1. Определить название. Укажите основной химический элемент сплавов, их механические свойства и области применения.

5. Опишите современное представление о молекулярном строе­нии, полимеров. Укажите структуру термопластичных и термореактивных полимеров.

Вариант 17

1. Вычертите диаграмму состояния железо - цементит, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую нагревания в интервале температур от 0 до 1600°С (с применением правила фаз) для спла­ва, содержащего 0.8% С. Для заданного сплава определите процент­ное содержание углерода в фазах при температуре 1450 С.

2. В структуре углеродистой стали 30 после закалки не обнаруживается остаточного аустенита. В структуре углеродистой стали У12 после закалки наблюдается до 30% остаточного аустенита. Объясните причину этого явления в связи с мартенситными кривыми для данных сталей. Какой обработкой можно устранить остаточный аустенит?

3. Для изготовления распределительного вала выберите сталь. Укажите состав и определите, группу стали, по назначению. Назначьте режим термической обработки, приведите его обоснование, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие на всех этапах термической обработки, данной стали. Опишите структуру и свойства стали после термической обработки.

4. Расшифруйте марочный состав сплавов: Х12М; ШХ15С; сталь 20кп; КЧ 45-7; 40ХМЮА; АК8; БрА10Мц2Л. Определить название. Укажите основной химический элемент сплавов, их механические свойства и области применения.

5. Опишите пенопласты, их разновидности и свойства. Укажите области применения пенопластов в машиностроении.

Вариант 18

1. Вычертите диаграмму состояния железо – цементит, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения в интервале температур от 1600 до 0°С (с применением. правила фаз) для сплава, содержащего 0.9% С. Выберите для заданного сплава любую температуру. между линиями ликвидус и солидус и определите: со­став фаз. т. е. процентное содержание углерода в фазах; количественное соотношение фаз.

2. При непрерывном охлаждении стали У8 получена структура троостит - мартенсит. Нанесите на диаграмму изотермического превращений аустенита кривую охлаждения, обеспечивающую получение данной структуры. Укажите интервал температур превращений, опишите характер превращения в каждом из них.

3. Для изготовления шатуна двигателя легкового автомобиля выберите сталь. Укажите состав и определите, группу стали, по назначению. Назначьте режим термической обработки, приведите его обоснование, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие на всех этапах термической обработки, данной стали. Опишите структуру и свойства стали после термической обработки.

4. Расшифруйте марочный состав сплавов: 18Х2Н4БА; СЧ18; Ст5сп; сталь 08; 9ХС; АК4; БрА11Ж6Н6. Определить название. Укажите основной химический элемент сплавов, их механические свойства и области применения.

5. Текстолиты. Влияние хлопчатобумажной, стеклянной и асбестовой тканей на свойства пластмасс. Укажите область применения текстолита в машиностроении

Вариант 19

1. Вычертите диаграмму состояния железо - цементит, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую нагревания в интервале температур от 0 до 1600°С (С применением правила фаз) для сплава, содержащего 1,9% С. Выберите для заданного сплава любую температуру между линиями ликвидус и солидус и определите; состав фаз, т. е. процентное содержание углерода в фазах; количественное, соотношение фаз.

2. Используя диаграмму состояния железо - карбид железа и кривую изменения твердости в зависимости от температуры отпуска, назначьте режим термической обработки для углеродистой стали 45, необходимый для обеспечения