Тема 5. Обработка металлов резанием

Общие сведения и технологические возможности способов резания. Точность обработки и шероховатость поверхности. Инструменты и оборудование основных методов обработки резанием: точение, сверление, фрезерование, строгание, шлифование.

Рекомендуемая литература: [4, с. 137-149]; [5, с. 295-315, 326-329].

Методические указания

Изучите кинематику процесса резания, то есть движения, необходимые для срезания слоя металла с заготовки в процессе обработки. Ознакомьтесь с составляющими режима резания: скоростями главного движения резания и движения подачи, глубиной резания.

Ознакомьтесь с физической сущностью процесса резания и образования стружки. Рассмотрите физические явления, сопровождающие процесс резания: наростообразование, трение, тепловыделения, износ инструмента, вибрации технологической системы «станок – приспособление – инструмент – заготовка».

Ознакомьтесь с основными сведениями о металлорежущих станках. Рассмотрите методы обработки заготовок на токарных станках; на сверлильных и расточных станках; на шлифовальных и доводочных станках; на зубообрабатывающих станках; на фрезерных, строгальных, долбежных и протяжных станках.

Вопросы и задания для самоконтроля

1. Классификация движений в металлорежущих станках.

2. Режим резания, геометрия режущего инструмента.

3. Контактные явления при резании: наростообразование, упрочнение поверхности, тепловыделение, износ и стойкость инструмента.

4. Требования к инструментальным материалам.

5. Общие сведения о металлорежущих станках, их классификация.

Тема 6. Понятие об электрических методах обработки металлов

Электрофизические, электрохимические и лучевые методы формообразования поверхностей деталей машин. Физические и химические процессы, лежащие в основе электроэрозионных и электрохимических методов, преимущества и недостатки, область применения.

Рекомендуемая литература: [4, с. 170-173]; [5, с. 342-455].

Методические указания

Материал достаточно понятно изложен в рекомендованных учебниках, что позволят учащимся самостоятельно получать понятия о приведенных в программе методах обработки.

Следует усвоить сущность, достоинства, недостатки и области применения указанных методов и разобраться в принципиальных схемах станков, вычертив их.

Вопросы и задания для самоконтроля

1. Изложите сущность электроискрового метода обработки металлов.

2. Изложите сущность электроимпульсной обработки.

3. Изложите сущность анодно-механической обработки и укажите область её применения.

4. Изложите сущность обработки металлов при помощи ультразвука.

 

3. Содержание практического раздела дисциплины

Перечень лабораторных работ

3.1. Перечень лабораторных работ для студентов,
изучающих дисциплину по классической заочной форме

Лабораторный практикум является составной частью учебного процесса по дисциплине «Материаловедение и технология конструкционных материалов». Лабораторные работы призваны закрепить теоретические знания по изучаемому курсу.

В данном разделе приведены требования к выполнению лабораторных работ для студентов, изучающих дисциплину по классической заочной форме (КЗФ).

Лабораторные работы проходят во время сессии в г. Томске и выполняются в лабораторных аудиториях кафедры «Материаловедение и технология металлов». Для каждой работы предусмотрены методические указания по ее выполнению, контрольные вопросы и требования к оформлению отчета. Перечень лабораторных работ выбирает преподаватель во время сессии.

Рекомендуемая литература: [10].

 

ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ДОМАШНИЕ ЗАДАНИЯ

Общие методические указания

Учебным графиком предусмотрено выполнение одного индивидуального домашнего задания, которое представлено в тридцати вариантах.

 

Выполняется тот вариант, номер которого соответствует двум последним цифрам номера зачетной книжки. Если номер зачетной книжки оканчивается 31, то выполняется первый вариант задания, 32 – второй и т.д.

 

4.1.1. Требования к оформлению индивидуального задания

При оформлении индивидуального домашнего задания необходимо соблюдать следующие требования.

1. Индивидуальное задание должно иметь титульный лист, оформленный в соответствии со стандартами ТПУ [11]. На титульном листе указываются номер индивидуального задания, номер варианта, название дисциплины; фамилия, имя, отчество студента; номер группы, шифр.

2. Студенты, изучающие дисциплину по классической заочной форме, оформляют индивидуальные задания письменно в отдельных тетрадях объемом 12–18 листов. Также возможно его оформление в печатном виде (максимальное количество страниц формата А4 – 25, шрифт Times New Roman, размер – 14 pt). Задания следует выполнять в порядке ответов на поставленные вопросы варианта, из 10 вопросов первые 5 относятся к разделу «Материаловедение», остальные 5 – к разделу «Технология конструкционных материалов». Ответы должны быть краткими, точными и не повторять текст учебника или учебных пособий. Графические работы выполняют карандашом с использованием чертежных инструментов. На страницах текста заданий оставьте поля для замечаний рецензента. Страницы и рисунки пронумеруйте. В конце выполненного контрольного задания приведите список использованной литературы, укажите дату выполнения работы, поставьте свою подпись.

3. Студенты, изучающие дисциплину с применением дистанционных технологий, оформляют индивидуальные задания в отдельных файлах. Текст индивидуального задания набирается в текстовом процессоре Microsoft Word. Шрифт Times New Roman, размер 12–14 pt, для набора формул рекомендуется использовать редактор формул Microsoft Equation или MathType.

4. Каждый ответ должен начинаться с условия задания по номеру варианта.

Если работа не соответствует требованиям, студент получает оценку «не зачтено». В этом случае работа должна быть исправлена и повторно предоставлена преподавателю. При доработке в текст необходимо включить дополнительные вопросы, полученные после проверки работы преподавателем, и ответы на эти вопросы.

Студент, не получивший положительной аттестации по индивидуальному заданию, не допускается к сдаче экзамена по данной дисциплине.

Литература, необходимая для выполнения индивидуального домашнего задания приведена в приложении.

4.2. Варианты индивидуального домашнего задания

Вариант 1

1. Что такое ликвация? Виды ликвации, причины их возникновения и способы устранения.

2. Дайте определение ударной вязкости (KCV). Опишите методику измерения этой характеристики механических свойств металла.

3. Вычертите диаграмму состояния «железо – карбид железа», укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения для сплава, содержащего 3,6% С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре, и как такой сплав называется?

4. Вычертите диаграмму изотермического превращения аустенита для стали У8, нанесите на нее кривую режима изотермической обработки, обеспечивающей получение твердости 45...50 НRC. Укажите, как этот режим называется, и какая структура получается в данном случае.

5. Как изменяются структура и свойства стали 40 и У12 в результате закалки от температуры 750 и 850°С? Объясните с применением диаграммы состояния «железо – цементит». Выберите оптимальный режим нагрева под закалку для каждой стали.

6. Какова структура современного металлургического производства, его продукция и перспективы развития? Пути решения вопросов охраны окружающей среды.

7. Изобразите литниковую систему, укажите назначение ее элементов. Опишите разновидности литниковых систем.

8. Какими путями осуществляется пластическая деформация? Опишите явление наклепа, его физическую сущность и влияние на структуру и свойства металлов.

9. Изобразите схемы и опишите процессы термической резки металлов. Выполнение каких требований необходимо для обеспечения газокислородной резки?

10. Опишите способы фрезерования против движения подачи и по движению подачи, а также типы фрез и схемы обработки заготовок на фрезерных станках.

 

Вариант 2

1. Как и почему скорость охлаждения при кристаллизации влияет на строение слитка?

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

3. Вычертите диаграмму состояния «железо – карбид железа», укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения для сплава, содержащего 0,8% С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре, и как такой сплав называется?

4. Используя диаграмму состояния «железо – карбид железа» и кривую изменения твердости в зависимости от температуры отпуска, назначьте для углеродистой стали 40 температуру закалки и температуру отпуска, необходимые для обеспечения твердости 400 НВ. Опишите превращения на всех этапах термической обработки и получаемую структуру.

5. Для каких целей применяется диффузионный отжиг? Как выбирается режим такого отжига? Приведите примеры.

6. Опишите основные виды железных руд и этапы их подготовки к доменной плавке. Какие разновидности топлива применяются в доменных печах?

7. Опишите процессы изготовления отливок из чугунов и сталей. Где применяются чугунные и стальные отливки?

8. Опишите процесс рекристаллизации и его влияние на структуру и свойства металлов. Как при пластической деформации формируется волокнистая макроструктура и как она влияет на свойства материалов?

9. С приведением схем опишите процесс газовой сварки. Какими способами получают необходимый для сварки ацетилен?

10. С приведением схем опишите работы, выполняемые на строгальных, долбежных и протяжных станках. Как устроена круглая протяжка?

 

Вариант 3

1. Опишите виды твердых растворов. Приведите примеры.

2. Дайте определение твердости. Какими методами измеряют твердость металлов и сплавов? Опишите их.

3. Вычертите диаграмму состояния «железо – карбид железа», укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения для сплава, содержащего 2,2% С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре, и как такой сплав называется?

4. Вычертите диаграмму изотермического превращения аустенита для стали У8. Нанесите на нее кривую режима изотермической обработки, обеспечивающей получение твердости 150 НВ. Укажите, как этот режим называется, и какая структура получается в данном случае.

5. С помощью диаграммы состояния «железо – цементит» обоснуйте выбор режима обработки и опишите превращения, которые происходят при нагреве и охлаждении стали 45.

6. Начертите схему доменной печи, укажите основные элементы и, с приведением главных химических реакций, опишите происходящие в ней процессы.

7. Опишите процессы изготовления отливок из алюминиевых и магниевых сплавов. Укажите в чем особенность плавки сплавов магния, а также области применения отливок из алюминия и магния.

8. Охарактеризуйте холодную и горячую обработку металлов давлением, опишите особенности процессов, их положительные и отрицательные стороны.

9. С приведением схемы опишите процесс электрошлаковой сварки, основные преимущества и область применения.

10. Опишите режущий инструмент и технологическую оснастку сверлильных станков, приведите и охарактеризуйте схемы обработки на этих станках.

 

Вариант 4

1. Опишите физическую сущность и механизм процесса кристаллизации.

2. Для чего проводится рекристаллизационный отжиг? Как назначается режим этого вида обработки? Приведите несколько конкретных примеров.

3. Вычертите диаграмму состояния «железо – карбид железа», укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения для сплава, содержащего 0,4% С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре, и как такой сплав называется?

4. Используя диаграмму изотермического превращения аустенита, объясните, почему нельзя получить в стали чисто мартенситную структуру при охлаждении ее со скоростью меньше критической?

5. После термической обработки углеродистой стали получена структура цементит + мартенсит отпуска. Нанесите на диаграмму состояния «железо – цементит» ординату заданной стали (примерно) и обоснуйте температуру нагрева этой стали под закалку. Также укажите температуру отпуска. Опишите превращения, которые произошли при термической обработке.

6. Опишите способы обогащения железных руд и окускования концентратов, применяемые в доменном производстве. С какой целью выполняют подготовку руд к доменной плавке?

7. Опишите возможные дефекты отливок, причины их возникновения и способы исправления.

8. Опишите способы нагрева заготовок под обработку металлов давлением, принцип действия камерных и методических пламенных печей, а также индукционных и контактных электронагревательных устройств.

9. Опишите процесс автоматической дуговой сварки под слоем флюса. Укажите основные преимущества и область применения.

10. Для чего предназначены делительные головки? Изобразите схему универсальной делительной головки.

 

Вариант 5

1. Что такое ограниченные и неограниченные твердые растворы? Каковы необходимые условия образования неограниченных твердых растворов?

2. Опишите сущность явления наклепа и примеры его практического использования.

3. Вычертите диаграмму состояния «железо – карбид железа», укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения для сплава, содержащего 1,1% С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре, и как такой сплав называется?

4. При непрерывном охлаждении стали У8 получена структура троостит. Нанесите на диаграмму изотермического превращения аустенита кривую охлаждения, обеспечивающую получение данной структуры. Укажите температуру превращений и опишите характер превращений.

5. С помощью диаграммы состояния «железо – цементит» установите температуру полной и неполной закалки для стали 45 и опишите структуру и свойства стали после каждого вида термической обработки.

6. С приведением схем опишите устройство и работу воздухонагревателей доменной печи. Что дает подогрев дутья, обогащение его кислородом и увлажнение? Охарактеризуйте продукты доменной плавки.

7. Опишите особенности конструирования литых деталей с учетом литейных свойств сплавов.

8. Рассмотрите основные схемы прокатки металлов и условия захвата металла валками. По каким признакам классифицируются прокатные станы? На какие группы делится продукция прокатного производства?

9. Опишите процесс ручной дуговой сварки. Что представляют собой сварочные электроды? Как их классифицируют и обозначают?

10. Приведите и опишите схемы основных видов обработки поверхностей на токарных станках.

 

Вариант 6

1. Начертите диаграмму состояния для случая ограниченной растворимости компонентов в твердом виде. Укажите структурные составляющие во всех областях этой диаграммы и опишите строение типичных сплавов различного состава, встречающихся в этой системе.

2. Волочение медной проволоки проводят в несколько переходов. В некоторых случаях проволока на последних переходах разрывается. Объясните причину разрыва и укажите способ его предупреждения.

3. Вычертите диаграмму состояния «железо – карбид железа», укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения при охлаждении сплава, содержащего 0,5% С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре, и как такой сплав называется?

4. Вычертите диаграмму изотермического превращения аустенита для стали У8. Нанесите на нее кривую режима изотермической обработки, обеспечивающей получение твердости 200 НВ. Укажите, как этот режим называется, и какая структура получается в этом случае.

5. Используя диаграмму состояния «железо – цементит», установите температуры нормализации, отжига и закалки для стали У12. Охарактеризуйте эти режимы термической обработки и опишите структуру и свойства стали после каждого вида обработки.

6. Начертите схему мартеновской печи и опишите принцип действия ее регенераторов. Какие виды топлива применяются в мартеновской печи?

7. С приведением схемы опишите устройство и работу вагранки. Как получают высокопрочные и ковкие чугуны?

8. С приведением схем опишите этапы прокатки бесшовных труб. Какими преимуществами обладают бесшовные трубы по сравнению со сварными?

9. Опишите источники переменного и постоянного сварочного тока. Укажите их преимущества, недостатки и области применения.

10. Какие требования предъявляют к инструментальным материалам? Опишите современные материалы, используемые для изготовления режущих инструментов.

 

Вариант 7

1. Опишите явление полиморфизма в приложении к железу. Какое практическое значение оно имеет?

2. Как изменяются свойства деформированного металла при нагреве, какие процессы происходят при этом?

3. Вычертите диаграмму состояния «железо – карбид железа», укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения при охлаждении сплава, содержащего 0,7% С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре, и как такой сплав называется?

4. Вычертите диаграмму изотермического превращения аустенита стали У8. Нанесите на нее кривую режима изотермической обработки, обеспечивающей твердость 20...25 HRC. Укажите, как этот режим называется, и какая структура образуется в данном случае.

5. Плашки из стали У11А закалены: первая – от температуры 760 °С, вторая – от температуры 850 °С. Используя диаграмму состояния «железо – цементит», укажите температуры закалки, объясните, какая из этих плашек закалена правильно, имеет более высокие режущие свойства и почему.

6. С приведением схемы опишите устройство кислородного конвертера, процесс выплавки стали и главные химические реакции.

7. Опишите процесс образования усадочных раковин в отливках. С изображением схем опишите устройство прибылей и укажите особенности использования холодильников.

8. Опишите процесс волочения и укажите область его применения. Какой инструмент и оборудование применяют для волочения? Какими способами выполняется волочение труб?

9. Охарактеризуйте требования, предъявляемые к источникам сварочного тока. Какими могут быть внешние характеристики источников? Обоснуйте необходимость применения источников с конкретными характеристиками при определенных способах сварки.

10. Опишите процессы тепловыделения при резании, особенности применения различных видов смазочно-охлаждающих сред. Расскажите об износе и стойкости инструмента.

 

Вариант 8

1. В чем сущность процесса модифицирования? Приведите пример использования модификаторов для повышения свойств литейных алюминиевых сплавов.

2. В чем различие между холодной и горячей пластической деформацией? Опишите особенности обоих видов деформации.

3. Вычертите диаграмму состояния «железо – карбид железа», укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения при охлаждении для сплава, содержащего 5,0% С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре, и как такой сплав называется?

4. Углеродистые стали 35 и У8 после закалки и отпуска имеют структуру мартенсит отпуска и твердость: первая 45 HRC, вторая 60 HRC. Используя диаграмму состояния «железо – карбид железа» и учитывая превращения, происходящие при отпуске, укажите температуру закалки и температуру отпуска для каждой стали, объясните, почему сталь У8 имеет большую твердость, чем сталь 35.

5. Сталь 40 подверглась закалке от температур 760° и 840° С. С помощью диаграммы состояния «железо – цементит», укажите, какие структуры образуются в каждом случае. Объясните причины образования разных структур и рекомендуйте оптимальный режим нагрева под закалку данной стали.

6. Охарактеризуйте разновидности мартеновского процесса, опишите главные химические реакции, протекающие в ванне мартеновской печи.

7. Опишите процесс изготовления отливок в оболочковых формах. Каковы его преимущества и области применения?

8. С применением схем опишите процессы прямого и обратного прессования и укажите их преимущества и недостатки. Охарактеризуйте продукцию и область применения прессования.

9. С приведением схем опишите разновидности дуговой сварки в зависимости от материала и числа электродов. Как зажигается сварочная дуга? Каковы ее электрические и тепловые свойства?

10. С приведением схем опишите процесс стружкообразования при резании, виды образующейся стружки; обоснуйте необходимость перевода стружки из одного вида в другой, а также способы такого перевода.

 

Вариант 9

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

2. Какими стандартными характеристиками механических свойств оценивается прочность металлов и сплавов? Как эти характеристики определяются?

3. Вычертите диаграмму состояния «железо – карбид железа», укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения при охлаждении для сплава, содержащего 4,8% С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре, и как такой сплав называется?

4. С помощью диаграммы состояния «железо – цементит» установите температуру полного и неполного отжига и нормализации для стали 20. Охарактеризуйте эти режимы термической обработки и опишите структуру и свойства стали.

5. Почему для изготовления инструмента применяется сталь с исходной структурой зернистого перлита? В результате какой термической обработки можно получить эту структуру? Приведите конкретный режим для любой инструментальной стали.

6. В чем заключаются особенности выплавки стали в кислых мартеновских печах? Укажите область применения указанного процесса.

7. Опишите способ изготовления отливок литьем по выплавляемым моделям. Укажите его преимущества и области применения указанного способа литья.

8. Чем характеризуется свободная ковка? Опишите основные операции ковки и укажите область ее применения.

9. Как выполняют контроль качества сварных соединений? Опишите способы контроля течеисканием, капиллярного, магнитного, акустического и радиационного контроля.

10. Опишите, с изображением схемы, процессы силового взаимодействия инструмента и заготовки. Для каких расчетов, и каким образом используют значения сил резания?

 

Вариант 10

1. Опишите явление полиморфизма в приложении к титану. Какое практическое значение оно имеет?

2. Каким способом можно восстановить пластичность холоднокатаной медной ленты? Назначьте режим термической обработки и опишите сущность происходящих процессов.

3. Вычертите диаграмму состояния «железо – карбид железа», укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы. Опишите превращения при охлаждении для сплава, содержащего 1,4% С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре, и как такой сплав называется?

4. Вычертите диаграмму изотермического превращения аустенита для стали У8. Нанесите на нее кривую режима термической обработки, обеспечивающей получение твердости 60...63 HRC. Укажите, как этот режим называется, и какая структура при этом получается. Опишите сущность происходящих превращений.

5. С помощью диаграммы состояния «железо – цементит» опишите структурные превращения, происходящие при нагреве доэвтектоидной стали. Покажите критические точки Ас1 и Ас3 для выбранной вами стали. Установите режим нагрева этой стали под закалку. Охарактеризуйте процесс закалки, опишите получаемую структуру и свойства стали.

6. Выполните сравнительную технико-экономическую оценку мартеновского и кислородно-конвертерного способов выплавки стали.

7. Опишите способ изготовления отливок литьем в металлические формы-кокили. Укажите преимущества, недостатки и особенности литья в облицованные кокили.

8. Опишите основные виды оборудования, применяемого для свободной ковки. Как выбирают необходимое оборудование, чем характеризуется его мощность?

9. Опишите технологические особенности сварки заготовок из медных и алюминиевых сплавов. Укажите основные способы сварки указанных материалов.

10. Охарактеризуйте параметры режима резания.

Вариант 11

1. Опишите линейные несовершенства кристаллического строения. Как они влияют на свойства металлов и сплавов?

2. В чем различие между упругой и пластической деформацией? Между хрупким и вязким разрушением?

3. Вычертите диаграмму состояния «железо – карбид железа», укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения для сплава, содержащего 0,5% С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре, и как такой сплав называется?

4. Вычертите диаграмму изотермического превращения аустенита для стали У8, нанесите на нее кривую режима изотермической обработки, обеспечивающей получение твердости 50 HRC. Укажите, как этот режим называется, опишите сущность превращения, и какая структура получается в данном случае.

5. С помощью диаграммы состояния «железо – цементит» опишите структурные превращения, происходящие при нагреве стали У12. Укажите критические точки и выберите оптимальный режим нагрева этой стали под закалку. Охарактеризуйте процесс закалки, опишите получаемую структуру и свойства стали.

6. Начертите схему дуговой плавильной электрической печи. Опишите ее работу и укажите преимущества в сравнении с другими плавильными агрегатами.

7. Изобразите схемы машин для литья под давлением, опишите принцип действия. Укажите преимущества, недостатки и области применения литья под давлением.

8. Охарактеризуйте основные виды оборудования, применяемого для горячей объемной штамповки. С приведением схем опишите операции, выполняемые на горизонтально-ковочных машинах.

9. Каковы технологические особенности сварки чугуна? Опишите способы горячей и холодной сварки серых чугунов.

10. С приведением схем опишите геометрические параметры режущего инструмента (на примере токарного прямого проходного резца), а также их влияние на процесс резания и качество обработанной поверхности.

 

Вариант 12

1. Как влияет степень чистоты металлы или наличие примесей в сплаве на протекание процесса кристаллизации?

2. Как и почему изменяется плотность дислокаций при пластической деформации? Влияние дислокаций на свойства металла.

3. Вычертите диаграмму состояния «железо – карбид железа», укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения для сплава, содержащего 4,5% С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре, и как такой сплав называется?

4. Вычертите диаграмму изотермического превращения аустенита эвтектоидной стали и нанесите на нее кривую режима изотермического отжига. Опишите превращения и получаемую после такой обработки структуру, ее свойства.

5. Используя диаграмму состояния «железо – цементит», определите температуру полной и неполной закалки для стали 40. Дайте описание структуры и свойств стали после каждого вида термической обработки.

6. С приведением схемы опишите работу индукционной тигельной плавильной печи. Каковы особенности выплавки стали в такой печи?

7. С приведением схем опишите процессы изготовления отливок на машинах для центробежного литья. Укажите преимущества, недостатки и области применения указанного способа литья.

8. Опишите процессы получения специальных видов проката, приведите схемы и укажите области их применения.

9. Охарактеризуйте технологические особенности сварки углеродистых, легированных и высоколегированных сталей.

10. С приведением схем опишите операции ультразвуковой абразивной размерной обработки. Какие материалы обрабатываются этим методом?

 

Вариант 13

1. Что такое переохлаждение и как оно влияет на величину зерна кристаллизующегося металла?

2. Какие процессы протекают при нагреве деформированного металла выше температуры рекристаллизации? Как изменяются при этом структура и свойства?

3. Вычертите диаграмму состояния «железо – карбид железа», укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения для сплава, содержащего 0,6% С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре, и как такой сплав называется?

4. Что такое нормализация? Используя диаграмму состояния «железо – цементит», укажите температуру нормализации стали 45 и стали У12. Опишите превращения, происходящие в сталях при выбранном режиме обработки, получаемую структуру и свойства.

5. Режущий инструмент требуется обработать на максимальную твердость. Для его изготовления выбрана сталь У13А. Назначьте режим термической обработки, опишите структуру и свойства стали.

6. С приведением главных химических реакций опишите процессы удаления фосфора и серы при производстве стали. Какие условия необходимы для проведения этих процессов? Для каких целей и какими способами выполняют раскисление стали? Как различаются стали в зависимости от степени раскисленности?

7. С приведением схем опишите основные способы уплотнения формовочной смеси при машинной формовке.

8. Охарактеризуйте отделочные операции горячей объемной штамповки. Как выполняют технический контроль готовых поковок?

9. Что понимается под свариваемостью металлов и сплавов? Чем она оценивается и чем определяется? Опишите основные дефекты сварных соединений, укажите причины их возникновения.

10. С изображением схем опишите методы электроэрозионной размерной обработки. Чем характеризуется электроэрозионная обрабатываемость материалов?

 

Вариант 14

1. Что такое мозаичная (или блочная) структура металла?

2. Что такое временное сопротивление разрыву (s_В)? Как определяется эта характеристика механических свойств металла?

3. Вычертите диаграмму состояния «железо – карбид железа», укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения для сплава, содержащего 5,5% С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре, и как такой сплав называется?

4. Режущий инструмент из стали У10 был перегрет при закалке. Чем вреден перегрев, и как можно исправить этот дефект? Произведите исправление структуры и назначьте режим термической обработки, обеспечивающий нормальную работу инструмента. Опишите его структуру и свойства.

5. 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.

6. Опишите способы разливки стали в изложницы, а также с приведением эскизов – строение и дефекты слитков спокойной и кипящей сталей.

7. Опишите процесс конструирования заготовок, отливаемых в разовых песчано-глинистых формах.

8. С приведением схем опишите основные разделительные и формоизменяющие операции листовой штамповки. Какими способами выполняется высокоскоростная листовая штамповка?

9. Изобразите схемы и опишите способы напыления специальных покрытий: основные методы металлизации, и вакуумного напыления.

10. Охарактеризуйте электрофизические и электрохимические методы обработки заготовок деталей машин. Какие законы лежат в основе этих методов?

Вариант 15

1. От каких основных факторов зависит величина зерна закристаллизовавшегося металла и почему?

2. Каким видом пластической деформации (холодной или горячей) является деформирование железа при температуре 500°С? Объясните, как при этом изменяются структура и свойства железа.

3. Вычертите диаграмму состояния «железо – карбид железа», укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения для сплава, содержащего 1,9 % С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре, и как такой сплав называется?

4. Используя диаграмму состояния «железо – цементит» и график зависимости твердости от температуры отпуска, назначьте режим термической обработки (температуру закалки, охлаждающую среду и температуру отпуска) различных приспособлений из стали 45, которые должны иметь твердость 28...30 HRC. Опишите превращения, происходящие на всех этапах термической обработки, получаемую структуру.

5. Вычертите диаграмму изотермического превращения аустенита для стали У8, нанесите на нее кривые режимов обычной закалки, ступенчатой и изотермической. Каковы преимущества и недостатки каждого из этих видов закалки?

6. С приведением схемы опишите способ непрерывной разливки стали и укажите его преимущества по сравнению с разливкой в изложницы.

7. Какие требования предъявляются к формовочным стержневым смесям? Охарактеризуйте их основные свойства и состав.

8. Изобразите схемы и опишите принцип действия кривошипных прессов простого и двойного действия, применяемых для листовой штамповки.

9. Опишите процессы нанесения специальных покрытий методами наплавки. Каковы особенности наплавки порошковыми проволоками и пластинчатыми электродами?

10. Охарактеризуйте абразивные инструменты, опишите процессы износа и правки, испытания и балансировки шлифовальных кругов.

 

Вариант 16

1. Как влияют дислокации на механические свойства металлов?

2. Объясните характер и природу изменения свойств металла при пластической деформации.

3. Вычертите диаграмму состояния «железо – карбид железа», укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения для сплава, содержащего 1,3% С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре, и как такой сплав называется?

4. Вычертите диаграмму изотермического превращения аустенита для стали У8, нанесите на нее кривую режима изотермической обработки, обеспечивающей получение твердости 45 HRC. Укажите, как этот режим называется, опишите сущность превращений, и какая структура получается в данном случае.

5. 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.

6. Приведите схемы и опишите способы вакуумной дегазации стали. Как выполняют электрошлаковый переплав стали?

7. Изобразите литниковую систему, укажите назначение ее элементов. Опишите разновидности литниковых систем.

8. С приведением схем опишите работу многооперационных штампов последовательного действия, применяемых для листовой штамповки.

9. Охарактеризуйте процессы ультразвуковой сварки и сварки взрывом. Где применяются указанные способы сварки?

10. Изобразите схемы и опишите методы отделочной обработки поверхности: тонкое точение, тонкое шлифование, полирование, притирку, хонингование, суперфиниширование и т.п.

 

Вариант 17

1. Объясните механизм влияния различного типа модификаторов на строение литого металла.

2. Для каких практических целей применяется наклеп? Объясните сущность этого явления.

3. Вычертите диаграмму состояния «железо – карбид железа», укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения для сплава, содержащего 3,1% С. Какова