В зависимости от гарантируемых свойств их поставляют трех групп: А, Б, В

Билеты по дисциплине

ОП 03 «Основы материаловедения»

Для профессии

Сварщик (ручной и частично механизированной сварки (наплавки).

 

Билет №1

1. Основные сведения о металлах и сплавах

2. Смазочные материалы

3. Расшифровать марку стали: ст 20Х, 35ХМЛ

 

Билет № 2

1. Черные и цветные металлы.

2. Охлаждающе-смазочные материалы.

3. Расшифровать марку стали: ст 3, 20К

 

 

Билет № 3

 

1. Физические свойства металлов.

2. Медь. Ее сплавы, маркировка, свойства.

3. Расшифровать марку стали: У8,

 

 

Билет № 4

1. Классификация сталей.

2. Алюминий и его сплавы.

3. Расшифровать марку стали: 30ХГСА, Ст 45.

 

 

Билет № 5

1. Механические свойства металлов.

2. Общие сведения о пластических массах.

3. Расшифровать марку стали: У8, Р18

 

 

Билет №6

1. Общие сведения о твердости металлов.

2. Основные компоненты пластических масс.

3. Расшифровать марку чугуна: СЧ15,СЧ 12-28

Билет № 7

1. Технологические свойства металлов.

2. Типы кристаллических решеток металлов.

3. Расшифровать марку чугуна: ВЧ42-12, КЧ45-7

 

 

Билет № 8

1. Общие сведения о производстве стали.

2. Магний и его свойства.

3. Расшифровать марку чугуна: СЧ15-32, ВЧ70

 

Билет № 9

 

1. Получение ковкого чугуна.

2. Дефекты термической обработки.

3. Расшифровать марку чугуна: ЛК3, СЧ18-36

 

Билет № 10

1. Алюминий и его сплавы.

2. Полиэтилен.

3. Расшифровать марку чугуна: ЧН19ХЗ, СЧ21-40.

 

Билет №11

1. Легированные стали, свойства и маркировка.

2. Белый чугун и его свойства.

3. Расшифровать марку стали: Р9, Ст.10

 

Билет № 12

1. Стали с особыми свойствами.

2. Применение чугунов в промышленности

3. Расшифровать марку стали: ст. 20, ст. У8А

 

Билет 13

1. Углеродистые стали, свойства и маркировка.

2. Ковкий чугун.

3. Расшифровать марку стали: ст.3кп, ст. 20 ХН

 

Билет №14

1. Способы переработки пластмасс в изделия.

2. Углеродистые инструментальные стали.

3. Расшифровать марку стали: ст. 40ХН, ст.15ХМ.

 

Билет №15

1. Общие сведения термической обработки.

2. Капрон, его свойства, использование.

3. Расшифровать марку стали: ст.15Г, ст. 30ХМ.

 

Билет №16

1. Титан и его свойства.

2. Легирующие компоненты и их влияние на свойства сталей

3. Расшифровать марку стали: ст. 40Г2, ст. 20ХН.

 

 

Билет №17

1. Коррозийная стойкость металлов.

2. Легирующие элементы.

3. Расшифровать марку стали: ст.45Г,ст. 09Г2С

 

Билет №18

1. Флюсы.

2. Стали обыкновенного качества.

3. Расшифровать марку стали: ст. 18ХГ, ст. 10Г2С2

 

 

Билет № 19

1. Быстрорежущая сталь.

2. Методы защиты металла от коррозии.

3. Расшифровать марку стали: ст. 30Г2, ст. 18 ХН2

 

 

Билет №20

1. Полипропилен

2. Температура плавления металлов.

3. Расшифровать марку чугуна: ЛК 2, ВЧ 60-2

 

Билет № 21

1. Теплопроводность.

2. Дефекты термической обработки стали.

3. Расшифровать марку чугуна: ВЧ 40-10, СЧ 28-48.

 

 

Билет № 22

1. Методы испытания на твердость по Бринеллю.

2. Абразивные материалы.

3. Расшифровать марку стали: ст.20ХН4ФА, Р6М5

 

Билет №23

1. Испытание на твердость методом Виккерса.

2. Бронза. Маркировка, свойства.

3. Расшифровать марку стали: ст.20ХН4ФА, Р6М5.

 

Билет № 24

1. Применение алюминия.

2. Теплопроводность металлов.

3. Расшифровать марку чугуна: ЛК4, СЧ44-64.

 

Билет №25

1. Типы кристаллических решеток металлов.

2. Коррозия металлов.

3. Расшифровать марку стали: ст. 9ХВГ, ст. 10ХСНД.

 

ОТВЕТЫ

Билет №1

1. Основные сведения о металлах и сплавах

2. Смазочные материалы

3. Расшифровать марку стали: ст 20Х, 35ХМЛ

1. Основными материалами, применяемыми в машиностроении при изготовлении деталей, узлов машин и различных металлических конструкций, являются металлы и сплавы.

Металламиназываются химические элементы, обладающие следующими характерными признаками: непрозрачностью, хорошей проводимостью тепла и электрического тока, характерным «металлическим» блеском в изломе, а также способностью поддаваться ковке, прокатке, волочению, литью и обработке резанием.

Сплаваминазываются сложные по составу металлические тела, состоящие из двух или нескольких металлов. Широкое применение в промышленности получило железо, которое в сплавах с углеродом и другими элементами образует группу черных металлов. В эту группу входят различные марки стали и чугуна.

Сталь- сплав железа с углеродом, где углерода до 2%.
Чугун- сплав железа с углеродом где углерода выше 2%.

Из цветных металлов широко используются медь (обычно в виде сплавов), магний, алюминий, свинец, олово и др.

 

2..- Сма́зочные материа́лы — твёрдые, пластичные, жидкие и газообразные вещества, используемые в узлах трения автомобильной техники, индустриальных машин и механизмов, а также в быту для снижения износа, вызванного трением.

Смазочные материалы широко применяются в современной технике, с целью уменьшения трения в движущихся механизмах (двигатели, подшипники, редукторы, и.т д), и с целью уменьшения трения при механической обработке конструкционных и других материалов на станках (точение, фрезерование, шлифование и т. д.). В зависимости от назначения и условий работы смазочных материалов (смазок), они бывают твёрдыми, полутвёрдыми, полужидкими (расплавленные металлы, солидолы, консталины и др), жидкими (автомобильные и другие машинные масла), газообразными (углекислый газ, азот, инертные газы).

По материалу основы смазки делятся на:

· минеральные

· синтетические

· органические (например: касторовое масло, пальмовое масло)

Смазки могут иметь комбинированную основу.

Классификация

По агрегатному состоянию жидкие смазочные материалы делятся на: твёрдые, полутвёрдые, полужидкие, жидкие, газообразные.

По назначению:

· Моторные масла — применяемые в двигателях внутреннего сгорания.

· Трансмиссионные и редукторные масла — применяемые в различных зубчатых передачах и коробках передач.

· Гидравлические масла — применяемые в качестве рабочей жидкости в гидравлических системах.

· Пищевые масла и жидкости — применяемые в оборудовании для производства пищи и упаковки, где возможен риск загрязнения продуктов смазывающим веществом.

 

3. ст 20Х- сталь содержит углерод-0,2%, хром-1%

ст. 35ХМЛ – сталь литейная легирована,с содержанием углерода-0,35%, хрома-1%, молибдена-1%.

 

Билет № 2

1. Черные и цветные металлы.

2. Охлаждающе-смазочные материалы.

3. Расшифровать марку стали: ст 3, 20К

Ответы

1. Металлами называют химические элементы, признаки которых металлический блеск, пластичность, высокая электро- и теплопроводность, ковкость. Все металлы применяемые в технике делятся на черные и цветные.

К черным относятся железо и его сплавы(сталь, чугун), все остальные относятся к цветным металлам.

Сталь- сплав железа с углеродом, где углерода до 2%

Чугун- сплав железа с углеродом, где угледора больше 2%

Цветные металлы делятся на:

-легкие –обладающие, малой плотностью(алюминий, титан,магний и т.д.)

- легкоплавкие- имеющие низкую температуру плавления(ртуть,олово, свинец и т.д.)

- тугоплавкие- металлы которые туго плавятся,т.е. имеют у них температура плавления выше чем у железа.(вольфрам, молибден и т.д.)

- благородные – обладающие высокой устойчивостью против коррозии(золото,серебро, металлы платиновой группы и т.д)

-урановые металлы- используемые в атомной технике

-редкоземельные- применяемые в качестве присадок к сплавам др. элементов(скандий, лантан, лантаноиды)

- щелочноземельные (натрий, калий, литий) – не находящие применение в свободном состоянии.

2. 2. В процессе обработки металла выделяется значительное количество тепла, что приводит к нагреву режущего инструмента и обрабатываемой поверхности. Это снижает стойкость инструмента, ухудшает качество обрабатываемой поверхности, снижает производительность. Для улучшения условий обработки необходимо в зону подавать охлаждающие жидкости. Они покрывают тонкой пленкой обрабатываемые поверхности и поверхности режущего инструмента и охлаждают их. Попутно они оказывают и смазывающее действие, уменьшают трение между соприкасающимися поверхностями, а значит, и нагрев их. В результате такого охлаждающе-смазывающего действия появляется возможность повысить скорость обработки, улучшить качество обрабатываемой поверхности и т.д. Охлаждающе-смазочные жидкости должны обладать высокой теплоемкость и теплопроводностью, хорошо смачивать и смазывать поверхности, не вызывать коррозии и не выделять вредных для здоровья вещей. К охлаждающе-смазочным материалам относятся вода и водные растворы, эмульсии, масла, керосин.

Вода- хороший охладитель, но имеет незначительную смазывающую способность, вызывает коррозию стали и чугуна. Для улучшения смазывающей способности воды, устранения коррозии, в нее добавляют соду, мыло, масло.

Эмульсия- из минерального масла(5,10,15 и 20%-ные).Являются хорошими охлаждающими и удовлетворительно смазывающими жидкостями. Хорошо применяется при механической и ручной обработке металла, так же способствует уменьшению коррозии.

Минеральные масла- обладают высокой смазывающей способностью, но из-за дороговизны их применяют при тяжелых работах и особых требованиях к чистоте обработки- примен. для нарезании резьбы,. При обработке на автоматах, нарезании зубчатых колес примен. сульфофрезол - осерненное масло(содержится сера)

Также при обработке металлов на станках, в зависимости от точности работы применяют керосин.

 

3. ст 3-сталь обыкновенного качества, цифра указывает порядковый номер.

ст.20К- конструкционные нелегированные стали с содержанием углерода 0,2%

 

Билет № 3

 

1. Физические свойства металлов.

2. Медь. Ее сплавы, маркировка, свойства.

3. Расшифровать марку стали: У8, 45Г.

 

1. 1.Физические свойства Для металлов наиболее характерны следующие свойства: металлический блеск, твердость, пластичность, ковкость и хорошая проводимость тепла и электричества.

Металлический блеск- Способность поверхности металла отражать световые лучи

Твердость, Н- Способность (свойство) твердого тела сопротивляться проникновению в него другого тела

Пластичность- Способность тела изменять форму под действием внешних сил без разрушения

Температура плавления, Т_пл- Температура, при которой осуществляется процесс перехода вещества из твердого состояния в жидкое

Теплопроводность- Способность тела передавать теплоту от более нагретых его частей менее нагретым

Электропроводность- Свойство вещества проводить электрический ток (обусловлено наличием в нем свободных электронов)

Пластичностью называется способность металла принимать под действием нагрузки новую форму не разрушаясь.

2. Медь – металл красновато-розового цвета. По применению в промышленности она занимает одно из первых мест среди цветных металлов. Из меди получают тонкую проволоку, трубки небольшого диаметра, она легко полируется, хорошо паяется и сваривается. Медь характеризуется высокими теплопроводностью и электропроводностью, пластичностью и коррозионной стойкостью. По электропроводимости она лишь незначительно уступает серебру. Поэтому значительная часть всей выплавляемой меди используется электротехнической промышленностью для производства электрических проводов и кабелей. Недостатками меди являются высокая плотность, плохая обрабатываемость резанием и низкие литейные качества.

Наиболее распространенными конструкционными сплавами на основе меди являются латуни и бронзы.

Латунями называют группу сплавов меди с цинком. Механическая прочность латуней выше, чем меди. Все латуни хорошо обрабатываются резанием. Чем больше меди в латуни, тем она более пластична, выше ее коррозионная стойкость, теплопроводность и электропроводимость. Повышение содержания цинка удешевляет латуни, улучшает их обрабатываемость резанием, способность прирабатываться и противостоять износу. Вместе с тем уменьшаются теплопроводность и электрическая проводимость. Для повышения механических свойств и химической стойкости производят легирование латуней.

Бронзами называют сплавы на основе меди с добавками олова, алюминия, свинца, кремния, бериллия и других элементов. Бронзы обладают хорошими литейными свойствами, их усадка при литье почти в 3 раза меньше, чем у стальных отливок. Некоторые бронзы имеют достаточную пластичность и могут обрабатываться давлением. В отличие от латуней все бронзы хорошо обрабатываются резанием. Большинство бронз обладает хорошей коррозионной стойкостью. Многие бронзы имеют хорошие антифрикционные свойства, поэтому используются как подшипниковые материалы. Для удешевления в большинство промышленных бронз вводят свинец, цинк, алюминий и другие элементы. Добавки свинца снижают стоимость оловянистых бронз и улучшают их обрабатываемость резанием. Однако механические свойства при этом снижаются. Маркируют бронзы буквами Бр. Далее следуют буквы и цифры, показывающие содержание легирующих элементов, а содержание меди определяется как разность от 100%. Например, в бронзе марки Бр.АЖН10-4-4 содержится в среднем 10% алюминия, 4% железа, 4% никеля и остальное медь (82%). Элементы обозначаются так же, как и в латунях

3. ст. У8- стальуглеродиская инструментальная сталь с содержанием углерода 0,8%

ст. 45Г- конструкционная легированная сталь с содержанием углерода 0,45% и магния 1%.

 

Билет № 4

1. Классификация сталей.

2. Алюминий и его сплавы.

3. Расшифровать марку стали: 30ХГСА, Ст 45.

1.Сталь- сплав железа с углеродом, где углерода до 2%. Классификация стали по химическому составу:

По химическому составу сталь подразделяют на углеродистую и легированную.

Углеродистые стали разделяют по содержанию углерода на:
- малоуглеродистые: менее 0,3 % углерода;
- среднеуглеродистые: 0,3-0,7 % углерода;
- высокоуглеродистые: более 0,7 % углерода.

Легированные стали разделяют по общему содержанию легирующих элементов на:
- низколегированные: менее 2,5 %;
- среднелегированные: 2,5-10,0 %;
- высокоуглеродистые: более 10,0%.

К вредным примесям в сталях относят серу S и фосфор P.
В зависимости от их содержания стали разделяют на:
- стали обыкновенного качества (рядовые)
- качественные стали
- высококачественные стали
- особовысококачественные стали.

2.. Широкое применение алюминия в промышленности, прежде всего, связано с его большими природными запасами, а также совокупностью химических, физических и механических характеристик.Алюминий по содержанию в земной коре является одним из самых распространенных металлов. К достоинствам алюминия и его сплавов следует отнести его малую плотность, сравнительно высокие прочностные характеристики, хорошую тепло- и электропроводность, технологичность, высокую коррозионную стойкость. Совокупность этих свойств позволяет отнести алюминий к числу важнейших технических материалов. Алюми́ниевые спла́вы — сплавы, основной массовой частью которых является алюминий. Самыми распространенными легирующими элементами в составе алюминиевых сплавов являются: медь, магний, марганец, кремний и цинк. Алюминиевые сплавы делятся на: Алюминиево-марганцевые, Алюминиево-медные, Алюминиева-магниевые,сплав алюминий- медь-кремний, и др.

Сплавы Алюминиево-марганцевые - обладают хорошей прочностью, пластичностью и технологичностью, высокой коррозионной стойкостью и хорошей свариваемостью. Легирование достаточным количеством марганца обеспечивает стабильность структуры металла при комнатной и повышенной температурах.

Сплавы Алюминиево-медные - свойства сплавов этой системы в термоупрочнённом состоянии достигают, а иногда и превышают, механические свойства низкоуглеродистых сталей. Эти сплавы хорошо поддаются механической обработке. Их существенный недостаток — низкая коррозионная стойкость, поэтому необходимо использовать поверхностные защитные покрытия. тих сплавов после закалки ускоряет искусственное старение, а также повышает прочность и сопротивление коррозии под напряжением.

Сплавы Алюминиева-магниевые-характеризуются сочетанием удовлетворительной прочности, хорошей пластичности, очень хорошей свариваемости и коррозионной стойкости^[2]. Кроме того, эти сплавы отличаются высокой усталостной прочностью. Рост содержания магния в сплаве существенно увеличивает его прочность. Для улучшения прочностных характеристик сплавы системы Al—Mg легируют хромом, марганцем, титаном, кремнием или ванадием. Примеси в сплавы этой системы меди и железа нежелательны, поскольку они снижают их коррозионную стойкость и свариваемость.

 

3. 30ХГСА- конструкционная легированная сталь с содержанием углерода 0,3% хрома-1%, марганца-1%, кремния-1%, азота-1%

Ст 45- конструкционная углеродистая сталь с содержанием углерода 0.45%

 

Билет № 5

1. Механические свойства металлов.

2. Общие сведения о пластических массах.

3. Расшифровать марку стали: У8, Р18

 

1. Основными механическими свойствами являются прочность, упругость, вязкость,твердость. Зная механические свойства, конструктор обоснованно выбирает соответствующий материал, обеспечивающий надежность и долговечность конструкций при их минимальной массе. Механические свойства определяют поведение материала при деформации и разрушении от действия внешних нагрузок.

1. ПРОЧНОСТЬ
Прочность — способность металла сопротивляться разрушению при действии на него нагрузки.
2. ТВЕРДОСТЬ
Твердость — способность металла сопротивляться внедрению в его поверхность другого более твердого тела. Если ударить молотком по кернеру, поставленному на стальную пластинку, образуется небольшая лунка. Если то же самое сделать с пластинкой из меди, лунка будет больше. Это свидетельствует о том, что сталь тверже меди.
3. УПРУГОСТЬ
Упругость — свойство металла восстанавливать свою форму и размеры после прекращения действия нагрузки. Высокой упругостью должна обладать, например, рессоры и пружины, поэтому они изготовляются из специальных сплавов. Попробуйте одновременно растянуть и отпустить пружины из стальной и медной проволоки. Вы увидите, что первая вновь сожмется, а вторая останется в том же положении. Значит, сталь более упругий материал, чем медь.
4. ПЛАСТИЧНОСТЬ
Пластичность — способность металла изменять форму и размеры под действием внешней нагрузки и сохранять новую форму и размеры после прекращения действия сил. Пластичность — свойство, обратное упругости. Чем больше пластичность, тем легче металл куется, штампуется, прокатывается.
5. ВЯЗКОСТЬ
Вязкость — способность металла оказывать сопротивление быстро возрастающим (ударным) нагрузкам. Например, если наносить удары по чугунной плите, она разрушится. Чугун — хрупкий металл. Вязкость — свойство, обратное хрупкости. Вязкие металлы применяются в тех случаях, когда детали при работе подвергаются ударной нагрузке (детали вагонов, автомобилей и т. п.).

Эти свойства обычно являются решающими показателями, по которым судят о пригодности металла к различным условиям работы.

 

2. Пластические массы (пластмассы) – неметаллические материалы на основе полимеров (смол), способные под влиянием нагревания и давления формироваться в изделия и устойчиво сохранять в результате охлаждения или отверждения приданную им форму.
Для пластмасс характерны малая плотность, высокая устойчивость против коррозии, в большинстве случаев, низкий коэффициент трения, высокие электроизоляционные, теплоизоляционные. Их недостатки - низкие теплостойкость и теплопроводностьсклонность к старению и снижению прочностных свойств под воздействием температуры; времени и различных сред. Основу пластмасс составляют полимеры, от типа и количества которых зависят физические, механические и технологические свойства пластмасс.
Полимеры – это высокомалекулярные соединения, имеющие линейную, разветвленную или пространственную структуру. В зависимости от вида связей между молекулами полимеров и их поведения при повышенных температурах пластмассы разделяют на термопластичные (термопласты) и термореактивные (реактопласты).
Термопласты получают на основе полимеров, молекулы которых связаны слабыми межмолекулярными силами. К термопластам относят полиэтилен, капрон, органическое стекло и др.
Реактопласты получают на основе полимеров, молекулы которых наряду с межмолекулярными силами могут связываться химически. Примером реактопластов могут служить полиэфирные смолы, фенопласты и другие полимеры.

3.ст. У8- углеродистая инструментальная сталь с содержанием углерода 0,8%

ст. Р18- быстрорежущая сталь с содержанием углерода 0,18%

 

Билет №6

 

1. Общие сведения о твердости металлов.

2. Основные компоненты пластических масс.

3.Расшифровать марку чугуна: СЧ15,СЧ 12-28

 

1.Твердость — это способность металла сопротивляться проникновению в него другого, более твердого тела. Твердость металла является весьма важной характеристикой прочности и износостойкости. Твердость металлов тесно связана с обрабатываемостью: чем тверже металл, тем больше усилий надо приложить для его обработки. От твердости зависит износостойкость металлов, т.е. их способность сопротивляться разрушению поверхности или изменению размера под действием трения. Чем тверже поверхность изделия, тем меньше она будет изнашиваться в работе. Существуют следующие методы испытания твердости:

метод Бринеля (вдавливание стального шарика),

метод Роквелла (вдавливание алмазного конуса или стального шарика),

метод Виккерса (вдавливание алмазной пирамиды).

Метод Бринелля заключается в вдавливании металлического шарика в поверхность испытуемого материала с нагрузкой до 3000 кг. По диаметру вмятины и глубине с помощью формулы вычисляют твердость материала. Чем толще металл, тем нагрузка будет больше.

 

2. По своему составу все пластические массы делятся на простые и сложные. Простые- состоят из одного вещества(смолы). К ним относят полиэтилен. Сложные пластмассы, кроме смолы, содержат еще наполнители, красители и др.добавки. К ним относят фенопласты, аминопласты. Основными компонентами сложных пластмасс являются связующие вещества, наполнители и пластификаторы. Связующие вещества-цементируют основные части пластмассы. Наполнители- придают пластмасам повышенную прочность, удешевляют стоимость. Наполнители по своему строению делятся на порошковые, волокнистые и листовые.

 

3.СЧ15- серый чугун, предел прочности на растяжение 15 кгс/мм2

СЧ 12-28- серый чугун, предел прочности на растяжение 12 кгс/мм2, на изгиб-28 кгс/мм2

 

 

Билет № 7

1. Технологические свойства металлов.

2. Типы кристаллических решеток металлов.

3. Расшифровать марку чугуна: ВЧ42-12, КЧ45-7

 

Ответы

1. Технологические свойства характеризуют способность металлов поддаваться различным видам технологической обработки для получения определенной формы, размеров и свойст. Они имеют большое значение при выборе металлических матеиалов для изготовления деталей машин и контрукций. Из технологических свойств наибольшее значение имеют обрабатываемость резанием, свариваемость, ковкость, прокаливаемость, литейные свойства.

Обрабатываемостью резанием называется способность металлов подвергаться обработке режущим инструментами.При разных методах обработки обрабатываемость одного и того же металла может быть различной!

Свариваемость называется свойства металла или сплава образовывать соединения. Свариваемость углеродистых сталей ухудшается с повышением содержания в них углерода. Хорошей свариваемостью обладают низкоуглеродистые стали.

Ковкость- способность металла без разрушения поддаваться обработке давлением(ковке, штамповке, прокатке)Металлы обладают хорошей ковкостью как холодном так и в горячем состоянии. Чугун из-за повышенной хрупкости обработке давлением не подвергается.

Прокаливаемость- способность стали воспринимать закалку на определенную глубину поверхности.

 

2. Основным признаком кристаллических тел является их внутреннее строение.

Каждый металл имеет свою кристаллическую решетку состоящую из атомов. Атом состоит из положительно заряженного ядра и окружающих ядро отрицательно заряженных электронов.Электроны движутся вокруг ядра с огромной скоростью. Металлы состоят из положительно заряженных ионов и свободных. То или иное расположение атомов, из которых состоят металлы, называется их внутренним строением или структурой. Тела, в которых атомы расположены хаотически, т. е. в беспорядке, называются аморфными. К ним относятся: клей, пластмассы, стекло и др. От расположения атомов в кристаллической решетке зависят свойства металла. Кристаллические решетки в металлах могут быть разных типов.

1. - объемноцентрированный куб - атомы (ионы) металла расположены в вершинах куба, а один атом (ион) - в центре его,

2. - гранецентрированный куб - атомы (ионы) металла расположены в вершинах куба и в центре каждой из его граней,

3 - гексагональная решетка - 12 атомов расположены в вершинах шестигранной призмы, 2 -в центре оснований и 3 -в среднем сечении.

 

3.ВЧ42-12- высокопрочный чугун, предел прочности на растяжение 42 кгс/мм2, на изгиб-12 кгс/мм2

 

КЧ45-7 – ковкий чугун, предел прочности на растяжение 45 кгс/мм2, на изгиб-7 кгс/мм2.

 

 

Билет № 8

1. Общие сведения о производстве стали.

2. Магний и его свойства.

3. Расшифровать марку чугуна: СЧ15-32, ВЧ70

 

Ответы

1. Сталь –сплав железа с углеродом, где углерода до 2%. Что бы получить сталь, необходимо удалить из чугуна часть углерода. Это достигается путем выжигания(окисления) углерода. Одновременно с углеродом выгорают и другие примеси, содержащие в чугуне- кремний и марганец. Сталь выплавляется в конверторах, мартеновских печах и электрических печах. Таким образом различают стали конверторные, мартеновские и электростали.

Конверторный способ – конвертор представляет сосуд, в который засыпают металлолом, железную руду и заливают жидкий чугун, для этого конвертор устанавливают в горизонтальном положении. После заливки конвертор поворачивают вертикальное положение и автоматически включается подача воздуха. Вдуваемый через отверстие воздух проходит через всю толщину расплавленного чугуна. В результате горения температура достигает 2500 градусов. Плавка ведется до получения нужного содержания углерода.(плавка длится 15-22 минуты).В кислородных конверторах выполняется низко-легированная, средне и высоколегированная.

 

2. Магний-Один из наиболее распространенных металлов в природе. Важнейшими его свойствами являются: малая плотность(он легче алюминия), хорошая обрабатываемость резанием, отличная способность выдерживать различные нагрузки, хим.стойкость против щелочей, керосина., применяется в машиностроении и самолетостроении. Главным недостатком магния- является его низкие механические свойства и малая устойчивость против коррозии в природе, в морской воде. При нагреве магний легко воспламеняется и сгорает. Магний применяется в металлургии в качестве раскислителя, а так же используется в качестве легирующего компонента при получении чугуна.

Для повышения антикоррозийных свойст в магний вводят марганец, титан и т.д. Прочность и твердость марганца повышают после термической обработки. Сплавы магния бывают литейные и деформируемые- которые легко плавятся и деформируются. маркируются МА(магниевый деформируемый сплав) Мл- магниего-литейный сплав. Например МА 1, Мл-5.

3. СЧ15-32- серый чугун предел прочности на растяжение 15 кгс/мм2, на изгиб-32 кгс/мм2,

ВЧ70- высокопрочный чугун, предел прочности на растяжение 70 кгс/мм2,

 

Билет № 9

 

1. Получение ковкого чугуна.

2. Дефекты термической обработки.

3. Расшифровать марку чугуна: ЛК3, СЧ18-36

 

Ответы

1. Чугун- сплав железа с углеродом, где углерода свыше 2%. Получают чугун в доменных печах. Ковкий чугун применяется при изготовлении различных деталей машин, испытывающих при работе вибрационные или ударные нагрузки. Для получения ковкого чугуна сначала выплавляют белый чугун, состоящий из перлита и цементита. В месте излома такой чугун имеет серебристо-белый цвет, по механическим свойствам он весьма хрупок и обладает высокой твердостью, что совершенно не подходит для механической обработки. Ковкий чугун получается в результате отжига белых чугунов в специальных печах в течение 20—100 ч при температурах 950—970° в первой стадии и 720—760° во второй стадии. При отжиге цементит белого чугуна разлагается, в результате чего исчезает свойственная белому чугуну хрупкость и появляются пластические свойства. В зависимости от режима отжига белого чугуна ковкий чугун получается двух видов — черносердечный и белосердечный. Процесс получения ковкого чугуна длителен и дорог, этим и объясняется ограниченное распространение его в промышленности. Маркируется ковкий чугун следующим образом: например, в чугуне марки КЧ 35—10 буквы КЧ означают ковкий чугун, первые две цифры указывают на предел прочности при растяжении, две последние — на относительное удлинение при растяжении в процентах в кгс/мм2.

 

2. Дефекты термической обработки.

В процессе отжига и нормализации могут возникнуть следующие дефекты: окисление, обезуглероживание, перегрев и пережог металла.

Окисление- При нагреве в пламенных печах поверхность стальных деталей взаимодействует с печными газами. В результате металл окисляется и на деталях образуется окалина – химическое соединение металла с кислородом

Обезуглероживание, т. е. выгорание углерода с поверхности деталей, происходит при окислении стали. Обезуглероживание резко снижает прочность стали.

Пережог получается в результате длительного пребывания металла в печи при высокой температуре.

Дефекты при закалке. В процессе нагрева могут появляться следующие дефекты: трещины, деформация и коробление, обезуглероживание, мягкие пятна и низкая твердость.
Закалочные трещины - это неисправимый брак. Трещины возникают при неправильном нагреве (перегреве) и резкой скорости охлаждения в деталях

Низкая твердость чаще всего наблюдается при закалке инструмента. Причинами низкой твердости являются недостаточно быстрое охлаждение в закалочной среде.

Перегрев деталей под закалку увеличивает зернистость металла и, следовательно, ухудшает его механические свойства.

Мягкие пятна - это участки на поверхности детали или инструмента с пониженной твердостью.

3. ЛК3- литейный чугун, предел прочности на растяжение 3 кгс/мм2.

СЧ18-36 -серый чугун, предел прочности на растяжение 18 кгс/мм2, на изгиб-36 кгс/мм2,

 

 

Билет № 10

1. Алюминий и его сплавы.

2. Полиэтилен.

3. Расшифровать марку чугуна: ЧН19ХЗ, СЧ21-40.

Ответы

1. Широкое применение алюминия в промышленности, прежде всего, связано с его большими природными запасами. Алюминий по содержанию в земной коре является одним из самых распространенных металлов. К достоинствам алюминия и его сплавов следует отнести его малую плотность, сравнительно высокие прочностные характеристики, хорошую тепло- и электропроводность, высокую коррозионную стойкость. Совокупность этих свойств позволяет отнести алюминий к числу важнейших технических материалов. Алюми́ниевые спла́вы — сплавы, основной массовой частью которых является алюминий. Самыми распространенными легирующими элементами в составе алюминиевых сплавов являются: медь, магний, марганец, кремний и цинк. Алюминиевые сплавы делятся на: Алюминиево-марганцевые, Алюминиево-медные, Алюминиево- магниевые и др.

Сплавы Алюминиево-марганцевые - обладают хорошей прочностью, пластичностью, высокой коррозионной стойкостью и хорошей свариваемостью.

Сплавы Алюминиево-медные. Эти сплавы хорошо поддаются механической обработке. Их существенный недостаток — низкая коррозионная стойкость, поэтому необходимо использовать поверхностные защитные покрытия.

Сплавы Алюминиева-магниевые-характеризуются сочетанием удовлетворительной прочности, хорошей пластичности, очень хорошей свариваемости и коррозионной стойкости^[2]. Кроме того, эти сплавы отличаются высокой усталостной прочностью. Рост содержания магния в сплаве существенно увеличивает его прочность. Примеси в сплавы этой системы меди и железа нежелательны, поскольку они снижают их коррозионную стойкость и свариваемость.

Сплавы алюминий- медь-кремний- применяется во втулочных подшипниках. Имеют высокую твёрдость поверхности.

 

2. В зависимости от условий полимеризации различают три вида полиэтилена: полиэтилен высокого давления (ВД) – имеет невысокую плотность. Полиэтилен среднего давления (полиэтилен СД).- средней плотности. Полиэтилен низкого давления (НД) – низкой плотности. Несмотря на то, что различные виды полиэтилена получают из одного и того же состава, они представляют собой совершенно различные материалы, это объясняется различными геометрическими формами малекул и разной способностью к кристаллизации. Все полиэтилены обладают высокой морозостойкостью (низкой температурой хрупкости) и могут эксплуатироваться при температурах до -70°С, некоторые марки сохраняют свои ценные свойства при температурах ниже -120°С. Полиэтилены, стойки по отношению ко многим агрессивным средам (кислотам, щелочам и т.д.) и органическим жидкостям. В промышленности полиэтилен разных марок выпускается в виде блоков, листов и гранул. Перерабатываются они в изделия главным образом методом литья под давлением, и выдувания. Из полиэтилена производят бесшовные коррозионно-стойкие трубки, изоляционные оболочки электропроводов и пленки, широко применяемые в качестве упаковочного материала, для изготовления покрытий, перегородок, в сельском хозяйстве и т.д. При помощи литья под давлением или выдувания получают различную тару (бутылки, ведра и т.п.). Благодаря прекрасным диэлектрическим свойствам полиэтилен применяется для изоляции электрических кабелей в телевидении и многопроводной телефонной связи.

 

Существенным недостатком полиэтилена является его быстрое старение, которое, однако, можно резко замедлить при введении в полимер противостарителей (фенолы, амины, газовая сажа).

 

3. ЧН19ХЗ – чугун легированный, никель-19%, хром-3%.

СЧ21-40 – серый чугун, предел прочности на растяжение 21 кгс/мм2, на изгиб-40 кгс/мм2,

 

Билет №11

1. Легированные стали, свойства и маркировка.

2. Белый чугун и его свойства.

3. Расшифровать марку стали: Р9, Ст.10

 

Ответы

1. Легированная сталь — это сталь, содержащая специальные легирующие добавки, которые позволяют в значительной степени менять ее механические и физические свойства.

В зависимости от общего количества в их составе легирующих элементов, которые содержит легированная сталь, она может принадлежать к одной из трех категорий:

- низколегированная (не более 2,5%);

- среднелегированная (не более 10%);

- высоколегированная (от 10% до 50%).

В качестве вспомогательных компонентов для низколегированных сталей обычно используется никель, молибден и хром. Одни из самых распространенных марок стали этой группы: 13Х, жаропрочная конструкционная низколегированная сталь 12Х1МФ. Свойства низколегированных сталей позволяют снизить вес конструкций, сэкономить металл.

В состав среднелегированной стали может входить никель, вольфрам, молибден, ванадий. Среднелегированная сталь незаменима в машиностроении, судостроении, для изготовления различных деталей (сверла, развертки и т.д.)

Основные добавочные элементы высоколегированных сталей – хром и никель. Благодаря их высокому содержанию металл получает такие уникальные свойства как: коррозионная стойкость, жаропрочность. Высоколегированная нержавеющая сталь обязана своими исключительными характеристиками не только химическому составу, но и последующей обработке. Маркировка: Например, 18ХГТ состоит из 0,18% углерода, по 1% приходится на хром, марганец и титан. Иногда в маркировке стали встречаются и вспомогательные обозначения (русская буква в начале марки): Р – быстрорежущая, Э – электротехническая, А – автоматная, I – шарикоподшипниковая и т.д.

Наличие легирующих элементов и последующая обработка обеспечивают стали ряд свойств:

• Жароустойчивость
• Износостойкость
• Пластичность
• Коррозионная устойчивость
• Прочность и многие другие.

 

Благодаря этому легированные стали активно используются во всех промышленных сферах: медицинское оборудование и инструменты, емкости и оборудование в пищевой промышленности, валы, шайбы, коробки передач, узлы, конструкционные элементы в строительстве и машиностроении т.д.

 

2. Чугун- сплав железа с углеродом, где углерода свыше 2%. Когда углерод в чугуне находится в виде цементита, цвет чугуна на изломе будет белый, поэтому такой чугун называют белым. Белый чугун  применяется в машиностроении значительно реже, чем серый, т.к. он хрупкий и имеет высокую твердость, вследствие чего он не поддается обработке режущими инструментами. Белый чугун главным образом идет на переделку в сталь. Он содержит от 2 2 до 4 % углерода, который находится в химически связанном состоянии. Литейные свойства этого чугуна низкие. [ Белые чугуны используют как износостойкие конструкционные материалы.

 

3. Р9 - сталь инструментальная быстрорежущая сталь с содержанием углерода 0,9%

 

Ст.10 – конструкционная углеродистая сталь с содержанием углерода 0,10%

 

Билет № 12

1. Стали с особыми свойствами.

2. Применение чугунов в промышленности

3. Расшифровать марку стали: ст. 20, ст. У8А

Ответы

 

1. Стали с особыми свойствами – это стали с повышенной твердость, жаропрочностью, коррозийностью, обладающие особыми магнитными свойствами; износостойкость и др

Нержавеющие (коррозионностойкие) стали обладают высокой стойкостью против ржавления при работе в различных средах (в пресной и морской воде, атмосфере воздуха и водяного пара, разных газов, в растворах кислот, солей и т.п.).Стойкость против коррозии обеспечивается введением в сталь дешевого легирующего элемента – хрома, количество которого в нержавеющих сталях не менее 12%. Например, стали 1Х13, 2Х13, 3Х13 обладают высокой стойкостью против атмосферной коррозии. Из них изготовляют, хирургические инструмент, предметы домашнего обихода и др.

· Жаростойкие стали -сопротивляются окислению при высокой температуре. Свойство жаростойкости сообщают стали хром, кремний, алюминий, образующие на поверхности стали прочные и плотные пленки, надежно защищающие сталь от дальнейшего окисления. Жаростойкие стали Х8СМ, Х8С3М

· Жаропрочные стали Легирующими элементами, повышающими жаропрочность стали, являются молибден, а также вольфрам. Жаропрочными являются стали марок М и МХ. Наиболее распространенными сталями этой группы являются Х23Н18, Х25Н20С2; из них делают газовые турбины, реактивные двигатели и др. Жаропрочной и жаростойкой одновременно является сталь Х14Н14В2.

· Магнитные стали применяются для изготовления трансформаторов, сердечников и полюсов электромагнитов, реле в телефонной аппаратуре.

· Износостойкие стали обладают большим сопротивлением износу. Износостойкость сталь приобретает в результате легированием его марганцем. Наиболее распространенной маркой стали являются высокомарганцевая сталь Г13. Эта износостойкая и одновременно высокопластичная сталь применяется для изготовления звеньев гусениц (траки), козырьков ковшей экскаваторов и землечерпалок, стрелок и крестовин рельсов, а также других деталей, работающих на удар и подверженных интенсивному износу.

 

2. Сплав железа с углеродом, где углерода свыше 2%- называется чугуном.

Для машиностроения в основном применяется серый чугун, имеющий в своем составе графит. Детали Из него изготавливают детали ответственного назначения: Втулки; Станины станков; Тяжелые основания.Детали тракторов, материалом которых стал серый чугун, достигают 20% от всего количества его деталей. Такое использование этого сплава связано с высокой износостойкостью. Из него изготавливают: Блоки; Крышки подшипников; Тормозные диски. На автомобилях устанавливают чугунные распределительные валы, отличающиеся высокой износостойкостью. Этот параметр достигается благодаря поверхностной закалке, которой подвергают металл.

Тормозные барабаны изготавливают из СЧ20. Когда деталь испытывает высокие нагрузки, и возможно появление термических трещин, используют специальный термостойкий чугун, с высоким содержанием углерода.

Легковые автомобили могут похвастаться чугунными крышками, закрывающими коренные подшипники.

Очень много чугунных изделий применяется в сантехнике. Из чугуна изготавливают: Радиаторы отопления; Трубы; Фитинги; Раковины; Кухонные мойки.

И сегодня остаются востребованными чугунные ванны, которых отличает высокая прочность, долговечность и надежность. Такие изделия можно эксплуатировать десятки лет. Они сохраняют свой первоначальный вид и не требуют замены.

Самые разные марки ковкого чугуна нашли широкое применение в ландшафтном дизайне, когда происходит формирование декорирующих деталей: Оригинальные изгороди; Скамейки; Ворота; Сковородок; Котелков.

Уже много веков человечество использует чугун, сегодня практически каждый человек имеет дело с таким сплавом. Он отличается высокой прочностью и имеют относительно невысокую стоимость. Единственным недостатком чугунных деталей является их хрупкость. Но, при правильной технологии получения чугуна, этот недостаток минимизируется, поэтому чугунные детали так широко применяются в вышеописанных отраслях промышленности.

 

3. ст. 20- конструкционная качественная сталь, с содержанием углерода 0.2%

ст У8А- углеродистая инструментальная сталь, с содержанием углерода 0,8%, повышенного качества

Билет 13

1. Углеродистые стали, свойства и маркировка.

2. Ковкий чугун.

3. Расшифровать марку стали: ст.3кп, ст. 20 ХН

 

Ответы

1 Сталь- сплав железа с углеродом, где углерода до 2%. Содержание углерода определяет показатель твердости. Чем его больше – тем прочее будет изделие, но увеличивается хрупкость. В зависимости от этого показателя сталь разделяют на несколько видов:

Низкоуглеродистая – до 0,25% углерода

Среднеуглеродистые – от 0,3% до 0,6%.

Высокоуглеродистые – от 0,6% до 2%

От содержания легирующих элементов стали делятся на:

Низколегированные- с содержанием легирующих компонентов до 2.5 %

Среднелегированные- от 2.5 до 10%

Высоколегированные- свыше 10%

Каждый из этих видов стали имеет определенную область применения. Обыкновенного качества- Это самый востребованный вид стали в настоящее время. Она производится в виде проката – листов, прутьев, швеллеров и балок. В названии указывается вид металла – СТ. Затем идет цифровой номер, определяющий содержание углерода. Чем больше номер – тем прочнее изделие. Затем в названии указывается способ раскисления — СП – спокойная; ПС – полуспокойная; КП – кипящая. При использовании в составе марганца в названии марки используют букву «Г». Пример: ст3Г. Инструментальные стали обозначаются буквой «У». Следующие за ней цифры указывают % содержание углерода (в сотых долях процента). Такие марки стали используются для изготовления инструмента, ответственных элементов в машиностроении, а также при производстве точных измерительных приборов.

2. Ковкий чугун применяется при изготовлении различных деталей машин, испытывающих при работе вибрационные или ударные нагрузки. Для получения ковкого чугуна сначала выплавляют белый чугун. В месте излома такой чугун имеет серебристо-белый цвет, по механическим свойствам он весьма хрупок и обладает высокой твердостью, что совершенно исключает возможность его механической обработки.

Ковкий чугун получается в результате отжига белых чугунов в специальных печах в течение 20—100 ч при температурах 950—970° в первой стадии и 720—760° во второй стадии.

При отжиге цементит белого чугуна разлагается, в результате чего исчезает свойственная белому чугуну хрупкость и появляются пластические свойства. В зависимости от режима отжига белого чугуна ковкий чугун получается двух видов — черносердечный и белосердечный.

Процесс получения ковкого чугуна длителен и дорог, этим и объясняется ограниченное распространение его в промышленности.

Маркируется ковкий чугун следующим образом: например, в чугуне марки КЧ 35—10 буквы КЧ означают ковкий чугун, первые две цифры указывают на предел прочности при растяжении, две последние — на относительное удлинение при растяжении в процентах.

 

3. ст.3кп- сталь обыкновенного качества, цифра показывает порядковый номер, кипящая

ст. 20 ХН- сталь конструкционная легированная, содержание углерода0,2%, хрома – 1%, никеля- 1%

 

Билет №14

1. Способы переработки пластмасс в изделия.

2. Углеродистые инструментальные стали.

3. Расшифровать марку стали: ст. 40ХН, ст.15ХМ.

Ответы

1. Переработка пластмасс — комплекс процессов, обеспечивающий получение изделий или полуфабрикатов из пластмасс с заданными свойствами на специальном оборудовании.Переработка пластмасс включает приготовление материала и подготовку его к формованию (сушка, смешение с добавками), формование изделий и их последующую.

Методы переработки пластмасс.

- Формование из полимеров, находящихся в вязко-текучем состоянии,— литье под давлением, экструзия, прессование, спекание и др.

- Формование из полимеров, находящихся в высоко-эластическом состоянии, обычно с использованием листов или пленочных заготовок (горячая штамповка и др.).

- Формование из полимеров, находящихся в твердом (кристаллическом или стеклообразном способности таких полимеров проявлять высокоэластичностъ вынужденную (штамповка при комнатной темп-ре, прокатка и др.).

- Формование с использованием растворов и дисперсий полимеров (получение пленок методом полива, формование изделий окунанием формы др.).

 

2. Инструментальная сталь по сравнению с конструкционными углеродистыми сталями обладает значительно большей твердостью,но является более хрупкой.

Инструментальные углеродистые стали по содержанию углерода и твердости подразделяются на низкоуглеродистые, содержащие углерод до 0,25%; среднеуглеродистые - от 0,25% до 0,6% и высокоуглеродистые - от 0,6 до 2%.

Углеродистые инструментальные стали обозначаются следующими марками: У7; У8; У8Г; У9; У10; У11; У12; У13. Буква У указывает, что сталь углеродистая, а следующая за ней цифра - среднее содержание углерода в десятых долях процента. Буква Г в марке показывает повышенное содержание марганца. Углеродистые инструментальные стали бывают качественные и высококачественные. Высококачественные углеродистые инструментальные стали, выплавляемые в электропечах, маркируются таким же образом, но с добавлением в конце буквы А, т. е. У7А, У8А и т. д. Буква А обозначает, что сталь является высококачественной (улучшенной), по составу более чистой, с пониженным содержанием серы, фосфора,остаточных примесей и неметаллических включений. Достоинством инструментальных углеродистых сталей является их хорошая обрабатываемость, невысокая твердость. Однако они имеют и крупные недостатки: необходимость быстрого охлаждения в воде при закалке, что приводит к деформации инструментов и даже образованию трещин. Инструментальная углеродистая сталь применяется для изготовления различных инструментов (режущих, мерительных и др.), которые должны обладать высокой износоустойчивостью и красностойкостью.

 

3. ст. 40ХН- сталь конструкционная легированная, с содержанием углерода о,4%, хрома-1%, никеля 1%

ст.15ХМ - сталь конструкционная легированная, с содержанием углерода 0,15%, хрома-1%, молибдена 1%.

 

 

Билет №15

1. Общие сведения термической обработки.

2. Капрон, его свойства, использование.

3. Расшифровать марку стали: ст.15Г, ст. 30ХМ.

Ответы

 

1. Термической обработкой называется совокупность операций: нагрева, выдержки и охлаждения металлических сплавов, находящихся в твердом состоянии, с целью придания им необходимых свойств: прочности, твердости, износоустойчивости, обрабатываемости или особых химических и физических свойств, а также изменения у них напряженного состояния. Термическая обработка позволяет изменять механические и физические свойства в широких пределах. Термической обработке подвергаются как железоуглеродистые сплавы, так и некоторые сплавы цветных металлов. Однако в машиностроительном производстве наибольшее практическое применение находит термическая обработка стали. Термическая обработка при изготовлении деталей обычно является одной из завершающих операций, поэтому при ее выполнении очень важно устранять все, что может привести к браку или неполноценности продукции. Свойства стали и изготовленных из нее деталей зависят от температуры и продолжительности нагрева, температуры и продолжительности выдержки, от скорости и конечной температуры охлаждения. Совокупность этих условий называют режимом термической обработки.

2. Капрон — химическое соединение, синтезируемое из нефти, впервые был получен немецким химиком, и с тех пор широко используется во многих областях промышленности. Свойства и применение капрона являются темой этой статьи. Капрон создается в виде тонких прозрачных невероятно прочных и функциональных волокон.В зависимости от применяемой технологии цвет и прочность капроновой нити может варьироваться. Соответственно, чем прозрачней продукт на выходе, тем больший вес может выдержать нить. Мутноватый желтый или молочный оттенок свидетельствует о меньшей прочности изделия.

Недостатки капрона:

· Капрон не впитывает влагу и не портится при долгом пребывании во влажной среде. Но даже слабокислотная среда с легкостью разрушит химическое соединение и капрон уже нельзя будет использовать. Также к минусам этого вещества относится малая теплостойкость

Несмотря на некоторые сложности в эксплуатации, капрон — широко используемое соединение. Из капрона изготавливаются канаты, лески для рыбалки, струны для классической гитары, рыболовные сети, кордная ткань для шин автомобиля. Капрон используется для создания искусственной щетины и ткани, которая намного дешевле натуральной. Шьются чулки и носки, а рукодельницы всего мира ценят пряжу и ткань из этого материала.Капрон, переплавленный в определенную форму, используется в деталях игрушечных машинок и других небольших механизмах. А так же капроном заменяют шелк в парашютах, так как ткань из этого материала чрезвычайно прочна и не повреждается влагой и молью.

3. ст.15Г- конструкционная легированная сталь, с содержанием углерода 0,15% и марганца-1%

ст. 30ХМ- конструкционная легированная сталь, с содержанием углерода 0,3%, хрома -1%, молибдена -1%

Билет №16

1. Титан и его свойства.

2. Коррозионно стойкие стали.

3. Расшифровать марку стали: ст. 40Г2, ст. 20ХН

 

Ответы

 

1. По распространенности в природе титан занимает среди конструкционных металлов четвертое место после алюминия, железа и магния.

Из всех металлов применяемых в техните, титан обладает наиболее высокой прочностью, по этим показателям он даже превосходит легированные стали.

Механические свойства титана зависят от содержания в нем примесей- кислорода, азота и углерода- они повышают прочность. Титан обладает высокой коррозийной стойкостью в атмосфере, в пресной и морской воде, в растворах многих солей и кислот. Он хорошо обрабатывается давлением, сваривается различными способами. Однако у титана есть и недостатки: низкая теплопроводность, низкая износостойкость и плохая обрабатываемость резание, высокая стоимость производства, титан значительно дороже железа, алюминия, меди.

Широкое применение титана и его сплавоы нашли в химической промышленности (емкости. Трубопроводы для агрессивных жидкостей, детали насосов, фильтры), в судостроении(обшивка корпуса и подводных крыльев судов, гребные винты), в атомной технике (некоторые детали ядерных реакторов).

 

2. Разрушение металлов и сплавов в результате хими­ческого или электрохимического воздействия на их по­верхность внешней агрессивной среды называется кор­розией. Коррозия, как правило, сопровождается образова­нием на поверхности металла продуктов коррозионного разрушения. Так, например, на поверхности сплавов железа в результате коррозии образуется ржав­чина, имеющая бурый цвет.

Нержавеющими называются стали, обладающие вы­сокой устойчивостью против коррозии в атмосферных условиях и некоторых газовых средах, речной и мор­ской воде, растворах солей, щелочей и некоторых кисло­тах при комнатной и повышенных температурах.

Основным легирующим элементом, обеспечивающим коррозионную стойкость металла, особенно в окисли­тельных средах, является хром. Чистый хром обладает высокой химической стойкостью благодаря образова­нию на его поверхности защитной окисной пленки.

Хром при добавке его в сталь образует твердые рас­творы с железом и увеличивает ее коррозионную стой­кость, но лишь начиная с содержания 11,7 % Cr.

Увеличению коррозионной стойкости нержавеющих сталей способствуют такие элементы, как молибден и медь.

Марганец, который вводится в нержавеющие стали взамен никеля (полностью или частично), придает стали несколько меньшую стойкость против коррозии, чем никель. Не­ржавеющие стали, легированные азотом, имеют хорошую стойкость в коррозионных средах. Осо­бые требования предъявляются к сталям, работающим длительное время при высоких температурах. Они в первую очередь должны иметь повышенную жаро­стойкость и жаропрочность. Большинство хромоникелевых нержавеющих сталей относится к классу: 04Х18Н10, 12Х18Н9Т, 09Х14Н16Б, и др. Эти стали пластичны, хорошо свариваются, обладают повышенной жаропроч­ностью, коррозионностойки во многих средах, имеющих среднюю активность. Сталь 12Х18Н10Т — наиболее де­шевая и поэтому чаще употребляемая.

 

3. ст. 40Г2- конструкционная легированная, с содержанием углерода 0,4%, марганца- 2%

 

ст. 20ХН – сталь конструкционная легированная, с содержанием углерода 0,2%, хрома – 1%, никеля- 1%

 

Билет №17

1. Коррозийная стойкость металлов.

2. Легирующие компоненты и их влияние на свойства сталей

3. Расшифровать марку стали: ст.45Г,ст. 09Г2С

 

Ответы

 

1. Сплавы на основе железа обладают рядом высоких механических свойств и сравнительно недороги в производстве, поэтому они получили наиболее широкое применение во всех отраслях промышленности.

Однако эти материалы обладают невысокой коррозионной стойкостью в большинстве природных и промышленных сред и требуют применения соответствующих мер по защите от коррозии. Большое влияние на скорость коррозии оказывает прокатная окалина. Она имеет высокую электропроводность, а ее стационарный потенциал в морской воде. Различие в коррозионном поведении различных марок сталей проявляется главным образом в сварных соединениях. Это определяется разностью электродных потенциалов трех элементов сварного соединения: основной металл, сварной шов, околошовная зона (зона термического влияния). Поэтому выбор сварочных электродов и технологии сварки производится с таким расчетом, чтобы три указанных элемента имели приблизительно одинаковые потенциалы. Это достигается применением соответствующих сварочных материалов. Нержавеющими называются стали, обладающие вы­сокой устойчивостью против коррозии в атмосферных условиях и некоторых газовых средах, речной и мор­ской воде, растворах солей, щелочей и некоторых кисло­тах при комнатной и повышенных температурах.

Основным легирующим элементом, обеспечивающим коррозионную стойкость металла, особенно в окисли­тельных средах, является хром. Чистый хром обладает высокой химической стойкостью благодаря образова­нию на его поверхности защитной окисной пленки.

Хром при добавке его в сталь образует твердые рас­творы с железом и увеличивает ее коррозионную стой­кость, но лишь начиная с содержания 11,7 % Cr.

Увеличению коррозионной стойкости нержавеющих сталей способствуют такие элементы, как молибден и медь.

Марганец, который вводится в нержавеющие стали взамен никеля (полностью или частично), придает стали несколько меньшую стойкость против коррозии, чем никель. Не­ржавеющие стали, легированные азотом, имеют хорошую стойкость в коррозионных средах. Осо­бые требования предъявляются к сталям, работающим длительное время при высоких температурах. Они в первую очередь должны иметь повышенную жаро­стойкость и жаропрочность. Большинство хромоникелевых нержавеющих сталей относится к классу: 04Х18Н10, 12Х18Н9Т, 09Х14Н16Б, и др. Эти стали пластичны, хорошо свариваются, обладают повышенной жаропроч­ностью, коррозионностойки во многих средах, имеющих среднюю активность. Сталь 12Х18Н10Т — наиболее де­шевая и поэтому чаще употребляемая.

2.. Легированной называется сталь, в которой, кроме обычных примесей, содержатся специально вводимые легирующие в количествах 1% и выше. Легирование сталей и сплавов используют для улучшения их технологических свойств. Легированием можно повысить ударную вязкость, прокаливаемость, деформируемость изделий и возможность образования трещин.

К постоянным примесям относят углерод, марганец, кремний, серу, фосфор, а также кислород, водород и азот. Рассмотрим основые:

Углерод

При увеличении содержания углерода до 1,2% возрастают прочность, твердость, При этом снижаются плотность, теплопроводность, вязкость, пластичность. Сварка средне и особенно высокоуглеродистых сталей требует применения подогрева, замедляющего охлаждение, и других технологических операций, предупреждающих образование трещин.

Марганец

Марганец вводят в стали как добавку для повышения их раскисления и устранения вредного влияния серы.

Кремний

Кремний также вводят в сталь для раскисления

Сера

Повышение содержания серы существенно снижает пластичность, ударную вязкость, коррозионную стойкость.. Кроме того, повышенное содержание серы снижает свариваемость готовых изделий.

Фосфор

Фосфор, как и сера, относится наиболее вредным примесям в сталях и сплавах. Увеличение его содержания, даже на доли процента, повышая прочность, хрупкость и снижает пластичность и вязкость

3.Расшифровать марку стали: ст.45Г- конструкционная низколегированная сталь, с содержанием углерода 0,45%, марганца- 1%,

ст. 09Г2С- конструкционная низколегированная сталь, с содержанием углерода 0,09%, марганца-2%, кремния-1%

Билет №18

1. Флюсы.

2. Стали обыкновенного качества.

3. Расшифровать марку стали: ст. 18ХГ, ст. 10Г2С2

 

Ответы

 

1. Сварочный флюс — материал, используемый при сварке для защиты зоны сварки от атмосферного воздуха, обеспечения устойчивости горения дуги, формирования поверхности сварного шва и получения заданных свойств наплавленного материала^[1]. Например, при газовой и кузнечной сварке металлов широко используют такие компоненты, как бура, борная кислота, хлориды и фториды. Они образуют жидкий защитный слой, в котором растворяются оксиды, образующиеся на свариваемых поверхностях.

При электрошлаковой сварке используют измельчённые композиции сложного состава, через них, кроме того, должен проходить электрический ток, с выделением тепла для нагрева свариваемых деталей.

Флюсы классифицируют по способу изготовления, химическому составу и назначению.

По способу изготовления - разделяют на плавленые и неплавленые.

В состав плавленых входят только шлакообразующие компоненты. Неплавленые - это смесь порошкообразных и зернистых материалов, которая кроме шлакообразующих содержит раскислителей и легирующих элементов. Для сварки углеродистых и низколегированных сталей используют высококремнистая флюсы, содержащие большое количество SiO 2 i MnO i имеют кислый характер. Для сварки легированных сталей - низкокремнистые, с повышенным содержанием СаО, MgO, CaF 2, имеющие слабокислую характер; Для сварки высоколегированных сталей с большим содержанием легкоокисляемых элементов (Cr, Mo, ​​Ti, Al и др.) - безкремнистые, на основе CaO, CaF 2, Al 2 O 3 и бескислородные фторидные флюсы, содержащие 60-80% CaF 2 и имеют основной или нейтральный характер.

Для сварки сталей, цветных металлов и сплавов используют неплавленые керамические флюсы, содержащие мрамор, плавиковой шпат, фториды или хлориды щелочноземельных металлов, ферросплавы сильных раскислителей (Si, Ti, Al), легирующие элементы и чистые металлы. Такие шлаки имеют основной или нейтральный характер и обеспечивают в металле шва заданный содержание легирующих элементов.

 

2. Конструкционные Углеродистые стали обыкновенного качества

Это наиболее дешевые стали. В них допускается повышенное содержание вредных примесей, а также газонасыщенность и загрязненность неметаллическими включениями, так как они выплавляются по нормам массовой технологии. Стали обыкновенного качества выпускают в виде проката (б