Вопросы к игровому занятию в команде

1. Строение идеальных кристаллов.

1.1 Перечислить основные свойства металлов.

1 2 Охарактеризовать понятие металлической химической связи.

1.3 Назвать отличие кристаллического и аморфного состояния вещества.

1.4 Назвать три основных типа кристаллических решеток металла, и описать расположения атомов в них.

1.5 Дать определение координационного числа, найти его для ОЦК и (или) ГЦК решеток.

1.6 Чем характеризуется и как вычисляется плотность упаковки атомов в кристал-лической решетке?

1.7 Что собой представляет и как проявляется анизотропия кристаллических тел?

2. Строение реальных кристаллов.

2.1 Как геометрически классифицируются дефекты кристаллического строения? Привести примеры дефектов каждого класса.

2.2 Дать определение вакансии и межузельного атома.

2.3 Назвать возможные механизмы образования точечных дефектов в идеальных кристаллах и описать их поведение и роль в диффузионных процессах.

2.4 Дать общее определение дислокации.

2.5 Описать краевую дислокацию и геометрию её образования.

2.6 Описать винтовую дислокацию и механизм её образования.

2.7 Что такое вектор Бюргерса?

2.8 Как определяется энергия дислокации?

2.9 Как определяется плотность дислокации?

2.10 Как влияет плотность дислокаций на прочность кристаллов?

2.11 Описать строение малоугловых границ наклона.

2.12 Описать строение высокоугловых (межзеренных) границ.

2.13 Как взаимодействуют между собой и друг с другом линейные (дислокации) и поверхностные (границы) дефекты?

3. Макро- и микроструктурный анализ металлов.

3.1 Что называется микроструктурой?

3.2 Какие основные зоны кристаллизации имеет слиток?

3.3 По какой причине в слитке образуется усадочная раковина и где обычно она располагается?

3.4 Что называется ликвацией, и какие виды ликвации существуют?

3.5 Что выявляет отпечаток по методу Баумана?

3.6 В чем причина появления волокнистого строения при горячей обработке давлением?

3.7 Объяснить, как должны располагаться волокна в готовом изделии и почему.

3.8 Что можно выявить по виду изломов стали и чугуна?

3.9 Что называется микроструктурой?

3.10 Описать принцип видимости под металлографическим микроскопом.

3.11 Назвать операции подготовки микрошлифа и их порядок.

3.12 С какой целью проводится травление микрошлифов, что можно наблюдать до и после травления?

3.13 Что понимается под разрешающей способностью микроскопа.

3.14 Как определяется увеличение микроскопа?

3.15 Назвать сходства и отличия процесса шлифования и полирования микро-шлифов.

4. Фазовые переходы.

4.1 Что называется первичной, а что вторичной кристаллизацией?

4 2 В чем заключается термодинамический стимул процесса кристаллизации^?

1.3 Назвать элементарные стадии механизма кристаллизации.

4.4 Каким параметром описывается каждая стадия кристаллизации?

4.5 Какими должны быть параметры кристаллизации для получения крупнозернистой и мелкозернистой структуры сплава?

4.6 Что такое критический размер зародыша кристаллизации?

4 7 Как влияет степень переохлаждения сплава на размер зерна и на механические свойства?

4.8 Что такое гомогенная и гетерогенная кристаллизация?

4.9 Как влияют растворимые и нерастворимые примеси на процесс кристаллизации?

4.10 Каков преимущественный механизм кристаллизации реальных сплавов?

4 11 Что называется модифицированием?

4.12 Как и с какой целью проводится модифицирование сплавов?

4.13 Что такое полиморфизм? Привести пример металла, обладающего полиморфизмом.

5. Теория сплавов.

5.1 Что называется металлическим сплавом?

5.2 Что такое компонент? - фаза?

5.3 Какое состояние сплава называется равновесным⁹

5.4 Что называется твердым раствором? - химическим соединением? - гетерогенной структурой? —

5.5 Какими бывают твердые растворы?

5.6 Что означает твердорастворное упрочнение и в чем его причины?

6. Диаграммы состояния двухкомпонентных сплавов.

6.1 Что такое диаграмма состояния?

6 2 Какие точки называют критическими?

6.3 Что такое термический анализ, какова его связь с диаграммой состояния сплавов?

6.4 Какова практическая методика построения диаграмм состояния сплавов?

6.5 Сформулируйте правило фаз.

6.6 Что позволяет определять правило отрезков?

6.7 Методика применения метода отрезков.

6.8 Изобразить диаграмму состояния сплава с неограниченной растворимостью компонентов.

6.9 Какие виды нонвариантных фазовых реакций вам известны?

6.10 Какое превращение называется эвтектическим (эвтектоидным, перитектиче-ским, перитектоидным)? Привести схему этой реакции.

6.11 Какие линии называются линиями ликвидус и солидус?

6.12 В чем отличие структурной диаграммы от фазовой?

7. Упругая и пластическая деформация.

7.1 Какая деформация называется упругой и каков ее атомный механизм?

7.2 Что такое пластическая деформация?

7.3 Какова роль дислокаций в реализации механизма пластического сдвига?

7.4 Назовите атомные (дислокационные) механизмы пластической деформации.

7.5 Как изменяется структура сплава при пластической деформации?

7.6 Как изменяются свойства (механические) сплава при пластической деформации?

7.7. Что такое текстура и каковы свойства текстурированного сплава?

7.8. Что такое рекристаллизация?

7.9. В каком исходном состоянии должен находиться металл, чтобы испытывать при нагреве рекристаллизационные превращения?

7.10. Что такое порог рекристаллизации?

7.11. Какие стадии проходит металл в процессе рекристаллизации?

7.12. Что такое возврат (отдых)?

7.13. Что такое критическая степень деформации? В каких пределах она находится?

7.14. Как ведёт себя при нагреве структура металла, деформированного с критической степенью?

7.15. Чем отличаются холодная и горячая деформации?

7.16. Как изменяются свойства (механические) деформированного металла при нагреве?

8.Механические свойства сплавов. Разрушение.

8.1. Назовите основные механические свойства металлических сплавов.

8.2. Как обозначаются и в каких единицах измеряются основные механические свойства?

8.3. Дайте определение твёрдости материала.

8.4. Дайте определение микротвёрдости материала.

8.5. Какими методами осуществляется измерение твёрдости?

8.6. Назовите приборы для измерения твёрдости.

8.7. Какими единицами обозначается твёрдость, измеренная на различном оборудовании, и какова их общая размерность?

8.8. Как готовятся образцы для измерения твёрдости?

8.9. Чем отличаются образцы, подготовленные для измерения твёрдости?

8.10. Каким способом следует измерять твёрдость закалённой стали?

8.11. Из каких элементарных процессов состоит процесс разрушения при пластической деформации металла (при внешнем нагружении)?

8.12. Какими бывают типы разрушения?

8.13. Назовите основной структурно-энергетический параметр, отличающий хрупкое разрушение от вязкого.

8.14. Опишите дислокационный механизм зарождения трещины.

8.15. В каком металле при одинаковой плотности дислокации быстрее наступает разрушение - в мелко- или к крупнозернистом и почему?

9: Железоуглеродистые сплавы.

9 1. Назовите основные фазы в системе Fе –Fе₃С.

9.2. Назовите гетерогенные структуры в системе Fе –Fе₃С.

9 3. Как выглядят под микроскопом гетерогенные структуры в системе Fе –Fе₃С?

9.4. Что называется ферритом (аустенитом, цементитом, перлитом, ледебуритом)?

9.5. Каковы их основные механические свойства?

9.6. Назовите нонвариантные превращения в системе Fе –Fе₃С.

9.7. Покажите их на диаграмме и запишите их фазовые реакции.

9.8. Дайте определение чугунов.

9.9. Чем они отличаются по механическим и технологическим свойствам?

9.10. Укажите равновесное структурное состояние при нормальной температуре доэвтектоидной (заэвтектоидной, эвтектоидной) стали.

9.11. Укажите равновесное структурное состояние при нормальной температуре доэвтектического (эвтектического, заэвтектического) чугуна.

9.12. Как зависят механические свойства углеродистой стали от содержания углерода в ней?

9.13 В чём заключается отличие цементита первичного, вторичного и третичного?

9.14. Какие существуют виды классификаций стали?

9.15. Как классифицируются стали по назначению?

9.16. Какими свойствами (механическими) обладают конструкционные (инстру-ментальные) углеродистые стали и для каких изделий они применяются?

9.17 Как маркируются конструкционные углеродистые стали обыкновенного качества (качественные)?

9.18. Назовите марки инструментальных углеродистых сталей, что эта маркировка

обозначает?

9 19. Назначьте марку стали для изготовления (обоснуйте свой выбор):

1) корпуса автомобиля;

2) крепёжных изделий (винт, гайка, шайба),

3) молотка.

9.20. Почему серу и фосфор в стали называют "вредными" примесями?

9.21. Какие чутуны называются белыми?

9.22. Назовите основные механические свойства белых чугунов (качественный уровень) и область их применения.

9 23 Какой процесс называется графитизацией?

9 24 Какова форма графитовых вьючений в сером, ковком и высокопрочном чугуне?

9 25 Какой тип чугуна получают термической графитизацией (томлением)?

9 26 Опишите режим термической графитизации.

9.27. Какая металлическая основа может быть у чугунов, содержащих графит?

9.28. Как маркируются промышленные чугуны?

9.29. Что означает марка промышленного чугуна?

10.Термическая обработка (ТО) стали

10.1.Какова цель термической обработки стали?

10.2 В чём заключается ТО стали и какими тремя основными параметрами характеризуется её режим?

10.3;Назовите четыре основных превращения, протекающие при ТО.

10.4.Какие из них имеют диффузионный, а также сдвиговый характер? (Поясните). 10.5.Как обозначаются критические точки (линии) при ТО стали?

10.6. Из каких двух элементарных процессов складываются превращения А«П?

10.7Что понимается под наследственным зерном аустенита; каким оно бывает и от чего зависит?

10.8.Объясните смысл понятий начальное и действительное зерно аустенита. 10.9.Назовите продукты диффузионного превращения аустенита.

10.10.Какие примерные значения твёрдости имеют перлит, сорбит и тростит стали 45 и чем обусловлена эта разница?

10.11. Какой параметр ТО следует изменять, чтобы получать в стали разные виды феррито-цементитных смесей (П,С,Т)?

10.12. Что такое критическая скорость закалки?

10.13.Кратко охарактеризуйте атомный механизм мартенситного превращения. 10.14.Что представляет собой мартенсит?

10.15.Охарактеризуйте кристаллическую решётку мартенсита.

10.16.Назовите основные механические свойства мартенсита.

10.17.Почему всегда при закалке стати на мартенсит сильно повышается твердость и прочность?

10.18.Какую форму имеют кристаллы мартенсита?

10.19.Как выглядит под микроскопом структура мартенсита?

10.20.Как влияет содержание углерода в стали на положение температурного интервала мартенситного превращения?

10.21 Как влияет содержание углерода в стати на количество остаточного аустенита?

10.22.Как влияет количество остаточного аустенита на механические свойства стали?

10.23. Как изменяется плотность дислокаций в результате мартенситного превращения? Почему?

10.24. В каком температурном интервале формируется бейнит?

10.25. Охарактеризуйте структуру и механические свойства бейнита. 10.26.Опишнтс процесс распада мартенсита при нагреве.

10.27.Как изменяются основные механические свойства стали после распада мартенсита при нагреве?

10.28,Что означает термин "перегрев"? Можно ли его исправить?

10.29.Что означает термин "'пережог"? Можно ли его исправить?

10.30. Что такое структура видманштетта? В каких случаях она возникает?

10.31. Насколько видманштеттова структура стали целесообразна и почему? 10.32.Как справить сталь с видманштеттовой структурой и крупным зерном? 10.33.Назовите четыре основных вида ТО стали.

10.34.Дайте определение отжига.

10.35.Какие виды отжига вам известны?

10.36.В чём заключается полный отжиг?

10.37. С какой целью он проводится?

10.38.Какая структура формируется в доэвтектоидиой, эвтектоидной и заэвтекто-идной стали после полного отжига?

10.39.В чём заключается неполный отжиг?

10.40. С какой целью он проводится?

10.41. Как проводится отжиг на зернистый перлит?

10.42.  В чём заключается диффузионный отжиг (гомогенизация)?

10.43. В чем заключается низкий отжиг? С какой целью он проводится?

10.44.Что такое нормализация стали?

10.4.5.В каких случаях она проводится и с какой целью?

10.46. Дайте определение закалки стали

10.47.Что понимается под закаливаемостью стали?

10.48.От чего она прежде всего зависит?

10.49.Какая из представленных сталей не закаливается и почему: 08кп,40,У10А? 10.50.Дайте определение прокаливаемое?

10 51 Что определяет величину прокаливаемости?

10.52.Как определяется глубина прокаливаемости?

10.53.Какая стать имеет большую глубину прокаливаемости и почему: 35,65,9Х,ХГС?

10.54. Какую стать необходимо дольше выдерживать в печи при нагреве под закалку (температура нагрева одинакова):50 или 5ХНМ и почему?

10.55. Почему углеродистые стали можно закалить на мартенсит только в воде, легированные - и в воде, и в масле, а высоколегированные - ещё и на воздухе?

10.56. Почему температура закалки доэвтектоидной углеродистой стали не должна быть ни выше, ни ниже,чем 30-50°С над точкой А_с1?

10.57 Почему оптимальная температура нагрева под закалку заэвтектоидной углеродистой стати выбирается на 30 -50оС выше точки А_С1, а не А_сm.?

10.58.Назовите виды закалки.

10.59.Какие типы охлаждающих (закалочных) сред Вам известны?

10.60. Для каких изделий целесообразно применение ступенчатой закали.?

10.61. Для каких изделий целесообразно применение изотермической закалки? Какая структура при этом формируется в стати?

10 62.Какие параметры закалки следует изменить, если после закалки деталь име-

ет коробление или трещины?

10.63.Назовите возможные причины пониженной твёрдости стали после закалки. 10.64.Дайте определение процесса отпуска стати.

10.65. Какие превращения происходят при отпуске?

10.66.Какне виды отпуска вы знаете?

10.67.В каких целях и для каких сталей применяется низкий отпуск (средний, высокий)?

10.68.Какая структура формируется а углеродистой стати при низком, среднем и высоком отпуске?

10.69. Чем морфологически отличаются сорбит и тростит отпуска от этих же структур, полученных при охлаждении?

10.70.Как изменяются механические свойства закалённой стали с повышением температуры отпуска? (качественная характеристика).

10.71. Почему у углеродистой и легированной стали с одинаковым содержанием углерода твердость при равной температуре отпуска оказывается различной? 10.72. Назовите технологические отличия в параметрах полного отжига, нормализации и закалки доэвтектоидной стали,

10.73. Какая закалка называется неполной?

10.74.Для каких углеродистых сталей неполная закалка целесообразна, а для каких - нет, и почему?

10.75.Какой режим ТО называется "улучшением"?

10.76.Назовите комплекс операций ТО пружины из стати 65Г

10.77.Какую структуру и твёрдость она будет иметь?

10.78.Назначьте комплекс операции ТО напильника из стали У10А.

10.79.Какую структуру будет иметь этот напильник (твердость)?

10.80. В каких случаях применяется "обработка холодом?.

10.81. Как она осуществляется технологически?

10.82. Какой термической обработкой можно получить в стали 45 феррито-мартенситную (тросто-мартенситную или др. типы) структуру?

11.Химико-термическая (ХТО) стали.

11.1. С какой целью проводится ХТО стали?

11.2. Какие виды ХТО вам известны?

11.3. Дайте определение цементации.

11.4. Для каких сталей назначается цементация? Назовите марки таких сталей.

11.5. Опишите технологический процесс цементации (её виды, температуру, карбюризаторы, время цементации, глубину цементованного слоя).

11.6. Нужна ли термическая обработка после цементации? (Объясните ответ).

11.7. Какие механические свойства имеет изделие после цементации?

11.8. Дайте определение процессу азотирования и сформулируйте его цели.

11.9. Для каких целей обычно назначается азотирование? Приведите примеры.

11.10. Кратко опишите технологию азотирования (насыщающая среда, темпе-

ратура, время выдержки, глубина слоя).

11.11. В чём особенность структуры, и свойств азотированного слоя?

11.12. Что такое нитроцементация (цианирование)?

12. Легирование и легированные стали. Специальные стали.

12.1 Какие стали называются легированными?

12.2.Какие легирующие элементы являются карбидообразующими, а какие - нет? 12.3 Приведите примеры карбидообразуюших элементов в стали.

12 4 Качественно охарактеризуйте влияние легирующих элементов на распад ау-стенита при охлаждении.

12.5.Какое влияние оказывают легирующие элементы на величину критической скорости закалки и прокаливаемость стали?

12.6.Почему легированные стали охлаждают при закалке в масле, а углеродистые в воде?

12.7.С какой целью введены легирующие элементы в инструментальную сталь ХВГ?

12.8.Качественно охарактеризуйте влияние легирующих элементов на рост аусте-нитного зерна при нагреве стали.

12.9.Какой выбирается температура нагрева легированной стали под закалку по сравнению с аналогичной углеродистой сталью и почему?

12.10.Качественно охарактеризуйте влияние легирующих элементов на положение температурного интервала точек Мн-Мк образования мартенсита.

12.11.Качественно охарактеризуйте влияние легирующих элементов на распад мартенсита при отпуске.

12.12.Как изменяется твёрдость легированной стали при повышении температуры отпуска по сравнению с аналогичной углеродистой сталью и почему?

12.13. Назовите причины повышения механических свойств сталей при введении легирующих элементов.

12.14.По каким признакам классифицируют легированные стали? (Назвать три типа классификации).

12.15.Назовите общие принципы маркировки легированных сталей.

12.16. Назовите обозначение специальных сталей (автоматные, быстрорежущие, шарикоподшипниковые и т.п.).

12.17.Расшифруйте марку сталей...

12.18.Какие структурные классификации легированных сталей вы знаете?

12.19.На какие классы делятся легированные стали по структуре в равновесном (отожжённом) состоянии?

12.20. Приведите примеры сталей каждого класса этой классификации.

12.21. Какие легирующие элементы содержат стали аустенитного и фсрритного класса?

12.22. На какие классы делятся стали по структуре после охлаждения на воздухе из аустенитного состояния (нормализованные)?

12.23. Какие стали в общем случае относятся к каждому из этих классов? Приведи-

те конкретные примеры.

12.24.  Какие закономерности влияния легирования на превращение аустенита положены в теоретическую основу классификации нормализованных легированных сталей?

12.25.На какие группы подразделяются легированные стали по назначению? 12.26.Назовите основные механические свойства конструкционных легированных сталей и область их применения.

12.27.Какие типы конструкционных легированных сталей вам известны? 12.28.Приведите примеры цементуемых легированных конструкционных сталей. 12.29. Опишите структурное состояние таких сталей (по сечению детали.!2.30.Приведите примеры улучшаемых легированных конструкционных сталей. 12.31. В чём заключается их термическая обработка? Какую они имеют структуру после ТО?

12.32.(с) Назовите особенность механических свойств этих сталей и область их применения.

12.33.Какие стали относят к рессорно-пружинным? Приведите примеры.

12.34. Опишите особенности их ТО и структуру, отвечающую высоким упругим свойствам.

12.35.Назовите основные механические свойства инструментальных легированных сталей.

12.36.Какие типы инструментальных статен вам известны?

12.37.Приведите примеры статей для режущего инструмента, работающего в лёгких и нормальных условиях.

12.38. Прнведнге примеры сталей для инструмента, работающего в жёстких условиях, с высокими скоростями резания.

12.39. В чём особенности структуры быстрорежущих сталей (литое и свежезакалённое состояние)?

12.40. Назовите типовой режим ТО быстрорежущих сталей. В чём его особенности? Как изменяется структура на разных этапах ТО?

12.41.Приведите примеры сталей для измерительного инструмента. Опишите особенности их термической обработки.

12.42.Какие стали применяют для инструментов холодной обработки давлением? 12.43.Какие стали применяют для инструмента горячей обработки давлением? 12.44. Какими свойствами должны обладать штамповые стали для горячего деформирования?

12.45.В чём особенности химического состава этих сталей по сравнению с другими инструментальными сталями?

12.46. Назначьте режим ТО стали 5ХНМ для молотовых ковочных штампов. 12.47.Какие типы специальных сталей вам известны?

12.48 Какие стали относят к корозионностойким (сформулируйте понятие и приведите марки сталей)?

12.49. Какой легирующий элемент обеспечивает устойчивость против коррозии

и почему?

12.50. Назовите отличия в структуре и химическом составе сталей, устойчивых против коррозии под напряжением и без него. Приведите примеры таких сталей.

12.51. Сформулируйте понятие о жаропрочности. Какие стали относят к жаропрочным?

12.52. Приведите пример износостойкого сплава и опишите его условие работы; за счёт чего достигается эффект износостойкости в этом случае?

13. Цветные сплавы.

13.1.По какому принципу цветные сплавы делят на литейные и деформируемые? 13 2.По какому принципу цветные сплавы делят на упрочняемые ТО и неупроч-няемые?

13.З.Назовите литейный алюминиевый сплав, его марку и основной легирующий элемент.

13.4. С какой целью применяется модифицирование силуминов?

13 5.Приведите пример деформируемого алюминиевого сплава, его марку и основной легирующий элемент. Упрочняется ли этот сплав термообработкой?

13.6. Что называется старением?

13.7. Как изменяется твердость сплава при старении?

13.8.Почему нагрев дуралюмина после закалки нельзя назвать отпуском?

13.9.Чем отличается искусственное старение от естественного?

13.10. В чём физическая сущность процессов, протекающих при старении?

13.11. Какова природа упрочнения при старении (объясните дислокационный механизм)?

13.12. Какие вам известны типы деформируемых алюминиевых сплавов?

13.13. Какие типы сплавов на медной основе вам известны?

13. 14. Дайте определение латуни; объясните маркировку.

13.15. Какими бывают латуни по фазовому составу; чем они отличаются по механическим свойствам и функциональному назначению?

13.16. Дайте определение бронзе, объясните как они маркируются.

13.17. Назовите наиболее распространённые типы бронз и области их применения.

13.18. Приведите пример использования бериллиевой бронзы марки БрБ2. Назначьте режим термической обработки для получения твёрдости 38-42 НRС.

13.19. Каковы требования, предъявляемые к антифрикционным материалам? Назовите примеры таких материалов.

13.20. Какие сплавы называются баббитами? Для чего они применяются и в чём особенности их структуры?

13.21. Приведите марки титановых сплавов, их основные свойства и области применения.