Контрольно-курсовая работа

Цена всей работы (8 заданий) - 1500 р

 

Задание № 1

Назначьте режим термической обработки (температуру закалки, охлаждающую среду, температуру отпуска) для детали из  указанной стали, для получения заданного значения твердости или прочности (σ в) (таблица 1). Опишите микроструктуру и свойства материала до и после термической обработки.

                                                                                                        Таблица 1

вар.

Деталь

Сталь

Значение твердости или предела прочности

1

2

3

4

5

6

7

 

8

 

9

10

11

12

 

13

14

15

16

 

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

 

35

 

Рессора

Рессора

Шпилька

Напильник

Тяга

Полуось

Кулачок

 

Копир

 

Рычаг

Шестерня

Вал

Копир

 

Рычаг

Оправка

Тяга

Рычаг

 

Ось

Шестерня

Полуось

Полуось

Шпилька

Рессора

Пружина

Рессора

Плашка

Зубило

Развертка

Плашка

Калибр

Фреза

Резец

Нож

Нож

Дыропробивной пуансон

Фреза

сталь 55

60СГ

МСт5

У13

30ХГСНА

40ХНМА

38ХВФ10Л

 

38ХМЮА

 

40ХН

сталь 20

сталь 45

30ХМ5

 

40ХФА

35ХНМ

30ХГС

35ХМФА

 

40ГМА

20Х

40ХГ

35Х2МА

МСт6

70С3А

65С2ВА

50ХГА

ХВ4

В2Ф

У10А

7ХФ

Р6АМ5Ф3

ХВ4

13Х

ХВГ

ХВСГ

9Х5ВФ

 

Р9М4К8

45-50 HRC

55-60 HRC

НВ 207-230

40-45 HRC

28-35 HRC

28-35 HRC

Твердость поверхностного слоя

≈ HV 900

Твердость поверхностного слоя

 ≈HV 1000

HB 250-280

Твердость зуба 58-62 HRC

23-35 HRC

Твердость поверхностного слоя  ≈HV 800

28-35 HRC

HВ 250-280

HВ 250-280

Твердость поверхностного слоя  ≈HV 1000

30-35 HRC

Твердость зубьев 58-62 HRC

HВ 250-280

HВ 250-280

HВ 207-230

 σ в    =1800 МПа

σ в    =1900 МПа

σ в    =1300 МПа

56-58 HRC

60-62 HRC

62-64 HRC

58-60 HRC

62-64 HRC

62-67 HRC

62-65 HRC

58-60 HRC

60-62 HRC

61-63 HRC

 

62-64 HRC

 

 

  Для выполнения этого задания  студент должен охарактеризовать вид работы, производимой данным инструментом (какие он испытывает  нагрузки в ходе работы: статические, динамические, работа на изгиб, колебательные процессы и другие). Затем, исходя из представленного значения твердости,  необходимо выбрать режимы термической обработки, используя справочную литературу и знания по термической обработке. Необходимо помнить, как влияет температура закалки и отпуска на механические свойства, а также  как подобрать охлаждающую среду для проведения термических процессов. В завершении выполнения задания студент представляет значения механических свойств после выбранной им термической обработки, найдя их в справочной литературе.

 

Задание № 2

 

Для изготовления данной детали выбрана определенная марка стали (таблица 2):

а) расшифруйте состав и определите, к какой группе относится данная сталь по назначению; 

б) назначьте режим термической обработки, приведите подроб­ное его обоснование, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие на всех этапах термической обработки данной стали; 

 в) опишите микроструктуру и главные свойства стали после тер­мической обработки.

                                                                                                                                                        Таблица 2

№ вар.

Деталь

Сталь

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

Фреза

Полуось

Метчик

Штамп для горячего деформирования

Штамп для холодного деформирования

Зенкер

Метчик

Плашка

Штамп для холодной высадки

Штамп

Зубило

Рессора

Метчик

Калибр

Прошивочный пуансон

Напильник

Молотовый штамп

Пружина

Пружина

Сверло

Штамп

Развертка

Резец

Червяк

Зенкер

Молотовой штамп

Обрезной штамп

Пружина

Плитка высокого класса точности

Шабер

Калибр

Шестерня

Подшипник качения

Шестерня

Пружина

 

Р9Ф5

30ХН3

Р14Ф4

5ХНМ

ХГ3СВ

ХГ

У10

У12

У11

Х6ВФ

У7

63С2Л

Р10К5Ф5

2Х18

Р18

У13

5ХНМ

сталь 60

сталь 85

Р18К5Ф2

Х12М

9ХС

Р9К10

12ХН3А

У13А

5ХГМ

Х6ВФ

70С3А

120ХГ

Х05

9Х18

12Х2Н

111Х9

30ХГТ

60С2Н2Ф

Это задание содержит те же черты, что и предыдущее. Однако здесь студентам необходимо указать  химический состав используемой марки стали и указать к какой квалификации ее можно отнести.

 

Задание №3.

Дайте полные ответы на вопросы из таблицы 3. Для иллюстрации ответов приведите  необходимые графики, таблицы и рисунки.

                                                                                                               Таблица 3

№ вар

Вопрос

1

2

3

4

5

6

7

8

9

 

10

11

12

13

 14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

 26

27

28

29

 30

31

32

33

34

35

 Как проводят цементацию в твердом карбюризаторе?

Как проводят и какие преимущества газовой цементации?

Чем различается цементация и нитроцементация?

Что такое процесс азотирования и зачем его проводят?

Дайте характеристику и опишите основные этапы процесса алитирования

Дайте характеристику и опишите основные этапы процесса хромирования

Дайте характеристику и опишите основные этапы процесса борирования

Опишите процесс поверхностной закалки при нагреве лазером

Опишите процесс термической обработки, которая проводится после процесса цементации

Что представляет собой диффузионное насыщение поверхности кремнием?

В чем заключается процесс цианирования стали?

Что представляет собой процесс цинкования стали?

Охарактеризуйте термическую обработку – закалка с индукционного нагрева.

Опишите процесс плазменного напыления

Опишите процесс детонационного напыления

Что такое наплавка? Как ее проводят и для чего?

 В чем заключается процесс цементации в газовой среде?

В чем заключается процесс цементации в твердом карбюризаторе?

Что представляет собой технология нитроцементации?

Чем отличается азотирование от нитроцементации?

Что представляет собой процесс диффузионной металлизации?

Чем отличается процесс цинкования от процесса цианирования?

Опишите процесс газопламенного напыления

Что такое дуговая металлизация? Для чего она используется?

Дайте подробную характеристику электроимпульсного нанесения покрытий

Что такое лазерная наплавка поверхности металла?

Опишите материалы, используемые для газотермического напыления

Опишите материалы, используемые для газотермической наплавки

Что представляет собой финишная тепловая обработка плазменных покрытий?

Цементация: виды, и методы проведения

Азотирование: виды и методы проведения

Диффузионная металлизация: виды и методы проведения

Нитроцементация: методы проведения, характеристика

Цианирование:методы проведения, характеристика

Дайте отличия газовой цементации от цементации в твердом карбюризаторе

 

 

Задание № 4

Расшифруйте состав и определите, к какой группе относится данный сплав (таблица 4) по назначению  и где используется; зарисуйте и опишите микроструктуру сплава;  укажите основные требования, предъявляемые к данному сплаву при его использовании в машиностроении.

                                                                                                     Таблица 4

№ варианта

Сплав

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

Б83

БрБНТ-1,9

Д1

Д16

МА1

АЛ2

Л62

АМ2

Н48

ВТ6

БрОФ7-0,2

4Х12Н8Г8МФБ

Н36

1Х14Н16Б

Б83

ХН77ТЮ

БрОЦС4-4-2,5

Б89

БрОФ10-2

Б16

Л96

В95

ХН77ТЮР

Л68

ЛО70-1

АК6

АК2

МЛ5

ВК10

Т30К4

Т15К6

ТТ7К12

ТТ20К9

АК4-1

Д20

 

Данное задание предполагает , что студенты изучают цветные металлы и сплавы. Необходимо дать характеристику представленному сплаву и с помощью справочной литературы указать химический состав, применение, микроструктуру данного сплава.

 

Задание № 5

Опишите способы получения, свой­ства и применение  указанного в таблице 5 материала.

                                                                                                           Таблица 5

№ вар

Материал

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

 

31

32

33

34

35

Текстолиты

Пористые пластмассы

Металлокерамика

Термопласты

Винипласт

Полиформальдегид

Полимеры органического состава

Полимеры неорганического состава

Стекловолокниты

Металлокерамические сплавы для режущего инструмента

Поликарбонаты

Стеклотекстолиты

Полиэтилен высокого и низкого давления

Органическое стекло

Металлические стекла

Стеклопластики

Корундовая керамика

Бумага

Атактический и изотактический полистирол

Ситаллы

Инвар

Магнитная неметаллическая керамика

Пьезоэлекрическая керамика

Жаростойкие пластмассы

Пенопласты

Неметаллическая керамика высокой огнеупорности

Пленочные материалы

Полиамиды и полиуретаны

Кварц, пеностекло и стеклоэмали

Металлокерамические антифрикционные сплавы на железной и медной основе.

Реактопласты

Металлокерамические сплавы группы ТТК

Платинит

Элинвар

Манганин

 

 

 

Задание № 6

Вычертите диаграмму состояния системы (таблица 6). Опи­шите взаимодействие компонентов в жидком и твердом состояниях, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы со­стояния и объясните характер изменения свойств сплавов.

                                                                             Таблица 6

вар.

Диаграмма состояния системы

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

 Медь- цинк

 Медь – олово

Медь-никель

Серебро-золото

Железо-никель

Железо-хром

Железо-кобальт

Железо-ванадий

Алюминий-медь

Алюминий-кремний

Медь-висмут

Медь-бериллий

Олово-сурьма

Медь-свинец

Свинец-магний

Сурьма-германий

Олово-цинк

Медь-серебро

Кадмий-цинк

Алюминий-германий

Медь-мышьяк

Свинец-сурьма

Магний-кальций

Магний-германий

Висмут-кадмий

Алюминий-бериллий

Магний-марганец

Магний-цинк

Магний-алюминий

Титан-хром

Титан-марганец

Титан-железо

Титан-кремний

Алюминий-хром

Молибден-хром

 

 

В ходе выполнения данного задания студентам необходимо найти по справочной литературе предлагаемую им диаграмму состояния сплавов и указать все структурные составляющие и фазы в областях диаграммы. Затем нужно описать к какому типу относится данная диаграмма, какие превращения описываются ей.

 

Задание № 7

Вычертите диаграмму состояния железо—карбид железа, ука­жите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опиши­те превращения и постройте кривую нагревания или охлаждения (в зависимости от задания) в указанном интервале темпе­ратур для сплава, со­держащего данное в таблице 7 количество углерода. На кривой охлаждения или нагревания укажите количество степеней свободы на каждом участке кривой, подсчитав их в  соответствии с правилом фаз. Для заданного сплава опреде­лите ко­личественное соотношение фаз в соответствии с правилом отрезка при температуре, указанной в таблице 7.

                                                                                            Таблица 7

 

вар.

Кривая

Интервал  температур, 0С

Количество углерода, %

Температура ,

 0С

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

Нагревания

Нагревания

Нагревания

Нагревания

Нагревания

Нагревания

Нагревания

Охлаждения

Охлаждения

Охлаждения

Охлаждения

Охлаждения

Охлаждения

Охлаждения

Нагревания

Нагревания

Нагревания

Нагревания

Нагревания

Нагревания

Нагревания

Охлаждения

Охлаждения

Охлаждения

Охлаждения

Охлаждения

Охлаждения

Охлаждения

Нагревания

Охлаждения

Нагревания

Нагревания

Охлаждения

Охлаждения

Охлаждения

 

0-1600

0-1600

0-1600

0-1600

0-1600

0-1600

0-1600

1600-20

1600-20

1600-20

1600-20

1600-20

1600-20

1600-20

0-1600

0-1600

0-1600

0-1600

0-1600

0-1600

0-1600

1600-20

1600-20

1600-20

1600-20

1600-20

1600-20

1600-20

0-1600

1600-20

0-1600

0-1600

1600-20

1600-20

1600-20

 

2,8

1,1

2,7

0,9

1,8

2,9

3,0

0,4

4,4

4,8

2,6

1,2

3,3

3,0

2,2

2,3

3,4

0,3

5,2

1,6

1,6

2,5

3,6

3,7

0,5

1,0

2,4

5,5

0,7

1,3

0,84

0,48

2,0

3,12

1,5

780

760

770

730

780

1000

900

760

1150

1160

1200

900

1000

900

1000

800

1160

770

1170

900

1350

1250

1250

900

730

710

1200

1250

730

750

732

780

700

680

600

 

Задание № 8

 

Дайте полные  ответы на практические вопросы следующего задания, приведенные в таблице 8.

                                                                                              Таблица 8

вар.

Вопрос

1

 

2

 

3

 

 4

 

 5

 

 

 

 6

 

 

 

 7

 

 

 

 

 8

 

 

 9

 

 

10

 

 

 

 11

 

 

 

 12

 

 

13

 

 14

 

 15

 16

 

 17

 

 18

 

19

 

 20

 

21

 

 

 22

 

 

 23

 

 

24

 

 

 25

 

 

 

26

 

 

27

 

 

28

 

 

 29

 

 

 

 30

 

 

 31

 

32

 

 33

 

 

 34

 

35

 

Режущий инструмент из стали У10 был перегрет при закалке. Чем вреден перегрев и как можно исправить этот дефект?

Как можно исправить крупнозернистую структуру кованой ста­ли марки 30? Обоснуйте выбранный режим термической обработки.

Требуется произвести поверхностное упрочнение изделий из стали 20. Назначьте вид обработки, опишите технологию, происхо­дящие в стали превращения, структуру и свойства.

В чем состоит отличие обычной закалки от ступенчатой и изо­термической? Каковы преимущества и недостатки каждого из этих видов закалки?

    Опишите, в чем заключается низкотемпературная термомеханическая обработка конструкционной стали. Объясните с позиций тео­рии дислокаций, почему этот процесс приводит к получению высокой прочности стали. Какими преимуществами и недостатками обладает вариант низкотемпературной термомеханической обработки по срав­нению с высокотемпературной термомеханической обработкой?

После закалки углеродистой стали со скоростью охлаждения выше критической была получена структура, состоящая из феррита и мартенсита. Проведите на диаграмме состояния железо—карбид же­леза, координату, соответствующую составу заданной стали, укажите принятую в данном случае температуру нагрева под закалку и опи­шите все превращения, которые совершались в стали при нагреве и охлаждении. Как называется такой вид закалки?

После термической обработки углеродистой стали получена структура цементит—мартенсит отпуска. Нанесите на диаграмму со­стояния железо—карбид железа ординату заданной стали (примерно) и укажите температуру нагрева этой стали под закалку. Назначьте температуру отпуска, обеспечивающую получение заданной струк­туры, и опишите все превращения, которые совершились в стали в процессе закалки и отпуска.

Сталь 40 подвергалась закалке от температур 750 и 840° С. Опишите превращения, происходящие при данных режимах закалки. Укажите какие образуются структуры и объясните причины полу­чения разных структур. Какой режим закалки следует рекомендовать?

   Опишите структуру и свойства стали 40 и У12 после закалки от температур 750 и 850° С (объясните с применением диаграммы со­стояния железо—карбид железа).

После закалки углеродистой стали со скоростью охлаждения выше критической была получена структура, состоящая из феррита и мартенсита. Проведите на диаграмме состояния железо—карбид железа ординату, соответствующую составу заданной стали, укажите принятую в данном случае температуру нагрева под закалку и опи­шите превращения, которые совершились в стали при нагреве и ох­лаждении. Как называется такой вид закалки?

Углеродистая сталь У8 после одного вида термической обра­ботки получила структуру пластинчатого перлита, а после другого— структуру зернистого перлита. Укажите, какой вид термообработки был применен в первом случае и какие превращения в стали обеспе­чили получение структуры пластинчатого перлита; какая термообра­ботка была применена со втором случае и какие превращения в ста­ли обеспечили получение структуры зернистого перлита.

Поковки из стали 40 имеют крупнозернистое строение. На­значьте режим термической обработки для получения мелкого зерна и объясните, почему выбранный режим обеспечивает мелкозернистое строение стали

В чем заключается отрицательное влияние цементной сетки на свойства инструментальной стали У10 и У12? Какой термической обработкой можно ее уничтожить? Обоснуйте выбранный режим тер­мической обработки.

Каким способом можно восстановить пластичность холоднока­таного алюминиевого прутка? Назначьте режим термической обра­ботки и опишите физическую сущность происходящих процессов.

В чем заключается обработка стали холодом и в каких слу­чаях она применяется?

В чем состоит отличие процесса цементации в твердом карбю­ризаторе от процесса газовой цементации? Как можно исправить крупнозернистую структуру перегрева цементированных изделий?

Причины возникновения внутренних напряжений при закалке. Каким способом можно предохранить изделие от образования зака­лочных трещин?

Укажите, какой вид термической обработки необходимо при­менять к сплавам, имеющим структуру твердого раствора, для устра­нения ликвации,

Изделия после правильно выполненной закалки и последую­щего отпуска имеют твердость более низкую, чем предусмотрено тех­ническими условиями. Чем вызван этот дефект и как можно его исправить?

     С какой целью применяется отжиг после наклепа холоднокатаных изделий из стали МСт3? Назначьте  режим отжига.

С помощью диаграммы состояния железо—карбид железа оп­ределите температуру полного и неполного отжига и нормализации для стали 20. Охарактеризуйте эти режимы термической обработки и приведите краткое описание микроструктуры и свойств стали после каждого вида обработки            

На изделиях из стали 15 требуется получить поверхностный слой высокой твердости. Приведите обоснование выбора метода хи­мико-термической обработки, опишите его технологию и структуру изделия после окончательной термической обработки.

Требуется произвести поверхностное упрочнение изделий из стали 15Г. Назначьте вид обработки, опишите ее технологию, про­исходящие в стали превращения, структуру и свойства поверхности и сердцевины.

Плашки из стали У12А закалены: первая — от температуры 760° С, вторая — от температуры 850° С. Используя диаграмму со­стояния железо—карбид железа, объясните, какая из этих плашек закалена правильно, имеет более высокие режущие свойства и по­чему?

Назначьте нержавеющую сталь для работы в средах средней агрессивности (растворы солей). Приведите химический состав ста­ли, необходимую термическую обработку и получаемую структуру. Объясните физическую природу коррозионной устойчивости мате­риала и роль каждого легирующего элемента.

Объясните природу жаропрочности сплавов на никелевой основе в связи с их составом, термической обработкой и получаемой структурой. Приведите примеры этих сплавов и укажите область применения.

 Пружины из стали 60 после правильно выполненной закалки и последующего отпуска имеют твердость значительно выше, чем это предусматривается по техническим условиям. Чем вызван этот дефект и как можно его исправить? Укажите, какая твердость (и структура) обеспечивает высокие упругие свойства пружин.

Назначьте нержавеющую сталь для изготовления деталей, ра­ботающих в среде уксусной кислоты при температурах до 40° С. Приведите химический состав стали, необходимую термическую обработку и получаемую структуру. Объясните коррозионную устойчи­вость материала и роль каждого легирующего элемента.

   Назначьте нержавеющую сталь для работы в слабоагрессивных средах (водные растворы солей и т. п.). Приведите химический состав стали, необходимую термическую обработку и получаемую структуру. Объясните физическую природу коррозионной устойчиво­сти материала и роль каждого легирующего элемента.

   Назначьте нержавеющую сталь для работы в среде средней агрессивности (растворы солей). Приведите химический состав ста­ли, необходимую термическую обработку и получаемую структуру. Объясните физическую природу коррозионной устойчивости материа­ла и роль каждого легирующего элемента.

 Назначьте режим отжига холоднокатаного профиля из маг­ния. Как такой отжиг называется? Опишите сущность происходящих процессов.

Каким способом можно восстановить пластичность холодно­катаных медных лент? Назначьте режим термической обработки и опишите физическую сущность происходящих процессов.

Детали машин из стали 45 закалены : одни – от температуры 740 0С а другие – от температуры 830 0С , используя диаграмму состояния железо – карбид железа, объясните какие из этих деталей имеют более высокую твердость и лучшие эксплуатационные свойства.

Сталь 40ХН подвергнута отпуску при 500 и 600 оС .В каком случае будут более высокая прочность (σв , σ 0,2) и пластичность (δ ,ψ)?

Что такое закаливаемость и прокаливаемость стали? Факторы, влияющие

на них.

 

 

Цена всей работы (8 заданий) - 1500 р

 

Поля, помеченные символом *, обязательны для заполнения.