МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ЗАДАНИЙ
ВВЕДЕНИЕ
Данное учебно-методическое издание предназначено для студентов заочного обучения, выполняющих контрольную работу по дисциплине «Материаловедение» (специальности 151901, 150415, 140448) и содержит методические материалы, необходимые для ее выполнения.
В разделе 1 изложено содержание контрольных заданий, в разделе 2 − варианты контрольных заданий для каждой специальности, в разделе 3 – методические указания по выполнению заданий, в разделе 4 – список основной и дополнительной рекомендуемой литературы.
В приложении 1 приведен образец оформления титульного листа контрольной работы, в приложении 2 – примеры выполнения заданий.
СОДЕРЖАНИЕ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ
Выполнить следующие четыре задания над своим вариантом работы.
Задание 1.Раскрыть сущность понятия, явления или процесса ответив на вопрос: «Что такое …?». Ответ пояснить необходимыми рисунками, схемами, графиками.
Задание 2.Классифицировать, расшифровать марку и охарактеризовать область применения заданных сплавов.
Задание 3.Вычертить диаграмму состояния "железо − цементит" (можно в упрощенном виде), указать структурные составляющие во всех областях диаграммы и дать их краткую характеристику. Зарисовать схематично структуру заданного сплава и выполнить следующее:
а) определить и соответственно обозначить на рисунке фазовые и структурные составляющие;
в) описать превращения, происходящие в сплаве, указанном в графе 3, таблиц1-3 при охлаждении
Задание 4. Выбрать вид и назначить режимы окончательной термической обработки заданной детали, изготовленной из заданной марки стали. Обосновать выбор и описать изменение структуры стали в процессе термической обработки.
ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ
Номер варианта задается каждому студенту преподавателем во время ус-тановочной сессии. Исходные данные для выполнения заданий по каждому варианту для различных специальностей приведены в табл. 1 – 3.
В колонке 1 приведены понятия, явления и процессы, сущность которых необходимо раскрыть при выполнении первого задания.
В колонке 2 приведены марки сплавов для выполнения второго задания.
Цифры в колонке 3 означают процентное содержание углерода в сплаве, для выполнения третьего задания.
В колонке 4 приведено наименование детали, и марка стали, из которой она изготовлена, для выполнения четвертого задания.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ЗАДАНИЙ
Задание 1.При ответе на поставленный вопрос не следует ограничиваться только определением. Необходимо раскрыть физическую сущность явления или процесса, привести классификацию и т.д.
Задание 2.Классифицировать сплав – значит отнести его к соответствующему классу материалов по признакам:
- химическому составу;
- структуре;
- применению.
Расшифровывая марку сплава, необходимо дать его полное название и раскрыть содержание всех букв и цифр марки. Следует иметь в виду, что в ряде сплавов содержание компонентов прямо не указано в марке, но следует из принципов маркировки данного материала и должно быть отражено при расшифровке. Например, в марке стали Х12М содержание углерода и молибдена прямо не указано, или в марке бронзы БрАЖ 4-2 не указано содержание меди. Характеризуя область применения сплава, можно сослаться на круг наиболее распространенных изделий из данного сплава.
Задание 3. При выполнении третьего задания работы следует предвари-тельно изучить разделы, касающиеся сплавов системы «железо-углерод» в рекомендованной литературе
При комнатной температуре все стали состоят из двух фаз − феррита и цементита. Однако, в зависимости от содержания углерода в стали, структура их будет различной. Стали с содержанием углерода менее 0,025%, называемые техническим железом, имеют структуру феррита или структуру феррита с небольшим количеством третичного цементита, который располагается по границам зерен феррита, что понижает его пластичность и вязкость .
Все сплавы с содержанием углерода более 0,025% претерпевают эвтектоидное превращение. Точка S диаграммы состояния «железо-цементит» (0,8% С) делит область сталей по структуре на доэвтектоидные (С < 0,8%), эвтектоидную (С = 0,8%) и заэвтектоидные (С > 0,8%).
С целью классификации чугуна, его следует отнести к белым или графитным, а далее белый классифицировать по структуре, а графитный по форме графита и структуре металлической основы. Например: «белый доэвтектический чугун» или «высокопрочный перлитный чугун».
При определении области существования чугунов на диаграмме состояния «железо-цементит» необходимо иметь в виду, что диаграмма показывает изменение состояния только белых чугунов.
Задание 4. При выполнении четвертого задания необходимо классифицировать заданную сталь (так же как в задании № 2) и изучить вопросы, касающиеся термической обработки данного вида сталей в рекомендованной литературе.
Выбор вида термообработки определяется эксплуатационными свойствами, которыми должно обладать изделие. Поэтому необходимо определить основные требования к эксплуатационным свойствам заданного изделия.
Назначить режим термообработки – значит привести для данной стали и вида термообработки температуру нагрева и указать условия охлаждения (ох-лаждающую среду), которые обеспечивают получение необходимых эксплуа-тационных свойств изделия.
4РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
Основные источники:
1. Адаскин А.М., Зуев В.М., Материаловедение – М: ОИЦ «Академия», 2008..
2 Соколова Е.Н., Борисова А.О. Материаловедение лабораторный практикум-М: ОИЦ «Академия»,2012
Дополнительные источники:
1 Марочник «Стали и цветные сплавы»,www.splav.kharkov.com.
2 Барташевич А.А. Материаловедение. – Ростов н/Д.: Феникс, 2009.
3 Вишневецкий Ю.Т. Материаловедение для технических колледжей: Учебник. – М.: Дашков , 2009.
4 Материаловедение: Учебник для СПО. / Под ред. Батиенко В.Т. – М.: Инфра-М, 2010.
5 Моряков О.С. Материаловедение: Учебник для СПО. – М.: Академия, 2009.
6 Солнцев Ю.П. Материаловедение: Учебник для СПО. – М.: Академия, 2009
Таблица 1
Варианты заданий для специальности 151901
| Вариант № | Номер задания | |||
| Латуни | БСт 3кп; А17; 30ХГСА; ВК8 | 3,6 | Молотовый штамп из стали 5ХНСВ | |
| Автоматные стали | Сталь 60; 35ХМЮА; Р18; Л90 | 0,8 | Шпонка из стали 45 | |
| Ковкий чугун | Ст 5сп; 30Х13; СЧ 25; Р6М5 | 2,5 | Вал из стали 45 | |
| Высокопрочный чугун | БрАЖ10-3; 40Х13; Д16; ВК6 | 2,8 | Зубило из стали У7 | |
| Серый чугун | ВЧ 42-12; 12ХН3А; АЛ2; сталь45 | 2,2 | Калибр из стали ШХ15 | |
| Перлитное превращение | Л63, 40ХНМА, КЧ 35-10, БрАЖ9-4 | 0,5 | Пружина из стали 70 | |
| Мартенситное превращение | 12Х2Н4ВА, У8А, Д19, ШХ15 | 0,4 | Ось из стали 40Х | |
| Отжиг 1-го рода | БрОЦС5-5-5, ВК3, Ст2кп, ХВГ | 1,1 | Фреза из стали 9ХС | |
| Закалка стали | Сталь 65Г, КЧ 30-6, 12Х18Н10Т, АС40 | 0,7 | Шестерня из стали 40ХГР | |
| Цементуемые стали | А12, 38ХН3МФА , ВЧ60-2, Л68 | 5,5 | Рессоры из стали 65Г | |
| Улучшаемые стали | Ст5сп, 110Г13Л, 15Х28, БрОЦ4-3 | 5,0 | Метчик из стали У10 | |
| Термомеханическая обработка | 65С2ВА, 9ХС, АЛ6, Р6М5К5 | 4,8 | Плашка из стали У11А | |
| Пружинные стали | ШХ15, А20, СЧ18, Л32 | 1,4 | Напильник из стали У13 | |
| Шарикоподшипниковые стали | АМг3, У8А, Сталь 20, Т15К6 | 0,6 | Втулка из стали 40 | |
| Износостойкие стали | Сталь 40, 12ХН3А, МА6, У11А | 4,5 | Рычаг из стали 35ХМА | |
| Рекристаллизация | ВСт3пс, 25ХГТ, БрАЖ10-3, Р6М5 | 0,9 | Гибочный штамп из стали 6ХС | |
| Твердые сплавы | Сталь 75, 40ХФА, У13А, Т5К10 | 0,3 | Червяк из стали 12Х2Н4ВА | |
| Отпуск стали | 60С2А, Сталь 25, МЛ2, Т30К4 | 1,9 | Резьбовой калибр из стали У10А | |
| Белый чугун | АМц6, 40Х, Ст3кп, ВК10 | 4,3 | Кулачки из стали 35ХМЮА | |
| Сверхтвердые материалы | Сталь 40, ТТ8К6, 30ХГСА, ВЧ45-17 | 1,3 | Резец из стали Р18К5Ф2 |
Таблица 2
Варианты заданий для специальности 150415| Вариант № | Номер задания | |||
| Ликвация | 09Г2, 30ХГСА, ВЧ 45-17 | 3,7 | Задвижка из стали 40Х13 | |
| Дендрит | БСт3кп, Л90, 10Г2С1 | 0,8 | Шпонка из стали 45 | |
| Кристаллизация сплава | Ст5сп, 30Х13, 08Г2С | 2,6 | Вал из стали 60 | |
| Наклеп | БрАЖ10-3, 18ХГС, Д16 | 2,9 | Ходовой винт из стали 40ХН | |
| Бронза | 10Х5М, АЛ2, Сталь45 | 2,3 | Стяжные болты из стали 60 | |
| Жаростойкие стали | Л63, 40ХМА, БрАЖ9-4 | 0,6 | Толкатель из стали 20Х13 | |
| Жаропрочные стали | 08МНФБА, Д19, СЧ18 | 0,5 | Пружина из стали 65Г | |
| Химическая коррозия | БрОЦС5-5-5, Ст2кп, 18ХГС | 1,2 | Зубчатое колесо из стали 20Х | |
| Прочность сплава | Сталь65Г, 12Х18Н10Т, 08ГСМТ | 0,9 | Пружина из стали 60С2А | |
| Высокопрочные стали | 38ХН3МФА, КЧ30-6, 08А | 5,6 | Стяжные болты из стали 20 | |
| Нитроцементация | Ст5сп, 15Х28, БрОЦ4-3 | 5,1 | Шестерня из стали 20ХГР | |
| Азотирование | 65С2ВА, Ст3пс, АЛ6 | 4,9 | Зубчатый сектор из стали 60 | |
| Пластичность сплавов | 30ХГСА, СЧ18, Л32 | 1,5 | Втулка из стали 40 | |
| Свариваемость сплавов | АМг3, сталь20, КЧ35-10 | 0,7 | Рычаги из стали 35ХМА | |
| Магниевые сплавы | Сталь40, 12ХН3А, МА6 | 4,6 | Хомут из стали 45 | |
| Полиморфизм железа | ВСт3сп, 25ХГТ, БрАЖ10-3 | 1,0 | Калибр из стали ШХ15 | |
| Коррозионно-стойкие стали | Сталь75, 40ХФА, ВЧ42-12 | 0,4 | Клапан из стали 12Х13 | |
| Реактопласты | 60С2А, сталь25, МЛ2 | 2,0 | Кулачки из стали 35ХМЮА | |
| Термопласты | АМц6, 40Х, Ст3кп | 4,3 | Толкатель из стали 30 Х13 | |
| Деформируемые алюминиевые сплавы | Сталь 40, 30ХГСА, СЧ25 | 1,4 | Зенкер из стали У12 |
Таблица 3
Варианты заданий для специальности 140448
| Вариант № | Номер задания | |||
| Углеродистые качественные стали | Сталь 60, 30ХГСА, ВЧ 45-17 | 3,8 | Клапан из стали 12Х13 | |
| Полупроводниковые материалы | БСт3кп, Л90, 35ХМЮА | 0,8 | Шпонка из стали 45 | |
| Диэлектрики | Ст5сп, 30Х13,СЧ25 | 2,7 | Вал из стали 60 | |
| Электроизоляционные материалы | БрАЖ10-3, 40Х13, Д16 | 3,0 | Зубило из стали У7 | |
| Дислокации | 12ХН3А, АЛ2, Сталь45 | 2,4 | Калибр из стали ШХ15 | |
| Кристаллическая структура | Л63, 40ХМА, БрАЖ9-4 | 0,7 | Сверло из стали Р18 | |
| Металлические сплавы | 12Х2Н4ВА, Д19, СЧ18 | 0,6 | Пружина из стали 65Г | |
| Механические свойства | БрОЦС5-5-5,Ст2кп, ХВГ | 1,3 | Зенкер из стали У12 | |
| Чугуны | Сталь65Г, 12Х18Н10Т, КЧ30-15 | 1,0 | Зубчатое колесо из стали 20Х | |
| Легированные стали | 38ХН3МФА, КЧ30-6, Л68 | 5,7 | Стяжные болты из стали 20 | |
| Коррозия металлов | Ст5сп, 15Х28, БрОЦ4-3 | 5,2 | Шестерня из стали 20ХГР | |
| Баббиты | 65С2ВА, Ст3пс, АЛ6 | 5,0 | Втулка из стали 40 | |
| Термопластичные пластмассы | Сталь75, 40ХФА, ВЧ42-12 | 1,6 | Втулка из стали 40 | |
| Термореактивные пластмассы | Сталь 40, ТТ8К6, 30ХГСА | 0,9 | Рычаг из стали 35ХМА | |
| Композиционные материалы | ШХ15, А20, СЧ18 | 4,7 | Хомут из стали 45 | |
| Термическая обработка | 40Х13; Д16; ВК6 | 1,1 | Рессора из стали 65 | |
| Поверхностная закалка | АМг3, сталь20, КЧ35-10 | 0,5 | Червяк из стали 12Х2Н4ВА | |
| Резины | Сталь 45; 35ХМЮА; Р18 | 2,1 | Ходовой винт из стали 40ХН | |
| Нитроцементация | Ст 5сп; 30Х13; Р6М5 | 4,3 | Кулачки из стали 35ХМЮА | |
| Азотирование | ВСт3сп, 25ХГТ, БрАЖ10-3 | 1,5 | Плашка из стали У11А |
Приложенение 1
Министерство образования
ГАОУ СПО ТИТ