По каким из перечисленных свойств серые чугуны выгодно отличаются от углеродистых сталей
Обновлено: 13.05.2024
Внимание! Все тесты в этом разделе разработаны пользователями сайта для собственного использования. Администрация сайта не проверяет возможные ошибки, которые могут встретиться в тестах.
Список вопросов теста
Вопрос 1
Технологические процессы изменения формы и размеров заготовок под действием внешних сил, вызывающих пластическую деформацию, называются
- обработкой металлов давлением
- Литьем
- термической обработкой
Вопрос 2
Неметаллическим проводниковым материалов является
Вопрос 3
Укажите стадии реакции хрупких материалов на нагружение:
- упругая деформация
- пластическая деформация
- разрушение
Вопрос 4
Высокой свариваемостью обладают стали.
- высокоуглеродистые
- Чугуны
- Низкоуглеродистые
Вопрос 5
Баллон для хранения и транспортировки кислорода окрашен в цвет
Вопрос 6
Укажите основные характеристики структуры материала:
- концентрация носителей заряда
- наличие и концентрация дефектов
- степень упорядоченности расположения микрочастиц
Вопрос 7
Свариваемость стали с повышением содержания углерода
1. не изменяется 2. улучшается до некоторого значения, а затем не меняется
3. улучшается 4 . ухудшаетс я
- не изменяется
- улучшается до некоторого значения, а затем не меняется
- ухудшается
Вопрос 8
. Классификация дефектов кристаллических структур осуществляется по:
- времени существования дефектов
- размерности дефектов
- вероятности возникновения
Вопрос 9
Материалами для изоляции токопроводящих частей являются
- полупроводники
- Магнитные
- диэлектрики
Вопрос 10
Сплав меди с цинком называется
- мельхиором
- Латунью
- Силумином
Вопрос 11
Наибольшей коррозионной устойчивостью обладают следующие металлы:
Вопрос 12
Содержание углерода в чугуне составляет
- от 0,8 до 214%
- менее 2,14%
- более 4,3%
Вопрос 13
Дюралюмины можно упрочнить
- закалкой и старением
- закалкой и высоким отпуском
- нормализацией
Вопрос 14
- упругая деформация
- пластическая
- разрушение
Вопрос 15
Силуминами называют сплавы алюминия с
Вопрос 16
Наиболее высокой магнитной способностью обладает
Вопрос 17
Укажите виды точечных статических дефектов кристаллической структуры:
- дислокации
- Вакансии
- Междоузлия
Вопрос 18
. Стали с содержанием легирующих элементов менее 2,5% относятся к
- низколегированным
- среднелегированным
- Высокоуглеродистым
Вопрос 19
Технологический процесс получения фасонных отливок путем заполнения жидким металлом заранее приготовленных форм называется
- плавлением
- кристаллизацией
- Литьем
Вопрос 20
Основными параметрами закалки являются:
- температура нагрева
- скорость
- охлаждения
Вопрос 21
Сплавом, для которого используется литье под давлением, Является
- никелевый сплав
- чугун
- Сталь
Вопрос 22
Цель легирования полупроводников:
- регулирование электропроводности
- уменьшение ширины запрещенной зоны
- увеличение теплопроводности
Вопрос 23
Какие компоненты используются для легирования серых чугунов, работающих при повышенных температурах?
- хром и никель
- хром, никель, алюминий
- Молибден
Вопрос 24
Сорбит отличается от перлита
- более высокой дисперсностью структуры
- фазовым составом
- формой частиц цементита
Вопрос 25
Критериями жаропрочности материала являются:
- скорость окисления на воздухе при заданной температуре
- предел текучести и ударная вязкость
- предел длительной прочности и предел ползучести
Вопрос 26
По каким из перечисленных свойств серые чугуны выгодно отличаются от углеродистых сталей:
- литейные свойства
- антифрикционные свойства
- обрабатываемость резанием
Вопрос 27
Процесс выдавливания металла из замкнутого пространства через матрицу называется
- прессованием
- Прокаткой
- ковкой
Вопрос 28
Вопрос 29
Укажите два наиболее важных достоинства сплавов типа дуралюмин, обусловивших их широкое применение в качестве конструкционных авиационных материалов:
- высокая прочность
- высокая твердость
- высокая удельная прочность
Вопрос 30
- обработкой металлов давлением
- Сваркой
- термической обработкой
Вопрос 31
Диффузией называется…
- перенос вещества, обусловленный беспорядочным тепловым движением частиц
- зависимость свойств от направления, являющаяся результатом упорядоченного расположения атомов (ионов) в пространстве
- поверхностный дефект строения кристаллической решетки
Вопрос 32
К электрическим параметрам материалов ЭС относятся:
- концентрация носителей заряда
- теплопроводность
- Электропроводность
Вопрос 33
Сорбит отличается от перлита…
- более высокой дисперсностью структуры
- меньшей твердостью
- формой частиц цементита
Вопрос 34
1. фазовым составом 2. более высокой дисперсностью структуры
3. меньшей твердостью 4. формой частиц цементита
Вопрос 35
Высокой свариваемостью обладают следующие стали…
- высокоуглеродистые
- Чугуны
- высоколегированные
Вопрос 36
Магнитные свойства материалов обусловлены:
- взаимным притяжением ядра атома и электронов
- орбитальным вращением электронов
- вращением электронов вокруг собственной оси
Вопрос 37
Вопрос 38
При повышении температуры электропроводность полупроводниковых материалов
- Увеличивается
- уменьшается
- не изменяется
Вопрос 39
Для повышения устойчивости материалов к воздействию окружающей среды могут использоваться следующие покрытия:
Чем чугун отличается от стали?
Если коротко и в общих чертах, то можно сказать, что по составу чугун отличается от стали более высоким содержанием углерода, по технологическим свойствам - лучшими литейными качествами и малой способностью к пластической деформации. Чугун, как правило, дешевле стали .
Сталь (польск. stal, от нем. Stahl) — деформируемый (ковкий) сплав железа с углеродом (и другими элементами) , содержание углерода в котором не превышает 2,14 %, но не меньше 0,022 %. Углерод придаёт сплавам железа прочность и твёрдость, снижая пластичность и вязкость. Учитывая, что в сталь могут быть добавлены легирующие элементы, сталью называется содержащий не менее 45 % железа сплав железа с углеродом и легирующими элементами (легированная, высоколегированная сталь Сталь — важнейший конструкционный материал для машиностроения, транспорта, строительства и прочих отраслей народного хозяйства. Стали делятся на конструкционные и инструментальны Инструментальная углеродистая сталь — сталь с содержанием углерода от 0,7 % и выше. Эта сталь отличается высокой твёрдостью и прочностью (после окончательной термообработки) и применяется для изготовления инструмента. Инструментальная углеродистая сталь делится на качественную и высококачественную. Содержание серы и фосфора в качественной инструментальной стали — 0,03 % и 0,035 %, в высококачественной — 0,02 % и 0,03 % соответственно.
По химическому составу стали делятся на углеродистые и легированные; в том числе по содержанию углерода — на малоуглеродистые (до 0,25 % С) , среднеуглеродистые (0,3—0,55 % С) и высокоуглеродистые (0,6—0,85 % С) ; легированные стали по содержанию легирующих элементов делятся на низколегированные, среднелегированные и высоколегированные.
Чугун — сплав железа с углеродом (содержанием более 2,14 %). Углерод в чугуне может содержаться в виде цементита и графита. В зависимости от формы графита и количества цементита, выделяют: белый, серый, ковкий и высокопрочные чугуны. Чугуны содержат постоянные примеси (Si, Mn, S, P), а в некоторых случаях также легирующие элементы (Cr, Ni, V, Al и др.) . Как правило, чугун хрупок. Мировое производство чугуна в 2007 составило 953 млн тонн (в том числе в Китае — 477 млн тонн) .
В зависимости от содержания углерода серый чугун называется доэвтектическим (2,14-4,3 % углерода) , эвтектическим (4,3 %) или заэвтектическим (4,3-6,67 %). Состав сплава влияет на структуру материала. Чугун включает в себя железоуглеродистый сплав, который содержит более 2 процентов углерода. В отличие от него сталь является железоуглеродистым сплавом, состоящим с менее 2.14 процента углерода, но с наличием определенных добавок в виде других элементов.
Другой отличительным признаком стали от чугуна является то, что сталь, в зависимости от своей марки, подвергается закалке, а чугун процедуре закаливания не поддается.
Чугун по своим свойствам является твердым и хрупким. Он не подвергается ковке. Сталь, в отличие от чугуна, хорошо поддается ковке, а также сварке, и вообще всем распространенным видам механической обработки.
Перечисленных признаков достаточно для определения различия между сталью и чугуном.
1.Чугун легче, чем сталь, и имеет более низкую температуру плавления.
2.Технологическими свойствами сталь поддается обработке (сварке, резке, прокатке, ковке), чугун не поддаётся обработке, поэтому изделия из чугуна изготавливают лишь методом литья.
3.Содержанием углерода в сталях 0,002-2,14%, в чугунах 2,14-6,67%
4.Чугун является первичным продуктом черной металлургии, а сталь – конечным.
5.Чугун не закаливают, а некоторые виды стали обязательно подвергают процедуре закалки.
6.Структурой, в частности наличием эвтектики ледебурит в чугуне.
7.Механическими свойствами:
Стали более пластичны и обладают высокой ударной вязкостью, а чугуны в свою очередь имеют более высокую твёрдость. Из механических свойств вытекает следующая разница:
8.Применение, в частности в отличие от сталей чугуны не применяют при изготовлении деталей работающих при высоких циклических динамических нагрузках.
9.В отличие от стали чугун подразделяют не по количеству и составу примесей, а по степени свободы графита (карбид железа), если в связанном состоянии то белый чугун, в свободном серый.
Ответить письменно на следующие вопросы:
1. Чем чугун отличается от стали?
2. Как различаются сплавы по составу?
3. Что такое сплавы?
Почему "СТАЛЬ" и "ЧУГУН" так назвали.
По составу, "СТАЛЬ" и "ЧУГУН" практически не отличаются - в чугунном литье содержание углерода более 2%, в стальном литье – менее 2%.
Слово "СТАЛЬ", по буквице - это (с) соединения (т) утверждённого (а) исток (л) направленный (ь) сотворённый.
Создание истока направленного на устойчивость соединения - ударопрочность.
Слово "ЧУГУН" - это (ч) рубеж (у) приближения (г) направленного (у) взаимодействия (н) близкого.
Предел приближения направленного близкого взаимодействия - предел воздействия - хрупкость.
Таким образом, "СТАЛЬ" и "ЧУГУН" получили названия за основное своё отличие - ударопрочность и хрупкость.
Тестовые задания по дисциплине "Материаловедение"
тест по теме
| Вложение | Размер |
|---|---|
| testy_po_materialovedeniyu.docx | 56.92 КБ |
Подтяните оценки и знания с репетитором Учи.ру
За лето ребенок растерял знания и нахватал плохих оценок? Не беда! Опытные педагоги помогут вспомнить забытое и лучше понять школьную программу. Переходите на сайт и записывайтесь на бесплатный вводный урок с репетитором.
Вводный урок бесплатно, онлайн, 30 минут
Предварительный просмотр:
Тестовые задания по материаловедению
Выберите один из вариантов правильного ответа.
1. Технологические процессы изменения формы и размеров заготовок под действием внешних сил, вызывающих пластическую деформацию, называются _______________________________________________________
1. обработкой металлов давлением
4. термической обработкой
2. Неметаллическим проводниковым материалов является ____________
Выберите несколько вариантов правильного ответа.
3. Укажите стадии реакции хрупких материалов на нагружение:
1. упругая деформация
2. пластическая деформация
4. Высокой свариваемостью обладают _______________________ стали.
5. Баллон для хранения и транспортировки кислорода окрашен в_______________ цвет
6. Укажите основные характеристики структуры материала:
1. концентрация носителей заряда
2. степень упорядоченности расположения микрочастиц
3. наличие и концентрация дефектов
7. Диффузией называется…
1. перенос вещества, обусловленный беспорядочным тепловым движением частиц
2. способность вещества существовать в различных кристаллический модификациях
3. зависимость свойств от направления, являющаяся результатом упорядоченного расположения атомов (ионов) в пространстве
4. поверхностный дефект строения кристаллической решетки
8. Свариваемость стали с повышением содержания углерода ___________
1. не изменяется
2. улучшается до некоторого значения, а затем не меняется
9. Классификация дефектов кристаллических структур осуществляется по:
1. времени существования дефектов
2. размерности дефектов
3. вероятности возникновения
4. дефекты не классифицируются
10. Материалами для изоляции токопроводящих частей являются____________________________
11. Сплав меди с цинком называется ____________________________
12. Наибольшей коррозионной устойчивостью обладают следующие металлы:
13. Содержание углерода в чугуне составляет ______________________
14. Дюралюмины можно упрочнить ______________________________
1. закалкой и старением
2. закалкой и высоким отпуском
4. дюралюмины не упрочняются термической обработкой
15. Укажите стадии реакции хрупких материалов на нагружение:
16. Цементацию проводят с целью:
1. повышения твердости и износостойкости поверхностного слоя
2. Получения мелкозернистой структуры сердцевины
3. повышения содержания углерода
4. увеличения пластичности поверхностного слоя
17. При повышении температуры электропроводность полупроводниковых материалов ___________________________________
2. изменяется немонотонно
18. Какие из параметров диэлектрических материалов, использующихся для получения изоляции, должны быть максимальны:
1. удельное сопротивление
2. диэлектрическая проницаемость
4. температурный коэффициент линейного расширения
19. Какой из перечисленных химических элементов обязательно присутствует в латунях:
20. Каково максимально возможное содержание Zn (в %) в однофазных ( α ) латунях:
21. Какие из факторов приводят к увеличению электропроводности диэлектриков:
1. наличие загрязнений
2. понижение температуры
3. повышение влажности
4. длительная эксплуатация
22. Наполнители вводят в состав резин для _________________________
1. повышения прочности, износостойкости, снижения стоимости
2. замедления процесса старения
3. облегчения процесса переработки резиновой смеси
4. формирования сетчатой структуры
23. Какое из перечисленных утверждений неверно ?
Холодная пластическая деформация…
1. повышает прочность металла
2. повышает электросопротивление
3. снижает пластичность
4. повышает ударную вязкость
5. повышает твердость
24. Группы железоуглеродистых сплавов это _________________________
25. Что такое теплостойкость сплава:
1. способность выдерживать высокие температуры
2. способность не изменять размеры изделия при нагревании
3. способность сохранять высокую твердость при длительном нагревании
4. способность не окисляться при высоких температурах
26. Какой химический элемент преобладает в сталях:
27. Какие из утверждений являются верными:
1. ферриты обладают большим удельным сопротивлением
2. ферриты обладают большим значением индукции насыщения
3. ферриты обладают малыми потерями на вихревые токи
4. ферриты могут использоваться для работы в СВЧ диапазоне
28. Измерение какого механического свойства используется обычно для контроля качества термической обработки:
4. ударная вязкость
29. Как изменяются твердость и пластичность углеродистых сталей с
увеличением содержания в них углерода:
1. твердость и пластичность растут
2. твердость и пластичность падают
3. твердость растет, пластичность падает
4. твердость падает, пластичность растет
5. твердость растет, пластичность не изменяется
30. Какие группы материалов выделяют в соответствии со степенью упорядоченности микрочастиц:
4. твердые растворы
1. Силуминами называют сплавы алюминия с _______________________
2. Наиболее высокой магнитной способностью обладает _______________
3. Укажите виды точечных статических дефектов кристаллической структуры:
4. Стали с содержанием легирующих элементов менее 2,5% относятся
5. Технологический процесс получения фасонных отливок путем заполнения жидким металлом заранее приготовленных форм называется _______________________
6. Основными параметрами закалки являются:
1. температура нагрева
3. скорость охлаждения
4. время выдержки
7. Сплавом, для которого используется литье под давлением,
1. алюминиевый сплав
3. никелевый сплав
8. Цель легирования полупроводников:
1. регулирование электропроводности
2. уменьшение ширины запрещенной зоны
3. увеличение теплопроводности
4. уменьшение твердости
9. Какие компоненты используются для легирования серых чугунов, работающих при повышенных температурах?
1. хром и никель
4. хром, никель, алюминий
10. Сорбит отличается от перлита ___________________________________
1. фазовым составом
2. более высокой дисперсностью структуры
3. меньшей твердостью
4. формой частиц цементита
11. Критериями жаропрочности материала являются:
1. скорость окисления на воздухе при заданной температуре
2. предел текучести и ударная вязкость
3. предел длительной прочности и предел ползучести
4. предел выносливости и живучесть
12. По каким из перечисленных свойств серые чугуны выгодно отличаются от углеродистых сталей:
2. антифрикционные свойства
3. литейные свойства
4. обрабатываемость резанием
13. Процесс выдавливания металла из замкнутого пространства через матрицу называется __________________________
14. Наиболее высокой магнитной способностью обладает ______________
15. Укажите два наиболее важных достоинства сплавов типа дуралюмин, обусловивших их широкое применение в качестве конструкционных авиационных материалов:
1. высокая прочность
2. высокая твердость
3. хорошая ударная вязкость
4. высокая удельная прочность
5. коррозионная стойкость
16. Способность материалы восстанавливать первоначальную форму и прежние размеры после прекращения действия сил, вызвавших данное изменение формы, называется _____________________________________
3. ударной вязкостью
17. Технологический процесс получения неразъемных соединений за счет межатомных и межмолекулярных сил связи называется __________
18. Какие две операции используются для эффективного упрочнения сплавов типа дуралюмин:
4. обработка холодом
19. Какое из утверждений является верным:
1. диэлектрические потери проявляются только при постоянном напряжении
2. диэлектрические потери проявляются только при переменном напряжении
3. диэлектрические потери проявляются и при постоянном, и при переменном напряжении
20. Керамические материалы получают ______________________________
1. путем вытягивания из расплава
2. путем свободного охлаждения расплава
3. путем ускоренного охлаждения расплава
4. путем формования и термообработки
21. Укажите фазы , из которых формируется равновесная структура углеродистых сталей и белых чугунов при нормальных температурах:
22. Процесс, состоящий в ограниченном смещении или ориентации связанных зарядов в диэлектрике при воздействии на него электрического поля, называется ___________________________________
23. Основные полупроводниковые материалы электронных средств относятся к группе:
1. органических аморфных веществ
2. неорганических аморфных веществ
3. неорганических кристаллических веществ
24. Какие из перечисленных электронных приборов могут быть изготовлены на основе кремния:
1. инжекционные лазеры
2. биполярные транзисторы
4. импульсные и выпрямительные диоды
25. Основу сплавов высокого сопротивления составляют следующие металлы:
1. медь и алюминий
2. хром и никель
3. олово и свинец
4. золото и платина
26. Температурный коэффициент удельного сопротивления резистивного материала, использующегося для изготовления прецизионного сопротивления _____________________________________
1. должен быть минимальным
2. должен быть максимальным
3. не учитывается при выборе материала
27. Какие из перечисленных полупроводников являются промышленными люминофорами:
3. сульфид цинка
4. сульфид кадмия
28. Какое из утверждений является верным:
1. повышение температуры не влияет на электропроводность собственного полупроводника;
2. чем выше температура, тем ниже электропроводность собственного полупроводника;
3. чем выше температура, тем выше электропроводность собственного полупроводника
29. Какое из утверждений является верным:
1. в качестве резистивных материалов могут использоваться только сплавы;
2. в качестве резистивных материалов не могут использоваться химически простые (элементарные) материалы;
Структура и свойства чугунов
Сплавы, содержащие > 2,14 %С (правее т. Е на диаграмме «железо-цементит», см. рис. 2.1.1), называются чугунами.
Чугуны, кристаллизующиеся в соответствии с диаграммой Fe-Ц, называются белыми (из-за светлого оттенка излома, обусловленного большим количеством цементита в структуре). Из диаграммы Fe-Ц следует, что затвердевание этих сплавов происходит при Т £ 1147 о С непосредственно ниже линии солидус ЕCF в результате превращения
Такое превращение (затвердевание жидкой фазы в смесь двух твердых при фиксированном составе фаз и постоянной температуре) называется эвтектическим1, а образующаяся смесь кристаллов – эвтектикой (греч. – «легко плавящаяся» – из диаграммы Fe-Ц видно, что чугуны имеют наименьшую температуру плавления среди железоуглеродистых сплавов).
Эвтектика в белых чугунах называется ледебуритом (по фамилии исследователя – Ледебура). В момент образования (см. (2.3)) она состоит из аустенита и цементита, но при Т£ 727 о С аустенит превращается в перлит (напомним, что РSК – линия эвтектоидного – перлитного превращения, см. (2.1)). Поэтому при нормальных температурах ледебурит(Л) – сложная структурная составляющая; представляет собой светлую цементитную основу с темными включениями перлитных зерен.
По структуре белые чугуны делятся на доэвтектические(2,14…4,3 %С) со структурой Л+П+ЦII, эвтектические(4,3 %С)– Л и заэвтектические (4,3…6,67 %С) – Л+ЦII.
Наличие легкоплавкой эвтектики (ледебурита) в белых чугунах обеспечивает их высокие литейные свойства.
Механические же свойства этих сплавов можно оценить, экстраполировав зависимости, показанные на рис. 2.1.3, на содержание углерода > 2,14 %.
Видно, что белые чугуны обладают очень высокой твердостью, но низкими значениями пластичности, ударной вязкости и прочности, что является следствием большого количества цементита в структуре (о свойствах Ц – в разделе 2.1.1). Поэтому белые чугуны как конструкционные материалы не используются.
На практике в качестве дешевых литейных конструкционных материалов широко применяются серые чугуны.
Принципиальное отличие структуры серых чугунов от белых в том, что углерод в них находится не в химически связанном состоянии (т.е. в виде Fe3C – цементита), а в свободном – в виде включений графита[14] различной формы.
Уровень механических свойств серых чугунов зависит от двух основных структурных факторов:
1) формы (и количества) графитных включений,
2) структуры металлической основы.
По первому признаку эти сплавы делятся:
1) на собственно серые чугуны (СЧ), в которых графит имеет форму длинных заостренных пластин. Разновидностью этих чугунов являются модифицированные СЧ, в которых пластинки графита мелкие и имеют завихренную форму;
2) высокопрочные чугуны (ВЧ) с шаровидным (глобулярным) графитом;
3) ковкие чугуны (КЧ) с хлопьевидным графитом.
Структура металлической основы любого из этих чугунов может быть одного из трех видов: феррит (Ф), феррит+перлит (Ф+П) и перлит (П).
В табл. 2.1 в качестве примера приведены некоторые марки и механические свойства различных видов серых чугунов.
Классификация, маркировка и механические свойства
различных видов серых чугунов
Очевидно, что механические свойства чугуна данного вида (т.е. с определенной формой графитных включений) определяются структурой металлической основы, т.к. от феррита к перлиту увеличивается содержание углерода, соответственно растут твердость и прочность, падают пластичность и ударная вязкость (см. рис. 2.1.3).
Свойства чугунов с данной структурой металлической основы зависят от формы графитных включений. Наихудшая форма графита в СЧ, т.к. острые концы пластин при нагружении являются очагами зарождения микротрещин. Особо низкий комплекс механических свойств получается, если пластин графита так много и они настолько длинны, что разобщают металлическую основу (матрицу) чугуна (см. табл. 2.1).
По сути любые серые чугуны представляют собой углеродистые доэвтектоидные (Ф+П), эвтектоидные (П) стали или техническое железо (Ф) (см. тему 2.1.1) с включениями графита. Очевидно, что графит уменьшает прочность и пластичность металлической основы. Поэтому чугуны имеют более низкие механические свойства по сравнению с углеродистыми сталями. Однако от сталей они отличаются более высокими литейными свойствами, низкой стоимостью, нечувствительностью к дефектам поверхности, демпфирующими и антифрикционными свойствами.
Итак в данной теме (2.1) было показано, как изменяется структура и механические свойства промышленных железоуглеродистых сплавов (сталей и чугунов) в зависимости от содержания углерода. Наиболее важным пунктом этой темы являются зависимости механических свойств, представленные на рис. 2.1.3, поскольку они являются основой классификации сталей по назначению.
Следует, однако, подчеркнуть, что приведенный на этом рисунке комплекс механических свойств соответствует сталям в равновесном[15] состоянии (т.е. со структурами, формирующимися по диаграмме состояния Fe-Fе3C).
На практике все ответственные стальные изделия подвергают специальной упрочняющей термической обработке, в результате которой качественный характер зависимостей механических свойств от содержания углерода (рис. 2.1.3) сохраняется, но количественные показатели вследствие структурных превращений существенно изменяются.
Таким путем добиваются улучшения механических свойств сталей с данным содержанием углерода (т.е. различных марок; например, твердость эвтектоидной стали У8 можно повысить в » 4 раза).
Внимание!
Раздел 2.1 - первый раздел «Опорного конспекта», посвященный конкретным промышленным сплавам – углеродистым сталям и чугунам (наиболее применяемым материалам машиностроения). Особое внимание следует обратить на зависимость структуры и механических свойств сталей от содержания углерода, а также на структурные превращения, происходящие в сталях при их медленном охлаждении от высоких температур. Важно усвоить, что окончательная структура сталей формируется в результате перлитного превращения (А Ф + Ц при t ≤ 727 о С), обусловленного явлением полиморфизма в этих сплавах.
В следующей теме 2.2 будет показано, как влияет ускоренное охлаждение стали из аустенитного состояния на ее структуру и механические свойства. Происходящие при таком охлаждении процессы реализуются при закалке сталей, являющейся первым этапом упрочняющей термической обработки.
Заметим также, что знание материала темы 2.1 необходимо для выполнения контрольных работ. Учитывая все это, рекомендуем помимо изучения данной темы выполнить лабораторные работы 4 и 5 (или хотя бы ознакомиться с их содержанием), а также не забыть про вопросы для самопроверки.
Вопросы для самопроверки к теме 2.1
1. Попробуйте начертить по памяти диаграмму состояния Fe-Fe3C (без левого верхнего угла) и указать характерные критические температуры и концентрации углерода, соответствующие различным группам сплавов.
2. Охарактеризуйте фазы, присутствующие в углеродистых сталях и белых чугунах. Каковы механические свойства этих фаз?
3. Какова причина наличия двух твердых растворов углерода в железе?
4. Укажите фазы в двухфазных областях диаграммы.
5. Какое превращение формирует окончательную структуру углеродистых сталей?
6. Каковы концентрационные интервалы (по содержанию С) и структуры эвтектоидной, до – и заэвтектоидных сталей?
7. Какова основная структурная составляющая углеродистых сталей в равновесном состоянии; что она собой представляет?
8. Каково содержание углерода в эвтектическом, до - и заэвтектических белых чугунах? Каковы их структуры?
9. Нарисуйте по памяти (качественно) зависимость механических свойств железоуглеродистых сплавов от содержания углерода. Объясните ее.
10. На чем основана классификация углеродистых сталей по назначению? Приведите несколько марок сталей различного назначения, укажите содержание в них углерода.
11. Почему белые чугуны не используют в качестве конструкционных материалов?
12. От каких структурных факторов зависят механические свойства серых чугунов?
13. Назовите различные виды серых чугунов. На чем основана эта классификация? Какова маркировка этих сплавов?
14. Опишите структуру наиболее прочного (теоретически) из всех разновидностей серых чугунов.
Промежуточные тесты к теме 2.1
I. Каково максимальное (теоретически) содержание углерода в сталях (в %)?
II. Укажите все кристаллические фазы, присутствующие в железоуглеродистых сплавах:
III. Укажите номера всех типовых структур металлической основы различных видов серых чугунов:
3) феррит + перлит;
4) ледебурит + цементит первичный;
IV. Наличием какой фазы в структуре серые чугуны отличаются от белых?
V. Какой химический элемент преобладает в сталях?
VI. С какой из перечисленных структур чугун должен обладать наибольшей прочностью?
1. Шаровидный графит (Г) + феррит (Ф).
2. Шаровидный Г + перлит (П).
3. Пластинчатый Г + П.
4. Хлопьевидный Г +Ф + П.
5. Хлопьевидный Г + Ф.
VII. Из каких фаз формируется равновесная структура углеродистых сталей и белых чугунов при нормальных температурах?
VIII. Как изменяются твердость и пластичность углеродистых сталей с увеличением содержания в них углерода?
1. Твердость и пластичность растут.
2. Твердость и пластичность падают.
3. Твердость растет, пластичность падает.
4. Твердость падает, пластичность, пластичность растет.
5. Твердость растет, пластичность не изменяется.
IX. Какова основная структурная составляющая углеродистых сталей в равновесном состоянии при комнатной температуре?
2. Цементит вторичный.
X. По каким из перечисленных характеристик серые чугуны выгодно отличаются от углеродистых сталей?
Основы материаловедения
Тесты по основам материаловедения. Свойста металлов обеспечивающих возможность их успешной обработки давлением.
Просмотр содержимого документа
«Основы материаловедения»
ОСНОВЫ МатериаловедениЯ
I Вариант
1. Какое из перечисленных свойств металлов обеспечивает возможность их
успешной обработки давлением:
2. высокая теплопроводность
3. высокое электросопротивление
4. высокая пластичность
5. хорошие литейные свойства
2. Каково максимальное (теоретически) содержание углерода в сталях (в %):
3. Каково основное достоинство быстрорежущих сталей:
1. высокая твердость
2. коррозионная стойкость
3. высокая прочность
4. низкая стоимость
5. высокая теплостойкость
4. Какая термическая обработка применяется для придания ответственным
стальным изделиям оптимальных механических и эксплуатационных свойств:
4. закалка + отпуск
5. горячая пластическая деформация
5. Какая характерная особенность баббита, серого чугуна и свинцовой бронзы
обусловливает возможность их применения для подшипников скольжения:
1. гетерогенная (неоднородная) структура
3. низкая твердость
5. низкая температура плавления
6. Какое из перечисленных свойств (параметров) в наибольшей степени
характеризует сопротивление материала хрупкому разрушению:
2. предел прочности
3. относительное удлинение
7. Какая технология применяется для получения изделий из ковкого чугуна:
1. холодная штамповка
2. горячая пластическая деформация
4. литьё с применением модифицирования
5. длительный отжиг отливок из белого чугуна
8. Из какого сплава следует изготовить режущи хирургический инструмент
многоразового использования:
9. Какой вид термической обработки необходим для полной ликвидации
наклепа в металле:
1. низкий отпуск
3. рекристаллизационный отжиг
10. Какой из перечисленных сплавов принципиально не упрочняется
термической обработкой:
11. Какой процесс приводит к полному возвращению свойств наклепанного
металла в исходное (до деформации) состояние:
12. Какова цель модифицирования высокопрочных чугунов:
1. измельчение пластинок графита
2. получение перлитной структуры металлической основы
3. придание графитным включениям шаровидной формы
4. уменьшение количества цементита в структуре
5. устранение ледебурита в структуре
13. Какую марку стали следует предпочесть для изготовления недорогого
изделия методом холодной штамповки:
14. Какую структуру должна иметь ответственная деталь из среднеуглеродистой
стали, работающая при динамических (ударных) нагрузках:
2. феррит + перлит
3. мартенсит + цементит вторичный
4. мартенсит отпуска
5. сорбит отпуска
15. Какая заключительная операция термической обработки сообщает сплаву
Д16 максимальную прочность:
2. низкий отпуск
3. искусственное старение
4. естественное старение
5. рекристаллизационный отжиг
16. Какой тип решетки имеет железо при комнатной температуре:
2. простая кубическая
3. объемноцентрированная кубическая
4. гранецентрированная кубическая
17. С какой из перечисленных структур чугун должен обладать наибольшей
1. шаровидный графит (Г) + феррит (Ф)
2. шаровидный Г + перлит (П)
3. пластинчатый Г + П
4. хлопьевидный Г + Ф + П
5. хлопьевидный Г + Ф
18. Какой химический элемент преобладает в сталях:
19. Какая фаза должна обязательно присутствовать в стали при температуре
её нагрева под закалку:
20. Какую структуру имеют латуни, обладающие наибольшей пластичностью:
4. однофазную аустенитную
5. однофазную ферритную
21. Как изменяются твердость и пластичность углеродистых сталей с
22. Какова основная структурная составляющая углеродистых сталей в
равновесном (отожженном) состоянии при комнатной температуре:
23. По каким из перечисленных свойств серые чугуны выгодно отличаются
от углеродистых сталей:
5. прочность
24. Как изменяется прочность и пластичность стали с повышением температуры отпуска:
1. прочность и пластичность увеличиваются
2. прочность растет, пластичность падает
3. прочность падает, пластичность растет
4. прочность не изменяется, пластичность растет
5. прочность и пластичность уменьшаются
25. Какой из перечисленных сплавов следует использовать для литых деталей
самолетов, переносных приборов и т.п.
II Вариант
1. Что такое наклеп (нагартовка)? Это:
2. пластическое деформирование металла
3. холодная пластическая деформация
4. горячая пластическая деформация
5. упрочнение металла в результате холодной пластической деформации
2. Укажите все кристаллические фазы, присутствующие в железоуглеродистых
3. Какую марку стали следует использовать для изготовления инструмента,
обрабатывающего детали на больших скоростях резания:
4. Какая обработка стальных изделий называется улучшением:
1. закалка + низкий отпуск
2. высокий отпуск
3. закалка + высокий отпуск
4. шлифовка поверхности
5. дробеструйная обработка
5. Какой из перечисленных химических элементов обязательно присутствует
6. Какие дефекты кристаллической решетки обеспечивают высокую
пластичность металлов:
3. атомы примесей
4. дислоцированные (междоузельные) атомы
5. границы зерен
7. Перечислите все типовые структуры металлической основы различных
видов серых чугунов:
3. феррит + перлит
4. ледебурит + цементит первичный
8. Какую марку стали следует предпочесть для сварных конструкций,
работающих в агрессивных средах:
9. Какая структура получается при полной закалке доэвтектоидных сталей:
1. мартенсит + цементит вторичный
4. мартенсит + феррит
10. Каково максимально возможное содержание Zn (в %) в однофазных
() латунях:
11. Какое из перечисленных утверждений неверно? Холодная пластическая деформация:
12. Наличием какой фазы в структуре серые чугуны отличаются от белых
13. Что такое теплостойкость сплава:
14. Какая структура обеспечивает максимальную твердость доэвтектоидной
1. перлит + феррит
3. мартенсит отпуска
15. Какие две операции и в какой последовательности используются для
эффективного упрочнения сплавов типа дуралюмин:
16. Какой материал следует использовать для обшивки самолетов:
2. углеродистая сталь
3. высокопрочный чугун
17. Укажите фазы, из которых формируется равновесная структура
углеродистых сталей и белых чугунов при нормальных температурах:
18. Укажите, какую структуру должна иметь сталь У12 после грамотно
проведенной закалки:
1. перлит + цементит вторичный (П+Ц II)
3. аустенит + Ц II
19. Измерение какого механического свойства используется обычно для
контроля качества термической обработки:
20. Какой из перечисленных сплавов успешно используется в качестве
подшипникового (антифрикционного) материала:
21. В чем причина роста твердости сталей в равновесном (отожженном)
состоянии при увеличении содержания в них углерода:
1. уменьшается размер зерна
2. увеличивается наклеп
3. в структуре появляется ледебурит
4. возрастает количество цементита в структуре
5. при большом количестве углерода в структуре появляется мартенсит
22. Какой из перечисленных материалов обладает наибольшей пластичностью:
1. эвтектоидная сталь
2. доэвтектоидная сталь
3. заэвтектоидная сталь
4. доэвтектический белый чугун
5. техническое железо
23. Какой химический элемент (и в каком количестве) делает сталь
коррозионностойкой:
24. Расположите необходимые операции обработки стальных шестерен
в правильной последовательности:
3. высокий отпуск
4. средний отпуск
5. низкий отпуск
25. Укажите два наиболее важных достоинства сплавов типа дуралюмин,
обусловивших их широкое применение в качестве конструкционных
авиационных материалов:
Правильный ответ I
(ПО1): 4 (высокая пластичность)
ПО2: 3 (2,14 %С)
ПО3: 5 (высокая теплостойкость)
ПО4: 4 (закалка +отпуск) т.к. обеспечивает оптимальное сочетание прочности, твердости и пластичности, ударной вязкости.
ПО5: 1 (гетерогенная структура) - такая структура, состоящая из мягких и твердых структурных составляющих, обеспечивает хорошее удержание смазки в зоне трения.
ПО6: 4 (ударная вязкость)
ПО7: 5 (длительный отжиг отливок из белого чугуна)
ПО8: 4 (40Х13) ПО9: 3 (рекристаллизационный отжиг) ПО10: 2 (АМц) ПО11: 4 (рекристаллизация) ПО12: 3 (придание графитным включениям шаровидной формы) ПО13: 1 (сталь 08 с минимальным содержанием углерода) ПО14: 5 (сорбит отпуска или зернистый сорбит) ПО15: 4 (естественное старение) ПО16: 3 (объемноцентрированная кубическая ) ПО17: 2 (шаровидный Г + П - высокопрочный чугун на перлитной основе) ПО18: 3 (железо) ПО19: 2 - аустенит, т.к. в результате закалки он превращается в мартенсит, обеспечивающий максимальную твердость, что является целью закалки. ПО20: 1 (однофазную ) ПО21: 3 (твердость растет, пластичность падает) ПО22: 3 (перлит) ПО23: по всем, кроме 5 (прочность) ПО24: 3 (прочность падает, пластичность растет) ПО25: 4 (силумин - литейный Al - сплав)
Правильный ответ II ПО1: 5 (упрочнение металла в результате холодной пластической деформации) ПО2: 2, 3, 5 (феррит, цементит, аустенит) ПО3: 4 (Р6М5) ПО4: 3 (закалка + высокий отпуск) ПО5: 3 (Zn) ПО6: 2 (дислокации) ПО7: 1, 3, 5, (феррит, феррит + перлит, перлит) ПО8: 3 (12Х18Н10Т) ПО9: 2 (мартенсит) получаемый в результате закалки стали. ПО10: 4 (39 % Zn) ПО11: 4 (повышает ударную вязкость) ПО12: 2 (графит) ПО13: 3 (способность сохранять высокую твердость при длительном нагревании) ПО14: 4 (мартенсит) ПО15: 3, 5 (закалка + старение) ПО16: 4 - дуралюмин, т.к. он обладает высокой удельной прочностью (отношение прочности к удельному весу), хорошей коррозионной стойкостью и деформируемостью. ПО17: 2, 3 (феррит и цементит) ПО18: 4 (М + Ц II) ПО19: 2 (твердость) ПО20: 3 (БрС30 - свинцовая бронза) ПО21:4 (возрастает количество цементита в структуре) ПО22: 5 (техническое железо) ПО23: 3 (Cr в количестве 13%) ПО24: 2,1,5 (цементация - закалка - низкий отпуск) ПО25: 4.5 (высокая удельная прочность и коррозионная стойкость)
Читайте также: