Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Российский государственный профессионально-педагогический университет»
Машиностроительный институт
Кафедра автомобилей
Содержание
Введение ………………………………………………………………….. 3
1. Изучение диаграммы состояния железоуглеродистых сплавов .….. 4
1.1. Теоретические сведения ……………………………...……… 4
1.2.Контрольные вопросы для самопроверки……………..…… 9
1.3. Порядок выполнения контрольной работы …………..…… 10
2. Расчет конструктивной прочности металлов .……………………... 12
2.1. Теоретические сведения ……………………………………. 12
2.2. Порядок выполнения работы ………………………………. 19
2.3. Задания для самостоятельного выполнения ..……………. 20
3. Изучение системы обозначений конструкционных материалов …. 27
3.1. Теоретические сведения ……………………………………. 27
3.2. Задания для самостоятельного выполнения ………………. 36
Литература ………………………………………………………………... 37
Введение
Целями освоения учебной дисциплины «Материаловедение и технология конструкционных материалов» являются:
- получение студентами теоретических знаний в области строения и свойств различных материалов, применяемых в машиностроении, виды термической и химико-термической обработки;
- формирование умений и навыков у студентов по выбору марки материалов в зависимости от условий работы деталей и предъявляемых требований к долговечности и конструктивной прочности изделий, используемых в автомобильном транспорте.
Методические указания содержат задания для формирования необходимых навыков по основным разделам дисциплины.
Изучение диаграммы состояния железоуглеродистых сплавов
Цель работы:
Изучить диаграмму состояния железоуглеродистых сплавов. Разобраться в особенностях превращений, происходящих в железоуглеродистых сплавах, реализующихся при медленных охлаждении и нагреве.
Контрольные вопросы для самопроверки
1. Что такое фаза?
2. Что такое аустенит?
3. Что такое феррит?
4. Что такое цементит?
5. Какими линиями диаграммы ограничивается температурный интервал первичной кристаллизации?
6. В чем состоит сущность эвтектического превращения?
7. В чем состоит сущность эвтектоидного превращения?
8. Что такое ледебурит?
9. Что такое перлит?
10. На какой линии происходят эвтектические превращения?
11. На какой линии происходят эвтектоидные превращения?
12. Линия выделения первичного цементита?
13. Линия выделения вторичного цементита?
14. Линия выделения третичного цементита?
15. Назовите фазы железоуглеродистых сплавов.
16. Максимальное растворение углерода в Feα?
17. Максимальное растворение углерода в Feγ?
18. Содержание углерода в цементите?
19. При какой температуре происходит эвтектическое превращение?
20. При какой температуре происходит эвтектоидное превращение?
Табл. 1.1. Задания для самостоятельной работы
3. Для сплава, содержащего указное содержание углерода определить температуры критических точек и описать состояние сплава в разных диапазонах температур.
4. Пример выполнения задания
Допустим, что задано значение концентрации, равное 1,3%С. Строим участок диаграммы в форме, представленной на рис. 1.2.
Рис. 1.2 – Фрагмент диаграммы состояния Fe – Fe3C с нанесенной ординатой состава сплава, содержащего 1,3% С
Наносим ординату состава сплава, содержащего 1,3% С, обозначив на ней точки 1, 2, 3, 4. Им соответствуют температуры 1495, 1370, 940 и 727оС.
Делаем заключения.
В диапазоне температур 0 - 727 оС: состояние сплава твердое, кристаллы перлита (П) и вторичного цементита (ЦII).
В диапазоне температур 727 - 940 оС: состояние сплава твердое, кристаллы аустенита (А) и вторичного цементита (ЦII).
В диапазоне температур 940 - 1370 оС: состояние сплава твердое, кристаллы аустенита (А).
В диапазоне температур 1370 - 1495 оС: жидкий раствор (Ж) и кристаллы аустенита (А).
Свыше 1495 оС: жидкий раствор (Ж).
Расчет конструктивной прочности металлов
Цель работы:
Получить представления о методике расчета конструктивной прочности материала по результатам испытаний.
Задания для самостоятельного выполнения
Для всех вариантов индивидуальных заданий использовались стержни из сталей различных марок, подвергнутые химико-термической обработке. Химико-термическая (электроэрозионная) обработка выполнялась с целью упрочнения и повышения коррозионной стойкости изделий. Варианты заданий представлены в табл. 2.1- 2.3.
Табл. 2.1
Окончание табл. 2.1
Табл. 2.2
Окончание табл. 2.2
Табл. 2.3
Окончание табл. 2.3
Изучение системы обозначений конструкционных материалов
Цель работы: Освоить маркировку углеродистых сталей. Изучить их микроструктуру в равновесном состоянии. Научиться определять массовую долю углерода в стали и марку стали по ее микроструктуре.
Влияние концентрации углерода на структуру и механические
Определение массовой доли углерода в стали и марки стали
Задания для самостоятельного выполнения
1. По предложенным маркам металлических материалов определить их вид, класс, примерный химический состав и область применения:
Варианты заданий:
1: Ст0, 05кп, А11, У7, 20ХНМ, 7ХФ, СЧ-45, 2011, 45Н, ЮНДК, 100НН, М0б, А999.
2. Ст1кп, 08кп, А20, У7А, 20Х2Н4А, 9ХФ, КЧ63-2, 2012, 50Н, 600НН, ЮНТС, М1б, А97.
3. Ст1пс, 08пс, А30, У8, 25Х2ГНТА, 9ХМ, ВЧ120-4, 2013, 50НП, ЮНДК15, 3000НН, А8, М1.
4. Ст2пс, 10кп, А35Е, У8А, 110Г13Л, Х12М, СЧ40, 2111, 50НХС, ЮНДК18, А0, БрБ2.
5. Ст2сп, 10кп, А12, У9, ШХ4-Ш, ХВГ, ВЧ100-4, 2211, 79НМ, 700ВН, ЮНДК13, АД1, БрОЦС6-6-3.
6. БСт1кп, 10пс, А35, У9А, 30ХГСН2А, Х, КЧ60-3, 2311, 80НХС, 100ВН, ЮН14ДК24, АМц, БрОФ10-1.
7. БСт1пс, 10, АС40, У10, 38ХН3МФА, Б2ФСЧ35, 2411, 76НХД, 20ВН, ЮН15ДК24, АМг2, БрА5.
8. БСт2сп, 15Л, АС14, У10А, 38ХМЮА, ХВ4, КЧ56-4, 2413, 83НФ, 10000НМ, ЮН13ДК24Т2, АМг5П, МНМцАЖ33-12-0.3-0.3.
9. БСт3кп, 15пс, АЦ40, У11, 55С2А, 9ХС, ВЧ80-3, 2421, 80НМ, 4000НМ, ЮН13ДК25БА, Д1П, МНМц3-12.
10. БСт3сп, 20пс, У11А, 65Г, А40Г, ХГС, СЧ21, 3411, 80НХ, 20000НМ, ЮН14ДК25БА, Д16П, МНМц40-1.5.
Литература
1. Волков Г.М. Материаловедение: учебник для вузов [Гриф НМС] / Г. М. Волков, В. М. Зуев. - М: Академия, 2008. - 398 с. : ил.
2. Материаловедение и технология металлов: учебник для вузов [Гриф Минобрнауки РФ] / Г. П. Фетисов [и др.] ; под ред. Г. П. Фетисова. - 6-е изд., доп. - М. : Высшая школа, 2008. - 877 с. : ил.
3. Современные машиностроительные материалы и заготовки: учеб. пособие для вузов [Гриф Минобрнауки РФ] / В. А. Рогов, Г. Г. Позняк. - М. : Академия, 2008. - 330 с. : ил.
Задания и методические указания к самостоятельным работам по дисциплине «Материаловедение и технология конструкционных материалов». (ГОС-2000)
Подписано в печать Формат 60х84/16. Бумага для множ. аппаратов.
Печать плоская. Усл.печ.л. Уч.-изд.л. Тираж экз. Заказ
ФГАОУ ВПО «Российский государственный профессионально-педагогический университет». Екатеринбург, ул. Машиностроителей, 11.
Ризограф ФГАОУ ВПО РГППУ. Екатеринбург, ул. Машиностроителей, 11.