[Мастер производственного обучения по металлам 39-й выпуск] Решение

1. Назовите испытание, которое измеряет изменение деформации во времени при приложении определенного напряжения к материалу.
◑ Испытание на ползучесть (Creep test)

2. Перечислите 5 механических свойств, которые можно определить при испытании на растяжение.
◑ Предел прочности при растяжении
◑ Предел текучести
◑ Отнoсительное удлинение
◑ Отнoсительное сужение
◑ Предел упругости

3. Назовите метод испытания материалов, который в основном используется для материалов, таких как чугун, подшипниковые сплавы, кирпич и бетон, используемых для выдерживания внутреннего давления.
◑ Испытание на сжатие

4. При испытании на твердость по Роквеллу, если глубина отпечатка составляет h, укажите используемый метод измерения твердости, материал и форму наконечника, а также нагрузку испытания.

5. Идеальный кристалл, в котором атомы или молекулы упорядочены и не имеют дефектов, называется совершенным кристаллом. Однако кристаллы, существующие в реальности, имеют дефекты решетки по разным причинам. Перечислите 3 типа таких дефектов решетки.
◑ Точечные дефекты
◑ Линейные дефекты
◑ Поверхностные дефекты
◑ Объемные дефекты

6. Опишите характеристики частей а) и б) на рисунке ниже во время закалки.

7. Что представляет собой перлит (Pearlite), который образуется при разложении γ-раствора с 0,8% С при 723 градусах, образуя эвтектоидную сталь из феррита и цементита, представляющий собой смесь α-раствора и Fe3C в виде слоистой структуры?
◐ Перлит (Pearlite)

8. Упорядочите следующие структуры по убыванию твердости.
① Сорбит ② Перлит ③ Мартенсит ④ Троостит
③ > ④ > ① > ②

☆ По возрастанию твердости (феррит-аустенит-перлит-сорбит-троостит-мартенсит-цементит)
◐ Феррит → Аустенит → Перлит → Сорбит → Троостит → Мартенсит → Цементит

★ По убыванию твердости (цементит-мартенсит-троостит-сорбит-перлит-аустенит-феррит)
◐ Цементит → Мартенсит → Троостит → Сорбит → Перлит → Аустенит → Феррит

9. Опишите эффект массы.
◐ Эффект массы - это явление, при котором в массивных материалах из-за задержки теплопроводности возникает разница температур между внутренней и внешней частями, в результате чего внешняя часть закаляется, а внутренняя остается незакаленной.

10. Перечислите 3 общих характеристики аморфных сплавов.
◑ Механические свойства
-. Высокая прочность, прочность на разрыв, износостойкость, отсутствие кристаллических дефектов.
-. Очень хорошая температурная зависимость.
-. Практически не происходит наклепа.
-. Обладают высокой вязкостью разрушения.
-. Вязкость и пластичность сильно меняются в зависимости от температуры.
◑ Химические свойства
-. Обладают очень высокой коррозионной стойкостью.

11. Как называется термообработка, которая проводится в области изотермического превращения Ar" (между Ms и Mf) на рисунке ниже, при которой после закалки в масляную ванну ниже точки Ms (100-200 градусов) выдерживают до почти полного завершения переохлажденного аустенитного превращения, а затем охлаждают на воздухе?
◐ Мартемпер (Martempering)

12. Перечислите 3 стадии отжига деформированного металла в холодном состоянии и движущие силы каждой стадии.
◐ 3 стадии отжига: восстановление → рекристаллизация → рост зерен
◐ Восстановление: накопленная энергия внутри металла
◐ Рекристаллизация: энергия деформации, накопленная при холодной деформации
◐ Рост зерен: снижение поверхностной энергии границ зерен

13. Перечислите 4 способа сфероидизации цементита (Fe3C).

◐ Продолжительный нагрев
Нагрев чуть ниже A1 (650-700 градусов) с последующим охлаждением

◐ Повторный нагрев
Повторный нагрев до температуры, близкой к точке A1, с последующим охлаждением

◐ Метод растворения сетчатого карбида
Нагрев выше температур A3 и Acm, растворение Fe3C, с последующим быстрым охлаждением для предотвращения выделения сетчатого Fe3C и сфероидизации.

◐ Медленное охлаждение
Нагрев до температуры выше точки A1, но ниже Acm, с последующим медленным охлаждением до точки A1.

◐ Изотермическая выдержка
Нагрев выше точки A1, но ниже Acm, с последующей изотермической выдержкой ниже точки A1 до завершения превращения и охлаждением.

14. Перечислите 3 метода измерения типа фаз, присутствующих при металлографическом анализе, а также площади межфазных границ.
-. Тип фазы
◐ Аустенит
◐ Феррит
◐ Цементит
◐ Перлит
◐ Бейнит
◐ Мартенсит

-. Методы измерения
◐ Метод точечного отсчета
◐ Метод линейного отсчета
◐ Метод площадного отсчета

15. Если сталь нагреть до 500-550 градусов в атмосфере аммиака (NH3) в течение 20-100 часов, то произойдет разложение аммиака по реакции 2NH3 → (2N) + (3H2) с выделением азота (N) и водорода (H). Азот проникает в поверхностный слой стали путем диффузии и образует закалённый слой. Кроме того, при цементации в твёрдой среде наилучшим составом является 60% древесного угля + (30% BaCO3) + 10% NaCO3. Также одной из химических реакций при цементации в твёрдой среде является (C) + (CO2) → 2CO.

16. Если цементация проводилась при 930 градусах в течение 4 часов, глубина цементации составила 2 мм. Какое время цементации (t) необходимо для достижения глубины цементации (D) 4 мм?
◐ Формула расчета
D = K * √t ------ ①
2 = K * √4
2 = K * 2
2 / 2 = K , K = 1

4 = 1 * √t ------- Подстановка K=1 в формулу ①
42 = t ------ Избавляемся от корня путем возведения в квадрат обеих частей (левой и правой)

◐Ответ: 16 часов

◐ Пример: Если при цементации при 920 градусах в течение 9 часов глубина цементации составила 1,2 мм, то какова будет глубина цементации при той же температуре в течение 16 часов?
D=K√t 1.2=K√9 , 1.2=K x 3 , 1.2/3 = K = 0.4
D=0.4√16 = 0.4 x 4 = 1.6 Ответ: 1,6 мм

17. Метод неразрушающего контроля, при котором при разрушении или пластической деформации твердого тела энергия, накопленная в деформированном состоянии, выделяется в виде упругих волн, используемый для исследования материалов, контроля качества сварки и других производственных процессов, а также для оценки состояния конструкций.
◐ Метод акустической эмиссии (AE)

18. Металлические провода, такие как медь (Cu), обладают электрическим сопротивлением, поэтому при прохождении тока через них происходит потребление энергии и нагрев. При снижении температуры сопротивление уменьшается, но даже при охлаждении до абсолютного нуля оно остается. Однако для некоторых металлов при определенной температуре наблюдается полное исчезновение электрического сопротивления. Как называется это явление и какие сплавы используются на практике?
◐ Явление: Сверхпроводимость
◐ Практически применяемые сплавы: Сплав на основе ниобия-титана (Nb-Ti)