Методические указания к выполнению контрольной работы. Прежде чем отвечать на вопросы 1 – 60, необходимо усвоить учебный материал по темам «строение и свойства металлов» и «основы теории сплавов»; разобраться в МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
Контрольная работа выполняется студентом-заочником в межсессионный период. При выполнении варианта работы обратите внимание на соответствующий раздел содержания дисциплины, из которого вы получите план ответа. прежде чем отвечать на вопросы 1 – 60, необходимо усвоить учебный материал по темам «строение и свойства металлов» и «основы теории сплавов»; разобраться в понятиях «критическая точка», «фаза», «структурная составляющая»; ознакомиться с принципами построения и особенностями диаграмм состояний основных типов сплавов; изучить все фазовые и структурные превращения, происходящие при нагреве и охлаждении сплавов. Ответы на вопросы должны содержать в себе соответствующие схемы и графики, цифровые данные, которые имеются в стандартах, справочниках и учебной литературе. Для полного ответа на первую часть вопросов 61 – 90 необходимо начертить диаграмму состояний «железо – цементит», провести на ней ординату, соответствующую заданному сплаву, и обозначить все критические точки. Рядом с диаграммой требуется начертить кривую охлаждения данного сплава, показав связь критических точек на диаграмме и кривой, и описать сущность превращений, происходящих в сплаве при медленном его охлаждении. Для ответа на вторую часть вопросов 61 – 90 нужно на ординате сплава через точку, соответствующую заданным температуре и концентрации, провести горизонтальную линию до границ соответствующих фазовых областей, обозначить крайние и заданную точки, найти концентрацию углерода в этих точках и, пользуясь правилом отрезков, определить соотношение фаз. Например, определяя соотношение фаз для сплава с содержанием 2,5 % углерода при температуре 900°С, в котором имеются структурные составляющие – аустенит, цементит вторичный и ледебурит, следует сначала выявить фазы, из которых состоит сплав при данных условиях (аустенит и цементит), и далее определить их количество в процентах. При этом важно учесть, что перлит и ледебурит являются механическими смесями фаз (перлит состоит из смеси кристаллов феррита и цементита; ледебурит – из аустенита и цементита; при температуре ниже 727°С ледебурит состоит из перлита и цементита или, в конечном итоге, из феррита и цементита). Для ответа на вопросы 91 – 120 требуются знания правил маркировки и свойств углеродистых и легированных сталей, цветных и твердых металлокерамических сплавов, а также технологических процессов их термической и химико-термической обработки. В ответах необходимо привести данные о химическом составе и свойствах рассматриваемого материала, описать влияние легирующих элементов, дать примеры применения этих материалов на железнодорожном транспорте. Следует перечислить, какие именно легирующие элементы или их сочетания придают сталям требуемые свойства, например повышение прочности, вязкости, жаропрочности, жаростойкости и т. д., и как эти элементы влияют на поведение легированных сталей в процессе их термической обработки. Так, например, температура отпуска для легированных сталей выбирается несколько выше, чем для углеродистых, так как легированный аустенит более устойчив к эвтектоидному превращению, при этом учитывается возможная отпускная хрупкость и т. д. Вопросы 121 – 150относятся к термической и химико-термической обработке конструкционных и инструментальных сталей. Для ответа на них необходимо знать диаграмму состояний «железо – цементит», принципы классификации и маркировки сталей и процессы, происходящие при нагреве и охлаждении аустенита, а также классификацию видов термической обработки и их назначение. Для ответа на эти вопросы нужно начертить необходимый участок диаграммы состояний «железо – цементит» и нанести на нее ординату рассматриваемого сплава. На ординате указать температуру нагрева для данного вида термической обработки, выбрать охлаждающую закалочную среду. После этого в координатах «температура – время» следует построить график термической обработки, при этом время нагрева, выдержки и охлаждения можно назначать условно. Необходимо указать цель того или иного вида термической или химико-термической обработки. обосновать выбор температуры нагрева, описать структурные и фазовые превращения на каждой стадии термической обработки (указать структуру в исходном, промежуточном и конечном состоянии). Если для получения заданных свойств необходимо применить поверхностную закалку или химико-термическую обработку, следует изложить их сущность. Вопросы 151 – 180 посвящены цветным металлам и сплавам на их основе, а также неметаллическим материалам и специальным сплавам. Ответы на вопросы должны содержать конкретные примеры с указанием марок, с аргументацией применения тех или иных материалов в различных условиях эксплуатации подвижного состава (студент-заочник должен дополнительно привести примеры из области техники и технологии того производства, на котором он работает). Ответы должны содержать сведения о технико-экономической эффективности внедрения полимерных материалов как заменителей дорогостоящих и дефицитных материалов, например цветных металлов, ценных пород древесины, поэтому необходимо вначале ознакомиться с классификацией синтетических смол по ГОСТу, составом и свойствами пластических масс. Рекомендуется приводить конкретные примеры использования полимерных материалов при изготовлении и ремонте деталей подвижного состава (например, из области производства, на котором работает студент), отмечая возможность сокращения трудоемкости и стоимости ремонта и перспективы использования того или иного полимерного материала. Отвечая на вопросы, связанные с защитными покрытиями, следует обратить внимание на два фактора, позволяющие получать качественное покрытие к действию реагентов, от которых защищается изделие: первый фактор – механическая прочность и твердость покрытия при нормальной, повышенной и пониженной температуре; второй – условия получения качественного покрытия, связанные с адгезией (прилипаемостью) покрытия к защищаемой поверхности (часто выгоднее применять пленочные материалы). Описывая композиционные материалы, следует отмечать их уникальные свойства, используемые в технике (например, анизотропность, вызванную направленностью волокон, или наоборот изотропность, вызванную дисперсностью частиц, имеющих разноосную форму), и большую гамму свойств, обусловленных составом и строением композитов, которые позволяют применять композиционные материалы в самых различных условиях эксплуатации. Ответы на вопросы по неорганическим материалам, особенно природным, должны содержать сведения об их технологичности и технико-экономической эффективности. В рекомендуемой литературе студент может найти ответы на все вопросы, поставленные в задании. При необходимости следует обращаться за устной или письменной консультацией к преподавателю. Контрольная работа должна быть сдана строго по графику сдачи контрольных работ. В случае если письменная контрольная работа не будет зачтена, студент обязан написать новую контрольную работу с учетом замечаний и представить ее вновь. После выполнения контрольной работы по заданным темам студент допускается к сдаче экзамена. Оформление работы: 1 На обложку наклеить или указать адресный бланк учебного заведения; 2 На первом листе написать все вопросы и условия задач. 3 Оставить поля для замечаний рецензента. В конце текста указать использованную литературу. 4 Поставить подпись и дату выполнения работы. 5 В конце работы оставить полстраницы для рецензии. Работа должна быть выполнена грамотно и аккуратно, четким разборчивым подчерком. Объем работы 15-20 листов. Выбор варианта зависит от двух последних цифр шифра студента.
Таблица вариантов контрольной работы
Таблица 1- Перечень номеров вопросов по вариантам заданий
* Выбирается по двум последним цифрам шифра студента.
|
