Методические указания к выполнению вопросов и задач контрольной работы

СОДЕРЖАНИЕ

1 Пояснительная записка
2 Тематический план и содержание учебной дисциплины «Материаловедение»
3 Задание на контрольную работу
4 Методические указания к выполнению вопросов и задач контрольной работы
5 Вопросы для самопроверки при подготовки к экзамену
6 Перечень лабораторных работ
7 Перечень рекомендуемых учебных изданий, интернет-ресурсов, дополнительной литературы.

Пояснительная записка

 

Дисциплина «Материаловедение» является общепрофессиональной.

Дисциплина «Материаловедение» имеет практическую направленность и тесно связана с такими дисциплинами как «Физика», «Химия», «Техническая механика», «Электроника и электротехника», «Инженерная графика».

Рабочей программой дисциплины предусматривается изучение строения и свойств материалов, способов их обработки, методов контроля качества материалов.

В результате изучения дисциплины студент уметь:

- выбирать материалы на основе анализа их свойств для применения в производственной деятельности.

знать:

- свойства металлов, сплавов, способы их обработки;

- свойства и область применения электротехнических, неметаллических и композиционных материалов;

- виды и свойства топлива, смазочных и защитных материалов.

Для закрепления теоретических занятий и приобретения практических навыков для студентов предусматривается выполнение двух лабораторных работ. Для выполнения лабораторных работ разработана «Рабочая тетрадь».

В процессе изучения материала студент выполняет одну домашнюю контрольную работу.

В методических указаниях приводится таблица выбора вариантов контрольной работы, вопросы и задачи контрольной работы, а также методические указания к ним.

Контрольная работа выполняется в отдельной тетради в клеточку, текст должен быть написан чётко, через строчку, поля обязательны. Ответ на каждый вопрос надо начинать с новой страницы.

Графическая часть работы (диаграмма, рисунки, графики) должна быть выполнена карандашом в тетради, либо на миллиметровке, которую необходимо вклеить в тетрадь. В конце контрольной работы необходимо написать перечень используемой литературы, поставить дату и подпись и сдать на проверку.

Возможно также выполнение контрольной работы в печатном виде на листах формата А4 шрифтом Тimes New Roman 14, интервал - 1,5.

После получения контрольной работы внимательно просмотреть все замечания, внести соответствующие исправления и дополнения. Незачтённую контрольную работу выполнить заново (всю или часть её, в зависимости от рекомендации преподавателя), в той же тетради, и сдать на проверку.

По окончании изучения дисциплины студенты сдают экзамен.

Вопросы для подготовке к экзамену приведены в конце данных методических указаниях

2 Тематический план и содержание учебной дисциплины «Материаловедение»

Наименование разделов и тем	Содержание учебного материала, практические занятия и лабораторные работы, самостоятельная (внеаудиторная) работа обучающихся	Объем часов	Уровень освоения
Введение	Содержание учебного материала. Содержание, цели и задачи дисциплины. Основные материалы применяемые при строительстве, эксплуатации и ремонте подвижного состава железных дорог.
Раздел 1 Технология металлов
Тема 1.1 Основы металловедения	Содержание ученого материала
Металлография. Свойства металлов. Методы анализа. Определение твёрдости и ударной вязкости.
Демонстрации: Пресс Бринелля (ТШ), Пресс Роквелла (ТК)
Чистые металлы их строение, кристаллизация. Чистое железо. Основы теории сплавов. Принцип построения диаграммы состояния.
Демонстрации: Плакат диаграммы железо-углерод. Объёмные модели металлической кристаллической решётки.
Самостоятельная работа обучающихся Выполнение рефератов или подготовка презентаций с использованием информационных ресурсов Интернета, основной и дополнительной литературы Примерные темы: «Металлы и их свойства»; «Применение металлов на железнодорожном транспорте»; «Из истории железа» «.Булат – знаменитая сталь».
Тема 1.2 Железоуглеродистые и легированные сплавы	Содержание ученого материала
Структурные составляющие железоуглеродистых сплавов. Диаграмма состояния «железо-цементит». Углеродистые стали и чугуны, их маркировка, свойства и применение на ж.д. транспорте.
Основы термической и химико-термической обработки.
Легированные стали, их свойства, маркировка, применение. Твёрдые сплавы: алмазы, эльбор, композиты.
Лабораторная работа №1 Исследование микроструктуры легированной стали
	Самостоятельная работа обучающихся Маркировка чугуна, углеродистой стали.
Тема 1.3 Сплавы цветных металлов.	Содержание ученого материала
Сплавы на медной и алюминиевой основе. Антифрикционные сплавы, их свойства, маркировка, применение.
Демонстрации: образцы металлов (стали, чугуна, цветных металлов и сплавов)
Лабораторная работа №2 Исследование микроструктуры цветных металлов и сплавов.
Самостоятельная работа обучающихся Работа с техническими справочниками: расшифровка марок сплавов, определение механических характеристик сплавов, выбор режимов термической обработки сплавов, выбор сплавов для изготовления конкретных деталей.
Тема 1.4 Способы обработки металлов	Содержание ученого материала
Литейное производство. Применение, оборудование и инструмент.
Обработка металлов давлением. Нагрев металла. Прокатка, прессование, волочение, ковка, штамповка.
Сварка, резка, паяние металлов, применяемое оборудование.
Обработка металлов резанием. Основные элементы процесса резания. Токарные станки, выполняемые работы и инструмент.
Измерение углов заточки резцов, сверл.
Сверление, фрезерование, строгание, протягивание. Станки, выполняемые работы и инструмент.
Шлифование, хонингование, суперфиниширование, притирка. Понятие об электрической и ультразвуковой обработке. Станки, выполняемые работы и инструмент. Накатка.
Самостоятельная работа обучающихся Работа с техническими справочниками. Приспособления к токарным, фрезерным, строгальным станкам.
Тема 1.5 Допуски и посадки.	Содержание ученого материала
Взаимозаменяемость. Допуски и посадки. Обозначение на чертежах по Ст. СЭВ 145-75. Шероховатость поверхности и её параметры, обозначение на чертежах.
Самостоятельная работа обучающихся Определение допускаемых размеров сопряжённых поверхностей.
Тема 1.6 Коррозия металлов	Содержание ученого материала
Коррозия металлов. Защита от коррозии.
Самостоятельная работа обучающихсяВиды коррозии.
Раздел 2 Электротехнические материалы
Тема 2.1 Электроизоляционные материалы	Содержание ученого материала
Электроизоляционные материалы: газообразные, твёрдые. Их свойства и применение.
Твёрдые диэлектрики: бумага, фибра, картон, резина, лакоткань, эбонит, стекло, пластмасса, их свойства и применение.
Керамика, слюда, их свойства и применение.
Самостоятельная работа обучающихся Твёрдые диэлектрики
Тема 2.2 Проводниковые, полупроводниковые, магнитные материалы и кабельная продукция.	Содержание ученого материала
Проводниковые материалы, их виды, свойства, применение.
Полупроводниковые и магнитные материалы, их виды, свойства, применение.
Кабельные изделия и провода, их технические характеристики.
Самостоятельная работа обучающихся Магнитные материалы, их магнитные характеристики.
Раздел 3 Неметаллические конструкции и строительные материалы
Тема 3.1 Полимеры	Содержание ученого материала
Пластмассы, их классификация. Состав, свойства. Пластмассы на основе поликонденсации.
Пластмассы на основе полимеризации. Газонаполненные пластмассы, резина, синтетический клей.
Самостоятельная работа обучающихся Резина, синтетические клеи.
Тема 3.2 Дерево и дерево пластика	Содержание ученого материала
Древесина, основные свойства. Пиломатериалы, технология обработки. Изделия из древесины, строительные конструкции.
Определение предела прочности древесины
Самостоятельная работа обучающихся Пороки древесины
Раздел 4 Экипировочные и защитные материалы
Тема 4.1 Топливо	Содержание ученого материала
Виды топлива, состав, основные характеристики. Получение топлива для ДВС. Жидкое топливо, его свойства, применение. Техника безопасности при хранении и экипировке.
Самостоятельная работа обучающихся Техника безопасности при хранении и перевозки топлива.
Тема 4.2 Минеральные масла.	Содержание ученого материала
Типы минеральных масел, их свойства, присадки, применение, регенерация. Техника безопасности при хранении и работе с маслами.
Определение вязкости, загрязнённости и доли механических примесей в масле.
Самостоятельная работа обучающихся Техника безопасности при хранении и работе с маслами.
Тема 4.3 Пластические смазки	Содержание ученого материала
Типы пластических смазок, их свойства, марки, применение. Пасты, эмульсии, пропиточные материалы, их свойства и применение.
Самостоятельная работа обучающихся Эмульсии, пропиточные материалы их свойства и применение.
Тема 4.4 Защитные покрытия	Содержание ученого материала
Лакокрасочные материалы, их классификация, назначение, состав, свойства.
Самостоятельная работа обучающихся Свойства и назначение лакокрасочных материалов
Тема 4.5 Вода	Содержание ученого материала
Вода. Требования к воде для охлаждения ДВС и бытовых нужд. Технология приготовления воды для охлаждения ДВС.
Исследование качества воды и расчёт потребности добавок.
Самостоятельная работа обучающихся Технология приготовления воды для охлаждения ДВС.
Тема 4.6 Хладагенты и хладоносители	Содержание ученого материала
Холодильные агенты, их свойства, маркировка, применение.
Самостоятельная работа обучающихся Маркировка хладагентов
Тема 4.7 Песок	Содержание ученого материала
Песок, его использование на тяговом подвижном составе. Технические требования и технология приготовления песка.
Итоговое занятие.
Самостоятельная работа обучающихся Подготовка к экзамену.
Всего

 

Задание на контрольную работу

 

Учебным планом предусмотрено выполнение одной контрольной работы. Задание на контрольную работу составлено в 50 вариантов. Вариант контрольной работы определяется двумя последними цифрами шифра студента по таблице 1.

 

Таблица 1 - таблица вариантов контрольной работы

Две последние цифры шифра	№ варианта	Номера вопросов и задач	Две последние цифры шифра	№ варианта	Номера вопросов и задач
		1, 50, 61, 100, 121			25, 26, 54, 98, 110
		2, 49, 63, 88, 123			23, 28, 53, 100, 108
		3, 48, 65, 86. 125			21, 30, 52, 77, 106
		4, 47, 67, 84, 122			19, 32, 74, 79, 104
		5, 46, 69, 82, 124			17, 34, 75, 81, 102
		6, 45, 52, 80, 101			15, 36, 51, 83, 125
		7, 44, 54, 98, 103			13, 38, 73, 85, 123
		8, 43, 56, 96, 105			11, 40, 72, 87, 121
		9, 42, 58, 94, 107			9, 42, 71, 89, 119
		10, 41, 71, 92, 109			7, 44, 70, 91, 107
		11, 40, 73, 90, 111			5, 45, 69, 93, 115
		12, 39, 75, 78, 113			3, 48, 68, 95, 113
		13, 38, 62, 76, 115			1, 50, 67, 97, 111
		14, 37, 64, 99, 117			24, 27, 66, 99, 109
		15, 36, 66, 97, 119			22, 29, 65, 76, 107
		16, 35, 68, 95, 102			20, 31, 64, 78, 105
		17, 34, 51, 93, 104			18, 33, 63, 80, 103
		18, 33, 53, 91, 106			16, 35, 62, 82, 101
		19, 32, 55, 89, 108			14, 37, 61, 84, 124
		20, 31, 57, 87, 110			12, 39, 60, 86, 122
		21, 30, 59, 85, 102			10, 41, 59, 88, 120
		22, 29, 70, 83, 104			8, 43, 58, 90, 118
		23, 28, 60, 81, 116			6, 45, 57, 92, 116
		24, 27, 72, 77, 118			4, 47, 56, 94, 114
		25, 26, 74, 79, 120			2, 49, 55, 96, 112

Задачи №№ 1 - 25

Начертите диаграмму состояния сплавов железо-углерод, укажите параметры основных точек, структуру сплавов в каждой области. Кратко опишите, что собой представляет феррит, аустенит, ледебурит, цементит. Опишите, какие процессы произойдут со сплавов с заданным процентом содержания углерода при охлаждении его от 1600 ⁰С до 20 ⁰С. Какие структуры имеет сплав в точках 1 и 2? Исходные данные взять в таблице 2 согласно варианта.

Таблица 2

Варианты	Показатели
Содержание углерода, %	Температура в точке 1	Температура в точке 2
	0,3
	2,7
	0,5
	2,5
	0,7
	2,3
	0,9
	1,5
	1,1
	2,1
	1,7
	1,9
	1,3
	0,4
	2,8
	0,6
	2,6
	1,0
	1,8
	1,2
	2,2
	1,4
	2,0
	1,6
	2,4

Задачи №№ 26-50

Приведите классификацию (без пояснений) углеродистых сталей по способу производства, химическому составу, назначению, качеству и степени раскисления.

Поясните, чем отличается структура конструкционных чугунов от структуры сталей. Укажите, какую форму имеют графитовые включения в серых, высокопрочных и ковких чугунах. Марки сплавов приведены в таблице 3. Ответьте на поставленный вопрос.

Таблица 3

№ задачи	Расшифруйте марки	Содержание вопроса
сталей	чугунов	сплавов
	15кп ВСт3 У11	ВЧ35 КЧ35-10	20ХГР ЛАЖ-1	Приведите марки углероистых сталей, применяемых на железнодорожном транспорте для рельс, колёс вагонов, осей.
	БСт3 У8Г	КЧ30-6СЧ-35	12Х18Н9 БРОЦС5-7-5	Опишите влияние примесей фосфора, серы, кремния, марганца на свойства углеродистых сталей.
	Ст4 У8ГА	СЧ-20 ВЧ45-6	Р12 АЛ4	Опишите и покажите графически зависимость свойств углеродистых сталей от процента содержания углерода.
	60Г ВСт4 У8А	ВЧ-100 КЧ37-12	Р9К5 Б83	Опишите структуру серого чугуна, зависимость его структуры от скорости охлаждения.
	Ст5 20кп У8	ВЧ-45 КЧ42-12	60С2ХФА Б16	Опишите влияние примесей фосфора, серы, кремния, марганца на свойства чугуна.
	БСт0кп У7ГА	КЧ-55-4 ВЧ50-7	10ХСНД БрС30	Опишите влияние примесей фосфора, серы, кремния, марганца на свойства сталей.
	ВСт5 У13	СЧ-25 ВЧ50-2	Р6М3 Б16	Опишите легирующие элементы и их обозначение в марках сталей, влияние легирующих элементов на свойства сталей.
	ВСт3сп 60Г У10А	КЧ-70-2 СЧ-15	10Г2С1Д БрОЦ4-3	Опишите инструментальные стали и маркировку (углеродистые и быстрорежущие).
	БСт4пс У10	ВЧ-50 КЧ70-2	20ХГМ АЛ4	Опишите рессорно-пружинные стали, требования к ним, марки.
	Ст3 65Г У10ГА	СЧ-35 ВЧ42-12	12Х13 ШХ15	Опишите износоустойчивые стали, область применения на железнодорожном транспорте.
	Ст1 У12А	ВЧ42-12 СЧ-18	60С2ХФА Б83	Опишите сверхтвёрдые инструментальные материалы и минералокерамические материалы.
	БСт4 20пс У8	СЧ-35 ВЧ50-7	Р6М5К5 АЛ8	Опишите сплавы алюминия, область их применения, маркировку.
	Ст3 15пс У11А	СЧ-40 ВЧ50-7	Р18Ф2 ЛАЖ-1	Опишите, какие сплавы называются латунями, их маркировку, область применения.
	Ст2 20пс У12А	КЧ35-10 СЧ-18	70С2ХА Б16	Опишите, какие сплавы называют бронзами, их маркировку, область применения.
	Ст3 08кп У8А	ВЧ42-12 СЧ-30	Р14Ф14 АЛ-2	Опишите сущность электрохимической коррозии металлов.
	БСт4 08пс У9А	СЧ-18 КЧ30-6	65С2ВА Л63	Опишите виды коррозионных процессов и характер коррозионных разрушений.
	ВСт0 У9А	КЧ37-12 СЧ-20	25ХГМ	Перечислите способы защиты металлов от коррозии, опишите сущность анодной защиты.
	Ст5 У9Г	СЧ-18 ВЧ-100	40ХН2МА А99	Опишите как производят защиту от коррозии катодные покрытия, преимущества и недостатки.
	Ст3 08пс У12А	ВЧ50-2 СЧ-25	14Г2ХНР Д16АТ	Опишите способы нанесения покрытий на металлические поверхности.
	БСт3 У12А	ВЧ50-7 СЧ-18	30ХН2МА ЛС59-1	Опишите сущность химической защиты металлов от коррозии; что такое ингибиторы.
	ВСт5 10кп У8Г	КЧ42-12 ВЧ-50	14Г2АФ БрОЦС-6-6-3	Опишите сущность электрохимической защиты от коррозии.
	Ст1 У10А	СЧ-30 ВЧ42-12	50ХСА БрОФ10-1	Опишите антифрикционные сплавы, назначение, классификацию, приведите марки.
	БСт4 60Г У12А	ВЧ50-7 СЧ-20	30Х5ГСА Л62	Объясните особенности состава и свойства коррозионностойких материалов.
	ВСт5 У10А	СЧ-20 ВЧ50-7	12Х18Н10Т ЛАЖ-1	Опишите влияние примеси фосфора, серы, кремния, марганца на свойства чугуна.
	Ст3 20кп У12А	КЧ70-2 ВЧ-35	Х12М БрОЦС5-7-5	Опишите свойства быстрорежущих сплавов; маркировка, применение на железнодорожном транспорте.

 

Задачи №№ 51-75

По диаграмме состояния сплавов Fe - Fe₃C, вычерченной в задачах №№ 1-25, определите температуру нагрева для заданного вида термообработки для двух сталей с различным содержанием углерода (покажите на диаграмме).

Перечислите виды термической и химико-термической обработки сталей. Дайте определение структурам, получаемым при распаде переохлаждённого аустенита (пластинчатый перлит, сорбит, тростит, бейнит, мартенсит). Опишите заданный Вам процесс термической обработки углеродистой стали: до какой температуры необходимо производить нагрев, как и в какой среде производить охлаждение, какая структура будет после обработки.

Вид термической обработки и процент содержания углерода в стали или марку стали взять по табл. 4.

Таблица 4

Задачи	Вид термической обработки	Содержание углерода, %	Марка стали
	Отжиг первого рода	0,2
	Отжиг второго рода	1,8
	Закалка полная	0,3	У11
	Средний отпуск	1,7	У12
	Рекристаллизационный отжиг	0,4
	Неполная закалка	1,6	У7
	Диффузионный отжиг	0,5
	Отжиг на зернистый перлит	1,5	У9А
	Изотермическая закалка на сорбит	0,7	У13
	Неполная закалка	1,3
	Отжиг первого рода	0,3
	Низкий отпуск	1,4	У10
	Полная закалка	0,4	У7А
	Отжиг первого рода	1,3
	Отжиг второго рода	0,7	У11
	Закалка полная	0,4
	Высокий отпуск	1,4	У12
	Реклисталлизационный отжиг	0,6
	Неполная закалка	1,3	У10
	Диффузионный отжиг	1,4	У10
	Отжиг на зернистый перлит	0,6
	Изотермическая закалка на сорбит	1,2
	Неполная закалка	1,4	У10
	Отжиг первого рода	0,7
	Средний отпуск	0,5	У12

 

Задачи №№ 76-100

76 Опишите влияние обработки давлением на структуру и механические свойства металлов.

77 Объясните, как определяется температурный интервал горячей обработки сталей давлением.

78 Опишите, в чём сущность ковки, какие основные операции выполняются при ковке, какое при этом используется оборудование и инструмент. Определите температуру начала и конца ковки для стали, содержащей 0,6 % С.

79 Опишите назначение прокатки металлов. Объясните, как классифицируются прокатные станы, нарисуйте схемы.

80 Опишите сущность процесса волочения и применяемое оборудование. Приведите схемы.

81 Объясните, в чём заключается сущность горячей штамповки и её преимущества. Кратко опишите конструкцию штампов.

82 Объясните, что понимается под сваркой металлов. Опишите классификацию способов сварки и применение сварки на железнодорожном транспорте.

83 Опишите процесс электрической дуговой сварки плавящимся электродом. Перечислите необходимую аппаратуру и оборудование. Приведите схему.

84 Опишите сущность процесса зенкерования и развертывания, какой для этого используется инструмент и а каких станках выполняется.

85 Кратко опишите виды фрезерных станков и работы, выполняемые на них. Сущность процесса фрезерования.

86 Объясните, в чём заключается сущность газовой сварки и опишите область её применения. Приведите схему анцителенокислородного пламени, укажите состав и температуру нормального пламени в разных зонах.

87 Опишите сущность процесса пайки и лужения, применяемые флюсы и припрй.

88 Опишите сущность процесса резания, его элементы; зависимость формы стружки и хрупкости металла.

89 Дайте понятие о станках с числовым программным управлением. Укажите область применения станков с ЧПУ.

90 Дайте понятие о шероховатости поверхности. Приведите пример. Обозначение шероховатости на чертежах.

91 Сущность процесса хопингования, притирки, суперфиниширования.

92 Опишите, что называется допуском, номинальным размером, верхним и нижнем отклонением.

93 Укажите, что называется квалитетом, сколько имеется квалитетов.

94 Укажите, что называется посадкой, на какие группы она делится.

95 Укажите как обозначаются поля допусков и посадок, какие поля допусков обеспечивают посадки с зазором, с натягом и переходные. Приведите примеры.

96 Опишите классификацию электротехнических материалов, перечислите и дайте определение основным электрическим характеристикам, приведите формулы – для их определения.

97 Объясните назначение диэлектриков, опишите классификацию диэлектриков. Перечислите основные группы твёрдых диэлектриков. Приведите примеры.

98 Опишите основные свойства и применение газообразных (воздух, элегаз, водород) и жидких диэлектриков (трансформаторное, конденсаторное и кабельное масло).

99 Опишите проводниковые материалы высокой проводимости и высокого сопротивления. Приведите их характеристики, требования к ним, особенности применения.

100 Приведите общие сведения о полупроводниках, кратко опишите классификацию, свойства и область применения.

 

Вопросы №№ 101 – 125

 

101 Укажите свойства и область применения на железнодорожном транспорте полимеров.

102 Опишите свойства пластмасс, их применение.

103 Приведите пояснения о материалах на основе каучука и резины, область их применения.

104 Приведите классификацию материалов из дерева. Деревопластики, их применение на транспорте.

105 Приведите классификацию топлива на железнодорожном транспорте.

106 Перечислите технические требования к топливу для двигателей внутреннего сгорания.

107 Получение топлива для двигателей внутреннего сгорания.

108 Дайте определение, что называется высшей и низшей теплотой сгорания топлива, как она рассчитывается, что такое условное топливо.

109 Дайте пояснения о карбюраторном топливе: классификация, марки, область применения.

110 Опишите классификацию и получение смазочных материалов, способы их очистки. Обоснуйте необходимость сбора и регенерации отработанных минеральных масел.

111 Опишите классификацию и получение смазочных материалов, способы их очистки. Присадки как способ улучшения качества минеральных смазочных масел. Область применения.

112 Перечислите основные физико-химические свойства масел, дайте определение, что называется вязкостью, температурой вспышки, опишите, как они определяются.

113 Опишите сорта, маркировку и назначение индустриальных масел, область применения на тяговом подвижном составе, приведите характеристики масел. Обоснуйте необходимость сбора и регенерации обработанных минеральных масел.

114 Опишите назначение и состав консистентных (пластичных) смазок, их классификацию.

115 Перечислите физико-химические свойства смазок. Опишите, что такое коллоидная стабильность и как она проверяется.

116 Опишите смазки для автотормозных приборов, их маркировку, технические характеристики, область применения на подвижном составе.

117 Опишите применение лакокрасочных составов на транспорте. Приведите примеры лаков и эмалей. Опишите, как образуется плёнка при нанесении лакокрасочного покрытия.

118 Укажите назначение лакокрасочных покрытий. Поясните, какой компонент лакокрасочных материалов является основным. Перечислите его основные виды. Укажите область применения для каждого.

119 Приведите классификацию лакокрасочных материалов по назначению, по виду пленкообразующего и по способу сушки.

120 Опишите, что такое лак, краска масляная, эмаль, грунтовка, шпатлёвка, их назначение при образовании покрытий. Опишите, в чём сущность старения и износа лакокрасочных покрытий.

121 Перечислите физико-химические свойства воды, параметры их определяющие.

122 Перечислите требования, предъявляемые к качеству воды для охлаждения дизелей, методы её умягчения и очистки.

123 Описать способы приготовления воды для охлаждения дизелей, особенности требований к воде в зависимости от материалов, из которых сделаны блоки дизелей.

124 Назначение песка на подвижном составе, категории песка, технологические требования к песку.

125 Опишите технологию приготовления песка, устройства для транспортировки и сушки песка.

 

Методические указания к выполнению вопросов и задач контрольной работы

Задачи №№ 1-25

Перед решением задач изучите материал: чистые металлы и их свойства, процессы кристаллизации, явления аллотропии и переохлаждения, критические точки, аллотропические формы чистого железа; основы теории сплавов, принципы построения диаграмм; структурные составляющие сплавов железо-углерод. После этого приступите к выполнению задачи.

1 Кратко опишите, что собой представляет аустенит, феррит, перлит, цементит, ледебурит.

2 Составьте таблицу параметров основных точек диаграммы по приведённой ниде форме. Для примера в таблицу внесены параметры точки А.

 

Таблица параметров точек диаграммы железо-углерод

Точки	А	С	D	E	F	G	K	P	S	Q
Процент содержания углерода
Температура 0С

 

3 На бумаге в клеточку или на миллиметровой бумаге нарисуйте систему координат диаграммы. Чтобы легче было строить и характер линий соответствовал диаграмме, приведённой в учебнике, отложите по горизонтали процент содержания углерода в масштабе 1 % = 4 клеточки (0,5 % - 1 см), а по вертикале отложите в масштабе 200 ⁰С = 4 клеточки (100⁰ - 1 см).Образовавшиеся квадраты будут аналогичны квадратам сетки диаграммы, приведённой в учебнике, что облегчит Вам её построение. Согласно составленной таблице координат точек нанесите эти точки на диаграмму и соедините их линиями подобно линиям на диаграмме в учебнике. В образовавшиеся зоны впишите названия структурных составляющих. Структурные составляющие вписать в поля без сокращения.

4 Проведите вертикальную линию на диаграмме, соответствующую превращениям сплава с заданным Вам %содержания углерода. Линию желательно выделить цветным карандашом. Обозначьте точки пересечения этой линии с линиями диаграммы, определите при каких температурах какие происходят превращения, опишите их.

5 Нанесите на линию заданные Вам точки 1 и 2 и опишите, какая структура сплава в эих точках.

 

 

Пример: кристаллизация доэвтектоидных сталей на примере стали, содержащей 0,4% углерода.

 

Восстановим из 0,4%С, обозначим точки: 1,2,3,4.

- В т.1 на линии ликвидуса при Т=..... начинается первичная кристаллизация. Из жидкого сплава выпадают кристаллы аустенита,

- в т.2 на линии солидуса при Т =..... первичная кристаллизация заканчивается образуется один аустенит,

- в т.3 на линии GS начинается вторичная кристаллизация, из аустенита выпадают кристаллы феррита,

- в т.4 на линии PS весь аустенит превращается в перлит.

- Структура доэвтектоидных сталей при комнатной Т феррит и перлит, причем, чем больше углерода, тем больше перлита.

 

Задачи №№ 26-50

Задачи №№ 26 - 50 рекомендуется выполнять после задач №№ 1 - 25.

Изучите материал:

- физические, механические и технологические свойства металлов и сплавов;

- углеродистые стали: структура, свойства, влияние примесей, маркировка, область применения;

- чугуны: структура, свойства, влияние примесей, маркировка, область применения;

- легирующие элементы: обозначение, взаимодействие их с железом и углеродом, влияние на свойства стали;

- легированные стали: классификация, маркировка и область применения конструкционных, инструментальных и специальных легированных сталей;

- металлокерамические и сверхтвёрдые сплавы и материалы.

Изучив материал, проконтролируйте себя, можете ли Вы ответить на вопросы, приведённые в конце методических указаний. Ответьте сначала на вопрос, потом расшифруйте по своему варианту марку сплава.

Например:

БСт3кп – сталь углеродистая, конструкционная, обыкновенного качества, гр.Б поставляется по химическому составу, кипящая, 3 – порядковый номер;

45 - сталь углеродистая, конструкционная, качественная, с нормальным содержанием марганца, углерода 0,45 %;

У7- сталь углеродистая, инструментальная, углерода О,7 %;

КЧ35-10 – ковкий чугун, предел прочности на растяжение 350 МПа, относительное удлинение 10 %;

12ХН3ЮА – сталь легированная хромоникилиевая, 12 - углерода 0,12%.

Х - хрома 1%, Н - никеля 3%, Ю - алюминия 1%, А - высококачественная;

Р9М4К8 - легированная инструментальная быстрорежущая сталь Р - сталь быстрорежущая, 9 - среднее содержания вольфрама в %, М4 - молибдена около 4 %, К8 - около 8 % содержание кобальта;

ВК8 – твердый сплав, кобальт 8%, остальные 92% карбид вольфрама;

Т15К6 – твердый сплав. Кобальт 6%, карбид титана 15%, остальное карбид вольфрама;

Л96 - латунь, содержит меди 96%, остальные 4% цинк;

ЛАЖ60-1-1Л – латунь алюминевожелезистая, меди 60%, алюминия 1%, железа 1%, литейная;

БрОЦСН3-7-5-1-бронза оловянистая, олово 3%, цинк 7%, свинец 5%, никель 1%;

АЛ4 – алюминиевый литейный сплав, силумин, 2 – порядковый номер;

Д16 – дюралюминий, порядковый номер 16;

АК8 – алюминиевый ковочный сплав, 8 – порядковый номер;

АВЧ1, АВЧ2 - антифрикционный ковкий чугун, цифра порядковый номер.

 

Задачи №№ 51 - 75

При выполнении задачи рекомендуется воспользоваться диаграммой состояния сплавов Fe - Fe₃C, вычерченной в задачах №№ 1 - 25, или построить по масштабу, предложенному в методических указаниях к этим задачам.

Задачи №№ 51 - 75 рекомендуется выполнять после изучения материала, необходимого для задач №№ 1 - 25 и №№ 26 - 50.

Изучите по учебнику материал:

- структура переохлаждённого аустенита, зависимость структуры от скорости охлаждения, изотермические превращения аустенита;

- виды термической обработки стали - отжиг, нормализация, закалка, отпуск, обработка холодом; как зависит температура производимого процесса от процента содержания углерода в стали;

- виды химико-термической обработки стали, как меняются свойства изделий при этом.

После изучения материала проверьте себя, можете ли вы ответить на вопросы самоконтроля. После этого приступайте к ответу на поставленные в задаче вопросы.

1 Перечислите виды химико-термической и термической обработки стали.

2 Дайте определение структурам, полученным при распаде переохлаждённого аустенита, и чем они отличаются друг от друга.

3 Опишите, в чём сущность заданного вам процесса термообработки, какие режимы нагрева и охлаждения необходимо выдержать для эвтектоидной, доэвтектоидной и заэвтектоидной стали.

4 Определите, какая Вам задана сталь и до какой температуры её надо нагревать.

 

Вопросы №№ 76 - 100

Изучите вопросы:

- принципы организации литейного производства, методику заливки подшипников, применяемое оборудование;

- принципы обработки металлов давлением, процессы, происходящие при нагреве металла, ковка, штамповка, прессование, используемое оборудование, инструменты, применение перечисленных методов обработки металла при ремонте подвижного состава;

- виды сварки и резки металлов, типы сварочных швов, оборудование для сварки при ремонте подвижного состава;

- виды пайки, технические характеристики припоев;

- принципы обработки металлов резаньем, процессы происходящие при резании, точении, сверлении, фрезеровании, зенкеровании, строгании; применяемый инструмент и оборудование;

- отделочные виды обработки, принципы, инструмент, оборудование;

- принципы электрической и ультразвуковой обработки металлов;

- особенности обработки колесных пар, применяемое оборудование;

- принципы работы станков с программным управлением;

- техника безопасности.

Изучите вопросы, поясняющие, что называется допуском, квалитетом, посадкой, шероховатостью. Дайте определение каждому показателю, после этого ответьте на вопросы. Изучите, какими параметрами характеризуется шероховатость: что такое базовая длина, средняя линия профиля, средний шаг неровности, средний шаг местных выступов, высота неровностей профиля по10 точкам, наибольшая высота профиля, среднеарифметическое отклонение профиля, относительная опорная длина профиля. Как обозначается поверхность, обработка которой подлежит образованию удалением металла, без удаления металла, если конструктором не предусмотрено, какие ставятся обозначения, направления неровностей (параллельное, перпендикулярное, перекрещивающееся, кругообразное, радиальное, произвольное), в каких случаях делаются дополнительные записи.

Для ответа на следующие вопросы посмотрите, что такое допуск, квалитет, посадка, изучите, в чем сущность посадок в системе основного отверстия и основного вала. Как обозначаются ряды основных отклонений основного отверстия и основного вала, какие поля, какие поля допусков обеспечивают зазор, натяг и какие являются переходными. Как записываются поля допусков.

Вопросы №№ 101 - 125

При ответе на вопросы необходимо знать следующий материал:

- свойства, область применения пластмасс и других синтетических материалов на железнодорожном транспорте;

- основные породы древесины, применяемые при ремонте подвижного состава;

- классификацию материалов из дерева, технологию обработки, порки древесин.

После изучения этого материала можно приступить к ответу на поставленные вопросы.

 

5 Вопросы для самопроверки при подготовке к дифференцированному зачёту

1 Основы металловедения. Физические, химические, механические и технологические свойства металлов. Определение ударной вязкости материалов

2 Определение твердости по методу Бринелля

3 Определение твердости по методу Роквелла

4 Внутреннее строение чистых металлов, виды кристаллических решеток. Кристаллизация чистых металлов, аллотропические превращения железа

5 Теория сплавов. Виды сплавов. Принцип построения диаграмм состояний. Диаграмма состояний сплавов «Свинец-сурьма»

6 Диаграмма состояний сплавов «Железо-цементит». Структурные составляющие сплавов. Практическое применение диаграммы

7 Углеродистые стали, их классификация, маркировка, применение

8 Чугуны: белый, серый, ковкий, высокопрочный, их структура, маркировка, применение

9 Термическая обработка сталей: отжиг и нормализация углеродистых сталей

10 Термическая обработка сталей: закалка и отпуск углеродистых сталей

11 Химико-термическая обработка сталей: цементация, азотирование, цианирование и др.

12 Легированные стали, их классификация, легирующие компоненты, маркировка, применение. Быстрорежущие, шарикоподшипниковые, износостойкие, нержавеющие стали

13 Твердые сплавы: металлокерамические, литые, порошковые, их маркировка, применение

14 Медь и ее сплавы, их свойства, маркировка, применение

15 Алюминий и его сплавы, их свойства, маркировка, применение

16 Антифрикционные сплавы, их состав, свойства, маркировка, применение

17 Литейное производство. Получение отливок в разовых формах

18 Литье в кокиль, под давлением, центробежное литье

19 Точное литье (литье по выплавляемым моделям). Литье в оболочковые формы

20 Обработка металлов давлением. Выбор температур нагрева. Холодная и горячая обработка, изменение структуры и свойств металла

21 Свободная ковка, применяемое оборудование, инструмент, операции свободной ковки

22 Штамповка металлов: листовая и объемная, в одно- и многоручьевых штампах

23 Прокатка металлов. Сортамент проката. Схемы прокатки, применяемое оборудование

24 Электродуговая сварка по методам Бенардоса и Славянова, оборудование, электроды

25 Газовая сварка металлов, применяемые газы, горелки, баллоны, редукторы, сварочное пламя

26 Электроконтактная сварка: стыковая, точечная, роликовая. Особые виды сварки

27 Паяние металлов мягкими и твердыми припоями, марки припоев, флюсы

28 Основы обработки металлов резанием. Токарно-винторезные станки, их конструкция, приспособления, инструменты, выполняемые работы на станках

29 Сверлильные станки, их конструкция, приспособления, инструменты, выполняемые работы на станках

30 Фрезерные станки, их классификация, приспособления, инструменты, выполняемые работы на станках

31 Абразивный и алмазные инструменты для шлифовальных станков

32 Шлифовальные станки, их классификация, конструкция, приспособления, выполняемые работы на станках

33 Электроискровая и анодно-механическая обработка металлов: схема обработки, инструмент, выполняемые работы

34 Взаимозаменяемость. Допуски и посадки. Обозначение на чертежах

35 Шероховатость поверхности. Параметры шероховатости. Обозначение на чертежах

36 Коррозия металлов, ее классификация по месту распространения. Виды коррозии: химическая, электрохимическая, смешанная. Способы защиты от коррозии

37 Электроизоляционные материалы, их классификация. Физические и электрические свойства диэлектриков

38 Газообразные, жидкие и твердеющие диэлектрики: воздух, элегаз, водород, трансформаторное, конденсаторное, кабельное масла, воск, парафин, битум

39 Твердые диэлектрики: пластмассы, бумага, картон, лакоткани, их свойства, маркировка, применение

40 Твердые диэлектрики: гетинакс, текстолит, оргстекло, слюда и материалы на основе слюды, их свойства, применение

41 Электротехническая керамика, ее получение, классификация,свойства,, применение

42 Электротехническое стекло, стеклоэмали, ситаллы, их получение, свойства, применение

43 Проводниковые материалы высокой проводимости: медь, алюминий, сталь, вольфрам, их свойства, применение

44 Провода и кабельные изделия. Конструкция силовых кабелей

45 Сплавы высокого сопротивления: константан, манганин, нихром, хромаль, фехраль, их свойства, применение

46 Полупроводниковые материалы: германий, кремний, их получение, свойства, применение

47 Магнитные материалы. Основные характеристики. Петля гистерезиса. Магнитомягкие и магнитотвердые материалы, их свойства, применение

48 Полимеры, их классификация, структура, получение, применение

49 Пластмассы, их состав, свойства, классификация. Методы переработки пластмасс в изделия

50 Пластмассы на основе поликонденсации: фенопласты, аминопласты, стеклопластики, их свойства, применение

51 Пластмассы на основе полимеризации: полиэтилен, полипропилен, полистирол, ПВХ, газонаполненные пластмассы, их свойства, применение

52 Древесина, ее свойства, достоинств, недостатки, внутреннее строение. Пороки древесины

53 Пиломатериалы и изделия из дерева: погонажные изделия, паркет, столярные плиты, фанера, шпалы, деревопластики

54 Топливо, его состав, классификация, основные характеристики, получение топлива для ДВС

55 Жидкое топливо: карбюраторное и дизельное, их характеристики, марки, применение

56 Минеральные масла, их получение, очистка, присадки, регенерация.

57 Виды минеральных масел: осевые, индустриальные, моторные, авиационные, их марки, применение

58 Трансмиссионные масла. Компрессорные масла для холодильных машин, их свойства, применение

59 Пластичные (консистентные) смазки, их виды, основные характеристики, марки, применение

60 Лакокрасочные материалы: пленкообразующие вещества, пигменты, наполнители, лаки, краски, грунты, шпаклевки

61 Маркировка лакокрасочных покрытий. Способы нанесения покрытий

62 Вода, ее классификация, примеси, химические свойства воды

63 Жесткость и щелочность воды. Методы умягчения. Приготовление воды для охлаждения двигателей внутреннего сгорания.

64 Хладагенты: аммиак, хладоны, жидкий азот, их свойства, применение, хранение и транспортировка. Хладоносители