Промежуточное (бейнитное) превращение

В результате промежуточного превращения образуется бейнит, представляющий собой структуру, состоящую из a-твердого раствора несколько пересыщенного углеродом и частиц цементита. Бейнитное превращение сочетает в себе элементы перлитного и мартенситного превращений. В аустените образуются объемы, обогащенные и обедненные углеродом. Обедненные углеродом участки аустенита претерпевают g ® a превращение бездиффузионным путем (мартенситным). В объемах аустенита, обогащенных углеродом, при t = 400–550°С происходит выделение частиц цементита. При t < 400°С частицы цементита выделяются в кристаллах a-фазы.

Бейнит, образовавшийся при температурах 400–550°С называется верхним бейнитом, он имеет перистое строение с худшими механическими свойствами (пониженные s_в, КСU и d).

При более низких температурах (ниже 400°C) образуется нижний бейнит, он имеет игольчатое строение с лучшими механическими характеристиками (большим s_в, КСU и d).

 

Мартенситное превращение аустенита

 

Мартенсит – это пересыщенный твердый раствор внедрения углерода вFe_α

Мартенсит образуется только из аустенита в результате сильного переохлаждения последнего со скоростью не менее критической скорости закалки (V _кр = – касательная к диаграмме, см. рис. 22, а).

Мартенситные пластины (иглы) образуются почти мгновенно, со скоростью более 1000 м/с, только в пределах аустенитного зерна и не переходят границу между зернами. Поэтому размер игл мартенсита зависит от размера зерен аустенита. Чем мельче зерна аустенита, тем мельче иглы мартенсита и структура характеризуется как крупноигольчатый или мелкоигольчатый мартенсит. Решетка мартенсита тетрагональная, т.е. периоды с > а (рис. 24).

 

 

Рис. 24. Микроструктура и кристаллическая решетка мартенсита

 

Механизм мартенситного превращения состоит в том, что при температурах ниже М_Н решетка аустенита, хорошо растворяющая углерод (до 2,14% С) оказывается неустойчивой, и перестраивается в решетку Fe_α, способность которой растворять углерод, очень мала (до 0,02%).

Из-за большой скорости охлаждения весь углерод находящийся в аустените (ГЦК решетка) остается зафиксированным в Fe_α(ОЦК решетка), где места для его размещения нет. Поэтому избыточный углерод искажает решетку, вызывает появление больших внутренних напряжений и, как следствие, твердость и прочность растут, а ударная вязкость и пластичность падают.

Аустенитно-мартенситное превращение сопровождается увеличением объема. Все структуры стали можно расположить (от максимального объема к минимальному) в следующий ряд: мартенсит – троостит – сорбит – перлит – аустенит.

Отличие от перлитного превращения:

1) большая скорость превращения;

2) превращение бездиффузионное, т.е. без предварительного выделения углерода и образования Fe₃C;

3) начинается превращение в точке М_Н и заканчивается в точке М_К, причем положение этих точек зависит только от химического состава сплава;

4) в структуре мартенсита всегда есть небольшое количество остаточного непревращенного аустенита (до 4%);

5) решетка мартенсита тетрагональная (а = b ¹ с).

 

Виды термической обработки

 

Термической обработкой называется такая технологическая операция, при которой путем нагрева сплава до определенной температуры, выдержке при этой температуре и последующего охлаждения происходят структурные изменения, вызывающие изменения свойств металлов.

Термическая обработка проводится обычно в тех случаях, когда наблюдаются:

1) полиморфные превращения;

2) ограниченная и переменная (увеличивающаяся с температурой) растворимость одного компонента в другом в твердом состоянии;

3) изменение строения металла под влиянием холодной деформации.

Основными параметрами режимов термической обработки являются: температура и скорость нагрева, продолжительность выдержки при заданной температуре, скорость охлаждения.

Температура нагрева стали зависит от положения критических точек, вида термической обработки и назначается на основании анализа диаграммы состояния сплава.

Скорость нагрева зависит от химического состава сплава, размера и формы обрабатываемых деталей, массы садки, характера расположения деталей в печи, типа нагревательного устройства и т.д.

Выдержка при заданной температуре необходима для завершения фазовых превращений, происходящих в металле, выравнивания концентрации по всему объему детали. Время нагрева складывается из времени собственного нагрева t_ни времени выдержки t_в:

 

t_общ = t_н + t_в,

 

где t_в принимается равным 1 мин на 1 мм толщины для углеродистых сталей и 2 мин для легированных.

 

t_н = 0,1D·K₁·K₂·K₃

где D – размер наибольшего сечения (размерная характеристика);

K₁ – коэффициент среды (для газа – 2, соли – 1, металла – 0,5);

K₂ – коэффициент формы (для шара – 1, цилиндра – 2, пластины – 4, параллелепипеда – 2,5);

K₃ – коэффициент равномерного нагрева (всесторонний – 1, односторонний – 4).

Скорость охлаждения зависит, главным образом, от степени устойчивости аустенита, т.е. от химического состава стали, а также от структуры, которую необходимо получить.

В зависимости от скорости охлаждения углеродистой стали получают следующие структуры: феррит с перлитом, перлит, сорбит, тростит, мартенсит.

Согласно диаграмме состояния Fe-Fe₃C, температурные точки, образующие линию PSK, обозначаются А ₁; линию GS – A ₃; линию ES – А_ст. если рассматривается процесс нагрева, то перед цифровым индексом ставят букву С (А _С1, А _С3), а если в случае охлаждения r (А_{r з}, A_r1).

Углеродистые стали подвергаются следующим видам термической обработки: отжигу, нормализации, закалке и отпуску.

 

Отжиг стали

Цель отжига:

1) исправление структуры после горячей обработки (ковки, литья);

2) снижение твердости для облегчения обработки резанием;

3) снятие внутренних напряжений;

4) подготовка структуры к последующей термической обработке и холодной штамповке;

5) уменьшение химической неоднородности.

При полном отжиге сталь нагревается выше линии А _С3 на 30–50°С, выдерживается нужное время при этой температуре и затем медленно охлаждается, как правило, вместе с печью (рис. 25).

При нагреве выше точки А _С3 происходит перекристаллизация, в результате чего зерна измельчаются, внутренние напряжения устраняются, сталь становится мягкой и вязкой. Полному отжигу подвергают преимущественно доэвтектоидные стали.

В случае нагрева этих сталей ниже А _С3 часть зерен феррита остается в том же виде, в каком он был до отжига (большие размеры, пластинчатая форма), что приводит к понижению вязкости стали.

При неполном отжиге сталь нагревается выше линии А _С1 на 30–50°С и после выдержки медленно охлаждается вместе с печью. При неполном отжиге происходит лишь частичная перекристаллизация (перлит-аустенит). Этот вид применяется для заэвтектоидных сталей.

 

Рекрист.

 

Рис. 25. Оптимальные температуры нагрева при различных видах отжига

 

Нагрев этих сталей выше линии A _сm(аустенитное состояние) нецелесообразен, так как растворенный в аустените цементит при последующем охлаждении будет выделяться по границам зерен перлита в виде сетки, что резко снижает пластичность и делает сталь хрупкой.

Диффузионный отжиг (гомогенизация) применяется для выравнивания химической неоднородности по объекту кристалла в крупных отливках. Он проводится при температуре 1050–1150°С и при более длительных выдержках (10–18 ч).

Рекристаллизационный отжиг применяется при снятии наклепа и внутренних напряжений в стали после холодной обработки давлением (прокатка, штамповка, вытяжка и др.). Для углеродистых сталей этот вид отжига проводится при температуре 650–690°С. В результате чего твердость понижается, а пластичность растет.

 

Нормализация стали

Нормализацией стали называется вид термической обработки, состоящий в нагреве стали на 30–50°С выше линии GSE (А _cз и А _cm), выдержке при этой температуре и последующем охлаждении на спокойном воздухе.

Цель нормализации – измельчение зерна, улучшение механических свойств, подготовка структуры для окончательной обработки (закалки и отпуска).

По сравнению с отжигом, скорость охлаждения при нормализации значительно выше, поэтому распад аустенита идет при больших переохлаждениях, что приводит к образованию мелкозернистых продуктов распада – феррита и перлита, и, следовательно, повышению твердости.

Нормализация, как вид термической обработки, применяется главным образом для низкоуглеродистых строительных сталей. Нормализацией устраняется цементитная сетка в заэвтектоидных сталях при подготовке их к закалке.

 

Закалка стали

Закалкой называется вид термической обработки, состоящий в нагреве стали до температуры выше линии А _С3 (доэвтектоидной стали) или А _С1 (заэвтектоидной стали) на 30–50°С, выдержке при данной температуре и последующем быстром охлаждении в воде или масле (рис. 26).

Цель закалки – повышение твердости, прочности и износостойкости стали за счет получения структуры мартенсита, имеющего характерное игольчатое строение.

Для превращения аустенита в мартенсит скорость охлаждения должна быть больше критической скорости закалки V _кр.

Критической скоростью закалки называется наименьшая скорость охлаждения, при которой весь аустенит переохлаждается до мартенситного превращения. Если скорость охлаждения будет меньше V _кр, аустенит распадается на феррито-цементитную смесь (тростит, сорбит, перлит, см. рис. 22).

 

 

Рис. 26. Оптимальные температуры нагрева под закалку углеродистых сталей

 

Требуемая скорость охлаждения обеспечивается подбором охлаждающей среды. В производственной практике для закалки применяют воду, минеральные масла, водные растворы солей, щелочи. Основным преимуществом масел по сравнению с водой является медленное охлаждение в мартенситной области (ниже 300°С), вследствие чего закалка в масле дает меньшую деформацию, напряжения и склонность к образованию закалочных трещин.

Различают полную и неполную закалку стали. При полной закалке сталь нагревается на 30–50°С выше критической точки А _С3. Доэвтектоидные стали обязательно подвергают полной закалке, т.е. нагревают до полного перехода феррито-перлитной структуры в аустенитную. При последующем охлаждении со скоростью выше критической сталь приобретает структуру мартенсита.

Недогрев доэвтектоидной стали до точки А _С3 приводит к сохранению в структуре закаленной стали наряду с мартенситом некоторого количества феррита и, следовательно, к заниженным механическим свойствам после закалки. Такую закалку называют неполной, и для доэвтектоидной стали она является пороком (рис. 27, б).

При неполной закалке заэвтектоидной стали (нагрев выше точки А _С1, но ниже точки А _сm) оставшийся нерастворенным цементит повышает твердость стали после закалки, так как является упрочняющей фазой. Если заэвтектоидную сталь нагреть выше линии А _сm, то в ее структуре будет крупноигольчатый мартенсит с повышенным количеством остаточного аустенита (рис. 28, б). Таким образом, если для доэвтектоидных сталей неполная закалка является дефектом, то для заэвтектоидных – основным видом закалки.

 

Рис. 27. Структурные превращения в доэвтектоидной стали при

закалке:

а – полная закалка, б – неполная закалка

 

 

Рис. 28. Структурные превращения в заэвтектоидной стали при

закалке:

а – неполная закалка, б – полная закалка

Отпуск стали

Отпуском называется вид термической обработки, состоящий из нагрева закаленной на мартенсит стали до температуры ниже линии PSK (А _С1), выдержке при этой температуре и последующего охлаждения.

Нагрев стали при отпуске облегчает переход из метастабильного состояния пересыщенного a-твердого раствора в более устойчивое.

При отпуске с повышением температуры в закаленной стали происходит выделение углерода из мартенсита, что сопровождается уменьшением кристаллической решетки, образованием и коагуляцией (укрупнением) частичек цементита.

С повышением температуры отпуска предел прочности и твердость понижаются, а пластичность и ударная вязкость растут.

В соответствии с техническими требованиями, предъявляемыми к изделиям на практике, применяют следующие виды отпуска: низкий, средний и высокий.

Низкий отпуск характеризуется невысокими температурами нагрева (150–250°С) и применяется для изделий, где требуется высокая твердость (HRC 56–64) и износостойкость. Низкий отпуск незначительно уменьшает твердость закаленной стали и увеличивает вязкость, снимая внутренние напряжения в изделиях. Свойства стали после отпуска зависят не только от температуры нагрева, но и от продолжительности выдержки. Низкий отпуск применяют для режущего инструмента, зубил, валков, калибров, шаблонов, изделий из цементуемых сталей.

Структура сталей после низкого отпуска – отпущенный мартенсит.

Средний отпуск характеризуется нагревом закаленной стали до температуры 300–400°С и обеспечивает относительно высокую твердость HRС 40–54 и максимальный предел упругости при достаточной прочности. Этот вид отпуска применяется для пружин, рессор, штампов, ударного инструмента и т.д. Структура изделий после среднего отпуска – тростит отпуска.

Высокий отпуск осуществляется нагревом закаленной стали до 500–600°С и применяется для изделий из конструкционных сталей, подвергаемых воздействию высоких динамических, знакопеременных или статических напряжений. Структура стали после высокого отпуска сорбит отпуска.

 

Порядок выполнения работы

Работа выполняется бригадным методом. Каждый студент бригады получает задание на проведение одного из видов термической обработки. Пользуясь диаграммой состояния Fe-Fe₃C и справочной литературой, самостоятельно определяет режим заданного вида термообработки, практически осуществляет термообработку и измеряет твердость.

По полученным значениям твердости образцов (по Бринеллю) после различных видов термообработки строятся графики:

а) зависимости твердости стали от скорости охлаждения,

б) зависимости твердости закаленной стали от температуры отпуска.

При выполнении работы необходимо:

1) Замерить твердость образцов в исходном состоянии на приборе Роквелла по шкале В.

2) Нарисовать стальной участок диаграммы Fe-Fe₃C и указать на ней температурные интервалы нагрева под отжиг, нормализацию, закалку и отпуск.

3) Для заданного вида термической обработки выбрать и обосновать максимальную температуру нагрева и продолжительность выдержки и скорость охлаждения. Скорость охлаждения в различных закалочных средах можно принять:

V _п – вместе с печью 1 град/С, lg V _п = 0

V _вз – на воздухе7,5 град/С, lg V _вз = 0,876

V _м – в масле70 град/С, lg V _м = 1,845

V _в– в воде 1000 град/С, lg V _в = 1,845

4) Нагреть образцы по разработанной технологии и провести термообработку.

5) Замерить твердость термообработанных образцов на приборе Роквелла (твердость отожженных и нормализованных образцов измерить шариком по шкале В, твердость закаленных и отпущенных образцов алмазным конусом по шкале С).

6) Полученные результаты занести в табл. 8

7) Закаленные образцы подвергнуть отпуску при температуре 200, 400 и 600°С. Время выдержки при соответствующей температуре определяют из расчета 2–3 мин на 1 мм толщины образца. После выдержки образцы охлаждаются на воздухе или в воде.

8) Замерить твердость образцов после отпуска на приборе Роквелла по шкале С.

 

Таблица 8

Вид термообработки	Температура нагрева, °С	V охл., °С   lg V охл.	Твердость HRC → HB	Микроструктура
Отжиг					П + Ф
Нормализация		7,5 0,87			П + Ф
Закалка в масле		1,84			М + Т
Закалка в воде		3,0			М + Аост

 

9) Полученные результаты занести в табл. 9 и проанализировать влияние температуры отпуска на твердость стали.

10) На металлографических микроскопах изучить микроструктуру после каждого вида термообработки, зарисовать ее в отчет и занести в табл. 8, 9.

11) По результатам всей группы построить графики влияния скорости охлаждения и температуры отпуска на твердость термообработанной стали.

 

Таблица 9

Вид термообработки	Температура нагрева, °С	Твердость HRC → HB	Микроструктура
Низкий отпуск				Мотп.
Средний отпуск				Тотп.
Высокий отпуск				Сотп.

 

12) Написать отчет по работе в соответствии с вышеуказанными пунктами задания.

 

Контрольные вопросы

1. Какие параметры термообработки Вы знаете?

2. В чем заключается перлитное превращение сталей?

3. Почему мартенсит называют пересыщенным твердым раствором углерода в Fe_a?

4. Назначение и условия проведения: диффузионного отжига; рекристаллизационного отжига.

5. Назначение и условия проведения полного и неполного отжига.

6. Нормализация сталей.

7. Закалка сталей.

8. Отпуск сталей.

9. Какой дефект и почему появляется у стали марки 40 при закалке, если ее недогреть до оптимальной температуры?

10. Почему при закалке стали 40 с температуры 1100°С появляется брак?

Контрольные тесты

 

Общая характеристика материалов

Атомно-кристаллическое строение металлов

Пластическая деформация металлов

 

1. Какое свойство материала характеризует его сопротивление упругому и пластическому деформированию при вдавливании в него другого, более твердого тела?

а) Выносливость.

б) Прочность.

в) Упругость.

г) Твердость.

 

2. Как называется явление упрочнения материала под действием пластической деформации?

а) Текстура.

б) Улучшение.

в) Деформационное упрочнение.

г) Полигонизация.

 

3. Что такое рекристаллизация?

Это группа явлений, происходящих при нагреве деформированного металла и охватывающих:

а) процессы образования субзерен с малоугловыми границами, возникающими при скольжении и переползании дислокаций;

б) все изменения кристаллического строения и связанных с ним свойств;

в) процессы зарождения и роста новых зерен с меньшим количеством дефектов строения;

г) изменения тонкой структуры (главным образом уменьшение количества точечных дефектов).

 

4. Какое деформирование металла называют холодным?

а) Деформирование, при котором не возникает деформационное упрочнение.

б) Деформирование при температуре ниже температуры рекристаллизации.

в) Деформирование при комнатной температуре.

г) Деформирование при отрицательных температурах.

 

Железо и сплавы на его основе

 

5. Как называется структура, представляющая собой твердый раствор углерода в α-железе?

а) Перлит.

б) Цементит.

в) Феррит.

г) Аустенит.

 

6. Как называется структура, представляющая собой твердый раствор углерода в γ-железе?

а) Цементит.

б) Феррит.

в) Аустенит.

г) Ледебурит.

 

7. Как называется структура, представляющая собой карбид железа – Fe₃C?

а) Феррит.

б) Аустенит.

в) Ледебурит.

г) Цементит.

 

8. Как называется структура, представляющая собой механическую смесь феррита и цементита?

а) Перлит.

б) δ-феррит.

в) Аустенит.

г) Ледебурит.

 

9. Как называется структура, представляющая собой механическую смесь аустенита и цементита?

а) Перлит.

б) Феррит.

в) Ледебурит.

г) δ-феррит.

 

10. На каком участке диаграммы железо-цементит протекает эвтектоидная реакция?

а) В области QPSKL.

б) В области SECFK.

в) На линии ECF.

г) На линии PSK.

 

11. На каком участке диаграммы железо-цементит протекает эвтектическая реакция?

а) На линии ECF.

б) В области SECFK.

в) В области EIBC.

г) На линии PSK.

 

12. Какая из структурных составляющих железоуглеродистых сплавов обладает при комнатной температуре наибольшей пластичностью?

а) Аустенит.

б) Феррит.

в) Цементит.

г) Перлит.

 

13. Какая из структурных составляющих железоуглеродистых сплавов обладает наибольшей твердостью?

а) Аустенит.

б) Перлит.

в) Феррит.

г) Цементит.

 

14. Сколько процентов углерода (С) содержится в углеродистой заэвтектоидной стали?

а) 0,02 < C < 0,8.

б) 4,3 < C < 6,67.

в) 2,14 < C < 4,3.

г) 0,8 < C ≤ 2,14.

 

15. Каков структурный состав заэвтектоидной стали при температуре ниже 727ºС?

а) Ледебурит + первичный цементит.

б) Феррит + третичный цементит.

в) Перлит + вторичный цементит.

г) Феррит + перлит.

 

16. На рисунке представлена схема структуры стали. Какая это сталь?

а) Техническое железо.

б) Эвтектоидная.

в) Заэвтектоидная.

г) Доэвтектоидная.

 

 

17. Какие железоуглеродистые сплавы называют чугунами?

а) Содержащие углерода более 0,8%.

б) Содержащие углерода более 4,3%.

в) Содержащие углерода более 0,02%.

г) Содержащие углерода более 2,14%.

 

18. Какой чугун называют белым?

а) В котором весь углерод или часть его содержится в виде графита.

б) В котором весь углерод находится в химически связанном состоянии.

в) В котором металлическая основа состоит из феррита.

г) В котором на ряду с графитом содержится ледебурит.

 

19. В доэвтектических белых чугунах при температуре ниже 727ºС присутствуют две фазовые составляющие: цементит и …. Как называется вторая фаза?

а) Феррит.

б) Аустенит.

в) Ледебурит.

г) Перлит.

 

20. В каком из перечисленных в ответе сплавов одной из структурных составляющих является ледебурит?

а) Доэвтектический белый чугун.

б) Сталь при температуре, выше температуры эвтектоидного превращения.

в) Ферритный серый чугун.

г) Техническое железо.

 

21. Как по микроструктуре чугуна определяют его вид (серый, ковкий, высокопрочный)?

а) По размеру графитных включений.

б) По характеру металлической основы.

в) По форме графитных включений.

г) По количеству графитных включений.

 

22. Как по микроструктуре чугуна определяют его вид (ферритный, ферритно-перлитный, перлитный)?

а) По размеру графитных включений.

б) По количеству графитных включений.

в) По форме графитных включений.

г) По характеру металлической основы.

 

Основные понятия теории термической обработки

Технология термической обработки стали

 

23. Чем объясняется, что троостит обладает большей твердостью, чем сорбит?

а) Форма цементитных частиц в троостите отличается от формы частиц в сорбите.

б) В троостите меньше термические напряжения, чем в сорбите.

в) Троостит содержит больше (по массе) цементитных частиц, чем сорбит.

г) В троостите цементитные частицы более дисперсны, чем в сорбите.

 

24. Какую кристаллическую решетку имеет мартенсит?

а) Кубическую.

б) ГПУ.

в) Тетрагональную.

г) ГЦК.

 

25. Какая из скоростей охлаждения, нанесенных на диаграмму изотермического распада аустенита (рисунок), критическая?

а) V ₁

б) V ₄

в) V ₃

г) V ₂

 

 

26. Как называется структура, представляющая собой пересыщенный твердый раствор углерода в α-железе?

а) Мартенсит.

б) Цементит.

в) Феррит.

г) Аустенит.

 

27. Какую скорость охлаждения при закалке называют критической?

а) Максимальную скорость охлаждения, при которой еще протекает распад аустенита на структуры перлитного типа.

б) Минимальную скорость охлаждения, необходимую для получения мартенситной структуры.

в) Минимальную скорость охлаждения, необходимую для фиксации аустенитной структуры.

г) Минимальную скорость охлаждения, необходимую для закалки изделия по всему сечению.

 

28. Каковы основные признаки мартенситного превращения?

а) Диффузионный механизм превращения и четкая зависимость температуры превращения от скорости охлаждения сплава.

б) Зависимость полноты превращения от температуры аустенизации и малые искажения в кристаллической решетке.

в) Слабовыраженная зависимость температуры превращения от состава сплава и малые напряжения в структуре.

г) Бездиффузионный механизм превращения и ориентированная структура.

 

29. Какой температуре (каким температурам) отвечают критические точки А ₃ железоуглеродистых сплавов?

а) 727ºС.

б) 727…1147ºС (в зависимости от содержания углерода).

в) 727…911ºС (в зависимости от содержания углерода).

г) 1147ºС.

 

30. Что означает точка А _с3?

а) Температурную точку начала распада мартенсита

б) Температурную точку начала превращения аустенита в мартенсит.

в) Температуру критической точки перехода перлита в аустенит при неравновесном нагреве.

г) Температуру критической точки, выше которой при неравновесном нагреве доэвтектоидные стали приобретают аустенитную структуру.

 

31. Какой структурный состав приобретет доэвтектоидная сталь после закалки от температуры выше А _с1, но ниже А _с3?

а) Мартенсит + феррит.

б) Перлит + вторичный цементит.

в) Мартенсит + вторичный цементит.

г) Феррит + перлит.

 

32. От какой температуры (t) проводят закалку углеродистых заэвтектоидных сталей?

а) От t на 30…50ºС выше А _сm.

б) От t на 30…50ºС ниже линии ECF диаграммы Fe-C.

в) От t на 30…50ºС выше эвтектической.

г) От t на 30…50ºС выше А ₁.

 

33. Почему для доэвтектоидных сталей (в отличие от заэвтектоидных) не применяют неполную закалку?

а) Образуется мартенсит с малой степенью пересыщения углеродом.

б) Образуются структуры не мартенситного типа (сорбит, троостит).

в) Изделие прокаливается на недостаточную глубину.

г) В структуре, наряду с мартенситом, остаются включения феррита.

 

34. Какова температура закалки стали 50 (сталь содержит 0,5% углерода)?

а) 600…620ºС.

б) 810…830ºС.

в) 740…760ºС.

г) 1030…1050ºС.

 

35. Какова температура закалки стали У12 (сталь содержит 1,2% углерода)?

а) 760…780ºС.

б) 600…620ºС.

в) 1030…1050ºС.

г) 820…840ºС.

 

36. Сколько процентов углерода содержится в мартенсите закаленной стали марки 45 (сталь содержит 0,45% углерода)?

а) 0,45%.

б) 2,14%.

в) 0,02%.

г) 0,80%.

 

37. Что такое закаливаемость?

а) Глубина проникновения закаленной зоны.

б) Процесс образования мартенсита.

в) Способность металла быстро прогреваться на вся глубину.

г) Способность металла повышать твердость при закалке.

 

38. Расположите образцы стали, закаленные в воде, в масле и на воздухе, по степени убывания закаленного слоя, если образец, закаленный в воде насквозь не прокалился.

а) В масле – на воздухе – в воде.

б) На воздухе – в масле – в воде.

в) В масле – в воде – на воздухе.

г) В воде – в масле – на воздухе.

 

39. В чем состоит значение сквозной прокаливаемости сталей?

Сквозное прокаливание обеспечивает:

а) повышение твердости термообработанного изделия, однако при этом ударная вязкость в сердцевине ниже, чем в наружных слоях;

б) получение после термообработки зернистых структур во всем объеме изделия и высоких однородных по сечению механических свойств;

в) получение одинаковой твердости по сечению изделия;

г) сокращение количества остаточного аустенита, что приводит к повышению механических свойств стали.

 

40. Как влияют большинство легирующих элементов, растворенных в аустените, на прокаливаемость стали?

а) Увеличивают прокаливаемость.

б) Уменьшают прокаливаемость.

в) Не влияют на прокаливаемость.

г) Влияние неоднозначно. Велика зависимость от режимов отпуска.

 

41. При каком виде отпуска закаленное изделие приобретает наибольшую пластичность?

а) При низком отпуске.

б) При высоком отпуске.

в) Пластичность стали является ее природной характеристикой и не зависит от вида отпуска.

г) При среднем отпуске.

 

42. Как влияет температура нагрева при отпуске на твердость изделий из углеродистой стали?

а) Влияние температуры отпуска на твердость неоднозначно.

б) Чем выше температура нагрева, тем выше твердость.

в) Чем выше температура нагрева, тем ниже твердость.

г) Твердость не зависит от температуры отпуска.

 

43. При какой термической обработке углеродистой стали наиболее вероятно образование структуры зернистого сорбита?

а) При нормализации.

б) При улучшении.

в) При закалке на мартенсит и среднем отпуске.

г) При закалке на сорбит.

 

44. Как называется термическая обработка, состоящая из закалки и высокого отпуска?

а) Нормализация.

б) Улучшение.

в) Сфероидизация.

г) Полная закалка

 

45. Какой отжиг следует применить для снятия деформационного упрочнения?

а) Рекристаллизационный.

б) Полный (фазовую перекристаллизацию).

в) Сфероидизирующий.

г) Диффузионный.

 

46. Какова цель диффузионного отжига?

а) Гомогенизация структуры.

б) Снятие напряжений в кристаллической решетке.

в) Улучшение ферритной составляющей структуры.

г) Получение зернистой структуры.

 

47. Как регулируют глубину закаленного слоя при нагреве токами высокой частоты?

а) Силой тока.

б) Интенсивностью охлаждения.

в) Частотой тока.

г) Типом охлаждающей жидкости.

 

48. Как называется термическая обработка стали, состоящая из нагрева ее до аустенитного состояния и последующего охлаждения на спокойном воздухе?

а) Истинная закалка.

б) Улучшение.

в) Неполный отжиг.

г) Нормализация.

 

Стали и чугуны

 

49. Какая из приведенных в ответах сталей относится к заэвтектоидным?

а) Ст1кп.

б) У10А.

в) 10пс.

г) А11.

 

50. К какой категории по качеству принадлежит сталь Ст6сп?

а) К высококачественным сталям.

б) К особовысококачественным сталям.

в) К качественным сталям.

г) К сталям обыкновенного качества.

 

51. К какой категории по качеству принадлежит сталь 08кп?

а) К сталям обыкновенного качества.

б) К качественным сталям.

в) К высококачественным сталям.

г) К особовысококачественным сталям.

 

52. Содержат ли информацию о химическом составе (содержание углерода) марочные обозначения сталей обыкновенного качества, например Ст4?

а) Нет. Число 4 характеризует механические свойства стали.

б) Нет.

в) Да. В сплаве Ст4 содержится 0,4% углерода.

г) Да. В сплаве Ст4 содержится 0,04% углерода.

 

53. Какой из сплавов Ст3сп или сталь 30 содержит больше углерода?

а) Ст3сп.

б) В обоих сплавах содержание углерода одинаково.

в) Сталь 30.

г) Для ответа на поставленный вопрос следует состав сплава Ст3сп уточнить по ГОСТ380-94.

 

54. Изделия какого типа могут изготавливаться из сталей марок 65, 70?

а) Изделия изготавливаемые глубокой вытяжкой.

б) Пружины, рессоры.

в) Неответственные элементы сварных конструкций.

г) Цементуемые изделия.

 

55. Какие стали называют автоматными?

а) Стали, предназначенные для изготовления ответственных пружин, работающих в автоматических устройствах.

б) Стали, длительно работающие при цикловом знакопеременном нагружении.

в) Стали с улучшенной обрабатываемостью резанием, имеющие повышенное содержание серы или дополнительно легированные свинцом, селеном или кальцием.

г) Инструментальные стали, предназначенные для изготовления металлорежущего инструмента, работающего на станках-автоматах.

 

56. К какой группе материалов относится сплав марки А20?

а) К углеродистым инструментальным сталям.

б) К углеродистым качественным конструкционным сталям.

в) К сталям с высокой обрабатываемостью резанием.

г) К сталям обыкновенного качества.

 

57. К какой группе материалов относится сплав марки АС40? Каков его химический состав?

а) Высококачественная конструкционная сталь. Содержит около 0,4% углерода и около 1% кремния.

б) Антифрикционный чугун. Химический состав в марке не отражен.

в) Конструкционная сталь, легированная азотом и кремнием. Содержит около 0,4% углерода.

г) Автоматная сталь. Содержит около 0,4% углерода, повышенное количество серы, легирована свинцом.

 

58. К какой группе материалов относится сплав марки У10А? Каков его химический состав?

а) Высококачественная углеродистая конструкционная сталь. Содержит около 0,1% С.

б) Высокоуглеродистая сталь. Содержит около 1% С, легирована N.

в) Титановый сплав. Содержит около 10% Al.

г) Высококачественная углеродистая инструментальная сталь. Содержит около 1% С.

 

59. Какова форма графита в чугуне марки КЧ35-10?

а) Пластинчатая.

б) Хлопьевидная.

в) В этом чугуне графита нет.

г) Шаровидная.

 

60. Графит какой формы содержит сплав СЧ40?

а) Пластинчатой.

б) Шаровидной.

в) Хлопьевидной.

г) В сплаве графита нет.

 

61. Графит какой формы содержит сплав ВЧ50?

а) Шаровидной.

б) Хлопьевидной.

в) В сплаве графита нет.

г) Пластинчатой.

 

62. Что означает число 10 в марке сплава КЧ35-10?

а) Относительное удлинение в процентах.

б) Ударную вязкость в кДж/м².

в) Временное сопротивление в кгс/мм².

г) Предел текучести в МПа.

 

63. Что означает число 40 в марке сплава СЧ40?

а) Предел текучести в МПа.

б) Предел прочности при изгибе в кгс/мм².

в) Ударную вязкость в кДж/м².

г) Временное сопротивление в кгс/мм².

 

Ответы на тест

 

1 – г

2 – в

3 – в

4 – б

5 – в

6 – в

7 – г<