Экзаменационные материалы по дисциплине Основы материаловеденияпрофессии Сварщик

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к экзаменационным материалам по дисциплине

«ОСНОВЫ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ»

для профессии 15.01.05 Сварщик (электросварочные и газосварочные работы)

II семестр, форма обучения - очная, уровень обучения - базовый

Учебная дисциплина «Основы материаловедения» входит в блок дисциплин общепрофессионального цикла профессии 15.01.05 Сварщик (электросварочные и газосварочные работы) . Изучается на базовом уровне, в течение одного семестра в объеме 40 часов, максимальная нагрузка 60 часов.

Задачи курса:

- приобретение знаний по классам материалов, используемых в сварочном производстве: их физических, технологических и механических свойств, виды маркировок, виды термической обработки;

- формирование умений пользоваться справочными материалами для выбора видов термической и химико-термической обработки с целью получения необходимых свойств материала.

Форма итогового контроля - экзамен по билетам, целью которого является проверка знаний, умений по дисциплине. Билеты содержат один теоретический вопрос и одно практическое задание.

В соответствии с рабочей программой дисциплины «Основы материаловедения» на экзамене проверяются знания следующих разделов и тем:

Введение

Раздел 1. Физико-химические закономерности формирования структуры материалов

Тема 1.1. Строение и свойства материалов.

Тема 1.2. Формирование структуры литых материалов.

Тема 1.3. Диаграмма состояния металлов и сплавов.

Тема 1.4. Формирование структуры деформированных металлов и сплавов.

Тема 1.5. Термическая и химико-термическая обработка металлов и сплавов.

Раздел 2. Стали

Тема 2.1. Углеродистые стали

Тема 2.2. Конструкционные материалы.

Тема 2.3. Легированные стали

Тема 2.4. Материалы с высокими упругими свойствами.

Тема 2.5. Инструментальные стали

Тема 2.6. Материалы для режущих и измерительных инструментов.

Тема 2.7. . Стали для инструментов обработки металлов давлением.

Раздел 3. Чугуны

Тема 3.1. Виды чугунов, их структура.

Тема 3.2. Ковкие чугуны

Тема 3.3. Высокопрочные чугуны.

Раздел 4. Литейное производство

Тема 6.1. Литейное производство. Процессы формирования разъемных и неразъемных соединений.

Тема 6.2. Обработка металлов резанием.

Тема 6.3. Технологические процессы получения заготовок из конструкционных материалов. Формообразование и формоизменение заготовок.

Раздел 5. Цветные сплавы

Тема 5.1. Алюминиевые сплавы.

Тема 5.2. Медные сплавы.

Тема 5.3. Высокопрочные сплавы.

В результате изучения дисциплины «Основы материаловедения» обучающийся должен

знать:

• основные виды конструкционных и сырьевых, металлических и неметаллических материалов;

• классификацию, свойства, маркировку и область применения конструкционных материалов, принципы их выбора для применения в производстве;

• основные сведения о назначении и свойствах металлов и сплавов, о технологии их производства;

• особенности строения металлов и их сплавов, закономерности процессов кристаллизации и виды обработки металлов и сплавов;

• сущность технологических процессов литья, сварки, обработки металлов давлением, и резанием; основы термообработки металлов;

• способы защиты металлов коррозии;

• требования к качеству обработки деталей;

• виды износа деталей и узлов;

В результате освоения учебной дисциплины обучающийся должен

уметь:

• распознавать и классифицировать конструкционные и сырьевые материалы по внешнему виду, происхождению, свойствам;

• подбирать материалы по их назначению и условиям эксплуатации для выполнения работ;

• выбирать и расшифровывать марки конструкционных материалов; определять твердость металлов;

• определять режимы отжига, закалки и отпуска стали; подбирать способы и режимы обработки металлов (литьем, давлением, сваркой, резанием и др.) для изготовления различных деталей; выбирать материалы для изготовления основных деталей электрооборудования.

Критерии оценки знаний, умений на экзамене:

Экзаменационная оценка выставляется как среднее арифметическое оценок за первый, второй и третий вопрос.

При оценке теоретических знаний учитываются знания видов материалов, классификация их по назначению, свойствам материалов и их применение.

При оценке выполнения практического задания учитывается логическое обоснование выбора материалов для изготовления деталей, умение работать с маркировкой материалов, умение обосновать выбор ТО или ХТО.

Оценка «отлично» выставляется обучающемуся при соблюдении основных требований к ответу, верное использование терминологии дисциплины, знание зависимостей свойств материалов от их строения.

Оценка «хорошо» выставляется обучающемуся при соблюдении основных требований к ответу, но отсутствует логика рассуждений, допущены ошибки (не более двух) при использовании терминологии.

Оценка «удовлетворительно» выставляется обучающемуся, который показал понимание основных вопросов материаловедения, при использовании терминологии дисциплины обучающийся допустил неверные трактовки или ошибки, имеет некоторые знания зависимостей свойств материалов от их строения.

Оценка «неудовлетворительно» выставляется обучающемуся, который не показал понимание основных вопросов материаловедения, при использовании терминологии дисциплины обучающийся допустил неверные трактовки или ошибки, не имеет знания зависимостей свойств материалов от их строения.

Перечень экзаменационных вопросов по дисциплине

«ОСНОВЫ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ»

для профессии 15.01.05 Сварщик (электросварочные и газосварочные работы)

II семестр, форма обучения - очная, уровень обучения - базовый

1. Типы атомных связей и их влияние на свойства материалов.

2. Типы кристаллических решеток металлов, основные характеристики решеток.

3. Методы изучения структуры металлов.

4. Механические свойства и методы их определения. Диаграмма растяжения - сжатия.

5. Диаграмма состояния железо-цементит.

6. Термическая обработка и ее виды. Назначение термической обработки.

7. Химико-термическая обработка. Ее виды и назначение.

8. Классификация сталей. Маркировка сталей.

9. Чугуны. Виды чугунов их маркировка. Термическая обработка чугунов.

10. Ковкие чугуны. Высокопрочные чугуны.

11. Углеродистые стали. Маркировка углеродистых сталей.

12. Легированные стали. Маркировка легированных сталей.

13. Конструкционные стали. Маркировка конструкционных сталей.

14. Термическая обработка и дефекты ТО легированных сталей.

15. Инструментальные материалы. Инструментальные стали.

16. Стали, применяемые в сварном производстве.

17. Медь и медные сплавы. Маркировка медных сплавов.

18. Алюминий и алюминиевые сплавы. Маркировка алюминиевых сплавов.

19. Производство черной металлургии.

20. Особенности сварного производства. Дефекты сварки и их причины.

21. Высокопрочные сплавы.

22. Обработка металлов резаньем.

23. Обработка металлов давлением.

Перечень практических экзаменационных заданий по дисциплине

«ОСНОВЫ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ»

для профессии 15.01.05 Сварщик (электросварочные и газосварочные работы)

II семестр, форма обучения - очная, уровень обучения - базовый

1. По диаграмму состояния железа - цементит, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения для сплава, содержащего 4,9% углерода. Какова равновесная структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?

2. Определите металлургическое качество, назначение, а также среднее содержание углерода и легирующих элементов в сталях: 20ХН4ФА; У8А; сталь 15; 9ХС. Определите среднее содержание углерода и легирующих элементов по заданной марке стали (EU): 41Cr4; 9SMn22; X40CrMo13. приведите маркировку этих же сталей по стандартам России.

3. Используя диаграмму состояния железо -цементит, назначьте температуру закалки для стали 40 и стали У10. Опишите все превращения, а также структуру и свойства после закалки.

4. Назначьте марку жаропрочной стали для изготовления лопаток паровых турбин. Укажите состав, назначьте и обоснуйте режим термической обработки стали. Опишите микроструктуру и основные свойства после термической обработки.

5. По диаграмме диаграмму состояния железа - цементит, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения для сплава, содержащего 2 % углерода. Какова равновесная структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?

6. По диаграмме состояния железа - цементит, используя метод отрезков, укажите фазы для сплава с 6% содержанием углерода при температуре 1300⁰ С.

7. Покажите графический режим отжига для получения ферритного ковкого чугуна. Опишите структурные превращения, происходящие в процессе отжига. Укажите характеристики механических свойств, приведите зарисовку микроструктуры.

8. Назначьте режим термической обработки стали 40, используемый для снижения уровня внутренних напряжений, твердости, улучшения обрабатываемости резаньем. Приведите конкретный пример.

9. Определите металлургическое качество, назначение, а также среднее содержание углерода и легирующих элементов в сталях:

Сталь 15, 4Х5МФС, ХВГ, 70С3А.

Определите среднее содержание углерода и легирующих элементов по заданной марке стали (EU): 60S20, 27C Al 6, X8 Cr Mo Ti17.

Приведите маркировку этих же марок по стандартам России.

10. Для изготовления пресс-форм выбрана сталь 4Х4ВМФС. Укажите состав и определите группу стали по назначению. Назначьте и обоснуйте режим термической обработки, объяснив влияние легирующих элементов на превращения, происходящие на всех этапах термической обработки данной стали. Опишите микроструктуру и свойства после термической обработки.

11. Выберите сталь для изготовления разверток. Назначьте режим термической обработки, опишите сущность происходящих превращений, структура и свойства стали.

12. Определите металлургическое качество, назначение, а также среднее содержание углерода и легирующих элементов в сталях: ШХ6; 3Х2В8Ф ; У7А; Сталь 65

Определите среднее содержание углерода и легирующих элементов по заданной марке стали (EU):С25; 28NiCr6;X8CrNiMoTi18-11.

Приведите маркировку этих же марок по стандартам России.

13. Приведите сравнительную характеристику охлаждающих сред, применяемых для закалки углеродистых и легированных сталей.

14. С помощью диаграммы состояния железо-цементит опишите структурные превращения, происходящие при нагреве в стали 40. Покажите критические точки А_С1, А_С3 для стали. Установите режим нагрева этой стали под закалку. Охарактеризуйте процесс закалки, опишите получаемую структуру и свойства.

15. Укажите содержание углерода в данных марках стали: У7; У8; У10А; Ст3Гпс; Ст3Гсп; Ст5Гкп; Сталь 20; Сталь 45; Сталь 18ХГТ; Сталь 3Х2В8Ф.

16. Прочитайте маркировку сталей: 15 Х; 40Х; 10Г2; 18ГХ; 50Г2; 55С2; 60С24 18ГХ4 30ХГС; 30ХГСА; 20ХН; 12Х2Н4А.

17. Назначьте режим термической обработки углеродистой конструкционной стали, используемый для снижения уровня внутренних напряжений, твердости и улучшения обрабатываемости резанием. Приведите конкретный пример.

18. Покажите графически режим отжига для получения ферритного ковкого чугуна. Опишите структурные превращения, происходящие в процессе отжига. Каковы механические свойства чугуна после термической обработки, его структура?

19. Выберите для стали 15 заменители для изготовления следующих изделий:

болты, винты, крюки и другие детали, к которым предъявляются требования высокой пластичности и работающие при температуре от -40 до 450 °С;

после ХТО-рычаги, кулачки, гайки и другие детали, к которым предъявляются требования высокой поверхностной твердости и невысокой прочности сердцевины.

20. Выберите из предложенных марок стали материал для изготовления

А) токарных, строгальных и долбежных резцов;

Б) сверла, развертки, фрезы, метчики, плашки;

В) для производства крупных и длинных протяжек, длинных метчиков, длинных разверток.

Марки предложенных сталей: 9ХС, ХВГ, ХВСГ. Ответ обоснуйте.

21. Выберите из предложенных марок стали материал для изготовления

А) напильников, гравировальных инструментов, резцов;

Б) ножниц, пил, роликов накатных, ручных дереворежущих инструментов;

В) зубил, стамесок, пил, кернов, слесарного инструмента.

Предложенные марки стали: У7; У7А; У8; У8А; У13; У13А.Ответ обоснуйте.

22. Расшифруйте марки сплавов цветных металлов и вычислите содержание меди в этих сплавах:

Бр О10; ЛЦ4; ЛЦ30; БрО3ЦI2С5; БрАЖ9-4; БМНА6-I,5;

Бр Х0,5 ЛЦ2ЗА6ЖЗМц2; ЛЦ40МцЗЖ; БрА10Ж3Мц2; АМНА 13-3.

23. Расшифруйте марки алюминиевых сплавов, укажите особенность этих сплавов и назначение: АК8; АЛ2; АМг3, Д3М, В95.

Перечень экзаменационных билетов по дисциплине

«ОСНОВЫ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ»

для профессии 15.01.05 Сварщик (электросварочные и газосварочные работы)

II семестр, форма обучения - очная, уровень обучения - базовый

Билет № 1

1. Типы атомных связей и их влияние на свойства материалов.

2. Расшифруйте марки сплавов цветных металлов и вычислите содержание меди в этих сплавах:

Бр О10; ЛЦ4; ЛЦ30; БрО3ЦI2С5; БрАЖ9-4; БМНА6-I,5;

Бр Х0,5 ЛЦ2ЗА6ЖЗМц2; ЛЦ40МцЗЖ; БрА10Ж3Мц2; АМНА 13-3.

Билет № 2

1. Типы кристаллических решеток металлов, основные характеристики решеток.

2. Расшифруйте марки алюминиевых сплавов, укажите особенность этих сплавов и назначение: АК8; АЛ2; АМг3, Д3М, В95.

Билет № 3

1. Методы изучения структуры металлов.

2. Выберите для стали 15 заменители для изготовления следующих изделий:

болты, винты, крюки и другие детали, к которым предъявляются требования высокой пластичности и работающие при температуре от -40 до 450 °С;

после ХТО-рычаги, кулачки, гайки и другие детали, к которым предъявляются требования высокой поверхностной твердости и невысокой прочности сердцевины.

Билет № 4

1. Углеродистые стали. Маркировка углеродистых сталей.

2. Выберите из предложенных марок стали материал для изготовления

А) напильников, гравировальных инструментов, резцов;

Б) ножниц, пил, роликов накатных, ручных дереворежущих инструментов;

В) зубил, стамесок, пил, кернов, слесарного инструмента.

Предложенные марки стали: У7; У7А; У8; У8А; У13; У13А. Ответ обоснуйте.

Билет № 5

1. Ковкие чугуны. Высокопрочные чугуны.

2. Выполнить классификацию сплавов по маркам сплавов.

А) Алюминиевые Б) Медные В) Сталь Г) Чугун Д) Магнитные стали

Сплавы: У12А; СЧ; ЕХ3; АК6; 12Х18Н9Т 7; АЛ-23; Ст 45; .БрО10; ВЧ 45-5 ; Л96.

Билет № 6

1. Особенности сварного производства. Дефекты сварки и их причины

2. Выберите из предложенных марок стали материал для изготовления

А) токарных, строгальных и долбежных резцов;

Б) сверла, развертки, фрезы, метчики, плашки;

В) для производства крупных и длинных протяжек, длинных метчиков, длинных разверток.

Марки предложенных сталей: 9ХС, ХВГ, ХВСГ. Ответ обоснуйте.

Билет № 7

1. Высокопрочные сплавы.

2. Укажите содержание углерода в данных марках стали: У7; У8; У10А; Ст3Гпс; Ст3Гсп; Ст5Гкп; Сталь 20; Сталь 45; Сталь 18ХГТ; Сталь 3Х2В8Ф.

.

Билет № 8

1. Механические свойства и методы их определения. Диаграмма растяжения - сжатия.

2. Покажите графически режим отжига для получения ферритного ковкого чугуна. Опишите структурные превращения, происходящие в процессе отжига. Каковы механические свойства чугуна после термической обработки, его структура?

Билет № 9

1. Производство черной металлургии.

2. Назначьте режим термической обработки углеродистой конструкционной стали, используемый для снижения уровня внутренних напряжений, твердости и улучшения обрабатываемости резанием. Приведите конкретный пример.

Билет № 10

1. Инструментальные материалы. Инструментальные стали.

2. Прочитайте маркировку сталей: 15 Х; 40Х; 10Г2; 18ГХ; 50Г2; 55С2; 60С24 18ГХ4 30ХГС; 30ХГСА; 20ХН; 12Х2Н4А.

Билет № 11

1. Диаграмма состояния железо-цементит.

2. Для изготовления пресс-форм выбрана сталь 4Х4ВМФС. Укажите состав и определите группу стали по назначению. Назначьте и обоснуйте режим термической обработки, объяснив влияние легирующих элементов на превращения, происходящие на всех этапах термической обработки данной стали. Опишите микроструктуру и свойства после термической обработки.

Билет № 12

1. Термическая обработка и ее виды. Назначение термической обработки.

2. С помощью диаграммы состояния железо-цементит опишите структурные превращения, происходящие при нагреве в стали 40. Покажите критические точки А_С1, А_С3 для стали. Установите режим нагрева этой стали под закалку. Охарактеризуйте процесс закалки, опишите получаемую структуру и свойства.

Билет № 13

1. Алюминий и алюминиевые сплавы. Маркировка алюминиевых сплавов.

2. Приведите сравнительную характеристику охлаждающих сред, применяемых для закалки углеродистых и легированных сталей.

Билет № 14

1. Медь и медные сплавы. Маркировка медных сплавов.

2. Определите металлургическое качество, назначение, а также среднее содержание углерода и легирующих элементов в сталях: ШХ6; 3Х2В8Ф ; У7А; Сталь 65

Определите среднее содержание углерода и легирующих элементов по заданной марки стали (EU):С25; 28NiCr6;X8CrNiMoTi18-11.

Приведите маркировку этих же марок по стандартам России.

Билет № 15

1. Стали, применяемые в сварном производстве.

2. Выберите сталь для изготовления разверток. Назначьте режим термической обработки, опишите сущность происходящих превращений, структура и свойства стали.

Билет № 16

1. Конструкционные стали. Маркировка конструкционных сталей.

2. Покажите графический режим отжига для получения ферритного ковкого чугуна. Опишите структурные превращения, происходящие в процессе отжига. Укажите характеристики механических свойств, приведите зарисовку микроструктуры.

Билет № 17

1. Обработка металлов давлением.

2. Определите металлургическое качество, назначение, а также среднее содержание углерода и легирующих элементов в сталях:

Сталь 15, 4Х5МФС, ХВГ, 70С3А.

Определите среднее содержание углерода и легирующих элементов по заданной марке стали (EU): 60S20, 27C Al 6, X8 Cr Mo Ti17.

Приведите маркировку этих же марок по стандартам России.

Билет № 18

1. Углеродистые стали. Маркировка углеродистых сталей.

2. Назначьте режим термической обработки стали 40, используемый для снижения уровня внутренних напряжений, твердости, улучшения обрабатываемости резаньем. Приведите конкретный пример.

Билет № 19

1. Химико-термическая обработка. Ее виды и назначение.

2. По диаграмме состояния железа - цементит, используя метод отрезков, укажите фазы для сплава с 6% содержанием углерода при температуре 1300⁰ С.

.

Билет № 20

1. Классификация сталей. Маркировка сталей.

2. Используя диаграмму состояния железо - цементит, назначьте температуру закалки для стали 40 и стали У10. Опишите все превращения, а также структуру и свойства после закалки.

Билет № 21

1. Чугуны. Виды чугунов их маркировка. Термическая обработка чугунов

2. Назначьте марку жаропрочной стали для изготовления лопаток паровых турбин. Укажите состав, назначьте и обоснуйте режим термической обработки стали. Опишите микроструктуру и основные свойства после термической обработки.

Билет № 22

1. Легированные стали. Маркировка легированных сталей.

2. По диаграмме диаграмму состояния железа - цементит, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения для сплава, содержащего 2 % углерода. Какова равновесная структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?

Билет № 23

1. Обработка металлов давлением.

2. По диаграмму состояния железа - цементит, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения для сплава, содержащего 4,9% углерода. Какова равновесная структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?