Для заочников СЗТУ

Файл: 

pr_al-splavi_jikm.pdf

Недорого заказать контрольные работы СЗТУ можно у нас на сайте

ЗАДАНИЕ НА ВТОРУЮ ЧАСТЬ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

ДЛЯ СТУДЕНТОВ СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ:

Институт организации перевозок и транспортных средств

190205.65 - подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование

190601.65 - автомобили и автомобильное хозяйство

190701.65 - организация перевозок и управление на автомобильном транспорте

Институт управления производственными и инновационными программами

080502.65 - экономика и управление на предприятии

Работа выполняется письменно и после исправлений отмеченных преподавателем ошибок подлежит устной защите.

При оформлении работы нужно оставлять на каждой странице поля для замечаний преподавателя. Все задания переписываются в тетрадь. В конце выполненной работы следует привести список использованной литературы.

Контрольная работа состоит из двух частей и выполняется студентами всех специальностей.

Вторая часть

Цель этой части работы - выработка навыков по выбору материалов для изготовления изделий различного назначения (деталей машин, приборов и аппаратов, инструмента, конструкций и др.) и рациональных технологий объемной и поверхностной упрочняющей обработки (термической, химико-термической и др.) этих изделий.

Для выполнения заданий этой части работы необходимо освоить все темы дисциплины и уметь пользоваться учебной и (в отдельных случаях) специальной справочной литературой (см. список рекомендуемых изданий).

Ответы на каждый вопрос задания должны быть обоснованными, четко указано, почему произведен выбор данной группы материалов, конкретной марки сплава, того или иного режима упрочняющей обработки и т. д.

Ниже описана примерная схема выбора материалов для различных изделий.

Отправной точкой являются, во-первых, назначение данного изделия, его конфигурация, размер; во вторых, условия работы. При их анализе необходимо учитывать величину и характер основных нагрузок (статические или динамические (ударные, циклические); поверхностные или объемные и т. д.), а также различные внешние факторы, влияющие на работу изделия (температура, химическая активность среды и контактирующего материала, наличие абразивных частиц в зоне контакта и др.).

Назначение и условия работы изделия определяют выбор того или иного класса материалов - инструментальных, конструкционных, а среди них, например, теплостойких, жаропрочных, коррозионно-стойких и т. п. Далее выбор может быть сужен, если учесть технологию изготовления изделия, поскольку в данной группе сплавов обычно различают литейные и деформируемые (обрабатываемые давлением) материалы.

Для стальных закаливаемых изделий дополнительным ориентиром по выбору конкретного материала может служить также размер поперечного сечения детали. Это связано с тем, что в таких изделиях требуется, как правило, сквозная прокаливаемость, величина которой зависит от химического состава и, следовательно, марки стали.

Следует далее помнить, что для получения оптимальных свойств большинство стальных изделий подвергается объемной термической, а иногда, дополнительно и поверхностной обработке. Во всяком случае, для ответственных изделий из легированных и качественных углеродистых сталей обязательной является термическая обработка, состоящая из закалки и отпуска. Режимы закалки и отпуска выбираются исходя из марки (химического состава) стали и требований, предъявляемых к изделию по механическим свойствам.

Помимо обеспечения необходимого комплекса служебных свойств при решении задачи необходимо учитывать экономический фактор - стоимость материала и технологии изготовления изделий.

Вторая часть контрольной работы имеет 10 вариантов (в каждом четыре задания). Номер варианта выбирается по предпоследней цифре шифра. Задания скомпонованы так, чтобы учесть, по возможности, специализацию студентов:

Вариант 1

1. Коленчатые валы двигателей внутреннего сгорания работают в условиях динамических нагрузок. Выбрать марку стали для изготовления коленчатых валов автомобильных двигателей и режим термической обработки, обеспечивающий оптимальное сочетание механических свойств. Назначить режим местной термической обработки для повышения износостойкости шеек валов. Указать структуру и примерную твердость в различных частях готового изделия.

2. Выбрать экономичный материал для литых деталей автомобилей (блоки цилиндров, картеры, тормозные барабаны) и подъемно-транспортных машин (корпуса редукторов, блоки, барабаны), не испытывающих при работе больших нагрузок (s_в » 200...250 МПа). Привести марку сплава, описать его структуру и свойства. Указать пути повышения механических свойств сплавов этой группы.

3. Выбрать сплав для деталей автомобильных радиаторов, изготавливаемых методами холодной пластической деформации. Обосновать выбор, учитывая технологические, механические и физические свойства. Отметить влияние технологии изготовления на механические свойства деталей.

4. Выбрать полимерный материал для изготовления бачков главных цилиндров тормоза и сцепления. Указать классификационную группу материала, привести его структурную формулу, химические и физико-механические свойства.

Вариант 2

1. Выбрать марку стали для полуосей заднего моста автомобилей. Указать химический состав стали и роль легирующих элементов. Назначить режим термической обработки изделий, привести окончательную структуру и механические свойства стали.

2. Выбрать марку стали для деталей, которые должны обладать высокой твердостью (НRС_Э 50...55) и устойчивостью в коррозионно-активных средах (карбюраторные иглы, некоторые пружины). Описать свойства стали, объяснить назначение легирующих элементов. Назначить режим термической обработки, привести окончательную структуру и механические свойства стали.

3. Выбрать сплав для нагруженных антифрикционных узлов автомобиля (втулки различных валов, шестерен, например, втулки шатунов двигателей). Расшифровать марку сплава, описать структурные особенности и свойства сплава.

4. Выбрать пластмассу для изготовления различных втулок (педалей, рессор, дверных петель), вкладышей (наконечников тяг рулевой трапеции, шаровых шарниров), шестерен (привода спидометра). Указать классификационную группу пластмассы и ее химическую формулу; привести физико-механические свойства.

Вариант 3

1. Выбрать марку стали для изготовления деталей передних (не ведущих) мостов грузовых автомобилей (балки передней оси, рычаги рулевого управления, рулевые тяги). Привести химический состав, указать влияние отдельных элементов на свойства стали. Назначить режим термической обработки, привести окончательную структуру и механические свойства стали.

2. Выбрать марку стали для изготовления кузовов и крыльев легковых автомобилей. Описать механические и технологические свойства стали. Указать, как влияет химический состав стали на технологию изготовления и качество рассматриваемых изделий.

3. Обосновать выбор прочного (s_в » 1200 МПа) цветного сплава для изготовления пружин карбюраторов и бензонасосов. Привести марку, химический состав и свойства сплава. Назначить режим термической обработки для получения указанной прочности, объяснить механизм упрочнения сплава.

4. Выбрать пластмассу для изготовления крыльев, кузовов легковых автомобилей. Указать классификационную группу пластмассы, описать ее состав, строение, физико-механические свойства и способ получения изделий.

Вариант 4

1. Ступицы колес большинства автомобилей отливаются из чугуна. По условиям работы ступиц материал должен обладать не только высокой прочностью (s_в » 350...370 МПа), но и достаточной пластичностью (d » 10...12 %). Выбрать марку чугуна. Описать технологию получения указанных деталей. Объяснить, как влияет температурный режим обработки отливок на их структуру и механические свойства.

2. Выбрать марку стали для изготовления малоответственных деталей массового производства (болты, гайки, винты, пробки и т. п.). Сталь должна обладать хорошей обрабатываемостью резанием и обеспечивать высокое качество поверхности детали. Указать химический состав стали. Объяснить особенности влияния отдельных химических элементов на свойства стали.

3. Назначить сплав для изготовления вкладышей коренных и шатунных подшипников коленчатых валов автомобильных двигателей. Привести химический состав сплава и объяснить назначение легирующих элементов. Описать структурные особенности сплава и указать, каково их влияние на основные рабочие характеристики сплава.

4. Выбрать материал для изготовления травмобезопасных приборных панелей автомобилей. Указать классификационную группу материала, привести его химическую формулу и физико-механические свойства.

Вариант 5

1. Сильно нагруженные (s_0,2 » 900…1000 МПа) шестерни главных передач автомобилей и поворотных устройств подъемных кранов должны сочетать высокую поверхностную твердость (НRС_э 58...63 на глубине до 1,0...1,6 мм) и износостойкость с хорошей сопротивляемостью действию ударных нагрузок. Выбрать марку стали для таких шестерен, привести ее химический состав, объяснить назначение легирующих элементов. Указать способ упрочнения поверхности и режим термической обработки. Описать окончательную структуру и механические свойства в различных частях сечения изделий.

2. Выбрать сталь для изготовления траков гусеничных машин (и других износостойких деталей, работающих в условиях абразивного трения, высоких давлений и ударов). Привести марку, химический состав и назначение легирующих элементов. Описать механические и технологические свойства стали. Объяснить причину высокой износостойкости. Назначить режим термической обработки, указать окончательную структуру и свойства стали.

3. Выбрать легкий (g » 2,7 г/см³) и достаточно прочный (s_в » 200 МПа) сплав для отливки поршней автомобильных двигателей, работающих при температурах до 200...300°С. Привести марку, химический состав сплава, назначение легирующих элементов. Указать режим упрочняющей термической обработки. Описать структуру и свойства сплава.

4. Назначить материал для изготовления накладок тормозных колодок и дисков сцепления. Указать классификационную группу материала, его состав, физико-механические свойства и способ получения изделий.

Вариант 6

1. Выбрать сталь (предел прочности не менее 1300 МПа) для изготовления листовых продольных рессор автомобилей. Привести марку, химический состав, назначение легирующих элементов. Указать режим термической обработки, описать окончательную структуру и механические свойства стали.

2. Выбрать сплав для изготовления болтов ответственного назначения (болты крепления маховика автомобильного двигателя, шатунные болты, болты крепления каната, болты ступиц барабанов подъемно-транспортного оборудования), испытывающих при работе значительные (в том числе динамические) нагрузки. Привести марку стали, химический состав, назначение легирующих элементов. Указать режим термической обработки, описать окончательную структуру и механические свойства стали.

3. Для обмотки электромагнитов некоторых приборов (например, в автомобильных реле обратного тока) применяется проволока, обеспечивающая постоянство электрического сопротивления обмотки независимо от температуры. Выбрать оптимальный сплав для этой цели, привести его химический состав, физические и технологические свойства. Указать, какое влияние оказывает фазовое состояние сплава на его основную рабочую характеристику.

4. Выбрать пластмассу для деталей высоковольтных приборов зажигания автомобиля (крышка и бегунок распределителя, крышка катушки зажигания). Указать классификационную группу пластмассы, назначение входящих в нее компонентов и способ получения изделий. Привести свойства пластмассы, обеспечивающие возможность данного применения.

Вариант 7

1. Коленчатые и распределительные валы некоторых автомобильных двигателей отливают из чугуна высокой прочности (s_в » 500 МПа). Выбрать и расшифровать марку чугуна, описать его структуру и свойства. Указать способ получения таких чугунов, объяснить причину их высоких механических свойств. Предложить возможный режим термической обработки для улучшения механических свойств отливки.

2. Выбрать сталь для изготовления деталей шариковых подшипников, работающих в химически агрессивных средах. Привести марку, химический состав, назначение основных элементов. Указать режим термической обработки, описать окончательную структуру и свойства стали.

3. Выбрать легкий (g » 2,7 г/см³) деформируемый сплав, сохраняющий механические свойства до 200...300°С, для штамповки поршней двигателей внутреннего сгорания. Привести марку, химический состав, назначение легирующих элементов, Описать режим термической обработки и связанные с ним изменения в структуре и механических свойствах сплава.

4. Перечислить основные требования, предъявляемые к материалам подшипников скольжения. Какие пластмассы применяются для таких изделий? Указать классификационные группы этих пластмасс; описать состав, строение и свойства одной из них.

Вариант 8

1. Выбрать марку стали для изготовления пружин подвески легковых автомобилей, а также опорных пружин вибрационных конвейеров. Привести химический состав, объяснить назначение легирующих элементов. Назначить режим термической обработки, указать окончательную структуру и механические свойства стали. Предложить способ обработки, значительно увеличивающий срок службы пружин.

2. Выбрать экономичную сталь повышенной прочности (s ³ 500 МПа) для сварных несущих конструкций грузовых автомобилей (поперечины рам, лонжероны) и подъемно-транспортного оборудования (балки мостов кранов, опорные конструкции конвейеров). Материал должен обеспечивать надежную работу конструкции в условиях низких температур. Привести марку стали, химический состав, назначение легирующих элементов. Описать механические и технологические свойства стали. Указать возможный режим термической обработки для улучшения эксплуатационных свойств стали.

3. Выбрать легкий (g » 1,8 г/см³) сплав для изготовления малонагруженных отливок (картеры сцепления, коробки передач). Привести марку сплава, химический состав, назначение легирующих элементов. Описать физико-механические и технологические свойства сплава.

4. Перечислить требования, предъявляемые к пластмассам для изготовления крышек сигнальных фонарей автомобилей, стекол верхних окон автобусов и т.п. Выбрать материал данного назначения, привести его химическую формулу, описать строение, химические и физико-механические свойства.

Вариант 9

1. Иглы форсунок, плунжеры и гильзы топливной аппаратуры автомобильных двигателей должны иметь высокую поверхностную твердость

(НV 1000...1100) и износостойкость. Выбрать марку стали, объяснить роль легирующих элементов. Назначить способ поверхностного упрочнения, учитывая, что эти детали не должны деформироваться в процессе упрочняющей обработки. Описать превращения, совершающиеся в стали в процессе упрочнения, ее окончательную структуру и свойства.

2. Назначить марку стали для изготовления клапанов двигателей внутреннего сгорания небольшой и средней мощности. При выборе сплава учесть, что клапаны (особенно выпускные) работают при высокой температуре в коррозионно-активной газовой среде. Привести химический состав, назначение легирующих элементов и режим термической обработки. Описать основные свойства сталей данного класса.

3. Отдельные детали двигателя и ходовой части гоночных автомобилей должны наряду с высокой прочностью (s_в ³ 1100 МПа) иметь возможно малый вес, т.е. обладать большой удельной прочностью (отношение предела прочности s_в [МПа] к плотности g [г/см³]. Выбрать для этой цели подходящий сплав (s_в /g > 200). Привести марку сплава, химический состав, назначение легирующих элементов. Описать физико-механические и технологические свойства сплава. Указать режим термической обработки, окончательную структуру и свойства сплава.

4. Указать основные компоненты резин, используемых для изготовления автомобильных шин, ремней вентилятора, транспортерных лент и т.п. Каково назначение этих компонентов? Как изменяется структура и свойства резиновой смеси ("сырой резины") в процессе формования изделий? Привести состав и физико-механические свойства одной из резин данного назначения.

Вариант 10

1. Некоторые шестерни редукторов автомобилей изготавливают из стали 55ПП. Расшифровать марку, дать определение основой характеристики такой стали. Назначить режим термической обработки. Привести окончательную структуру и твердость в различных сечениях детали. Обосновать использование сталей этого типа, сравнив их со сталями, обычно применяемыми для подобных целей.

2. Выбрать марку стали для роликовых подшипников (диаметр роликов не более 10 мм). Указать химический состав стали и роль легирующих элементов. Объяснить критерий выбора стали в зависимости от размера деталей подшипников. Назначить режим термической обработки, привести окончательную структуру и механические свойства стали.

3. Выбрать легкий (g » 2,7 г/см³) сплав с прочностью s_в » 220...260 МПа для изготовления сложных отливок (головки и блоки цилиндров автомобильных двигателей, картеры коробки передач и сцепления). Привести марку сплава, химический состав, назначение легирующих элементов. Описать механические и технологические свойства сплава. Указать способ улучшения структуры сплава, повышающий его эксплуатационные свойства.

4. Описать особенности строения и физико-механических свойств неорганических стекол. Охарактеризовать способы упрочнения листового стекла. Обосновать выбор материала для лобового стекла автомобиля.