Задание. Подготовить справочные данные по жаростойкости чистых металлов и предельных температурах их эксплуатации. Ознакомиться с основными требованиями, предъявляемыми к выбору легирующих элементов, обеспечивающих высоких защитные свойства против высокотемпературного окисления поверхности металлов и сплавов. Провести эксперименты и оценить стойкость опытных сплавов к окислению. Оформить отчет, сделать выводы.
Методические рекомендации.Изучить разные методы взвешивания (пикнометрический, гидростатический и др.), их достоинства и недостатки для решения конкретных задач, выбрать оптимальный и провести серию экспериментов при абсолютных температурах нагрева. Оценить состояние оксидной пленки визуально и с помощью метода микро-твердости.
Рекомендуемая литература
Основная 1 [278-283], 2 [448-451]
Дополнительная 6 [327-329], 8 [225-240, 533-534]
Контрольные вопросы
1 Что называется жаростойкостью?
2 В чем состоит основное требование к выбору легирующего элемента жаростойких материалов?
3 Какие дополнительные требования предъявляются в легирующим элементам?
4 Как подразделяются чистые металлы по скорости окисления?
5 Какова цель коррозионных испытаний?
6 Какие существуют методы качественной оценки коррозионной стойкости (жаростойкости) металлов и сплавов?
Практическое занятие 7. Определение кислотостойкости сплавов цветных и черных металлов в растворах концентрированных и разбавленных кислот
Задание. Приготовить равные количества порошков одинакового гранулометрического состава из разных сплавов методом натирания абразивом. Рассчитать весовые доли кислоты и воды для приготовления необходимой концентрации реактивов. Провести серию экспериментов по взаимодействию кислоты и приготовленных порошков. Обработать полученные результаты, сделать соответствующие выводы.
Методические рекомендации. По справочным данным выбрать металлы и сплавы нерастворимые или мало растворимые в используемых кислотах. Записать уравнения химических реакций металлов и сплавов с кислотой, рассчитать теоретическую и реальную прибавку веса в расчете на единицу массы вещества.
Рекомендуемая литература
Основная 2 [493-494, 497-498, 521, 534-535]
Контрольные вопросы
1 Что называется кислотостойкостью?
2 Какие легирующие элементы обеспечивают максимальную кислотостойкость?
3 Что называется пассивированием?
4 С чем связана высокая кислотостойкость тугоплавких металлов?
5 Какими методами оценивается кислотостойкость металлов и сплавов?
2.4 Планы занятий в рамках самостоятельной работы студентов (СРС)
№ п/п
Содержание задания
Методические рекомендации
Рекоменду-емая литература
Использование сплавов систе-мы Ti-Ni в механических и электрических соединениях.
Рассмотреть принцип работы сплавов с ЭПФ в контактных соединениях.. Проанализировать баланс сил при реализации прямого и обратного мартенситного превращения в усло-виях эксплуатации контактного соединения..
Доп. 2 [429-434]
Тепловые двигатели из нити-нола.
Ознакомиться с принципами преобра-зования низкотемпературной тепловой энергии в механическую с использова-нием в качестве рабочего тела матери-алов, обладающих ЭПФ. Привести кинематическую схему двигателя Бэн-кса и описать работу конструктивных элементов из нитинола.
Осн. 3 [165-178], Доп. 2 [442-447]
Применение эффекта памяти формы в медицине.
Описать особенности использования металлических материалов в медицине и сформулировать основные требова-ния к биологически совместимым материалам. Привести графические зависимости силовых характеристик работы материалов с ЭПФ в суставных сочленения костных тканей.
Осн. 3 [183-198], доп. 2 [455-464]
Механизм затухания колеба-ний в чугунах.
Ознакомиться с механизмом затухания колебаний и влиянием формы графит-ных включений в реализации процес-сов высокого демпфирования. Рас-смотреть акустические свойства чугу-на и их связь смеханическими свойствами.
доп. 2 [208-228]
Основные экспериментальные методы и приборы определе-ния демпфирующей способно-сти.
Привести краткую характеристику ос-новных методов исследования и про-вести сопоставительный анализ их достоинств и недостатков. Описать принцип действия прибора для опреде-ления демпфирующей способности конструкции.
осн. 3 [41-58]
Марганец – переходной –ме-талл с необычными свойст-вами. Загадки и перспективы марганца
Ознакомиться с физико-механичес-кими свойствами марганца и его сплавов, особенностями структуры и деформирования. Изложить проб-лемные вопросы технологии марганца и его сплавов
доп. 4 [37-66]
осн 4 [78-110]
Диаграммы состояний основ-ных систем сплавов нимоник.
Привести диаграммы состояний базо-вых двойных систем на основе никеля и описать основные температурно-концентрационные области образова-ния γ-фазы. Проанализировать влия-ние третьего компонента на процессы распада и жаропрочность тройных сплавов.
доп.5 [26-39]
Применение сплавов нимоник в авиации, турбостроении, приборостоении.
Сформулировать их достоинства и недостатки по сравнению со сталями и обосновать целесообразность выбора в качестве основного конструкционного материала сплавов нимоник.
доп.5 [348-370]
Коррозионная стойкость спла-вов типа нимоник.
Рассмотреть преимущества использо-вания сплавов нимоник для работы в различных агрессивных средах при повышенных температурах по сравне-нию с коррозионностойкими и жаро-стойкими сталями. Выделить ограни-чительные фактора их химической стойкости.
доп. 5 [267-286]
Жаропрочные молибденовые сплавы, структура, свойства применение
Рассмотреть влияние легирующих эле-ментов на повышение жаропрочности и оценить возможности повышения жаростойкости
осн. 5 [341-360]
Жаропрочные сплавы на осно-ве тантала, резервы и перспек-тивы повышения свойств
Ознакомиться с особенностями взаи-модействия тантала с легирующими элементами для создания жаропроч-ных высокотехнологичных сплавов для новой техники. Привести соответ-ствующий графический материал
осн. 5 [360-369]
Жаропрочные вольфрамовые сплавы, структура, свойства, области применения
Рассмотреть основные факторы, влия-ющие на механические и технологи-ческие свойства вольфрама. Обосно-вать перспективные направления по-вышения их жаропрочности
осн. 5 [370-384]
Ниобий и его сплавы, перспек-тивы применения в электро-нике и ядерной энергетике
Проанализировать перспективные на-правления повышения жаропрочных и сверхпроводящих свойств ниобиевых сплавов. Обосновать роль легирующих элементов в улучшении свойств сплавов на основе ниобия
осн. 5 [322-341]
Сплавы на основе хрома – проблемные материалы сов-ременного машиностроения
Ознакомиться проблемой повышения технологичности чистого хрома и его сплавов, приемами специального леги-рования и перспективами разработки жаропрочных деформируемых хромо-вых сплавов
осн. 5 [308-322]
Практическое применение сверхпроводящих материалов в новой технике
Проработать вопросы использования сверхпроводников в ядерной энергети-ке, магнитогидродинамических гене-раторах, управляемых термоядерных реакциях с позиций конструкционного материала с уникальными свойствами.
осн. 6 [226-238],
доп. 9
2.5 Планы занятий в рамках самостоятельной работы студентов под руководством преподавателя (СРСП)
№ п/п
Содержание задания
Форма проведения
Методические рекомендации
Рекомен-дуемая ли-тература
Технологические аспекты проектирования деталей из материалов с эффектом памяти формы.
Дискуссия
Ознакомиться с методикой расчета спиральных пружин и построения кривых зависи-мости напряжение-деформа-ция. Сформулировать основ-ные проблемы соединения обычных материалов и мате-риалов с ЭПФ
осн. 3 [144-165]
Круговой эффект памяти формы в сплавах Ni-Ti. Влияние старения на ЭПФ и мартенситное превра-щение
Консультация
Рассмотреть влияние разных факторов на степень восста-новления формы и сформу-лировать оптимальные режи-мы температурно-силового воздествия на мартенситное превращение
осн.3 [87-98]
Пластичность превращения при диффузионном распаде мартенсита в сталях. Физические модели пластичности превращения.
Доклад
Проанализировать темпера-турно-концентрационные па-раметры проявления сверх-пластичности в сплавах раз-ных систем. Сделать обосно-ванные выводы.
доп.3[59-87]
доп. 9
Материалы с особыми электрическими свойства-ми. Высоко- и низкотем-пературные припои
Доклад +
консульта-ция
Ознакомиться с принципами создания припойных матери-алов. Требования к припоям. Виды пайки
осн.1[332-339]
Технологические проблемы производства медно-марганцевых сплавов
Дискуссия
Ознакомиться с технологи-ческими особенностями по-ведения марганца при литье и способами усовершенство-вания технологического цила получения медномарганце-вых сплавов
осн.4[134-142],
доп. 4 [96-113]
Демпфирующие свойства сплавов на основе алюми-ния
Доклад
Провести сопоставительный анализ проявления демпфи-рующих свойств алюминия и магния и возможностей их инициирования в разных системах сплавов
доп. 4 [234-241]
Сплавы с особыми литей--ными свойствами Перспек-тивы развития литейных технологий
Дискуссия
тренинг
Ознакомиться с передовыми технологиями литейного производства труднодефор-мируемых сплавов, задачами и проблемами повышения их качества
осн.1 [169-184],
доп.7 [5-36],
Основы легирования жаро-прочных сплавов. Выбор основы сплава и легиру-ющих элементов в двойных и многокомпонентных сплавах
Тренинг +
консультация
Рассмотреть основные поло-жения принципа создания жаропрочных материалов. Проанализировать роль структуры и легирующих комплексов в повышении жаропрочности
осн.5 [90-107]
Проблемы и перспективы производства литейных сплавов нимоник
Доклад + дискуссия
Ознакомиться с технологи-ческим циклом получения литейных сплавов нимоник, ограничительными парамет-рами их применения и путя-ми совершенствования технологии литья
доп.5 [311-326]
Влияние режимов термо-обработки на особенности дисперсионного упрочне-ния и жаропрочность спла-вов нимоник.
Доклад +
консульта-ция
Ознакомиться с закономер-ностями образования карби-дов хрома и механизмом дисперсионного твердения в сплавах нимоник
осн.2 [473-478],
доп.5 [90-130]
Литые, порошковые и де-формируемые магнитно-твердые материалы. Фер-риты и соединения РЗМ.
Доклад + дискуссия
Провести сопоставительный анализ новых классов маг-нитнотвердых материалов с традиционными ферромагне-тиками. Сделать обоснован-ные выводы
осн.1 [290-325
Материалы с особыми элек-трическими свойствами. Проводники, полупровод-ники, диэлектрики
Доклад + дискуссия
Ознакомиться с особенностя-ми электрических свойств проводников, полупровод- ников и диэлектриков с пози-ций зонной теории твердых тел. Сформулировать основ-ные требования по опреде-ляющим параметрам эксплу-атационных свойств
осн.1 [332-343]
доп.9
Сплавы высокого демпфи-рования с магнитомехани-ческим рассеянием энергии
Доклад + консульта-ция
Рассмотреть особенности демпфирования и рассеяния энергии в ферромагнитных материалах, связанное с маг-нитомеханическим гистере-зисом
доп.4 [171-192]
Хладостойкие материалы криогенной техники и открытого космоса
Доклад + дискуссия
Ознакомиться с основной группой хладостойких мате-риалов и комлексом мер для предотвращения хрупкого разрушения при сверхнизких температурах эксплуатации материалов и конструкций
осн.1 [295-299],
осн.2 [498-502], доп.9
Сверхчистые материалы как особое состояние веще-ства. Методы получения и очистки
Доклад
Рассмотреть кристаллофизи-ческие методы получения сверхчистых материалов, привести принципиальные схемы методов выращивания и очистки. Сопоставить свойства металлов техничес-кой чистоты и сверхчистых
осн.1 [346-350], доп.9
2.6 Тестовые задания для самоконтроля с указанием ключей правильных ответов
