Подготовка к экзамену по технологии конструкционных материалов часто превращается в хаотичный поиск разрозненных вопросов по методичкам разных вузов и устаревшим учебникам. Это отнимает драгоценное время и не дает системного понимания предмета. Представленный сборник — это комплексное решение проблемы. Он структурирован по ключевым разделам курса, что позволяет двигаться от основ к частным технологиям, выстраивая в голове четкую логическую картину. Материал включает в себя задания различных форматов, которые встречаются на реальных контрольных: закрытые тесты с выбором ответа, задачи на установление соответствия и определение правильной последовательности технологических операций.
Для максимальной эффективности мы рекомендуем следующий подход: сначала самостоятельно решите все задания в рамках одного раздела, не подглядывая в ответы. Затем сверьтесь с ключом и, что самое важное, внимательно проанализируйте свои ошибки, прочитав пояснения к наиболее сложным вопросам. Такой метод не просто натаскивает на тесты, а помогает выявить и устранить пробелы в знаниях. Теперь, когда подход ясен, предлагаем проверить свои знания в основах материаловедения.
Раздел 1. Фундамент знаний о кристаллическом строении и свойствах металлов
В этом разделе собраны вопросы, проверяющие понимание базовых концепций, на которых строится вся наука о материалах. От правильного усвоения этих основ зависит, насколько легко вы сможете разобраться в технологических процессах, рассматриваемых далее.
- Какой тип химической связи обусловлен наличием «электронного газа»?
А) Ионная
Б) Ковалентная
В) Металлическая
Г) Водородная - Какая кристаллическая решетка не характерна для металлов?
А) Объемно-центрированная кубическая (ОЦК)
Б) Гранецентрированная кубическая (ГЦК)
В) Гексагональная плотноупакованная (ГПУ)
Г) Ионная кубическая - Как называются линейные дефекты кристаллического строения, отвечающие за пластическую деформацию?
А) Вакансии
Б) Дислокации
В) Примесные атомы
Г) Границы зерен - Способность материала сопротивляться проникновению в него другого, более твердого тела, называется:
А) Прочность
Б) Упругость
В) Твердость
Г) Пластичность - Разрушение материала под действием циклических нагрузок — это:
А) Ползучесть
Б) Хрупкость
В) Усталость
Г) Износ
Задание на соответствие:
| Тип кристаллической решетки | Пример металла |
|---|---|
| 1. Объемно-центрированная кубическая (ОЦК) | А) Медь, Алюминий |
| 2. Гранецентрированная кубическая (ГЦК) | Б) Магний, Цинк |
| 3. Гексагональная плотноупакованная (ГПУ) | В) Железо (α-Fe), Вольфрам |
Усвоив основы строения металлов, логично перейти к тому, как эти металлы получают в промышленных масштабах.
Раздел 2. Промышленное сердце металлургии, или как рождаются чугун и сталь
От доменной печи до сталеплавильного конвертера — здесь закладываются базовые свойства будущих деталей. Ключевым инструментом для понимания этих процессов является диаграмма состояния «железо-цементит». Вопросы этого блока проверят ваше умение «читать» эту диаграмму и понимать суть металлургических процессов.
- Основным продуктом доменной плавки является:
А) Сталь
Б) Чугун
В) Железная руда
Г) Кокс - Какой из перечисленных процессов НЕ используется для передела чугуна в сталь?
А) Кислородно-конвертерный
Б) Мартеновский
В) Электродуговой
Г) Агломерация - Как называется твердый раствор углерода в α-железе?
А) Аустенит
Б) Феррит
В) Цементит
Г) Ледебурит - При какой концентрации углерода в сплаве Fe-C образуется эвтектоидная структура (перлит)?
А) 0,02%
Б) 0,8%
В) 2,14%
Г) 4,3% - Что такое цементит?
А) Твердый раствор
Б) Механическая смесь
В) Химическое соединение (Fe₃C)
Г) Аллотропическая модификация железа - Сталями, по определению, являются сплавы железа с углеродом при содержании углерода до:
А) 0,8%
Б) 2,14%
В) 4,3%
Г) 6,67% - Как называется эвтектическая смесь аустенита и цементита, образующаяся из жидкости при 1147°C?
А) Перлит
Б) Сорбит
В) Ледебурит
Г) Троостит
Мы научились получать металл с нужным составом. Теперь посмотрим, как можно изменять его свойства с помощью температуры.
Раздел 3. Управление свойствами через термическую обработку
Термическая и химико-термическая обработка — это мощные инструменты для придания металлам и сплавам необходимых эксплуатационных свойств, таких как высокая твердость, износостойкость или, наоборот, пластичность. В этом разделе проверяется понимание целей и результатов этих технологических операций.
- Нагрев стали выше критических точек, выдержка и последующее быстрое охлаждение (обычно в воде или масле) называется:
А) Отжиг
Б) Нормализация
В) Закалка
Г) Отпуск - Какова основная цель отжига?
А) Повышение твердости и прочности
Б) Снятие внутренних напряжений и улучшение обрабатываемости
В) Упрочнение поверхностного слоя
Г) Увеличение износостойкости - Какой вид термообработки обязательно следует за закалкой для снятия хрупкости?
А) Отжиг
Б) Отпуск
В) Нормализация
Г) Цементация - Процесс диффузионного насыщения поверхностного слоя стали углеродом называется:
А) Азотирование
Б) Цианирование
В) Цементация
Г) Алитирование - Какая структура образуется в стали при закалке с очень высокой скоростью охлаждения?
А) Перлит
Б) Феррит
В) Сорбит
Г) Мартенсит
Задание на установление последовательности:
Установите правильный порядок основных этапов процесса закалки с последующим высоким отпуском для получения улучшенной структуры.
- А. Выдержка при температуре нагрева для завершения фазовых превращений.
- Б. Нагрев до температуры отпуска (500-650°C) и выдержка.
- В. Быстрое охлаждение в закалочной среде.
- Г. Нагрев выше критической точки Ac₃.
- Д. Медленное охлаждение на воздухе.
Получив заготовку с заданными свойствами, необходимо придать ей нужную форму. Первый способ — литье.
Раздел 4. От жидкого металла к готовой детали через основы литейного производства
Литейное производство позволяет получать сложные по форме заготовки, максимально приближенные к готовой детали. Этот раздел посвящен проверке знаний о ключевых этапах этого процесса, от создания литейной формы до борьбы с дефектами.
- Основным компонентом большинства формовочных смесей для литья в песчаные формы является:
А) Гипс
Б) Цемент
В) Кварцевый песок
Г) Металлический порошок - Как называется процесс естественного уплотнения металла при переходе из жидкого состояния в твердое?
А) Ликвация
Б) Кристаллизация
В) Усадка
Г) Газопоглощение - Для чего в конструкции литниковой системы служит прибыль?
А) Для отвода газов из формы
Б) Для питания отливки жидким металлом в процессе усадки
В) Для облегчения отделения литников
Г) Для создания турбулентного потока - Какой дефект отливки представляет собой полость, образовавшуюся вследствие усадки?
А) Газовая раковина
Б) Усадочная раковина
В) Трещина
Г) Залив - Литье под давлением преимущественно используется для:
А) Крупных стальных отливок
Б) Сплавов цветных металлов с низкой температурой плавления
В) Единичного производства
Г) Получения деталей с грубой поверхностью
Литье — не единственный способ формообразования. Рассмотрим, как металл меняет форму под воздействием давления.
Раздел 5. Искусство пластической деформации в обработке металлов давлением
Прокатка, ковка, штамповка — эти методы позволяют не только придавать металлу нужную форму, но и существенно улучшать его механические свойства за счет измельчения зерна и создания направленной волокнистой структуры.
- Какой вид обработки давлением используется для получения листов, лент и профилей (рельс, балка)?
А) Ковка
Б) Штамповка
В) Прокатка
Г) Волочение - Процесс выдавливания металла из замкнутой полости через отверстие в матрице называется:
А) Прокатка
Б) Прессование
В) Ковка
Г) Штамповка - Чем принципиально отличается горячая деформация от холодной?
А) Применяемым оборудованием
Б) Скоростью обработки
В) Температурой обработки (выше или ниже температуры рекристаллизации)
Г) Количеством проходов - Упрочнение металла в результате холодной пластической деформации называется:
А) Рекристаллизация
Б) Наклеп (нагартовка)
В) Отдых
Г) Усталость - Какой процесс используется для получения деталей типа болтов, гаек в массовом производстве?
А) Свободная ковка
Б) Горячая объемная штамповка
В) Листовая штамповка
Г) Прессование
Мы научились создавать цельные детали. Теперь изучим, как создавать сложные конструкции, соединяя их части воедино.
Раздел 6. Технологии неразъемных соединений в сварочном производстве
Сварка — основа современного машиностроения, позволяющая создавать прочные и герметичные неразъемные соединения. Этот раздел проверяет знания о наиболее распространенных видах сварки, их особенностях и потенциальных дефектах.
- Какой вид сварки основан на плавлении металла теплом электрической дуги?
А) Газовая сварка
Б) Контактная сварка
В) Дуговая сварка
Г) Диффузионная сварка - Что из перечисленного НЕ является основным элементом сварного шва?
А) Зона термического влияния
Б) Металл шва
В) Зона наклепа
Г) Основной металл - В качестве защитной среды при сварке MAG (Metal Active Gas) используется:
А) Аргон
Б) Гелий
В) Углекислый газ
Г) Вакуум - Непровар в корне шва является:
А) Допустимой особенностью
Б) Наружным дефектом
В) Внутренним дефектом
Г) Технологической операцией - При контактной точечной сварке соединение деталей происходит за счет:
А) Горения газа
Б) Расплавления присадочной проволоки
В) Нагрева и расплавления металла в месте контакта под действием тока и сжатия
Г) Взрыва
Когда основная форма и конструкция готовы, детали часто требуют финальной, наиболее точной обработки.
Раздел 7. Достижение точности через механическую обработку резанием
Точение, фрезерование, сверление и шлифование позволяют получить детали с высокой точностью размеров и качеством поверхности. Вопросы этого блока сфокусированы на базовых принципах этих процессов.
- При каком виде обработки главное движение (вращение) совершает заготовка, а движение подачи — резец?
А) Фрезерование
Б) Точение
В) Сверление
Г) Шлифование - Основным инструментом для обработки плоских поверхностей и уступов является:
А) Сверло
Б) Резец
В) Фреза
Г) Шлифовальный круг - Какая операция используется для получения отверстий в сплошном материале?
А) Зенкерование
Б) Развертывание
В) Сверление
Г) Растачивание - Финишной операцией для достижения высокой точности и низкой шероховатости поверхности является:
А) Точение
Б) Фрезерование
В) Шлифование
Г) Строгание
Теперь, когда все темы пройдены по отдельности, пришло время проверить умение видеть картину в целом и связывать разные процессы между собой.
Раздел 8. Итоговый контроль для проверки комплексных знаний
Этот финальный раздел проверяет не знание отдельных фактов, а способность мыслить системно, выстраивая логические цепочки между различными технологическими процессами и их результатами.
Задача 1. На соответствие «Технологический процесс — Получаемый продукт/результат»
| Процесс | Продукт / Результат |
|---|---|
| 1. Доменная плавка | А) Повышение твердости и износостойкости |
| 2. Прокатка | Б) Отливка сложной формы |
| 3. Закалка | В) Чугун |
| 4. Литье в песчаную форму | Г) Листовой металл |
Задача 2. На установление технологической последовательности
Расположите в правильном порядке основные операции для изготовления детали типа «Вал» из круглого сортового проката с последующим упрочнением.
- А. Токарная черновая и чистовая обработка для получения требуемых размеров.
- Б. Резка заготовки необходимой длины от прутка.
- В. Финишное шлифование шеек вала для достижения высокой точности и качества поверхности.
- Г. Термическая обработка (закалка + высокий отпуск) для повышения прочности и вязкости.
Поздравляем с прохождением всех тестовых блоков! Пришло время узнать правильные ответы и проанализировать свои результаты.
Ключ к тестам и краткие пояснения для закрепления материала
Ниже представлены ответы на все задания. Не просто сверяйте правильность, а старайтесь понять логику, особенно в тех вопросах, где вы допустили ошибку. Это самый важный этап самопроверки, который превращает простое тестирование в эффективное обучение.
Раздел 1: 1-В, 2-Г, 3-Б, 4-В, 5-В. Соответствие: 1-В, 2-А, 3-Б.
Раздел 2: 1-Б, 2-Г, 3-Б, 4-Б, 5-В, 6-Б, 7-В. Пояснение к вопросу 4: 0,8% углерода — это эвтектоидная точка на диаграмме Fe-Fe₃C, где аустенит при охлаждении полностью превращается в перлит.
Раздел 3: 1-В, 2-Б, 3-Б, 4-В, 5-Г. Последовательность: Г → А → В → Б → Д.
Раздел 4: 1-В, 2-В, 3-Б, 4-Б, 5-Б.
Раздел 5: 1-В, 2-Б, 3-В, 4-Б, 5-Б. Пояснение к вопросу 3: Температура рекристаллизации — ключевой параметр, определяющий, будут ли в процессе деформации образовываться новые зерна, снимающие упрочнение (наклеп).
Раздел 6: 1-В, 2-В, 3-В, 4-В, 5-В.
Раздел 7: 1-Б, 2-В, 3-В, 4-В.
Раздел 8: Задача 1 (Соответствие): 1-В, 2-Г, 3-А, 4-Б. Задача 2 (Последовательность): Б → А → Г → В.
Благодарим за усердную работу! Надеемся, этот сборник поможет вам систематизировать знания и уверенно сдать экзамен. Успехов!