Материаловедение и технол.нов.мат. (каф.СМиТМП)

6М071000 – «Материаловедение и технология новых материалов»
Основное требования к формулировке экзаменационных вопросов - быть достаточно
развернутым и полностью отражать содержание ответа.
1 Равновесная и метастабильная диаграммы состояния системы железо-углерод. Свойства
основных компонентов. Полиморфизм химических элементов.
2 Классификация видов термической обработки, их назначение и характеристика. Цель и
задача термической обработки металлов и сплавов.
3 Диаграммы состояния двойных систем. Фазовые равновесия в двойных системах.
Правила фаз и рычага.
4 Методы построения диаграмм состояния. Понятие фаз и компонентов. Основные типы
диаграмм состояния двойных систем, их характеристика. Законы Н.С. Курнакова.
5 Кристаллическое строение твердых тел. Типы кристаллических решеток. Понятие
координационного числа и коэффициента компактности. Ближний и дальний порядок.
Анизотропия свойств кристаллов.
6 Механизм и законы кристаллизации Д.К. Чернова и Г. Таммана. Равновесная и
неравновесная кристаллизации. Понятие зональной и дендритной ликвации сплавов.
7 Строение сплавов. Закономерности образования твердых растворов, механических
смесей, химических соединений. Твердый раствор на базе химического соединения.
Упорядоченные твердые растворы.
8 Строение сплавов. Электронные соединения, фазы Лавеса и внедрения. Роль электронатомного и размерного факторов. Функциональное назначение фаз.
9 Углеродистые стали. Влияние углерода и постоянных примесей на свойства стали.
Явление красноломкости. Роль марганца.
10 Углеродистая сталь общего назначения. Классификация углеродистых сталей по
способу производства и условиям эксплуатации. Стали для листовой штамповки и автоматные.
11 Чугуны, их классификация, маркировка. Структура чугуна и форма графитных
включений. Влияние примесей на процесс графитизации и свойства чугуна.
12 Термическая обработка. Управляющие параметры и общая классификация видов
термообработки. Связь диаграммы состояния с видами термообработки.
13 Основные виды термической обработки стали и сплавов. Четыре основных
превращения в стали. Фазовые превращения в системе железо-углерод в координатах давлениетемпература.
14 Образование и распад аустенита. Наследственная зернистость аустенита. Диаграмма
изотермического распада аустенита, структура и свойства его продуктов. Критическая скорость
закалки.
15 Мартенситное и бейнитное превращения в стали. Механизм, структура и особенности
реализации. Влияние углерода на температуру начала и конца мартенситного превращения.
16 Влияние термической обработки на структуру и свойства стали. Превращения при
отпуске и характеристика продуктов превращения.
17 Термомеханическая обработка стали. Классификационная схема ТМО. Общая
характеристика ПТМО, НТМО, ВТМО, их цель и назначение.
18 Практика термической обработки стали. Правило выбора температурно-временных
параметров термообработки и закалочных сред. Механизм действия закалочных сред.
19 Отжиг, нормализация и закалка стали, схема температурных режимов нагрева. Цели и
назначение. Совмещенная диаграмма кривых охлаждения и изотермического распада
аустенита.
20 Способы объемной и поверхностной закалки и обработка холодом. Внутренние
напряжения и дефекты при закалке. Прокаливаемость стали.
21 Теория химико-термической обработки, ее особенности и преимущества. Механизмы
диффузионного насыщения и влияние разных факторов на глубину диффузионного слоя.
22 Цементация стали, ее виды, цементирующие среды. Режимы цементации и
последующей термической обработки цементированных изделий. Микроструктура и свойства
цементированного слоя после закалки и медленного охлаждения.
23 Азотирование и цианирование стали. Нитридообразующие элементы. Влияние
температурно-временных параметров на фазообразование, глубину и поверхностную твердость
стали. Цель и назначение азотирования и цианирования.
24 Легированные стали, их классификация и маркировка. Влияние легирующих элементов
на строение диаграмм состояния и критические точки стали. Карбидная фаза в легированных
сталях.
25 Цементуемые стали, классификация, особенности термообработки, структура и
свойства. Диаграммы изотермического распада аустенита в разных группах цементуемых
сталей. Критерии выбора и назначение.
26
Улучшаемые
(среднеуглеродистые)
стали,
классификация,
особенности
термообработки, структура и свойства. Критерии выбора марки стали и назначение.
27 Высокопрочные стали, специфические способы упрочнения. Механические свойства
высокопрочных сталей, влияние структуры и легирующих элементов. Мартенситно-стареющие
и трип-стали, роль примесей внедрения.
28 Пружинная сталь. Требования к пружинным материалам. Качество и
работоспособность пружин. Режимы термической и деформационной обработки, структура и
свойства. Сталь серебрянка.
29 Инструментальные стали. Общие требования и классификация. Инструментальные
стали повышенной и пониженной прокаливаемости. Роль легирующих элементов и режимов
термообработки для формирования структуры и свойств.
30 Быстрорежущие стали, состав и маркировка. Условия работы режущего инструмента и
износостойкость материала. Явление красностойкости стали. Механизм упрочнения и
термообработка быстрорежущей стали. Роль карбидообразующих элементов. Применение.
31 Штамповые стали и их классификация. Эксплуатационные требования и свойства
штамповых сталей холодного и горячего формирования. Роль легирующих элементов, режимы
термообработки и свойства.
32 Жаропрочность и критерии ее оценки. Влияние состава и структуры на жаропрочность.
Явление ползучести, виды ползучести и условия ее реализации.
33 Жаропрочные стали и их классификация. Аустенитные, перлитные и мартенситные
жаропрочные стали. Механизмы упрочнения, роль легирующих элементов и термообработки на
структуру и свойства жаропрочных сталей.
34 Коррозионностойкие (нержавеющие) стали, их классификация. Требования к выбору
легирующих элементов. Режимы термической обработки. Структура и свойства жаростойких
сталей.
35 Титан и его сплавы. Влияние легирующих элементов на фазовый состав, структуру и
свойства титановых сплавов. Термообработка титановых сплавов и их применение.
36 Тугоплавкие металлы, их общая характеристики и особенности изменения
механических свойств. Роль примесей внедрения. Способность к окислению и
кислотостойкость тугоплавких металлов.
37 Магнитные стали и сплавы. Кривая намагничивания, основные характеристики
магнитных материалов и их классификация. Требования к разработке магнитнотвердых и
магнитномягких материалов.
38 Марки магнитнотвердых и магнитномягких сплавов. Режимы термообработки и
влияние легирующих элементов на их магнитные характеристики. Области применения.
39 Алюминий и его сплавы. Классификация алюминиевых сплавов. Основные
легирующие элементы и примеси. Термическая обработка и механизм упрочнения
алюминиевых сплавов. Силумины и дуралюмины, их структура и свойства.
40 Медь и ее сплавы. Основные легирующие элементы и примеси. Латуни и бронзы,
маркировка, классификация, состав. Эксплуатационные и техноло- гические свойства медных
сплавов.
41 Метод рентгеноструктурного анализа. Белое и характеристическое излучения. Условие
дифракции рентгеновских лучей, уравнение Вульфа-Брегга и его физический смысл.
42 Способы регистрации и расчета рентгеновских спектров. Метод Лауэ. Возможности
рентгеновского анализа для решения материаловедческих задач.
43 Напряжение – основная характеристика прочностных свойств металлов и сплавов.
Понятие тензора напряжений, роль нормальных и касательных напряжений в деформации и
разрушении. Схемы напряженного состояния по Я.Б. Фридману.
44 Упругие свойства металлов и сплавов. Закон Гука и константы упругих свойств.
Механизмы неполной упругости материалов. Упругое последействие и внутреннее трение.
45
Дислокационный
механизм
пластической
деформации
скольжением
и
двойникованием, условия реализации. Системы преимуществен ного скольжения и стадии
пластической деформации моно- и поли-кристаллических образцов.
46 Разрушение. Типы и признаки разрушений. Общая характеристика хрупкого и вязкого
разрушения. Критерий Гриффитса для хрупкого разрушения. Условия перехода из хрупкого
состояния в пластичное. Способы борьбы с хладноломкостью.
47 Методы испытаний прочностных и пластических свойств. Классификация
механических испытаний. Критерии прочностных свойств при разных режимах нагружения.
48 Механические испытания на статическое растяжение. Методика испытаний, первичная
кривая растяжения и характеристики прочностных и пластических свойств. Уравнение ПетчаХолла.
49 Деформационное упрочнение моно- и поликристаллов. Образование «зуба» текучести.
Влияние примесей и легирующих элементов на деформационное упрочнение.
Твердорастворное легирование и легирование избыточными фазами.
50 Усталостные испытания и кривые усталости. Характеристики усталости. Понятие
усталостной долговечности и трещиностойкости. Природа и особенности усталостного
разрушения. Строение усталостного излома.
51 Коррозия металлов и сплавов. Виды коррозии и коррозионное разруше-ние.
Коррозионная стойкость материалов и критерии ее оценки. Механизм коррозии, условия
реализации и методы защиты.
52 Основные положения проектирования машиностроительных заводов. Компоновка,
планировка оборудования и проектирование системы вентиляции в производственных цехах.
53 Выбор зданий и элементов конструкций при проектировании термического цеха.
Кузнечно-термические цехи и отделения на инструментальных заводах. Метод расчета
технологических, производственных, вспомогательных площадей термического цеха.
54 Наноструктурные материалы и их классификация. Типы наноструктурных материалов
и их размерность. Способы диспергирования и стабилизации нанодисперсной структуры.
Особенности изменения свойств.
55 Объемные или массивные наноструктурные материалы. Схемы, режимы и эволюция
нанокристаллических структур при интенсивной пластической деформации. Структурная
модель нанокристалла.
56 Композиционные материалы, общая характеристика и классификация. Роль матрицы и
наполнителя в формировании свойств. Перспективы применения композитов в качестве
конструкционного и функционального материала.
57 Пластические материалы, их классификация. Термореактивные и термопластические
пластмассы. Технология изготовления изделий из пластических масс. Перспективы применения
в материаловедении.
58 Обработки металлов давлением. Основные законы при проведении ОМД.
Технологическая
пластичность
материалов,
температурно-скоростные
условия
деформирования, холодная и горячая деформации.
59 Основное и вспомогательное оборудование термических цехов. Классификация видов
оборудования для термообработки. Устройство, принцип работы и назначение печей разного
действия.
60 Сущность и назначение отжига, закалки, отпуска и старения. Их характеристика и
классификация. Роль основных операций термической обработки при формировании заданного
уровня структуры и свойств сталей и сплавов.
Директор ИМС
П.Г.Есырев
Зав. каф. «СМиТМП»
Н.Т.Сыздыкбеков