Реферат: Оренбургский государственный университет вопросы кандидатского экзамена по специальности

Министерство образования и науки

Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Оренбургский государственный университет


ВОПРОСЫ

кандидатского экзамена по специальности

05.16.01 “Металловедение и термическая обработка

металлов и сплавов”


Оренбург 2009

Вопросы

Общая характеристика металлов. Особенности металлического вида связи между атомами. Атомно-кристаллическое строение металлов. Кристаллографические индексы плоскостей и направлений в кубической и гексагональной решетках. Анизотропия свойств металлов.

Дефекты кристаллического строения металлов. Образование дефектов, их влияние на свойства металлов. Основные типы дислокаций. Вектор Бюргерса. Взаимодействие дислокаций. Взаимодействие дислокаций с точечными дефектами. Атмосферы Коттрелла, Снука, Сузуки.

Кристаллизация металлов. Условие и движущая сила кристаллизации. Спонтанное и гетерогенное образование центров кристаллизации. Число центров кристаллизации и скорость роста кристаллов. Величина зерна. Получение металлических стекол. Полиморфные превращения в чистых металлах.

Фазы в металлических сплавах. Виды твердых растворов. Химические соединения, гетерогенные структуры, электронные соединения, фазы Лавеса, Юм-Розери.

Условия кристаллизации сплавов. Диаграммы фазового равновесия. Экспериментальное построение диаграмм бинарных систем. Кривые охлаждения. Правило фаз. Определение химического состава и объемного содержания жидкой и твердой фаз.

Диаграмма состояния сплавов, образующих неограниченные твердые растворы. Дендритная и зональная ликвации. Диаграммы с эвтектикой (из чистых компонентов и сплавов) и перитектикой. Диаграммы состояния сплавов, образующих химические соединения (устойчивые химические соединения и твердые растворы на базе химического соединения).

Механизмы фазовых превращений в твердом состоянии. Диаграммы  состояния сплавов с частичным распадом твердого раствора при понижении температуры. Диаграммы состояния сплавов, компоненты которых испытывают полиморфные превращения.

Понятие о диаграммах состояния тройных систем. Концентрационный треугольник. Изотермические и политермические разрезы.

Упругая и пластическая деформация. Механизмы пластической деформации в моно- и поликристаллах. Изменение структуры и свойств металлов при пластической деформации. Текстура деформации. Поверхностная пластическая деформация.

Влияние нагрева на строение и свойства деформированного металла. Возврат и полигонизация. Первичная, собирательная и вторичная рекристаллизация. Холодная и горячая деформация.

Разрушение металлов. Механизмы вязкого, хрупкого и усталостного разрушения. Строение изломов. Разрушение материала в интервале вязко-хрупкого перехода. Причина охрупчивания металлов. Схема Иоффе-Даведенкова.

Механические свойства, определяемые при статических и динамических испытаниях. Понятие конструктивной прочности материалов. Испытание на статическую трещиностойкость. Усталостное испытание. Пути повышения  прочности металлов и сплавов.

Диаграмма состояния Fe-C. Компоненты и фазы в системе Fe-C. Полиморфные превращения в чистом железе. Критические точки. Фазовые и структурные изменения в сплавах Fe-C.

Диаграмма состояния Fe-C. Сталь и чугун. Влияние углерода и постоянных примесей на свойства сталей. Влияние легирующих элементов на структуру и свойства сталей;  на критические точки диаграммы Fe-C. Цели легирования. Структурные классы легированных сталей.

Чугуны. Виды чугунов. Получение, микроструктура и свойства чугунов. Легирование чугунов. Применение чугунов.

Фазовые превращения при нагреве эвтектоидной, до- и заэвтектоидных сталей. Рост аустенитного зерна при нагреве. Перегрев и пережог стали. Наследственно мелко- и крупнозернистые стали. Действительное аустенитное зерно. Методы определения размера действительного аустенитного зерна.

Диаграмма изотермического превращения переохлажденного аустенита. Кинетика и механизм перлитного, бейнитного и мартенситного превращений. Превращение аустенита при непрерывном охлаждении. Понятие критической скорости охлаждения. Термокинетические диаграммы превращения переохлажденного аустенита. Термическое и деформационное старение углеродистой стали.

Классификация видов термической обработки по Бочвару. Краткая характеристика основных видов термической обработки.

Отжиг 1-го рода. Цели и режимы гомогенизационного, рекристаллизационного отжига и отжига, уменьшающего напряжения. Изменение структуры и свойств при данных видах отжига.

Виды отжига 2-го рода. Цели и режимы отжига. Изменение структуры и свойств при полном, неполном, сфероидизирующем и нормализационном отжиге.

Закалка без полиморфного превращения. Цель закалки. Выбор режимов закалки.

Закалка с полиморфными превращениями. Мартенситные превращения в сталях. Микроструктура мартенсита. Типы мартенситных превращений. Влияние деформации на мартенситные превращения.

Объемная закалка сталей. Разновидности закалки. Прокаливаемость сталей. Критический диаметр. Методы определения толщины закаленного слоя.

Поверхностная закалка. Цели и основные виды поверхностной закалки. Закалка с плавлением поверхности. Особенности формирования структуры при закалке с плавлением поверхности.

Старение. Кинетика прерывистого и непрерывного распадов. Виды старения. Изменение свойств при старении.

Отпуск стали. Цели и виды отпуска. Изменение структуры и свойств стали при отпуске. Обратимая и необратимая отпускная хрупкость.

Термомеханическая обработка (ТМО). Формирование структуры и свойства при НТМО, ВТМО и ПТМО.

Химико-термическая обработка (ХТО). Виды ХТО. Механизм образования и строение упрочненного слоя. Диффузионное насыщение металлами.

Общая классификация, краткая характеристика, маркировка и термическая обработка сталей и сплавов на основе железа.

Конструкционные углеродистые стали. Классификация, свойства, область применения, маркировка. Применяемые виды термической обработки.

Конструкционные легированные стали (цементуемые, улучшаемые, рессорно-пружинные, шарикоподшипниковые и износостойкие стали) . Классификация, структура и свойства, область применения, маркировка.

Высокопрочные стали: мартенсито-стареющие, трип- или ПНП-стали. Режимы термической обработки, свойства, область применения, маркировка.

Жаростойкие и жаропрочные стали и сплавы на основе никеля и кобальта. Классификация, свойства, область применения и маркировка.

Коррозионно-стойкие (нержавеющие) стали. Кислостойкие стали и сплавы. Классификация, свойства, область применения и маркировка.

Криогенные ферритные, аустенитные и аустенитно-мартенситные стали. Структура, свойства и маркировка.

Тугоплавкие металлы и их сплавы. Область применения, свойства и маркировка.

Стали и сплавы с особыми физическими свойствами (магнитные, с высоким электросопротивлением, с заданным температурным коэффициентов линейного расширения, с заданным модулем упругости). Область применения, свойства и маркировка.

Инструментальные углеродистые стали. Режимы термической обработки, свойства, область применения, маркировка.

Легированные полутеплостойкие и теплостойкие инструментальные стали. Быстрорежущие стали. Режимы термической обработки, свойства, область применения, структура и маркировка.

Твердые сплавы. Технорлогия изготовления. Классификация, маркировка, свойства и область применения.

Алюминий и сплавы на его основе. Классификация, свойства, структура, маркировка и область применения литейных и деформируемых сплавов. Термическая обработка сплавов.

Медь и сплавы на ее основе. Бронзы и латуни. Классификация, свойства, маркировка и область применения. Термическая обработка медных сплавов.

Титан и магний. Сплавы на их основе. Структура, свойства, маркировка и область применения.

Антифрикционные (подшипниковые) сплавы на оловянистой, свинцовой, цинковой и алюминиевой основах. Свойства, маркировка и область применения.

Композиционные (с металлической матрицей) и порошковые материалы. Классификация, маркировка, свойства и область применения.


Рекомендуемая литература
Основная
Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение: Учебник. 2-е изд.-М.: Машиностроение, 1980.- 493 с.

Гуляев А.П. Металловедение. М.: Металлургия, 1977.- 646 с.

Физическое металловедение/ Под ред. Кана Р. У., Хаазена П. – 3-е изд., перераб. и доп. В 3-х т.: Пер с англ.-М.:Металлургия, 1987. - 640 с.

Металловедение, термообработка и рентгенография: Учебник для вузов. Новиков И. И., Строганов Г. Б., Новиков А. И. - М.: «МИСИС», ISBN 5-87623-005-7, 1994. - 480 с.

Теория термической обработки металлов.: Учебник для вузов. 4-е изд. перераб. и доп.: Новиков И. И. - М.: Металлургия, 1986.- 480 с.

Кристаллография и дефекты кристаллической решетки.: Учебник для вузов. Новиков И. И., Розин К. М.- ISBN 5-229-00519-X.- М.: Металлургия, 1990.- 336 с.

Захаров А. М. Диаграммы состояния двойных и тройных систем. М.: Металлургия, 1964.- 478 с.



Дополнительная
Материаловедение. Методы анализа, лабораторнрые работы и задачи Геллер Ю. А., Рахштадт А. Г. - М.: Металлургия, 1984.- 384 с.

Мозберг Р.К. Материаловедение: Учебное пособие.- 2-е изд., перераб.- ISBM 5-06-001909-8.- М.: Высш. Шк., 1991.- 448 с.

Бокштейн С.З. Строение и свойства металлических сплавов.- М.: Металлургия, 1971.- 496 с.

Бернштейн М.Л. Прочность стали. - М.: Металлургия, 1974.- 199 с.

Тарнопольский Ю.М. Пространственно армированные композиционные материалы: Справочник/ Тарнопольский Ю. М., Жигун И. Г., Поляков В. А.- М.: Машиностроение, 1987.- 348 с.

Механические свойства металлов. Учебник для вузов. Золотаревский В. С. – 3-е изд., перераб. и доп., ISBN 5-87623-017-0. – М.: «МИСИС», 1998.- 400 с.