6М071000 – Материаловедение и технология новых материалов1 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 электрон-атомного 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 давление-температура. 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 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 Петча-Холла. 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.Заведующий кафедрой «Металловедение и термической обработки металлов» Смагулов Д.У.