Материаловедение

1. История развития науки о материалах. Роль отечественных ученых и производственников в развитии материаловедения.

2. Физико-механические, химические и технологические свойства металлов.

3. Классификация металлов и распространенных сплавов, их применение в экономике страны.

4. Кристаллическое строение металлов. Приведите схематично основные типы кристаллических решеток, встречающихся у металлов, и укажите, какими параметрами они характеризуются.

5. Опишите несовершенства строения реальных кристаллов металлов (вакансии, дислокации, блоки) и их влияние на механические и технологические свойства металлов.

6. Сущность явления анизотропии свойств в кристаллах и ее виды. Как можно получить и использовать анизотропию в металлах?

7. Опишите процесс кристаллизации металлов и влияние на него примесей и условий охлаждения. Ответ поясните схемами.

8. Подробно изложите условия получения мелкозернистой и крупнозернистой структуры при кристаллизации металлов.

9. Постройте кривую охлаждения чистого железа и на этом примере поясните сущность аллотропических (полиморфных) превращений металлов и их использование.

10. Опишите фазовые превращения в металлах с теоретическим обоснованием.

11. Опишите кристаллизацию металла в изложнице и поясните схему строения слитка спокойной стали.

12. Как можно изменять физические, химические, механические и технологические свойства металлов и сплавов?

13. Требования, предъявляемые к железно-рудному сырью и топливу для современных доменных печей. Материалы, применяемые для выплавки чугуна?

14. Изобразите схему доменной печи, опишите основные ее части и работу.

15. Физико-химические процессы, происходящие в доменной печи при производстве чугуна. Представьте схему доменной печи, с указанием основных ее частей и температуры по высоте печи.

16. Изложите ход доменного процесса выплавки чугуна, напишите происходящие при этом реакции.

17. Охарактеризуйте продукты доменного производства и применение их в металлургии и машиностроении.

18. Параметры, характеризующие доменные печи. Приведите основные технико-экономические показатели работы доменных печей.

19. Сущность производства стали из чугуна и разновидности процессов получения стали. Дайте их сравнительную характеристику.

20. Изобразите схему устройства кислородного конвертора. Поясните физико-химические процессы, протекающие в конверторе. Преимущества и недостатки этого способа.

21. Опишите технологический процесс выплавки стали в кислородном конверторе и стали получаемые этим способом.

22. Изобразите схему мартеновской печи. Опишите физико-химические процессы, протекающие в основных мартеновских печах.

23. Изложите процесс выплавки стали из руды в сталеплавильных агрегатах.

24. Опишите разновидности мартеновского способа выплавки стали в зависимости от рода футеровки и состава шихты.

25. Изложите технологию выплавки стали в основной мартеновской печи скрап-рудным процессом. Укажите перспективы развития мартеновского способа выплавки стали.

26. Опишите технологический процесс выплавки стали в основной дуговой электропечи. Приведите схему печи и укажите перспективы развития этого способа производства стали.

27. Изложите существующие способы раскисления стали при ее выплавке и влияние раскисления на свойства стали. Классификация стали в зависимости от вида. Приведите схему строения слитка кипящей стали.

28. Изложите способы разливки стали после ее выплавки. Приведите их схемы и поясните сущность технологии разливки по каждой схеме, укажите преимущества и недостатки.

29. Опишите сущность современных способов повышения качества стали: обработка синтетическим шлаком, вакуумирование; приведите схемы электрошлакового и вакуумно-дугового переплава стали.

30. Приведите схему, опишите процесс прямого восстановления железа из руд, его применение в нашей стране и перспективы развития.

31. Опишите технологию пирометаллургического способа производства рафинированной меди.

32. Изложите технологию получения рафинированного алюминия.

33. Опишите основы дислокационной теории пластической деформации.

34. Опишите процессы, происходящие в металле при упругой и пластической деформации.

35. Опишите методы определения основных механических свойств.

36. Изложите процессы, происходящие при холодной пластической деформации. Как при этом изменяются и за счет чего свойства металла?

37. Опишите процессы, происходящие при горячей пластической деформации. Как при этом изменяются свойства металла и за счет чего?

38. Опишите явления наклепа. Как при наклепе изменяются свойства металла и его структура? Привести примеры использования этого явления.

39. Изложите сущность явлений возврата и рекристаллизации, условия их проведения и влияние на структуру и свойства металлов.

40. Дайте определение и поясните понятия: система, сплав, компонент, фаза, структура и структурная составляющая. Правило фаз и правило отрезков и их применение при охлаждении и кристаллизации сплавов.

41. Опишите и поясните схемы строения кристаллических решеток твердого раствора замещения и внедрения. Приведите примеры твердых растворов.

42. Что собой представляет диаграмма состояния сплавов? Поясните термический метод построения диаграмм и образование механических смесей и химических соединений в сплавах.

43^*. Изобразите диаграмму состояния сплавов медь - никель, постройте кривую охлаждения для сплава с 25% никеля и проанализируйте ее с применением правила фаз.

44^*. Изобразите диаграмму состояния сплавов системы медь — никель, постройте кривую охлаждения для сплава с 40% никеля и приведите ее анализ по правилу фаз.

45^*. Изобразите диаграмму состояния сплавов системы медь - никель. Определите состав и количественное соотношение фаз сплава с 30% никеля при температуре 1200° С.

46^*. Изобразите диаграмму состояния сплавов системы свинец - сурьма, постройте кривую охлаждения сплава с 50% Sb и проанализируйте ее с применением правила фаз.

47^*. Изобразите диаграмму состояния сплавов свинец - сурьма. Определите состав и количественное соотношение фаз сплава с 60% сурьмы при температуре 350° С.

48^*. Изобразите диаграмму состояния сплавов системы алюминий - медь, постройте кривую охлаждения для сплава с 4% меди и проанализируйте ее с применением правила фаз.

49^*. Изобразите диаграмму состояния сплавов системы алюминий - кремний, постройте кривую охлаждения для сплава с 8% кремния и проанализируйте ее с применением правила фаз.

^{___________________}

* См. приложение 1.

 

 

50*. Изобразите диаграмму состояния сплавов системы алюминий - кремний, опишите ее. Определите состав и количественное соотношение фаз сплава с 5% кремния при температуре 600° С.

51. Изобразите диаграмму состояния сплавов, образующих устойчивые химические соединения и проведите анализ их по точкам, линиям и областям

52. Изобразите диаграмму состояния сплавов системы железо - углерод с указанием структурных составляющих в областях и дайте их определения.

53. Изобразите диаграмму состояния сплавов системы железо - углерод, укажите на ней структурные составляющие. Постройте кривую охлаждения для стали с 0,8% углерода (С) и проанализируйте ее с применением правила фаз.

54. Изобразите диаграмму состояния сплавов системы железо - углерод, укажите на ней структурные составляющие. Постройте кривую охлаждения для чугуна с содержанием 3% углерода и проанализируйте ее с применением правила фаз.

55. Изобразите диаграмму состояния сплавов системы железо - углерод. Укажите на ней наличие фаз, существующих при различных температурах, дайте им определения и укажите значение основных механических свойств.

56. Классификация и маркировка углеродистых сталей. Опишите влияние постоянных примесей на свойства стали.

57. Опишите влияние углерода и постоянных примесей на механические и технологические свойства стали.

58. Изобразите стабильную и метастабильную диаграммы железо - углерод. Укажите расположение стабильных фаз на диаграмме и опишите стадии процесса графитизации.

59. Чем отличаются по свойствам и структуре серые, ковкие и высокопрочные чугуны? Приведите маркировку и область применения.

60. Изложите технологию получения высокопрочных чугунов, их структуру, маркировку, свойства, область применения.

^{___________________________}

* См. приложение 1.

61. Опишите технологию получения ковкого чугуна с ферритной структурой, маркировку, свойства, область применения.

62. Как влияют на свойства стали, положение критических точек, прокаливаемость легирующие элементы: никель, хром, вольфрам, ванадий, кобальт, кремний, марганец?

63. Опишите маркировку легированной стали по ГОСТ. Приведите примеры применения конкретных марок легированной стали в машиностроении.

64. Приведите классификацию легированных сталей по микроструктуре и примеры марок сталей согласно этой классификации и их применение в машиностроении.

65. Описать кинетику образования зерна аустенита при нагреве железоуглеродистых сплавов. «Наследственная» и действительная величина зерна стали.

66. Изобразите диаграмму изотермического превращения аустенита доэвтектоидной углеродистой стали. Опишите перлитное превращение аустенита и выделение феррита.

67. Изобразите диаграмму изотермического превращения аустенита эвтектоидной углеродистой стали. Опишите мартенситное превращение аустенита.

68. Опишите превращения аустенита при изотермической выдержке 700°С, 650° С, 550° С и при охлаждении до 20° С со скоростью выше критической в стали У8.

69. Опишите теоретическое и практическое значение диаграммы изотермического превращения аустенита в сталях.

70. Приведите современную классификацию видов термической обработки. Поясните назначение каждого вида.

71*. Опишите технологию термической обработки валика диаметром 15 мм длиной 100 мм, изготовленного из стали 40, обеспечивающую максимальную износостойкость.

 

_______________________________________________________________________________

*При описании технологии термической обработки приведите стальную часть диаграммы (Fe – Fe₃С) и по ней определите температуру нагрева стали; опишите, в какой среде будете охлаждать деталь, и поясните, почему; опишите изменение структуры при нагреве и в процессе охлаждения, укажите механические свойства, полученные в результате термической обработки

72*. Изложите технологию термической обработки метчика М8, изготовленного из стали У10А.

73*. Опишите технологию термической обработки закаленного пальца, изготовленного из стали 35, Æ 30 мм, l = 90 мм, для получения минимальной твердости

74*. Предложите и опишите технологию термической обработки вала Æ 50 мм, l =200 мм, изготовленного из стали 45, для получения вязкой сердцевины.

75*. Опишите технологию термической обработки зубила изготовленного из стали У9А, Æ 20 мм, l = 200 мм.

76*. Предложите марку углеродистой стали для изготовления винтовой цилиндрической пружины сжатия d=2 мм, D = 25 мм, H_о = 60 мм. Опишите технологию ее термической обработки

77*. Опишите назначение и технологию полной закалки и низкотемпературного отпуска вала, изготовленного из стали 45.

78. Изложите технологии проведения полной, неполной и изотермической закалки деталей, изготовленных из стали 40. Какая получается структура и механические свойства после каждого вида закалки?

79. Опишите сущность, преимущества, недостатки и область применения прерывистой, изотермической и ступенчатой закалки стали.

80. Изложите теоретические основы отпуска, его разновидности, назначение и влияние на структуру и механические свойства закаленной стали.

81. Опишите основные виды дефектов, возникающих в результате закалки стали, причины их возникновения и способы предотвращения

82. От чего зависит прокаливаемость сталей и как она определяется?

83. Изложите сущность обработки холодом закаленных деталей. Опишите процессы, происходящие при этом в стали, приведите примеры применения.

_______________________________________________________________________________

*При описании технологии термической обработки приведите стальную часть диаграммы (Fe – Fe₃С) и по ней определите температуру нагрева стали; опишите, в какой среде будете охлаждать деталь, и поясните, почему; опишите изменение структуры при нагреве и в процессе охлаждения, укажите механические свойства, полученные в результате термической обработки

84. Опишите кратко технологию поверхностной закалки с нагревом токами высокой частоты шейки стального коленчатого вала. Укажите преимущества и недостатки этого способа и область его применения.

85. Изложите сущность технологии высокотемпературной термомеханической обработки, процессов, происходящих при этом, укажите получаемую структуру и механические свойства стали.

86. Изложите сущность технологии низкотемпературной термомеханической обработки, процессов, происходящих при этом, укажите получаемую структуру и механические свойства стали.

87. Опишите кратко технологический процесс цементации деталей в твердом карбюризаторе, включая термическую обработку. Приведите примеры цементации конкретных деталей.

88. Опишите кратко технологический процесс газовой цементации деталей, включая термическую обработку. Область применения.

89. Опишите кратко технологический процесс азотирования деталей и область его применения.

90. Опишите кратко технологический процесс жидкого цианирования деталей, его разновидности, последующую термическую обработку и область применения.

91. Опишите сущность, разновидности и область применения диффузионной металлизации.

92. Изложите особенности технологии термической обработки легированных сталей.

93. Опишите влияние легирующих элементов и структуры на механические свойства конструкционных легированных сталей.

94. Изложите влияние различных видов термической обработки на свойства конструкционной легированной стали.

95. Дайте характеристику сталям, применяемым для изготовления цементуемых деталей.

96. Дайте характеристику сталям, предназначенным для изготовления деталей, подвергаемых улучшению.

97. Укажите основные преимущества легированных инструментальных сталей по сравнению с углеродистыми. Приведите марки и состав стали для изготовления режущего, штампового и измерительного инструмента.

98. Охарактеризуйте свойства быстрорежущей стали Р18. Изобразите график режима термической обработки этой стали и дайте обоснование отдельным операциям этого процесса.

99. Опишите состав, строение, свойства и назначение нержавеющих сталей. Чем объясняются высокие антикоррозионные свойства нержавеющих сталей?

100. Изложите свойства, особенности структуры и сущность технологии изготовления металлокерамических твердых сплавов. Приведите классификацию, маркировку по ГОСТ и область применения этих сплавов.

101. Охарактеризуйте свойства, строение, приведите примеры применения жаропрочных и жаростойких сталей.

102. Охарактеризуйте свойства, структуру, приведите примеры применения сплавов с особыми тепловыми свойствами.

103. Охарактеризуйте свойства, структуру, приведите примеры применения износостойких сталей.

104. Охарактеризуйте свойства, марки термическую обработку, структуру пружинных сталей.

105. Приведите современную классификацию и маркировку по ГОСТ латуней. Примеры применения этих сплавов в машиностроении.

106. Приведите современную классификацию и маркировку по ГОСТ бронз. Укажите, какой термической обработке они подвергаются и как при этом изменяются их свойства. Укажите область применения бронз.

107. Приведите современную классификацию и маркировку алюминиевых сплавов, приведите примеры применения этих сплавов в машиностроении.

108. Опишите технологию термической обработки деформируемых алюминиевых сплавов и их применение в машиностроении

109. Опишите технологические и механические свойства литейных алюминиевых сплавов, технологию термической обработки и применение в машиностроении.

110. Приведите современную классификацию и маркировку магниевых сплавов. Опишите их структуру и механические свойства. Приведите примеры применения.

111. Изложите требования, предъявляемые к подшипниковым сплавам. Укажите сплавы, отвечающие этим требованиям, опишите их структуру и свойства. Приведите примеры применения.

112. Опишите состав, свойства, технологию изготовления порошковых сплавов. Укажите область их применения

113. Опишите классификацию, строение полимеров и пластических масс и их применение в современном машиностроении.

114. Опишите состав, строение и область применения термопластических пластмасс.

115. Опишите состав, строение и область применения термореактивных пластмасс.

116. Опишите технологический процесс изготовления деталей из термореактивных пластмасс методом прессования. Приведите схему процесса.

117. Приведите схему и опишите технологический процесс изготовления деталей из термопластов методом литья под давлением. Укажите область применения.

118. Приведите схему и опишите технологический процесс изготовления изделий из термопластов выдавливанием. Укажите область применения.