- •1. Элементарная ячейка кристаллической решетки и ее характеристики. Полиморфизм, анизотропия, их использование в технике.
- •2 Конструкционные стали нормальной прочности: углеродистые конструкционные стали обыкновенного качества и качественные стали. Состав, маркировка, упрочняющая обработка и применение.
- •2. Способы повышения упругих характеристик конструкционных материалов. Стали для пружин и рессор, их состав, марки, упрочняющая обработка.
- •1. Пластическая деформация и рекристаллизация металлов. Сдвигово-дислокационный механизм пластической деформации. Изменение структуры и свойств при холодной и горячей деформациях.
- •1. Диаграммы состояния двойных сплавов. Правило концентраций и отрезков. Использование диаграмм состояния для определения свойств сплавов и возможных видов их термической обработки.
- •1.Диаграмма Fe-Fe3c, ее фазовый и структурный анализ. Влияние углерода на структуру и свойства сталей.
- •1. Цели легирования конструкционных сталей. Влияние легирующих элементов на структуру сталей в отожженном и нормализованном состоянии.
- •2. Конструкционные материалы малой плотности: алюминиевые деформируемые сплавы, их состав, марки, термообработка, применение. Преимущества и недостатки алюминиевых сплавов по сравнению со сталями.
- •1. Фазовый и структурный анализ диаграммы Fe-FeзС. Использование полиморфизма железа при термической обработке сталей.
- •2. Конструкционные материалы малой плотности: пластмассы, их состав, применение. Преимущества и недостатки пластмасс как конструкционных материалов.
- •1. Формирование структуры литых сплавов. Влияние скорости охлаждения на степень переохлаждения и величину кристаллов. Модифицирование. Получение монокристаллов, аморфных сплавов.
- •2. Конструкционные материалы высокой удельной прочности: композиционные материалы (к.М.). Зависимость свойств к.М. От вида, количества, формы упрочнителей. Волокнистые и дисперсноупрочненные к.М.
- •1. Виды термической обработки: отжиг, закалка, отпуск, старение;их назначение. Связь диаграмм состояния двойных сплавов и возможных видов их термической обработки.
- •1. Химико-термическая обработка сталей. Цементация, азотирование, нитроцементация; режимы и цели проведения. Цементуемые стали, азотируемые стали.
- •1. Виды термической обработки сталей: отжиг, нормализация, закалка, отпуск. Цели и режимы их проведения. Свойств а отожженных, нормализованных и термически улучшенных сталей.
- •2. Преимущества и недостатки конструкционных сплавов на основе меди. Латуни, бронзы, их состав, марки, свойства, применение.
- •1. Закалка сталей. Оптимальная температура закалки углеродистых сталей. Влияние легирующих элементов на критическую скорость закалки. Внутренние напряжения в закаленных сталях.
- •2.Антифрикционные материалы, используемые в узлах скольжения. Факторы, влияющие на коэффициент трения и пути его уменьшения.
- •1. Распад переохлажденного аустенита. Формирование структуры при перлитном, мартенситном и промежуточном превращениях. Строение и свойства продуктов распада.
- •2. Сплавы для чувствительных элементов точных приборов. Fe-Ni-сплавы, бериллиевые бронзы, их состав, свойства, упрочняющая обработка, применение.
- •1. Превращения в закаленной стали при отпуске. Выбор вида отпуска (низкий, средний, высокий) в зависимости от назначения деталей и инструмента.
- •2. Материалы вакуумной техники. Влияние давления и температуры на фазовое состояние материала. Сравнительная оценка вакуумной стойкости металлических и неметаллических материалов.
- •2. Высокопрочные стали. Легированные стали, мартенситностареющие стали: их состав, марки, упрочняющая обработка, применение.
- •2. Легированные низкоуглеродистые и среднеуглеродистые конструкционные стали. Принцип легирования, упрочняющая обработка, марки, применение.
- •1. Формирование структуры литых сплавов. Влияние скорости охлаждения на степень переохлаждения и размер кристаллов. Модифицирование. Получение монокристаллов, аморфных сплавов.
- •2. Жаропрочные материалы. Изменение механических свойств металлов при нагреве. Механизм ползучести. Пути создания оптимальной структуры жаропрочных материалов.
- •1. Распад переохлажденного аустенита. Формирование структуры при перлитном, мартенситном и промежуточном превращениях. Строение и свойства продуктов распада.
- •2. Бериллий и сплавы на его основе. Механические и технологические свойства бериллия.
- •2. Коррозионно-стойкие стали устойчивы к электрохимической коррозии.
- •1. Теория и практика отпуска сталей. Влияние легирующих элементов на превращения закаленных сталей при нагреве. Структура и свойства отпущенных сталей.
- •2. Материалы, устойчивые против химической коррозии. Способы повышения жаростойкости металлов и сплавов
- •1. Закалка сталей. Выбор температур нагрева и охлаждающих сред при закалке. Влияние легирующих элементов на критическую скорость охлаждения, прокаливаемость и закаливаемость сталей.
- •2. Кристаллофизические методы очистки полупроводников, легирование полупроводников.
- •2. Вопрос не входит в билеты
- •1. Распад переохлажденного аустенита. Формирование структуры при перлитном, мартенситом и промежуточном превращениях. Строение и свойства продуктов распада.
- •1. Превращение в закаленной стали при отпуске. Влияние температур отпуска на свойства сталей. Выбор видов отпуска (низкий, средний, высокий) в зависимости от назначения деталей и инструмента.
- •2. Радиационностойкие материалы. Причины образования радиационных дефектов, Радиационная стойкость. Основные группы радиационных конструкционных материалов.
- •2. Вопрос не входит в билеты
1. Цели легирования конструкционных сталей. Влияние легирующих элементов на структуру сталей в отожженном и нормализованном состоянии.
В конструкционных сталях легирование осуществляется с целью улучшения механических свойств (прочности, пластичности). Кроме того меняются физические, химические, эксплуатационные свойства. Легирующие элементы повышают стоимость стали, поэтому их использование должно быть строго обоснованно.
Влияние некоторых основных легирующих элементов на свойства сталей.
1. Никель. (Н) Никель образует твердые растворы внутри легированных сталей, повышается прочность стали, ее устойчивость к высоким температурам (никель – сильный аустенизатор).
2. Хром. (Х) Если содержание в стали хрома больше 12%, то сталь – нержавеющая (при условии растворения хрома в кристаллической решетке железа). Хром – сильно карбидообразующий элемент. Из-за образования карбидов коррозионная стойкость стали может уменьшаться. В стали 12Х18Н10Т предотвращено образование карбидов хрома на зернах.
3. Вольфрам. (В) Вольфрам повышает твердость и прочность стали. Сильно карбидообразующий элемент. Карбиды вольфрама устойчивы и действуют при температуре выше температуры применения. Вольфрам используют для изготовления инструментальных сталей.
4. Ванадий. (Ф) Ванадий повышает устойчивость к циклическим нагружениям и высоким температурам.
5. Марганец. (Г) Марганец способствует повышению твердости и прочности, обеспечивает высокую вязкость сталей.
6. Кремний. (С) Кремний – ферритизатор – повышает устойчивость феррита при высоких температурах, то есть такая сталь обладает хорошими электро-магнитными свойствами (феррит – сильный ферромагнетик). Стали с высоким содержанием кремния используются для изготовления сердечников для электроприборов.
2. Конструкционные материалы малой плотности: алюминиевые деформируемые сплавы, их состав, марки, термообработка, применение. Преимущества и недостатки алюминиевых сплавов по сравнению со сталями.
Принцип маркировки алюминиевых сплавов. В начале указывается тип сплава: Д – сплавы типа дюралюминов; А – технический алюминий; АК – ковкие алюминиевые сплавы; В – высокопрочные сплавы; АЛ – литейные сплавы. Далее указывается условный номер сплава. За условным номером следует обозначение, характеризующее состояние сплава: М – мягкий (отожженный); Т – термически обработанный (закалка плюс старение); Н – нагартованный; П – полунагартованный
Деформируемые сплавы, упрочняемые термической обработкой.
К таким сплавам относятся дюралюмины - (сплав Al с Cu (Cu ≈ 4%). Al-основа, также вводятся Mg, Si, Fe ≈ 1% каждого). Они имеют пониженную коррозионную стойкость, для повышения которой вводится марганец.
Дюралюмины обычно подвергаются закалке с температуры 500oС и естественному старению, которому предшествует двух-, трехчасовой инкубационный период. Максимальная прочность достигается через 4…5 суток.
Широкое применение дюралюмины находят в авиастроении, автомобилестроении, строительстве.
Высокопрочными стареющими сплавами являются сплавы, которые кроме меди и магния содержат цинк. Сплавы В95, В96 имеют предел прочности около 650 МПа. Основной потребитель – авиастроение (обшивка, стрингеры, лонжероны).
Ковочные алюминиевые сплавы АК:, АК8 применяются для изготовления поковок. Поковки изготавливаются при температуре 380…450oС, подвергаются закалке от температуры 500…560oС и старению при 150…165oС в течение 6…15 часов.
В состав алюминиевых сплавов дополнительно вводят никель, железо, титан, которые повышают температуру рекристаллизации и жаропрочность до 300oС.
Изготавливают поршни, лопатки и диски осевых компрессоров, турбореактивных двигателей.
Билет 9