Програма фахового вступного випробування Освітньо-кваліфікаційний рівень "Спеціаліст", "Магістр"

Вид материала

Содержание

1. Характеристика агрегатних станів речовини
Діаграми стану
Кристалічна структура твердих фаз
Кристалографія і дефекти кристалічної будови
Методи структурного аналізу
Формування структури металів та сплавів при кристалізації та подальшому охолодженні
8. Структура сплавів системи “залізо-вуглець”
9. Спеціальні сталі та сплави
10. Кольорові метали та сплави
11. Порошкові та композиційні матеріали
12. Неметалеві матеріали
13. Теорія термічної обробки
14. Фізичні властивості матеріалів і методи їх досліджень
15. Механічні властивості та конструкційна міцність матеріалів
16. Корозія та захист металів
17. Методи локальної поверхневої обробки виробів
18. Діагностика і дефектоскопія матеріалів та виробів
19. Стандартизація, метрологія та контроль якості продукції
Рекомендована література

Подобный материал:

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ДЕРЖАВНИЙ ВИЩИЙ НАВЧАЛЬНИЙ ЗАКЛАД

ДОНЕЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

“ЗАТВЕРДЖУЮ”

Голова приймальної комісії

______________________

ПРОГРАМА

фахового вступного випробування

Освітньо-кваліфікаційний рівень “Спеціаліст”, “Магістр”

Спеціальність 7.05040301, 8.05040301 “Прикладне матеріалознавство”

(напрям підготовки 050403 “Інженерне матеріалознавство”)

Розглянуто на засідані

кафедри “Фізичне матеріалознавство”

__________________

Донецьк, ДонНТУ

ВСТУП

Програма фахових випробувань включає основні питання дисціплін професійно-орієнтовної і професійної підготовки, які викладалися згідно з діючим стандартом вищої освіти за професійно-освітнім рівнем “бакалавр” за напрямом підготовки “Інженерне матеріалознавство” з врахуванням вимог до фахівців за спеціальністю “Прикладне матеріалознавство”.

За результатами підготовки у відповідністі з даною програмою фахівець-бакалавр з нпряму підготовки “Інженерне матеріалознавство” буде здатний скласти вступні випробування для зарахування на навчання за освітньо-кваліфікаційними рівнями “спеціаліст” та “магістр” за спеціальністю “Прикладне матеріалознавство”.

Згідно з даною програмою випускник-бакалавр повинен знати основні методи та методики досліджень структури та властивостей матеріалів, основних показників якості матеріалів та виробів з металевих, неметалевих та композиційних і порошкових матеріалів, властивості та галузі застосування матеріалів різних типів, вміти аналізувати процеси структуростворення в матеріалах в залежністі від їх типу, складу та умов обробки.

Вступний іспит за даною програмою передбачає відповіді та питання трьох рівнів з комбінацією тестів (перший рівень) та питань з теоретичного та прикладного матеріалознавства (другий та третій рівні).

1. ХАРАКТЕРИСТИКА АГРЕГАТНИХ СТАНІВ РЕЧОВИНИ

Загальні характеристики плазмового та газового станів. Твердий стан. Кристали, металічне скло, дійсноаморфні та рентгеноаморфні фази. Рідинний стан. Дальній та близький порядок. Рідкі кристали. Особливості кристалічної будови реальних кристалів. Взаємодія дефектів кристалічної будови та їх вплив на структуру та властивості металевих кристалів. Структурні змінення під час плавління. Кристалізація, склування, аморфізація.

Література: [1, 3, 8]

ДІАГРАМИ СТАНУ

Термодинамічні потенціали та умови рівноваги. Класифікація фазових перетворень. Діаграми фазових рівноваг однокомпонентних систем. Енергія впорядкування. Концентраційна залежність термодинамічних потенціалів твердих розчинів. Аналіз форми та взаєморозташування кривих термодинамічного потенціалу. Діаграми бінарних систем: сплави з необмеженою розчинністю; системи з евтектикою та перитектикою; діаграми стану з проміжними фазами, з поліморфними перетвореннями, з обмеженою розчинністю у рідкому стані. Діаграми стану потрійних систем з необмеженою та обмеженою розчинністю комплнентів; ізо- та політермічні розрізи діаграм.

Література: [4, 6-8]

КРИСТАЛІЧНА СТРУКТУРА ТВЕРДИХ ФАЗ

Типи зв"язку в кристалах. Металеві кристали. Тверді розчини, їх типи. Впорядковані тверді розчини. Понадструктури. Структура проміжних фаз. Електронні сполуки. Фази Лавесу. Сігма-фази. Проміжні фази впровадження.

Література: [1, 6, 8]

ДИФУЗІЯ

Особливості дифузії в кристалах. Механізми дифузії. Макроскопічна дифузія. Закони Фіка. Дифузія в полі напружень. Зерногранічна дифузія. Експериментальні дослідження дифузійних процесів.

Література: [6, 8, 10]

КРИСТАЛОГРАФІЯ І ДЕФЕКТИ КРИСТАЛІЧНОЇ БУДОВИ

Закономірна внутрішня будова кристалів, симертія, однорідність, анізотропія. Індексування кристалів. Сітка Вульфа. Точкові елементи симетрії. Класи симетрії, сингонії, категорії, вибір елементарної комірки, міжнародні символи симетрії. Просторові елементи симетрії кристалічних структур. Трансляція, площина ковзного відбиття, гвинтові осі симетрії. Атомні та іонні радіуси. Координаційні числа та координаційні багатокутники. Найщільніщі пакування. Точкові дефекти в кристалах: їх види, термодинаміка, механізм утворення, міграція. Поведінка точкових дефектів при гартуванні і відпаленні. Крайові та гвинтові дислокації, їх переміщення. Вектор Бюргерса дислокацій. Енергія дислокацій. Пружна взаємодія дислокацій. Часткові та повні дислокації в металах. Дислокаційні реакції в ОЦК- ГЦК- та ГП-гратках. Перетин дислокацій. Атмосфери Котрела, Снука, Сузукі. Механізм утворенння дислокацій. Гальмування дислокацій.

Література: [2, 5]

МЕТОДИ СТРУКТУРНОГО АНАЛІЗУ

Макроструктурний аналіз. Мікроструктурний аналіз, принципи світлової мікроскопії, методи досліджень. Методи кількісного мікроаналізу. Дифракційні дослідження, їх характеристика та можливості. Основи фізики рентгенівських промінів, їх природа, одержання, властивості, засоби реєстрації. Рентгенівські спектри. Явища при взаємодії рентгенівських променів з речовиною. Основні рівняння дифракції. Інтенсивність рентгенівських інтерференцій. Характеристика основних методів РСА. Типи зйомки, камери для РСА. Індеціювання рентгенограм. Прецезійне визначення параметрів гратки. Класифікація внутрішніх напружень, визначення макро- та мікронапружень. Дослідження субмікроструктури, визначення її характеристик за поширенням ліній. РСА текстур. Методи якісного та кількісного фазового РСА. РСА загартованих сталей та твердих розчинів. Електронна мікроскопія, засоби виготовлення та дослідження обєктів. Рентгеноспектральний та мікрорентгеноспектральний аналіз. Загальна характеристика інших методів дослідження структури.

Література: [5, 8]

ФОРМУВАННЯ СТРУКТУРИ МЕТАЛІВ ТА СПЛАВІВ ПРИ КРИСТАЛІЗАЦІЇ ТА ПОДАЛЬШОМУ ОХОЛОДЖЕННІ

Кристалізація металів, термодинамічні умови процесу. Гомогенне та гетерогенне зародження кристалів, критичний розмір зародків, його визначення. Вплив ступіню переохолодження розплаву. Модифікування. Зростання кристалів в рідині. Форми кристалів. Основні закономірності кристалізації сплавів. Кристалізація твердих розчинів та проміжних фаз. Дендритна ліквація, її причини. Безвибіркова кристалізація. Евтектична та перитектична кристалізація. Будова відливків та зливків. Типи структур відливків. Усадочні дефекти, їх типи та причини виникнення. Зональна ліквація та ліквація по питомій вазі, їх причини. Структурні зміни при охолодженні у закристалізованих металах та сплавах, не зв"язані з фазовими перетвореннями: гомогенізація, усунення вакансій, полігонізація, рекристалізація (грануляція та зростання зерен), спікання. Структурні змінення у закристалізованих металах та сплавах, пов'язані з фазовими перетвореннями: поліморфні перетворення, евтектоїдне та перитектоїдне перетворення в сплавах, процеси розчинення та виділення залишкових фаз. Структурні зміни при дифузійному зміненнні складу сплава. Вплив пластичної деформації та подальшого нагріву на структуру та властивості металів та сплавів: механізм зміцнення при пластичній деформації, вплив холодної пластичної деформації на структуру та властивості металів та сплавів, вплив температури нагрівання на структуру та властивості холоднодеформованих металів; зворот 1 роду, полігонізація та рекристалізація в деформованих металах та сплавах; поняття про критичний ступінь деформації. Холодна, гаряча, тепла деформація, їх основні відзнаки.

Література: [6, 8]

8. СТРУКТУРА СПЛАВІВ СИСТЕМИ “ЗАЛІЗО-ВУГЛЕЦЬ”

Аналіз діаграми стану “залізо-вуглець”. Компоненти та фази у сплавах системи “залізо-вуглець”, їх характеристика. Класифікація залізо-вуглецевих сплавів. Формування структури сталей при кристалізації та подальшому охолодженні Особливості поліморфних переворень у твердих розчинах на основі заліза. Перлітне перетворення в сталях, його механізми. Вплив умов перетворення на структуру перліта і властивості сталі. Розпад пересиченого фериту при охолодженні. Особливості структури вуглецевих сталей в залежністі від вмісту вуглецю. Формування структури чавунів: білих, сірих, високоміцних, половинчастих чавунів. Особливості евтектичного перетворення у сірих немодифікованих та модифікованих чавунах. Умови формування різного типу металевої основи сірих чавунів. Класифікація сірих чавунів за складом, формою графітних включень та типом металевої основи, їх маркіровка, властивості, застосування. Ковкі чавуни, особливості їх структури та засіб отримання. Вплив вуглецю та звичайних домішок у сталях та чавунах, на їх структуру та властивості. Класифікація, маркіровка, властивості та використання вуглецевих сталей. Конструкційні та інструментальні вуглецеві сталі. Особливості структури сталей після термічної обробки.

Література: [6-8]

9. СПЕЦІАЛЬНІ СТАЛІ ТА СПЛАВИ

Спеціальні сталі, основні визначення та класифікація. Фази в легованих сталях. Вплив легуючих елементів на критичні точки, фазові та структурні перетворення в сталях при нагріванні та охоложденні, стабільність переохолодженого аустеніту, прогартовуваність сталі, кінетику перлітного, бейнітного та мартенситного перетворень. Вплив легування на розвинення процесів при відпусканні загартованої сталі. Конструкційні сталі, принципи та мета їх легування, характерна обробка та застосуванння: будівельні, машинобудівельні поліпшувані та ті, які цементують та азотують, сталі для холодної штамповки, підчипникові леговані сталі, пружинні сталі, зносостійкі сталі (високомарганцева аустенітна сталь, метастабільні аустенітні сталі) та чавуни, кріогінні сталі, високоміцні сталі (мартенситно-старіючі сталі, низьковідпущені леговані сталі, сталі з наддрібним зерном, дисперсійно-твердіючі сталі, ПНП-сталі, сталі, які піддають ТМО, високоміцні сталі, які отримані методом холодної пластичної деформації), сталі підвищеної механічної обробляємості, рельсові сталі, сталі зниженої прогартованості. Інструментальні сталі, принципи їх легування, термічна обробка, властивості, застосування: сталі для вимірювального інструмента, леговані інструментальні сталі підвищеної прогартовуваності, швидкоріжучі сталі, сталі для штампів холодного деформування, сталі для штампів гарячого деформування, сталі для виготовлення прокатних валків гарячої та холодної прокатки. Тверді сплави, їх види. Сталі та сплави з особливими властивостями. Корозійно-стійкі сталі, основні принципи та мета їх легування, основні групи (феритні, мартенситні та мартенсито-феритні, аустенітні, аустенітно-феритні сталі, аустеніто-мартенситні). Загальна характеристика корозійно-стійких сплавів на залізонікелевій та нікелевій основах. Жароміцні та жаростійкі сталі та сплави: теплостійкі сталі, жароміцні сталі перлітного, мартенситного та мартенсито-феритного класів, аустенітні жароміцні сталі (гомогенні, з карбідним та інтерметалідним зміцненням). Жароміцні сплави на основі нікеля та кобальту. Жаростійкі сталі та сплави. Магнітні сталі та сплави (магнітом'які та магнітотверді); сталі та сплави з високим електричним опором для нагрівальних елементів; сплави з особливими фізичними властивостями.

Література: [9, 13]

10. КОЛЬОРОВІ МЕТАЛИ ТА СПЛАВИ

Мідь і сплави на її основі: латуні (подвійні та леговані), бронзи (олов’яні, алюмінієві, кремністі, берилієві, свинцові). Алюміній та сплави на його основі: деформовані алюмінієві сплави, які зміцнюються і не зміцнюються термічною обробкою, ливарні алюмінієві сплави систем Al-Si (силуміни), Al-Cu, Al-Mg, жароміцні. Сплави алюмінію, отримані методами порошкової металургії: спечені алюмінієві порошки, спечені алюмінієві сплави, гранульовані сплави. Магній та сплави на його основі (деформовані та ливарні). Титан та сплави на його основі: деформовані титанові сплави різних структурних класів, ливарні титанові сплави. Легкоплавкі метали та сплави на їх основі: підчипникові сплави з м’якою матрицею (бабіти) на основі олова, свинцю, цинку, цинкові конструкційні сплави, легкоплавкі сплави, припої. Тугоплавкі метали та сплави на їх основі: W, Mo, Ta, V, Nb, Zr та їх сплави. Берілій та сплави на його основі. Благородні метали (Ag, Au, Pt) та сплави на їх основі.

Література: [8, 9, 14]

11. ПОРОШКОВІ ТА КОМПОЗИЦІЙНІ МАТЕРІАЛИ

Класифікація та методи виготовлення композиційних матеріалів. Механізми формування міцного зв'язку компонентів композиту. Прогнозування їх механічних властивостей. Структура, властивості, застосування, характеристика конкретних типів композиційних матеріалів різних видів: дисперсно-зміцнених, волокннистих, слоїстих КМ з металевою матрицею, волокнистих КМ з неметалевою матрицею різного типу. Порошкові матеріали, методи їх виготовлення та переваги застосування, особливості структури та властивостей. Характеристика основних типів порошкових матеріалів: конструкційних, інструментальних, антифрикційних, фрикційних, електротехнічних, для виготовлення фільтрів. Основні напрямки розробки нових композиційних та порошкових матеріалів і вдосконалення їх застосування.

Література: [3, 15]

12. НЕМЕТАЛЕВІ МАТЕРІАЛИ

Класифікація неметалевих матеріалів і особливості використанння. Пластичні маси: склад, класифікація та властивості; термопластичні та термореактивні пластмаси; газонаповнені пластмаси. Композиційні матеріали з неметалевою матрицею: основні види, склад, властивості, застосування. Гумові матеріали, їх класифікація, основні види, властивості, застосування. Клеючі матеріали та герметики, їх види і галузі застосуванння. Неорганічні матеріали: графіт, скло, ситали. Кам'яні та керамічні вироби, їх основні види. В"яжучі матеріали та бетони, залізобетон. Текстильні матеріали: волокна, нитки, шнури, тканини, войлок, матеріали-кожзамінники, їх загальна характеристика. Загальні відомості щодо шкіри, деревини, шпону, фанери, папіру, картону.

Література: [9]

13. ТЕОРІЯ ТЕРМІЧНОЇ ОБРОБКИ

Загальні закономірності твердофазних перетворень у металах та сплавах. Перетворенння при нагріві сталей у докритичному інтервалі темпператур. Аустенітізація сталей: термодинаміка, механізм і кінетика перліто-аустенітнного перетворення, розчиненя надлишкових фаз, початкове, дійсне і спадкоємне зерно аустеніту, структурна спадкоємність. Перлітне і бейнітне перетворення переохолодженого аустеніту: термодинаміка, механізм і кінетика, структура і властивості продуктів перетворення, вплив структурних та технологічних факторів, ізотермічні та термокінетичні діаграми перетворення аустеніту. Мартенситне перетворенння: термодинаміка і механізм, вплив зовнішніх факторів, види та структура мартенситу, кінетика матренситних перетворень, атермічне, вибухове і ізотермічне перетвореня, властивості сплавів з мартенситною структурою. Процеси при старінні. Процеси при відпусканні загартованої сталі, стадії відпускання, зміна структури і властивостей, зворотня і незворотня відпускна крихкість. Закономірності прпоцесів при хіміко-термічній обробці, вплив зовнішніх і внутрішніх факторів на склад і структуру дифузійної зони, різновиди ХТО, їх характеристика. Закономірності процесів при термомеханічній обробці. Призначення, види, режими, закономірності та особливості структуростворення при реалізації різних видів термічної обробки: відпалів першого та другого роду, гартування без полімофних перетворень, гартування на мартенсит, старінння та відпуску, хіміко-термічної та термомеханічної обробок.

Література: [10-12]

14. ФІЗИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ МАТЕРІАЛІВ І МЕТОДИ ЇХ ДОСЛІДЖЕНЬ

Електричні властивості матеріалів, методи їх вимірювання, вплив зовнішніх і внутрішніх факторів на їх рівень, надпровідність. Термоелектричні властивості, методи термоелектричного аналізу. Магнітні властивості твердих тіл, методи їх вимірювань і використання при вивченні фазових і структурних перетворень в феромагнітних матеріалах. Магнитом"які та магнитожорсткі матеріали. Густина матеріалів і методи її вимірювання. Теплові властивості (теплоємність, теплопровідність, теплове розширення) і методи їх вимірювання.

Література: [1, 21]

15. МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ТА КОНСТРУКЦІЙНА МІЦНІСТЬ МАТЕРІАЛІВ

Види механічних напруг. Напружений стан, його визначення. Деформації, їх види, опис деформованого стану. Робота деформації. Класифікація видів випробувань, вибір виду випробувань. Твердість, її вимірювання за методами Бринеля, Роквелла, Вікерса. Мікротвердість, методи її вимірювання. Випробування на розтягування: методика, діаграми розтягування, визначення основних показників властивостей. Дійсні діаграми деформації. Пружність та пластичність. Непружні явища. Пластична деформація та руйнування металів. Види руйнування, механіка руйнування. Динамічні випробування, ударна в"язкість. Випробування на стискання, крутіння, вигин. Втома металів.

Література: [18, 19]

16. КОРОЗІЯ ТА ЗАХИСТ МЕТАЛІВ

Класифікація корозійних процесів. Хімічна корозія металів, її основні види, вплив внутрішніх та зовнішніх факторів на їх розвинення; газова корозія при підвищених температурах; особливості хімічної корозії у рідинних середовищах; методи захисту від хімічної корозії. Електрохімічна корозія металів, основні процеси та шляхи розвинення, вплив внутрішніх і зовнішніх факторів; характеристика найважливіших її загальних (атмосферна, підземна, морська, в розплавах солі) та місцевих (щілинна, точкова, міжкристалітна) видів; методи захисту від електрохімічної корозії та особливості їх реалізації. Основні методи корозійних досліджень.

Література: [16, 17]

17. МЕТОДИ ЛОКАЛЬНОЇ ПОВЕРХНЕВОЇ ОБРОБКИ ВИРОБІВ

Класифiкацiя методiв поверхневого змiцнення i легування. Перспективи розвитку методів та засобів поверхневого локального змiцнення. Методи поверхневого зміцнення тепловим впливом без зміни хімічного складу: при газополуменевом нагрiві, при контактному електронагрiві, з нагрiвом i охолодженням в електролiтi, при iндукційоному нагрiві, з використанням висококонцентрованих джерел енергiї (лазерного, плазмового, електронно-променевого). Новi методи поверхневого змiцнення в традицiйних видах хiмiко-термiчної обробки - цементацiї, азотуванні, нiтроцементацiї. Вакуумне, iонне насичення, насичення в розрядi, що тлiє. Борування. Ванадиювання. Комплексне насичення металами i неметалами. Змiцнення електроiскровим легуванням. Зміцнення iонною iмплантацiєю. Поверхневе змiцнення пiд час об'ємного та поверхневого пластичного деформування. Поверхневе змiцнення високим тиском. Поверхневе змiцнення з використанням енергiї вибуху. Методи нанесення змiцнюючих зносостiйких покрить: iонне, iонно-термiчне. розпилення з плазми електродугового розряду та iн. Методи відновленння деталей та їх зміцнення наплавленням: класифiкацiя видiв наплавлення, принципи вибору наплавочного матерiалу, способи наплавлення. Комплексне змiцнення деталей шляхом їх термiчної обробки та наплавлення.

Література: [11, 12]

18. ДІАГНОСТИКА І ДЕФЕКТОСКОПІЯ МАТЕРІАЛІВ ТА ВИРОБІВ

Дефекти та їх класифікація. Методи неруйнівного контролю якості продукції, їх використання: візуально-оптичні методи та засоби неруйнівного контролю; акустичні методи та засоби; радіаційні методи; магнітні та магнітно-струмові методи та засоби; електричні та капілярні методи контролю. Основні принципи вибору методів і методик неруйнівного контролю.

Література: [20, 21]

19. СТАНДАРТИЗАЦІЯ, МЕТРОЛОГІЯ ТА КОНТРОЛЬ ЯКОСТІ ПРОДУКЦІЇ

Поняття стандартизації, її види. Нормативні документи, їх категорії. Основні принципи стандартизації, її методи та форми. Державна система стандартиизації. Метрологія, її основні задачі. Види, методи, характеристики вимірювань фізичних величин, похибки вимірювань. Метрологічні характеристики засобів вимірювань. Основні елементи та складові частини метрологічного забезпечення різних етапів виробництва. Основні поняття та визначення в області якості продукції. Умови та фактори, що впливають на якість продукції. Контроль якості продукції та його види.

Література: [22, 23]

Blog

Програма фахового вступного випробування Освітньо-кваліфікаційний рівень "Спеціаліст", "Магістр"

Содержание

ПРОГРАМА

РЕКОМЕНДОВАНА ЛІТЕРАТУРА