05.16.09 — Материаловедение (по отраслям) кафедра 903 (05.16.09 — Материаловедение (по отраслям))

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ еМОСКОВСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ (национальный исследовательский университет)» (МАИ) КАФЕДРА 903 «МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ» ссУТВБР» Председатель Учен Совета факультета № 9 Л.Н. Рабинский Протокол от <с 13» марта 2017 г. № 7 ПРОГРАММА ВСТУПИТЕЛЬНОГО ИСПЫТАНИЯ ДЛЯ ПОСТУПАЮЩИХ В АСПИРАНТУРУ ПО НАПРАВЛЕНИЮ ПОДГОТОВКИ 22.0б.01 ТЕХНОЛОГИИ МАТЕРИАЛОВ ПО СПЕЦИАЛЬНОСТИ 05.1б.09 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ (ПО ОТРАСЛЯМ) 1.

МЕТАЛЛИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ. КРИСТАЛЛИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ МЕТАЛЛОВ 1,1. Основные типы химической связи в твердых телах. Особенности металлического состояния вещества. Металлы в периодической системе Д. И. Менделеева. Электронное строение и физические свойства металлов. 1.2. Кристаллическое строение металлов. Типичные кристаллические решетки металлов, коэффициент компактности упаковки, координационное число.

Кристаллографические индексы плоскостей и направлений в кубической и гексагональной решетках. Анизотропия свойств кристаллов. Полиморфизм. 2. ДЕФЕКТЫ КРИСТАЛЛИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ МЕТАЛЛОВ 2.1. Точечные дефекты, Вакансии и межузельные атомы. Равновесная концентрация точечных дефектов. Образование и миграция вакансий и бивакансий. Дефекты Френкеля. 2.2. Линейные дефекты. Дислокации. Вектор Бюргерса дислокаций. Плотность дислокаций. Краевая, винтовая и смещенная дислокации. Скольжение и переползание дислокаций.

Поле напряжений и энергия дислокации. Упругое взаимодействие дислокаций. Зарождение дислокаций. Размножение дислокаций, источник Франка-Рида. Взаимодействие дислокаций и примесных атомов. Атмосфера Котрелла. Зависимость прочности от плотности дислокаций (кривая Одинга-Бочвара). 2.3. Поверхностные дефекты.

Свободная поверхность металлов. Границы зерен и субзерен, Малоугловые и высокоугловые границы. Миграция границ и зернограничное проскальзывание. 3. ФАЗЫ И ФАЗОВЫЕ РАВНОВЕСИЯ В МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СПЛАВАХ 3.1. Строение металлических сплавов. Понятия о компоненте, структурной составляющей, фазе, макро- и микроструктуре. Виды взаимодействий компонентов в сплавах. Твердые растворы замещения, внедрения и вычитания. 3.2. Понятие о равновесных диаграммах состояния сплавов.

Метод термического анализа. Кривые охлаждения. Правило фаз Гиббса. Правило отрезков. 3.3. Диаграммы состояния двойных и тройных систем с непрерывным рядом твердых растворов, с эвтектическими и перитектическими равновесиями, с ограниченной растворимостью компонентов, с полиморфизмом компонентов. Зависимость между свойствами сплавов и типом диаграммы состояния (правила Н.С.

Курнакова). 4. ДИФФУЗИЯ В МЕТАЛЛАХ И СПЛАВАХ 4.1. Законы диффузии. Самодиффузия. Механизмы диффузии. Температурная зависимость коэффициента диффузии. Решение уравнений диффузии. Диффузия по дислокациям и границам зерен. 5. МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И КОНСТРУКЦИОННАЯ ПРОЧ- НОСТЬ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ 5.1. Поведение металлов и сплавов под нагрузкой. Статические испытания на растяжение. Диаграммы условных и истинных напряжений. Испытания на твердость.

Испытания на ударную вязкость. 5.2. Механизмы пластической деформации: скольжение, двойникование. Деформационное упрочнение металлов и сплавов (наклеп). Влияние нагрева на структуру и свойства предварительно деформированных металлов и сплавов (возврат, рекристаллизация). 5.3. Высокотемпературная (ВТМО) и низкотемпературная (НТМО) термомеханическая обработка, 5.4. Виды разрушений (хрупкое, вязкое, вязко-хрупкое).

Механизмы зарождения и развития трещины. Понятие о надежности конструкционных материалов. Понятие о хладноломкости металлов, вязкости разрушения. Критерии оценки надежности. Критерии Ирвина. Пути повышения работоспособности материалов в различных условиях нагружения. 5.5. Критерии оценки и пути повышения конструкционной прочности. Работа материала в условиях знакопеременных нагрузок.

Усталость в металлах. Критерии оценки усталостной прочности. Механизм разрушения при усталости. Факторы, влияющие на усталость. Способы повышения усталостной прочности металла. Термическая усталость. Природа термической усталости и методы повышения сопротивления разрушению от термической усталости. 5.6. Работа материала в условиях воздействия высоких температур. Ползучесть. Жаропрочность. Критерии оценки ползучести и жаропрочности.

Способы повышения жаропрочности. Жаростойкость. Критерии оценки жаростойкости. Способы повышения жаростойкости. 5.7. Поведение материала в условиях воздействия низких температур, глубокого вакуума, радиационного облучения, коррозионно-активных сред. Выбор материалов для работы в указанных средах. 6. ТЕХНОЛОГИИ ТЕРМИЧЕСКОЙ И ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ 6.1. Классификация видов термической обработки, их определение, назначение, влияние на структуру и свойства металлов и сплавов. Термическая обработка однофазных сплавов и сплавов с переменной растворимостью компонентов.

Термическая обработка сплавов с наличием полиморфных превращений. 6.2. Термическая обработка сталей. Диаграмма изотермического распада аустенита. Перлитное и мартенситное превращения в сталях, их природа. Понятие закаливаемости и прокаливаемости стали. Отпускная хрупкость 1 и 11 рода. 6.3. Термическая обработка цветных сплавов. Естественное и искусственное старение. 6.4. Химико-термическая обработка стали: цементация, азотирование, диффузионная металлизация. 6.5. Современное оборудование для термической и химико- термической обработки сталей и цветных сплавов. 6.6.

Обработка сплавов с использованием ионных потоков и лазерного излучения. 7. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ЗАЩИТНЫЕ ПОКРЫТИЯ 7.1. Защитные покрытия как средство обеспечения работоспособности конструкционных материалов в эксплуатационных условиях, свойственных элементам конструкций летательных аппаратов и их двигательных установок. Классификация покрытий по выполняемой ими функции (износостойкие, коррозионностойкие, жаростойкие, теплозащитные, технологические, антифрикционные и др.). 7.2. Жаростойкие покрытия для элементов газовых турбин. Жаростойкие покрытия для теплонапряженных элементов конструкций планера и двигательных установок скоростных атмосферных летательных аппаратов.

7.3. Теплозащитные покрытия для горячих элементов конструкций планера и двигательных установок скоростных атмосферных летательных аппаратов. 8. КОНСТРУКЦИОННЫЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ АВИАЦИОННОЙ И РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКОЙ ТЕХНИКИ 8.1. Легкие и сверхлегкие сплавы на основе алюминия, титана, магния и бериллия. Применение указанных сплавов в конструкциях ЛА и их двигательных установок. Перспективы развития каждой группы сплавов. 8.1.1. Алюминий и его сплавы.

Деформируемые термически упрочняемые и термически неупрочняемые алюминиевые сплавы для сварных конструкций: АМг2 ... АМгб, В92ц, Д20, АК8, 1201. Деформируемые алюминиевые сплавы для клепаных конструкций: Д1 и Д16 (с Си), В93 и В95 (с Уп), АК6 и АК8 (с Я вЂ” супердуралюмины), 1420 (с 11), авиаль (с М8 и Я), АБМ (с Ве и Мя). Сплавы для заклепок: АМц, Д18, В65, В94. Алюминиевые сплавы для сверхзвуковой авиации: АК4, АК4-1. Литейные алюминиевые сплавы: силумины, магналий. 8.1.2. Титан и его сплавы.

Структура и свойства титана. Влияние легирующих элементов на полиморфизм титана. Особенности термической обработки титановых сплавов. Титановые сплавы: а- сплавы ВТ5 и ВТ5-1; псевдо а- сплавы ОТ4, ОТ4-1, ВТ20, ВТ18; (а+р) — сплавы ВТ6, ВТ22; псевдо р— сплавы ВТ15, ВТЗО. Сплавы 4201. Литейные титановые сплавы. Сплавы с эффектом памяти формы — нитинолы. 8.1.3.

Магний и его сплавы. Деформируемые сплавы: МА2, МА11, МА12, МА19, МА20 и др. Литейные сплавы: МЛ5, ВМЛ12. 8.1.4. Бериллий и его сплавы. Сплавы системы бериллий — алюминий. Бериллиды. 8.2. Легированные стали. Уровень, особенности свойств и термической обработки каждого класса сталей, применение в конструкциях ЛА и их двигательных установок. 8.2.1. Влияние легирующих элементов на критические точки Аь Аз, М„, М„и диаграмму изотермического распада аустенита.

Маркировка легированных сталей. Классификация: по составу, уровню прочности, технологии выплавки, по структуре, по назначению. 8.2.2. Конструкционные легированные стали перлитного и мартенситного классов: ЗОХГСА, ЗОХГСН2А, 18Х2Н4ВА, 40ХНМА, 38ХМЮА и др. 8.2.3. Высокопрочные мартенситно-стареющие малоуглеродистые стали: Н18К9М5Т (ВКС-210), жаропрочные стали с карбидным и интерметаллидным упрочнением: 1Х12Н2ВМФ (ЭИ 961), Х12Н22Т2МР (ЭИ 696М). 8.2.4. Нержавеющие стали ферритного (10Х17 и др.), мартенситного (ЗОХ13 и др.), аустенитного (12Х18Н10Т, 12Х18Н10ТР и др.), аустенитномартенситного (09Х15Н8Ю и др.), аустенитно-ферритного (1Х22Н5Т и др.) классов.

8.3. Высокотемпературные металлические материалы. 8.3.1. Никелевые сплавы. Жаростойкие (ЭИ 435) и жаропрочные (ЭИ 437, ЭИ 437Б, ЭИ 617, ЭИ 929, ЖСбК, ЖС6У, ВЖЛ12У и др.) деформируемые и литейные никелевые сплавы. Уровень свойств, области применения в конструкциях ЛА и их двигательных установок. 8.3.2. Тугоплавкие металлы (ниобий, молибден, тантал, вольфрам) и сплавы на их основе. Уровень свойств, преимущества, недостатки, пути устранения недостатков. Проблемы, связанные с широким внедрением сплавов на основе тугоплавких металлов в реальные конструкции. Проблема повышения жаростойкости сплавов и пути ее решения на современном этапе развития материаловедения. Области и перспективы применения в авиационной и ракетно-космической технике. 8.3.3. Композиционные материалы на металлической матрице.

Классификация, основы теории. Уровень свойств современных композиционных материалов. Области и перспективы применения в авиационной и ракетнокосмической технике. 9. СТРОЕНИЕ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ. ОСНОВЫ ПОЛИМЕРОВЕДЕНИЯ 9.1. Высокополимеры и олигомеры. Карбоцепные и элементоорганические, полярные и неполярные полимеры. Явление стереорегулярности моле- кулы высокополимера. Линейные, сетчатые и др.

конфигурации молекул. Явления термопластичности и термостабильности. Три физических состояния высокополимеров. Термомеханические кривые полимеров и их связь с технологическими и эксплуатационными свойствами полимеров и изделий на их основе. 9.2. Реакции синтеза и структурирования полимеров. Явление термореактивности (отверждения). Смолы, отверждающиеся по реакциям поликонденсации и полимеризации. Особенности технологии формования деталей с высоким КИМ из смол, отверждающихся по схемам полимеризации и поли- конденсации. 9.3. Термопластичные пластмассы в конструкциях ЛА. Легкие, прозрачные, химически-стойкие, термостойкие, с высокими и низкими коэффициентами трения, ударопрочные, демпфирующие, радиопрозрачные, радиопоглащающие и др.