Металловедение и термическая обработка металлов что за профессия

Опубликовано: 02.10.2024

ННаправление подготовки дипломированного бакалавра 22.03.02 — «Металлургия» утверждено приказом Министерства образования Российской Федерации от 04.12.2015 г. № 1427. Нормативный срок освоения основной образовательной программы подготовки бакалавра по направлению «Металлургия» при очной форме обучения составляет 4 года.

Основные виды деятельности выпускника (кого готовят), что может выпускник

Область профессиональной деятельности выпускников:

процессы переработки руд и других материалов с целью получения концентратов;
процессы получения металлов и сплавов, металлических изделий требуемого качества;
процессы обработки, при которых изменяются химический состав и структура металлов (сплавов) для достижения определенных свойств.

Объекты профессиональной деятельности выпускника:

технологические процессы и устройства для переработки минерального и техногенного сырья, производства и обработки черных и цветных металлов, а также изделий из них;
процессы и устройства для обеспечения энерго- и ресурсосбережения и защиты окружающей среды при осуществлении технологических операций;
исследование процессов, материалов, продукции и устройств;
проекты, материалы, методы, приборы, установки, техническая и нормативная документация, система менеджмента качества, математические модели;
производственные, проектные и научные подразделения.

Виды профессиональной деятельности выпускника:

проведение экспериментальных исследований;
выполнение литературного и патентного поиска, подготовка технических отчетов, информационных обзоров, публикаций;
изучение научно-технической информации, отечественного и зарубежного опыта по тематике исследования;
осуществление технологических процессов переработки минерального природного и техногенного сырья;
осуществление технологических процессов получения и обработки металлов и сплавов, а также изделий из них;
осуществление мероприятий по защите окружающей среды от техногенных воздействий производства;
выполнение мероприятий по обеспечению качества продукции;
организация рабочих мест, их техническое оснащение, размещение технологического оборудования;
контроль за соблюдением технологической дисциплины;
организация обслуживания технологического оборудования;

информационное обеспечение организации производства, труда и управления, метрологическое обеспечение;
составление необходимой технической и нормативной документации;
проведение работы по управлению качеством продукции;
организация работы коллектива исполнителей;
разработка оперативных планов работы первичных производственных подразделений;
проведение анализа эффективности и результативности деятельности производственных подразделений;

сбор информации для технико-экономического обоснования и участие в разработке проектов новых и реконструкции действующих цехов, промышленных агрегатов и оборудования;
конструирование и расчет элементов технологической оснастки;
разработка проектной и рабочей технической документации.

Краткое описание профиля подготовки

Металловедение — наука о составе, строении и свойствах металлов. Это очень увлекательная и важная наука. Определить в спектральной лаборатории состав металла, рассмотреть в оптический и электронный микроскоп, как устроен металл, испытать в механической лаборатории его свойства, а затем сделать заключение о качестве металла, о способах его улучшения — главная задача металловеда.
Термическая обработка металлов (отжиг, закалка, отпуск) очень важна для улучшения свойств металлов. Только она позволяет использовать механические свойства металлов на все 100%. Без термообработки металл — сырой полуфабрикат, часто причина всяких поломок и аварий. Но также важно провести термообработку правильно. И мы учим студентов, как правильно выбрать металл для той или иной детали, какую термическую обработку назначить и как ее провести. Наши выпускники работают в цехах термической и химико-термической обработки металлов предприятий на самом современном отечественном и зарубежном оборудовании с компьютерным управлением. Многие из них стали начальниками лабораторий, цехов, главными металлургами и главными инженерами предприятий, генеральными директорами.

Основные дисциплины

Введение в металловедение и термическую обработку металлов.
Физические и механические свойства металлов.
Рентгенография и электронная микроскопия.
Теория термической обработки.
Специальные стали.
Металловедение и термическая обработка цветных металлов.
Нанокристаллические металлические материалы.

Возможные сферы деятельности выпускников

Инженер по химическому и спектральному анализу материалов.
Инженер-рентгенолог.
Инженер по электронной микроскопии.
Инженер-металлограф.
Инженер-дефектоскопист.
Инженер по экспертизе причин разрушений материалов.
Инженер-технолог-термист.
Оператор печей и установок по термической и химико-термической обработке.
Инженер по снабжению материалами.
Инженер по маркетингу материалов.

Примеры трудоустройства выпускников

Боровикова Ю. В. — ОАО «Волгабурмаш», ведущий инженер-металловед;
Захаров Д. А. — ОАО «Волгабурмаш», ведущий инженер-технолог ТО;
Юзвак Дарья — ОАО «Металлист — Самара», инженер-лаборант Металлографической лаборатории.
Стенькина Алена — ОАО «Металлист — Самара», инженер-лаборант Металлографической лаборатории.

Компании с которыми сотрудничает кафедра, связь с предприятиями, где проходит практика

ОАО «Волгабурмаш»;
ОАО «Волжская территориальная генерирующая компания»;
ОАО «ВНИИТ НЕФТЬ»;
ОАО «Самарский нефтеперерабатывающий завод»;
ФГУП ГНП РКЦ «ЦСКБ — Прогресс»;
ОАО «Металлист — Самара»;
ОАО «Завод авиационных подшипников»;
ЗАО «Алкоа-СМЗ»;
ОАО «Авиаагрегат»;
ОАО «КОТРОКО»;
ООО «ИДЦ «АЭ-Системы»;
ГП «Самарский приборостроительный завод — Рейд»;
ОАО «АВТОВАЗ» (г. Тольятти);
ОАО «ДААЗ» (г. Димитровград);
ОАО «Тяжмаш», (г. Сызрань);
Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения Российской Академии Наук (ИСМАН), г. Черноголовка Московской области.

Контакты

Телефоны Кафедра «Металловедение, порошковая металлургия, наноматериалы»: 242-28-89

Производство и обработка металла – взаимосвязанные многоступенчатые процессы, и вовлечены в них сотни тысяч людей. На каждом технологическом этапе требуется участие разных специалистов с различным уровнем подготовки и набором навыков, поэтому профессий, так или иначе связанных с металлом, несколько десятков.

История профессий

Использовать металлы для военных, хозяйственных и религиозных нужд люди начали предположительно в VII–VI веке до н. э. К этому времени относятся артефакты, найденные в Малой Азии. Более поздние находки сделаны на территории нынешних Египта, Китая, Сербии, Португалии, Болгарии. Сначала бытовые предметы и украшения отливались из золота, меди, олова, бронзы, со временем для изготовления оружия стали применять железо, а еще позднее появились более функциональные сплавы.

Почетными мастерами в общинах в то время считались кузнецы, работа которых ценилась даже выше деятельности лекаря. Несколько столетий – вплоть до наступления эпохи индустриализации – именно кузнечное дело было главным среди профессий, связанных с обработкой металла. По значимости с кузнецами конкурировали только литейщики, занятые в изготовлении пушек, колоколов, произведений декоративного искусства.

Со средины XVIII века начали происходить глобальные технологические трансформации, связанные с индустриальными революциями, предпосылками для которых стали различные нововведения в области металлургии: переход от древесного к коксующемуся углю в процессе выплавки свинца и меди, создание полностью металлических станков, ставших основой промышленного переворота.

Второй этап индустриализации, начавшийся в средине XIX века, уже полностью зависел от промышленной обработки металла и инноваций в этой отрасли, которые стали возможны благодаря успехам химии и физики. Именно на заводах и фабриках произошло четкое разделение труда металлурга по профессиям, требующим применения узких компетенций на каждом этапе обработки сырья, заготовок и завершенных металлических изделий.

Описание и виды профессий

Работа с металлом на производстве предполагает поэтапное технологическое воздействие сначала на сырье, а затем на полуфабрикаты, детали и готовую продукцию. Каждый из этих этапов требует участия представителей нескольких специальностей.

Горновой. Таких рабочих еще называют «доменщиками у горна», поскольку, выплавляя из железной руды чугун, они трудятся в нижней части печи, после того как загруженное в верхний отдел сырье, пройдя через раскаленный кокс, обогатится углеродом и стечет в горн.
Сталевар. Профессия человека, работающего с различным сталеплавильным оборудованием (кислородными конвертерами, мартеновскими, вакуумными, электроплавильными печами) с целью получения стали из чугуна.
Литейщик. Так называют рабочих, занятых отливкой по конфигурации литьевой формы металлических изделий и деталей. Мастера литейного дела создают как утилитарный массовый продукт, так и художественные малотиражные произведения.
Термист. Работник, который подвергает металлическую деталь температурной или химической обработке с тем, чтобы придать материалу новые свойства: например, сделать тверже или пластичнее. Для этого применяются специальные печи или стенды.
Вальцовщик. Название профессии произошло от наименования инструмента, с помощью которого радиально деформируется листовой металл.
Штамповщик. Специалист выполняет холодную штамповку металлических изделий на разных типах прессов (эксцентриковых, кривошипных, фрикционных). К этому же виду деятельности можно отнести всю обработку металлов давлением (ОМД) – специальность, которая, помимо штамповки, включает и другие способы воздействия на деталь: прокатку, прессование, волочение, ковку.
Станочник металлообработки – это общее название для представителей разных профессий: токаря, фрезеровщика, шлифовщика, сверловщика.
Гальваник. Рабочий, занятый нанесением на металл защитного гальванического покрытия, предотвращающего коррозийные процессы.

В большинстве перечисленных видов деятельности существует дополнительное, более дробное, разделение, требующее от работников умения специфическим способом воздействовать на определенные типы металла (например, специалисты по производству электросварных, горячекатаных или холоднокатаных труб).

На каких специальностях лучше учиться

Основная отраслевая специальность – «Металлургия» направления «Технологии материалов». В зависимости от профиля в учебном заведении может быть представлена более узкая специальность: «литейное производство черных и цветных металлов», «металловедение и термическая обработка металлов», «токарь» и др. Также будущие металлурги нередко учатся по специальности «машиностроение» с тем или иным уклоном: «проектирование технологических машин и комплексов», «конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств» и др.

Для поступления в вузы абитуриентам понадобятся результаты ЕГЭ по математике, русскому и физике. В некоторых случаях нужны будут оценки экзамена по химии или информатике. Зачисление в ссузы проходит на основе конкурса аттестатов.

Лучшие вузы и ссузы для обучения

Металлообработка на производстве требует как применения труда рабочих с квалификацией, приобретенной в средних специальных учебных заведениях, так и знаний специалистов, получивших высшее образование. Среди вузов наиболее престижными в отрасли считаются:

московские и питерские – МГТУ им. Н. Баумана, Московский Политех, МАИ, СЗТУ и СПбПУ Петра Великого и др.;
региональные – СибГИУ (Новокузнецк), МГТУ им. Г. Носова (Магнитогорск), УрФУ им. Б. Ельцина (Екатеринбург), БГТУ (Брянск), ВолгГТУ (Волгоград), КНИТУ – КАИ им. А. Туполева (Казань), СФУ (Красноярск), ЮУрГУ (Челябинск), ТОГУ (Хабаровск), ВГТУ (Воронеж), НГТУ им. Р. Алексеева (Нижний Новгород), ИРНИТУ (Иркутск), ЛГТУ (Липецк) и другие.

Профильные профессии в ссузах можно получить в металлургических, станкостроительных, технических и политехнических колледжах и техникумах по всей России: в Москве, Санкт-Петербурге, Новосибирске, Челябинске, Самаре, Перми, Липецке, Рязани и множестве других городов.

Кому подходят

Металлургические профессии традиционно считаются физически энергозатратными – о них говорят, как о видах деятельности, требующих значительной силы и выносливости. Отчасти это так, но с течением времени производства модернизируются, и ряд процедур, ранее выполняемых вручную или посредством механического оборудования, сейчас осуществляется с помощью автоматических систем и компьютерного управления.

Аппаратчиками получения различных видов металла, операторами поста, инженерами металловедения и т. д. могут быть и женщины.

Зачастую работник на производстве в большей степени контролирует процесс, чем физически участвует в его осуществлении. А такой труд требует, в первую очередь, внимательности и дисциплинированности, то есть, умения запоминать технологический алгоритм и строго следовать протоколу исполнения, для чего нужны хорошая память и отменная реакция в условиях вынужденного отказа от стандартной процедуры. Монотонность повседневных действий «усыпляет» внимание работника и иногда становится причиной возникновения экстремальных ситуаций, поэтому очень важно уметь длительное время сохранять концентрацию.

Большинство работ в цехах – это бригадный труд, требующий умения коммуницировать с напарниками и коллегами. Навыки конструктивного общения и понимание друг друга с полуслова – важная составляющая такого рода профессий.

Сколько получают

Зарплаты металлургов зависят от специализации, квалификации, должности, региона и других факторов. В сводном списке, составленном на основе открытых вакансий, можно представить следующий перечень средних по России окладов:

Литейщик цветных металлов, термист, прокатчик, кузнец, гальваник: 30–35 тыс. руб.
Сталевар, горновой, штамповщик: 35-40 тыс. руб.
Вальцовщик, токарь-универсал, фрезеровщик: 50–60 тыс. руб.
Сварщик, оператор станков по обработке металла с ЧПУ: 65–75 тыс. руб.

Выше зарплаты (на 30–100%) у руководящего состава предприятия. По географическому принципу – большие заработки в Москве и отдаленных (в том числе северных) районах страны.

Как построить карьеру

Представители рабочих специальностей в металлургии обычно строят свою карьеру путем повышения разряда и квалификации. Это дает возможность со временем занять должность бригадира, а после переобучения – начальника цеха. Инженерные профессии и высшее образование позволяют рассчитывать на место руководителя направления, заведующего производством, заняться научно-исследовательской деятельностью.

Перспективы профессии

Профессия металлурга достаточно консервативна в плане внедрения инноваций, практическое освоение которых зависит от экономических возможностей предприятия осуществлять капитальные вложения в производство. Однако смена технологий происходит постоянно, развитие индустрии не стоит на месте, а исследовательская деятельность особенно активно проявляет себя на пересечении сфер различных научных дисциплин. Поэтому в металлургии очень разные люди – и изобретали, и рационализаторы – найдут свое предназначение.

Автор: Алексей Кузнецов

Если у вас остались хоть малейшие сомнения в том, что профессия обработка металла подходит именно вам, то мы настоятельно рекомендуем пройти тест на профориентацию от Профгид . Он стоит сущие копейки, при этом позволяет избежать ошибок, которые могут пустить не в то русло и искалечить всю вашу жизнь. Узнать больше >>

Отзывы, комментарии и обсуждения

Перед тем, как начать повествование, считаем важным предупредить. Профессия обработка металла подходит далеко не всем. Если вы или ваш ребенок еще учитесь в школе, то настоятельно рекомендуем пройти профессиональную программу по профориентации . Потратив небольшую сумму денег сейчас, вы сможете сэкономить годы жизни в последствии.

Ковалева Ольга Владимировна

Психолог, ведущий эксперт центра «Профориентатор».

Многие жалуются, что на работе им мало платят, не дают новых интересных задач и не повышают по карьерной лестнице.

Корни всего этого зарыты еще в нашем подростковом возрасте, когда мы выбирали свою профессию или вуз. Кто-то шел туда, где ближе всего к дому, кто-то по стопам или совету родителей, кто-то за компанию и т.д.

Но к этому вопросу ни в коем случае нельзя подходить спустя рукава. Я настоятельно рекомендую пройти тест на профориентацию от Прфгид . По статистике у 87,6% прошедших заработная плата больше 150 тыс. рублей, 67,4% работают на руководящих должностях, а 38,3% являются владельцами своего бизнеса.

Направление «Металловедение и термическая обработка металлов» включает в себя не только прикладные, но общенаучные исследования. Специалисты, задействованные в данной сфере (это металлурги, химики, инженеры и многие другие) рассматривают производственные процессы с разных сторон, в том числе это поиск новых способов обработки металлов и сплавов для получения новых свойств конечного продукта. Без сомнения, это очень интересное направление, оно довольно востребовано среди металлургических профессий, привлекая не только молодых специалистов – выпускников вузов, но и опытных профессионалов. Освоить профессию можно двумя способами: поступить в вуз и выучиться очно или заочно, или пройти переподготовку, то есть переобучение.

Межрегиональная Академия строительного и промышленного комплекса (МАСПК) реализует программу профессиональной переподготовки «Металловедение и термическая обработка металлов» в формате дистанционный курсов. Поступить в академию, пройти обучение и получить диплом могут специалисты с высшим или средне-специальным образованием по металлургическим профессиям. Объем учебной программы составляет 512 академических часов, интенсивность обучения зависит от имеющегося образования слушателя.

Пройдя обучение, слушатель получает новую специальность, право заниматься новым видом деятельности, а также документ об образовании (диплом о профессиональной переподготовке), который подтверждает его квалификацию и право заниматься выбранной деятельностью.

Содержание программы профессиональной переподготовки «Металловедение и термическая обработка металлов»

Процесс обучения предполагает самостоятельное изучение слушателями дисциплин с последующей сдачей тестов по направлениям:

Основные производственные процессы металлургии (черной, цветной);
Классификация термических обработок;
Производственные приспособления и оборудование;
Типы получаемых сплавов, основные производства;
Способы получения сплавов в черной и цветной металлургии;
Термическая обработка металлов в цветной металлургии;
Термическая обработка металлов в черной металлургии;
Производство отдельных видов сплавов (из алюминия, титана и других);
Новейшие технологии и нововведения в производстве;
Виды обработки: химико-термическая, с применением высококонцентрированных источников энергии и другие;
Охрана труда и техника безопасности на производстве;
Правовые аспекты профессии.

Дистанционное обучение в МАСПК

Обучение можно пройти дистанционно. Оно проводится посредством специального образовательного портала, где содержатся все необходимые учебники, литература, лекции, адаптированные для удаленного изучения, а также тесты для самопроверки по всем разделам курса. Академия осуществляет сопровождение слушателей на всех этапах обучения, среди наших преимуществ:

индивидуальный подход к образовательным потребностям слушателей;
возможность учиться в свободное время, совмещать учебу с работой, а также пройти переподготовку, находясь в декретном отпуске;
современные учебные материалы, пособия, актуальная база знаний;
курсы доступны самому широкому кругу специалистов в Москве и в других регионах;
гибкие цены: стоимость обучения зависит от количества часов в учебной программе;
акции, скидки для корпоративных клиентов;
диплом о профессиональной переподготовке вы можете получить лично в руки, приехав в академию лично, по почте или через курьера.

Узнать подробную информацию и записаться на курсы вы можете по телефону 8-499-271-57-64 или через форму заявки.

Наша компания активно участвует в конкурсах и аукционах, размещаемых на основных электронных торговых площадках по 44-ФЗ и 223-ФЗ. Информация для заказчиков

Данная программа повышения квалификации включает в себя как блок дисциплин, посвященных материаловедению, технологиям производства и классификации сплавов, так и материалы по способам термической обработки и техническому оснащению металлургического производства.

Категория слушателей: программа профессиональной переподготовки «Металловедение и термическая обработка металлов» предназначена:
- - для специалистов, имеющих среднее профессиональное или высшее образование

После обучения на курсе можно работать на должностях:
1. Специалист в области термической обработки металлов

Документы, требуемые для зачисления:
Документ о среднем профессиональном/ высшем образовании
Документ об окончании интернатуры/ординатуры
Документ о профессиональной переподготовке и повышении квалификации (при наличии);
Паспорт;
Трудовая книжка;
Свидетельство о браке/разводе при наличии факта смены фамилии

Срок обучения:
664 часа

Режим обучения:
1. 20 часов в неделю
2. 40 часов в неделю

Дисциплины:
Физическая химия
Техническая механика
Электротехника и электроника
Материаловедение и металловедение
Инженерная графика
Основные производственные процессы в металлургии
Классификация и виды термической обработки
Особенности термической обработки в черной и цветной металлургии
Технологии производства сплавов
Типы сплавов
Новые технологии в сфере термической обработки металлов
Правовые основы термической обработки металлов
Контроль качества и способы устранения дефектов
Оборудование металлургических производств
Основы металлургической экспертизы
Информационные технологии в металлургии
Охрана труда и техника безопасности
Экологическая безопасность
ИТОГОВЫЙ МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫЙ ЭКЗАМЕН

Выдаваемые документы

Порядок поступления и обучения

1. 2. 3. 4. 5.

Преимущества профессиональной переподготовки

Нужна другая программа обучения? Нужна помощь или скидка?

Заказать обратный звонок

Наши клиенты

Откроем 2 секрета, как выбрать институт

Чтобы уберечь Вас, мы поделимся 2мя ключевыми секретами при выборе института:

Если вы выбрали для себя дистанционную форму обучения, ищите институты, которые специализируются СТРОГО на ней. Институт, получающий основную прибыль с очной формы обучения, экономически не будет уделять столько же внимания качеству дистанционного образования. Ключевая деятельность бизнеса забирает на себя ключевые ресурсы и внимание - факт!

При выборе института ищите баланс между количеством реальных часов, которые Вам уделят и их прибыльности для института. Вы же не ждете от смартфона за 3 т.р. топовую начинку. Оценить качество образрования через себестоимость курса можно всего за 3 шага.

Допустим институт «А» продает Вам полугодовой курс в 512 часов за 10 т.р.

Шаг 1. вычитаем минимум 50% на прибыль и накладные расходы, остается 5 т.р. на себестоимость, большая часть из которой пойдет на зарплату преподавателям, проводящим вебинары!

Шаг 2. Выясняем у менеджера по продажам, сколько будет вебинаров и какова их продолжительность. Допустим за 6 месяцев будет 12 вебинаров по 1 часу. Итого институт потратит на Вас 12*1=12 часов! из, например, 512ч. программы.

Шаг 3.1. Сравните курсы в разных институтах по отношению реальных часов вебинаров к общим часам программы. Т.е. 12*1/512. Там, где это отношение больше, там лично Вашему обучению уделят больше внимания!

Шаг 3.2. Сравните прибыльность часа вебинара исходя из того, что на нем в среднем присутствует 10 слушателей. 5 т.р.*10 чел./12 часов = 4,2 т.р. в час заработает преподаватель. Среднерыночная стоимость часа к.т.н. в Москве составляет около 1500 руб., но никак не в 3 раза больше (4,2 т.р.).

Вывод – институт «А», демпингуя по цене, получает сверх прибыли со слушателей, которых привлекла низкая цена, оказывая им минимальное количество реального учебного времени. Вам это надо? Не дайте себя обмануть! Выбирайте тот институт, который выделит Вам БОЛЬШЕ реальных часов преподавателей, при адекватной рыночной стоимости.

Черноголовка – 2005 г.

1. Силы связи в твердых телах

Электронная структура атомов. Химическая связь и валентность. Типы сил связи в конденсированном состоянии: ван-дер-ваальсова связь, ионная связь, ковалентная связь, металлическая связь.

Химическая связь и ближний порядок. Структура вещества с ненаправленным

взаимодействием. Примеры кристаллических структур, отвечающих плотным упаковкам шаров: простая кубическая, ОЦК, ГЦК, ГПУ, структура типа CsCl, типа NaCl, структура типа перовскита CaTiO3.

Основные свойства ковалентной связи. Структура веществ с ковалентными связями. Структура веществ типа селена. Гибридизация атомных орбиталей в молекулах и кристаллах. Структура типа алмаза и графита.

2. Строение металлов и сплавов

Электронное строение и физические свойства металлов. Поверхность Ферми и зоны Бриллюэна.

Твердые растворы замещения, внедрения и вычитания. Упорядоченные твердые растворы. Электронные соединения, фазы Лавеса, s -фазы, фазы внедрения. Отклонения от закона Вегарда.

Правило фаз. Диаграммы состояния двойных и тройных систем с непрерывным рядом твердых растворов, с эвтектическими, перитектическими и монотектическими равновесиями, с конгруэнтно и инконгруэнтно плавящимися промежуточными фазами, с полиморфизмом компонентов. Термодинамический анализ диаграмм состояния. Отклонения от равновесия при кристаллизации сплавов в системах разного типа.

3. Кристаллическое строение и его дефекты

Основные типы кристаллических решеток. Элементарные ячейки. Индексы направлений и плоскостей в кристаллической решетке. Анизотропия свойств кристаллов. Типичные кристаллические решетки металлов. Кристаллографические плоскости и направления с наибольшей плотностью упаковки атомов в кубической и гексагональных решетках.

Типы дефектов кристаллического строения. Точечные дефекты. Дислокации. Дефекты упаковки. Вектор Бюргерса. Плотность дислокаций. Скольжение и переползание дислокаций. Зарождение и размножение дислокаций, источник Франка—Рида. Сила Пайерлса—Набарро. Взаимодействие дислокаций между собой и с примесными атомами. Дислокационные сетки и малоугловые границы. Высокоугловые границы. Двойники. Кристаллография и механизм деформационного двойникования.

4. Фазовые и структурные превращения в металлах и сплавах в твердом состоянии

Механизмы миграции атомов. Законы Фика. Коэффициент диффузии. Структурно-чувствительные процессы диффузии. Диффузия во внешних силовых полях.

Классификация фазовых и структурных превращений. Фазовые превращения I и II рода. Гомогенный и гетерогенный механизмы зарождения. Возврат и рекристаллизация. Первичная собирательная и вторичная рекристаллизация. Динамическая рекристаллизация. Текстуры рекристаллизации.

Кристаллизация расплава, гомогенное гетерогенное зарождение кристаллов.

Строение и механизм движения поверхностей раздела фаз. Сдвиговое (бездиффузионное) и нормальное (диффузионное) превращения. Термодинамический и кристаллографический анализ сдвигового (мартенситного) превращения. Механизм и кинетика сдвиговых и нормальных превращений. Эвтектоидное превращение. Механизм и кинетика эвтектоидного превращения. Диаграммы фазовых превращений (термокинетические, изотермические и др.).

Упорядочение твердого раствора. Дальний и ближний порядок. Изменение свойств сплавов при упорядочении. Образование и распад метастабильных фаз. Распад пересыщенного твердого раствора. Спинодальный распад. Непрерывный и прерывистый распад.

5. Термическая обработка

Классификация видов термической обработки.

Гомогенизационный отжиг. Изменение структуры и свойств сплавов при гомогенизационном отжиге.

Дорекристаллизационный и рекристаллизационный отжиг. Отдых. Полигонизация. Первичная, собирательная и вторичная рекристаллизация. Механизм и кинетика отдыха, виды полигонизации и рекристаллизации, влияние на них предшествующей пластической деформации, примесей, температуры и продолжительности отжига. Закономерности и природа изменения механических и физических свойств при отжиге после холодной деформации. Текстура деформации, первичной, собирательной и вторичной рекристаллизации, механизм ее образования. Анизотропия свойств текстурованных металлов.

Фазовые превращения при нагреве. Структурная наследственность.

Закалка без полиморфного превращения. Изменение структуры и свойств при закалке. Закалка с полиморфным превращением. Микроструктура и субструктура мартенсита. Упрочнение и изменение пластичности при закалке на мартенсит. Критическая скорость охлаждения при закалке, прокаливаемость.

Старение. Природа упрочнения при старении. Влияние температуры и продолжительности старения на механические и физические свойства сплавов. Перестаривание, ступенчатое старение. Влияние температуры нагрева под закалку и скорости охлаждения на формирование структуры и свойств сплавов при старении.

Отпуск. Изменение микроструктуры, субструктуры и фазового состава при отпуске. Обратимая и необратимая отпускная хрупкость.

6. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ

Классификация физических свойств по их структурной чувствительности.

Плотность металлов, металлических фаз, гетерогенных сплавов. Методы определения плотности. Изменение плотности металлов при деформации, аллотропических превращениях и плавлении и др. взаимодействиях. Сжимаемость металлов.

Термическое расширение металлов и сплавов. Методы определения термического расширения и объемного эффекта превращения (дилатометрия). Дилатометрические исследования превращений в сплавах. Сплавы с заданным коэффициентом расширения (инвар, ковар, платинит и др.).

Удельная теплоемкость. Атомная теплоемкость, ее температурная зависимость. Теплоемкость простых и переходных металлов. Теплоемкость электронного газа. Характеристическая температура. Правило Неймана и Коппа для металлических фаз и гетерогенных сплавов. Применение методов калориметрического и термического анализа в металловедении.

Тепловые свойства. Термический анализ и его применение. Термическое расширение. Дилатометрическое исследование фазовых превращений.

Упругие свойства. Неупругость. Механизмы внутреннего трения. Применение метода внутреннего трения.

Основные методы измерения электрических свойств. Физическая сущность электрической проводимости металлов. Зависимость электрического сопротивления чистых металлов от температуры и давления. Влияние дефектов на электрическое сопротивление металлов. Электрическое сопротивление неупорядоченных и упорядоченных твердых растворов. Концентрационная зависимость электрического сопротивления твердых растворов (правило Маттиссена-Флеменга). Неоднородные твердые растворы (К-состояние). Электрические свойства химических соединений и промежуточных фаз. Электрические свойства гетерогенных сплавов.

Применение электрического анализа для построения диаграмм фазового равновесия, для изучения закалки, отпуска стали, старения, распада переохлажденного аустенита, упорядочения. Принципы создания сплавов для проводников и элементов сопротивления. Технические материалы с особыми электрическими свойствами.

Основные виды магнетизма и их признаки. Диа- и парамагнитные металлы, их положение в таблице Менделеева. Закон Кюри-Вейса. Методы измерения пара- и диавосприимчивости. Пара- и диамагнитные свойства металлических фаз и гетерогенных сплавов. Магнитные свойства ферромагнетиков. Кривая намагничивания и цикл магнитного гистерезиса. Понятие о размагничивающем факторе. Основные методы измерения ферромагнитных свойств. Спонтанная намагниченность. Природа обменного взаимодействия. Условие появления ферро- и антиферромагнетизма.

Магнитные свойства твердых растворов, металлических фаз и гетерогенных сплавов. Применение магнитного анализа для изучения диаграмм фазового равновесия, структурных превращений при закалке и отпуске сталей, для изучения процессов упорядочения и др. Требования к фазовому состоянию и микроструктуре магнитно-мягких и магнитно-жестких сплавов.

Применение магнитных и электрических методов для изучения фазовых равновесий, изменений микроструктуры и превращений в сплавах.

7. Упругая и пластическая деформация. Разрушение

Упругая и пластическая деформация. Коэффициенты и модули упругости. Способы определения упругих констант. Системы скольжения в кубических и гексагональных металлах. Диаграммы деформации моно- и поликристаллов.

Механизмы пластической деформации. Теории упрочнения при деформации. Упрочнение в твердых растворах. Упрочнение второй фазы. Влияние границ зерен и субзерен на упрочнение в поликристалле. Зависимость механических свойств от состава в двойных системах.

Влияние размера зерна на механические свойства. Сверхпластичность. Неупругость. Хрупкое и вязкое разрушение. Схемы зарождения трещин. Распространение трещин при хрупком и вязком разрушении. Природа хладноломкости. Порог хладноломкости. Строение изломов.

Ползучесть. Механизмы и стадии ползучести. Релаксация напряжений. Кратковременная и длительная прочность. Влияние состава и структуры сплавов на ползучесть.

Усталостная прочность. Диаграммы усталости. Механизм усталости. Факторы, влияющие на усталостную прочность. Контактная усталость. Износ.

Разрушение. Механизмы хрупкого и вязкого разрушения и строение изломов. Переход от вязкого разрушения к хрупкому. Хладноломкость. Стандартные методы механических испытаний. Испытание на растяжение и сжатие. Истинные диаграммы деформации. Испытание на изгиб и кручение – области применения. Характеристики твердости.

Ударная вязкость. Характеристики пластичности и вязкости разрушения. Конструктивная прочность.

8. Методы исследования и контроля структуры и свойств металлов

Методы изучения микроструктуры. Световая микроскопия. Методы количественной металлографии.

Рассеяние рентгеновских лучей электроном, атомом, кристаллом. Структурная амплитуда. Основные уравнения дифракции рентгеновских лучей. Обратная решетка и сфер Эвальда. Основные методы рентгеноструктурного анализа: метод Лауэ, вращения, метод порошка, их применение и информационные возможности. Выражение для интегральной интенсивности рентгеновских отражений в этих методах (кинематическая теория).

Анализ диаграмм состояния с помощью рентгеноструктурного метода. Анализ упорядочения структурными методами. Изучение процессов распада пересыщенных твердых растворов. Анализ дефектов кристаллического строения по изменениям распределения интенсивности (ширины) рентгеновских отражений.

Оптическая схема просвечивающего электронного микроскопа, формирование изображения. Методы исследования в просвечивающем электронном микроскопе. Кинематическая теория дифракционного контраста. Контраст в изображении дефектов кристаллического строения: дислокаций, дефектов упаковки, границ зерен, включений. Эффекты динамического рассеяния.

Растровая микроскопия. Микрорентгеноспектральный анализ.

Методы измерения физических свойств (термический анализ, калориметрия, дилатометрия, измерение плотности, резистометрия, магнитный анализ и др.). Методы определения коррозионных свойств.

Механические свойства металлов и сплавов. Методы их измерения. Статические и динамические испытания. Испытания на ползучесть, длительную прочность и релаксацию напряжений. Усталостные испытания.

1. Гуляев А.П. Металловедение: Учебник для вузов. М.: Металлургия, 1986.

2. Новиков И.И., Розин К.М. Кристаллография и дефекты кристаллической решетки:

Учебник для вузов. М.: Металлургия, 1990.

3. Новиков И.И. Теория термической обработки металлов. Учебник для вузов. М.:

4. Золотаревский В.С. Механические свойства металлов. М.: Изд-во МИСиС. 1998.

1. Новиков И.И., Строганов Г.Б., Новиков А.И. Металловедение, термическая обработка и рентгенография. М.: Изд-во МИСиС, 1994.

2. Технология термической обработки цветных металлов и сплавов: Учебник для вузов /Б.А. Колачев и др. М.: Металлургия, 1992.

3. Ильин А.А. Механизм и кинетика фазовых и структурных превращений в титановых сплавах. М.: Наука, 1994.

4. Лившиц Б.Г., Крапошин В.С., Линецкий Я.Л. Физические свойства металлов и

1. сплавов. М.: Металлургия, 1980.

5. Я.С.Уманский, Ю.А.Скаков. Физика металлов. М., Металлургия, 1978.

6. А.М.Захаров. Диаграммы состояния двойных и тройных систем. М., Металлургия, 1978.

7. Шаскольская М.П. Кристаллография. М., Высшая школа, 1983.

8. Уманский Я.С., Скаков Ю.А., Иванов А.Н., Расторгуев Л.Н. Кристаллография, рентгенография и электронная микроскопия. М., Металлургия, 1982.

9. Уманский Я.С., Скаков Ю.А. Физика металлов. Атомное строение металлов и сплавов. М., Атомиздат, 1987.

10. Мирошниченко И.С. Закалка из жидкого состояния. М., Металлургия. 1980.

11. Лившиц Б.Г., Крапошин В.С., Линецкий Я.Л. Физические свойства металлов и сплавов. М., Металлургия, 1981.

12. Шульце Г. Металлофизика. М., Мир, 1971, 503 с илл.

13. М.Л.Бернштейн. Структура деформированных металлов. М., Металлургия, 1977.

Читайте также: