1. Элементарная ячейка кристаллической решетки и ее характеристики. Полиморфизм, анизотропия, их использование в технике.
2. Твердые растворы внедрения и замещения. Их виды, обозначения, структура и свойства. Твердые растворы с ограниченной и неограниченной растворимостью компонентов. Влияние химического состава на свойства твердых растворов.
3. Получение монокристаллов и аморфных сплавов. Особенности структуры и свойства материалов.
4. Промежуточные фазы (электронные соединения, фазы Лавеса, фазы внедрения и т.д.) и их влияние на свойства сплавов.
5. Пластическая деформация. Сдвигово-дислокационный механизм пластической деформации. Изменение структуры и свойств при холодной пластической деформации.
6. Рекристаллизация холоднодеформированных металлов и сплавов. Изменение структуры и свойств при рекристаллизации. Факторы, влияющие на размер зерна после рекристаллизации. Горячая и холодная обработка давлением.
7. Диаграмма состояния двойных сплавов с неограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии. Условия неограниченной растворимости. Правило концентраций и отрезков. Использование диаграмм состояния для определения свойств сплавов (правило Курнакова).
8. Диаграмма состояния двойных сплавов с ограниченной переменной растворимостью компонентов в твердом состоянии. Термическая обработка сплавов этой диаграммы: отжиг, закалка, старение.
9. Диаграмма состояния двойных сплавов, компоненты которых нерастворимы друг в друге. Фазовый и структурный анализ. Используя правило обратных отрезков, определите соотношение фаз в эвтектике. Поясните, почему эвтектическое превращение протекает при постоянной температуре.
10. Строение реальных кристаллических материалов. Характеристика дефектов кристаллического строения, их влияние на механические свойства твердых тел.
11. Возврат и рекристаллизация холоднодеформированных металлов и сплавов. Изменение структуры и свойств. Рекристаллизационный отжиг: выбор режима, назначение.
12. Виды термической обработки: отжиг, закалка, отпуск, старение. Использование диаграмм состояния двойных сплавов для определения возможных видов термической обработки.
13. Диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов. Строение и свойства фаз. Изотермические превращения в сталях и чугунах. Фазовый и структурный анализ диаграммы.
14. Термическая обработка сплавов, не связанная с фазовыми превращениями: диффузионный отжиг, рекристаллизационный отжиг, отжиг для уменьшения внутренних напряжений. Режимы, структуры, назначение.
15. Упрочняющая термическая обработка сплавов с переменной растворимостью компонентов в твердом состоянии. Структура и свойства закаленных сплавов. Виды выделений при старении, их влияние на свойства сплавов.
16. Распад переохлажденного аустенита. Формирование структуры при перлитном, мартенситном и бейнитном превращениях. Структура и свойства продуктов распада.
17. Механизм мартенситного превращения. Структура и свойства закаленной стали. Оптимальные закалочные температуры до- и заэвтектоидных сталей.
18. Причины возникновения остаточных напряжений при закалке и способы их снижения. Различные виды закалки. Их преимущества и недостатки.
19. Закаливаемость и прокаливаемость стали. Влияние легирующих элементов на закаливаемость и прокаливаемость. Методы оценки прокаливаемости, ее практическое значение. Способы увеличения прокаливаемости.
20. Закалка сталей. Выбор режимов закалки (температуры, среды охлаждения). Влияние углерода и легирующих элементов на критическую скорость охлаждения. Закаливаемость и прокаливаемость.
21. Превращения закаленной стали при отпуске. Влияние температуры отпуска на свойства сталей. Выбор вида отпуска в зависимости от назначения деталей.
22. Отпуск закаленных сталей. Влияние легирующих элементов на превращения при отпуске. Структура и свойства отпущенных сталей. Отпускная хрупкость.
23. Химико-термическая обработка сталей. Цементация, азотирование, нитроцементация. Режимы, назначение, достоинства и недостатки.
24. Способы поверхностного упрочнения сталей: поверхностная пластическая деформация, поверхностная закалка, химико-термическая обработка. Цели и технология проведения поверхностного упрочнения сталей.
25. Конструкционная прочность: критерии работоспособности, надежности и долговечности. Способы повышения конструкционной прочности. Влияние температуры на ударную вязкость. Порог хладноломкости.
26. Влияние легирующих элементов на равновесную структуру сталей. Классификация сталей по химическому составу, качеству, структуре в отожженном и нормализованном состояниях, уровню прочности. Маркировка легированных конструкционных сталей.
27. Цели легирования конструкционных сталей. Влияние легирующих элементов на механические свойства и прокаливаемость конструкционных сталей. Классификация легированных сталей по структуре в отожженном и нормализованном состоянии.
28. Конструкционные стали нормальной прочности: углеродистые конструкционные стали обыкновенного качества и качественные стали. Состав, маркировка, упрочняющая термическая обработка и применение.
29. Углеродистые стали обыкновенного качества и качественные. Достоинства и недостатки углеродистых сталей. Влияние постоянных примесей в сталях на их свойства. Маркировка, термическая обработка, свойства, применение.
30. Структура и свойства отожженных, нормализованных и термически улучшенных конструкционных сталей. Режимы термических обработок, марки, состав, применение.
31. Сравнительная характеристика цементованных, азотированных и нитроцементованных сталей по их свойствам. Состав сталей, марки, технология термической обработки при этих видах химико-термической обработки, применение.
32. Цементуемые и улучшаемые конструкционные легированные стали. Маркировка. Термическая обработка, свойства, применение.
33. Легированные низкоуглеродистые и среднеуглеродистые конструкционные стали. Влияние легирующих элементов на механические свойства сталей, маркировка, упрочняющая обработка, применение.
34. Высокопрочные легированные стали. Среднеуглеродистые стали, упрочняемые термической и термомеханической обработкой: их состав, марки, упрочняющая обработка, применение.
35. Высокопрочные среднеуглеродистые комплексно-легированные стали. Марки, термическая и термомеханическая обработка, структура, свойства, применение.
36. Цели легирования конструкционных сталей. Влияние легирующих элементов на механические свойства и прокаливаемость конструкционных сталей. Классификация легированных сталей по структуре.
37. Требования к материалам для силовых упругих элементов. Стали для рессор и пружин, их составы, марки, упрочняющая термическая обработка, применение.
38. Закономерности усталостного изнашивания в условиях высоких контактных нагрузок. Стали для зубчатых колес, шарикоподшипниковые стали: состав, марки, термическая обработка, структура, свойства, применение.
39. Усталостное разрушение и способы повышения предела выносливости. Стали для изготовления шарикоподшипников: состав, марки, термическая обработка, структура, свойства, применение.
40. Медь и сплавы на её основе. Классификация медных сплавов. Латуни и бронзы, их состав, марки, свойства, применение.
41. Деформируемые алюминиевые сплавы: неупрочняемые и упрочняемые термической обработкой; достоинства и недостатки этих сплавов, их состав, марки, термическая обработка, свойства, применение.
42. Титан и сплавы на его основе. Общая характеристика титановых сплавов. Влияние легирующих элементов на полиморфизм титана. Классификация сплавов по равновесной структуре.