МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
КАРАГАНДИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
«УТВЕРЖДАЮ»
Ректор КарГТУ
академик НАН РК
________ ГАЗАЛИЕВ А.М.
« _____» _________ 2015
ПРОГРАММА И ЗАДАНИЯ
ВСТУПИТЕЛЬНОГО ЭКЗАМЕНА ДЛЯ МАГИСТРАНТОВ
ПО СПЕЦИАЛЬНОСТИ 6М070900 «МЕТАЛЛУРГИЯ»
Кафедра ММ и Н
Составили: Ст., к.т.н. Саркенов Б.Б.
доц., к.т.н. Жукебаева Т.Ж.
доц., к.т.н. Квон Св. С.
2015
Перечень дисциплин вступительного экзамена для магистрантов по специальности 6М070900 «Металлургия»
№ п\п Наименование дисциплины Количество вопросов
1 Кристаллография и металлография 25
2 Металлургическая теплотехника 25
3 Автоматизация металлургических процессов 25
Экзамен проводится в письменной форме. Каждый билет содержит три вопроса (один вопрос по каждой из перечисленных дисциплин) и одну задачу по одной из перечисленных дисциплиню.Решение задачи, при необходимости, должно быть оформлено в одной из программ для автоматизированного проектирования («КОМПАС», «AutoCAD»). Примерные типы задач приводятся в программе. При подготовке к экзамену рекомендуется использовать литературу, приведенную в списке, а также современную периодическую научно-техническую литературу.
Программа вступительного экзамена по дисциплине «Минералогия, кристаллография и металлография»:
Тема 1. Основы минералогии.
Тема 2. Основные понятия и законы структурной кристаллографии.
Тема 3. Основы кристаллохимии.
Тема 4. Атомно-кристаллическое строение металлов.
Тема 5. Строение сплавов.
Тема 6. Теория первичной кристаллизации.
Тема 7. Пластическая деформация металлов и сплавов.
Тема 8. Диаграмма железо-цементит.
Тема 9. Основы термической обработки. Критические точки стали.
Тема 10. Характеристика сталей и чугунов. Маркировка сталей и чугунов.
Вопросы по дисциплине:
1. Определение понятия «минерал». Виды формул минералов.
2. Изоморфизм и полиморфизм минералов.
3. Физические свойства минералов. Шкала Мооса.
4. Происхождение минералов.
5. Трансляция, пространственная решетка, элементарная ячейка.
6. Закон Стенона. Условие Вульфа — Брэгга. Закон постоянства углов.
7. Виды кристаллографических проекций.
8. Метод кристаллографического индицирования. Индицирование направлений и узлов. Индицирование плоскостей.
9. Элементы симметрии кристаллических многогранников.
10. Кристаллографические категории, сингонии, классы симметрии. Формулы симметрии.
11. Решетки Бравэ. Понятие базиса.
12. Типы кристаллических решеток металлов. Вид химической связи, характерный для металлов.
13. Процесс первичной кристаллизации. Слиток Чернова.
14. Упругая и пластическая деформация металлов. Процесс рекристаллизации.
15. Твердые растворы внедрения и замещения. Промежуточные фазы.
16. Двойные диаграммы состояния. Понятия: фаза, компонент, структурная составляющая. Правило отрезков. Правило фаз. Пример построения кривой охлаждения сплава с применением правила фаз.
17. Принципы построения тройных диаграмм.
18. Компоненты, фазы, структурные составляющие на диаграмме железо-
цементит.
19. Общая характеристика сталей. Примеси в сталях.
20. Маркировка сталей. Привести примеры.
21. Общая характеристика серых чугунов. Свойства, структура, маркировка.
22. Критические точки стали.
23. Основные виды термической обработки сталей.
24. Общая характеристика ковких чугунов. Свойства, структура, маркировка.
25. Общая характеристика высокопрочных чугунов. Свойства, структура, маркировка.
Литература
1. Шаскольская М.П. Кристаллография, Высшая школа, 2004.
2. Буллах А.Г. Минералогия с основами кристаллографии..:Недра, 2009
3. Лифшиц Б.Г. Металлография,М.: Металлургия, 2009.
4. Захаров А.М. Диаграммы состояния двойных и тройных систем М.,
Металлургия, 2009. 2
5. Гуляев А.П. Металловедение, М., Металлургия, 2009
6. Келли Р. Кристаллография. М, Высшая школа, 2004
Программа вступительного экзамена по дисциплине «Металлургическая теплотехника»:
Тема 1. Общая характеристика топлива.
Тема 2. Расчет горения топлива.
Тема 3. Параметры и уравнения состояния идеальных газов.
Тема 4. Теория теплоемкости идеальных газов.
Тема 5. Первый и второй законы термодинамики. Понятие энтальпии и энтропии.
Тема 6. Теория теплопроводности.
Тема 7. Теория конвективного теплообмена.
Тема 8. Теория теплового излучения.
Тема 9. Огнеупорные и строительные материалы, применяемые при строительстве металлургических печей.
Тема 10. Классификация печей. Режимы работы печей.
Вопросы по дисциплине:
1. Горючая, рабочая и сухая массы топлива.
2. Охарактеризуйте теплофизические характеристики топлива.
3. Технические характеристики топлива.
4. Характеристика основных составляющих топлива.
5. Понятия термодинамики: система, процесс, параметры. Уравнения состояния системы.
6. Теплота и работа. Первый закон термодинамики. Энтальпия и энтропия. Основные формулировки второго закона термодинамики.
7. Понятие термодинамического цикла. Коэффициент полезного действия.
8. Теория теплоемкости идеальных газов.
9. Понятия: температурное поле, градиент температур, коэффициент теплопроводности.
10. Закон Фурье. Понятие о граничных условиях.
11. Теплопроводность стенок различной конфигурации при г.у. I рода.
12. Закон Ньютона-Рихмана. Коэффициент теплоотдачи.
13. Основы теории подобия. Теоремы подобия.
14. Теплопроводность стенок различной конфигурации при г.у. III рода.
15. Числа подобия конвективного теплообмена. Уравнения подобия конвективного теплообмена.
16. Параметры процесса теплового излучения.
17. Основные законы теплового излучения.
18. Уравнения лучистого теплообмена при разном взаиморасположении тел.
19. Теплопроводность при нестационарном режиме и г.у. III рода.
20. Число Био. Термически тонкие и термически массивные тела. Номограммы Будрина. Теория регулярного режима теплопроводности.
21. Характеристика группы кислых огнеупорных материалов.
22. Характеристика группы основных огнеупорных материалов.
23. Классификация и характеристика печей по принципу генерации тепла.
24. Режимы работы металлургических печей. Классификация и краткая характеристика.
25. Показатели тепловой работы печей.
Литература
1. Кривандин В.А., Арутюнов В.А., Мастрюков Б.А. Металлургическая теплотехника. М.2004
2. Гусовский А.Г. Нагревательные устройства. М., Металлургия 2004.
2. Нащокин В.В. Техническая термодинамика и теплопередача. М.2006
3. Лариков Н.И. Теплотехника. М.2001
4. Баскаков А.Л. Теплотехника. М.2008
5. Болгарский А.В. Голубев В.И. Сборник задач по термодинамике и теплопередачи. М. 2009
6. Краснощеков Е.А., Сукомел А.А. Задачник по теплопередаче. М.2009
Программа вступительного экзамена по дисциплине «Автоматизация металлургических процессов»:
Тема 1. Основные сведения об измерениях и измерительных приборах. Методы и средства для автоматического измерения температуры
Тема 2. Приборы для измерения давления и разрежения
Тема 3. Методы и средства измерения состава газовых смесей
Тема 4. Методы и средства для измерения влажности
Тема 5. Методы и средства для автоматического контроля уровня
Тема 6. Методы и средства автоматического контроля расхода и количества вещества
Тема 7. Виды и классификация автоматизаций. Статические и динамические характеристики объектов регулирования
Тема 8. Классификация САР
Тема 9. Автоматические регуляторы и законы регулирования. Регулирующие органы.
Тема 10. Средства и системы автоматического регулирования работой сушил и нагревательных печей. Регулирование температуры теплового агрегата.
Вопросы по дисциплине:
1. Назовите и охарактеризуйте основные методы и средства измерений. Погрешности измерения и класс точности средств измерения.
2. Приведите классификацию методов измерения температуры.
3,4. Укажите принцип действия термометров расширения, дилатометрического и манометрического термометров. Принцип действия термоэлектрических преобразователей.
5. Что такое дифференциальная термопара? Требования, предъявляемые к материалам для термопар. Стандартные термопары и пределы измерений.
6. Принцип действия пирометров излучения, оптических, фотоэлектрических пирометров и цветовых пирометров. Яркостная, радиационная, цветовая температуры тела.
7. Типы манометров в зависимости от их назначения и принципа действия.
8.Охарактеризуйте принцип действия механических и термокондуктометрических газоанализаторов.
9.Объясните принцип действия и устройство оптико-акустических и термомагнитного газоанализаторов.
10. Принцип действия хроматографа.
11. Укажите основные методы измерения влажности газовых смесей.
12. Объясните принцип действия и устройство приборов для измерения влажности газов, твердых и сыпучих материалов.
13. Механические уровнемеры. Гидростатические средства измерения уровня. Электрические средства измерения уровня. Радиационные, радиоволновые и акустические уровнемеры.
14. Группы расходомеров для измерения расхода и количества жидкостей, газа и пара. Основные принципы их работы.
15. Типы стандартных сужающих устройств.
16.Приведите схему автоматического регулирования и управления. 17.Объясните сущность автоматического контроля, автоматической защиты, автоматического управления, автоматического регулирования
18.Назовите виды статических характеристик объектов регулирования. Коэффициент передачи объекта регулирования.
19.В чем заключается аналитический и экспериментальный методы построения статических характеристик.
20.Понятие входных и выходных характеристик. Величины, характеризующие любой технологический процесс. Понятие внешнего возмущения.
21.Приведите структурную схему разомкнутой и замкнутой САР и дайте характеристику ее основным элементам.
22.Классификация автоматических регуляторов. «Законом регулирования».
23.Приведите переходные характеристики стандартных регуляторов и дайте им объяснение.
24.Объясните цель регулирования подачи топлива, соотношения топливо- воздух в тепловых агрегатах. Приведите схему и объясните принцип действия автоматического регулятора соотношения топливо (мазут)-воздух.
25. Объясните цель регулирования давления впечах.Приведите схему и объясните принцип действия автоматического регулятора давления.
Литература
1.Фарзане Н.Г. Технологические измерения и приборы: Учебник для вузов/Л.В.Илясов, А.Ю. Азим-заде.-М.: Высшая школа, 2009.-456 с.
2.Котов К.И. Средства измерения, контроля и автоматизации технологических процессов. Вычислительная и микропроцессорная техника/ М.А. Шершевер.- М.: Металлургия, 2009.- 496 с.
3. Гольцман В.А. Приборы контроля и автоматики тепловых процессов.-М.: Высшая школа, 2000.-240 с.
4.Автоматическое управление металлургическими процессами: Учебник для вузов./А.М. Беленький, В.Ф. Бердышев, О.М. Блинов, В.Ю. Каганов.- М.: Металлургия, 2009. — 384 с.
5.Глинков Г.М., Маковский В.А. АСУ технологическими процессами в агломерационных и сталеплавильных печах. — М:. Металлургия, 2011.- 360с.
6.Брюханов В.Н. и др. Автоматизация технологических процессов. -М.:
Колос С., 2004. — 344с.
Примеры задач
№ 1. Назначить и обосновать режим термической обработки стали 35ХНМ, работающей в сложно-напряженных условиях. Расшифровать марку стали, указать все фазовые превращения, протекающие при термической обработке, влияние легирующих элементов на фазовые превращения, структуру и свойства стали после конечной термической обработки.
№ 2. Постройте двойную диаграмму состояния для компонентов, имеющих ограниченную растворимость и испытывающих эвтектическое превращение. Опишите все превращения и фазы на диаграмме. Для сплава в любой двухфазной области покажите действие правила фаз и правила отрезков.
№ 3. В кубическом кристалле постройте плоскости , .
№ 4. Определить тепловой поток через 1 м2 кирпичной стены помещения толщиной δ = 510 мм с коэффициентом теплопроводности λ = 0,85 Вт/м •оС. Температура воздуха внутри помещения = 18оС, коэффициент теплоотдачи к внутренней поверхности α1= 7,5 Вт/м2•Со. Температура наружного воздуха = — 30оС, коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности, обдуваемой ветром, α2= 20 Вт/м2•Со. Вычислить также температуры на поверхности и .
Обсуждена на заседании кафедры ММ и Н
Протокол № 15 от 01.04.2015 г.
Зав. кафедрой ММ и Н ________________ Саркенов Б.Б.