Материаловедение

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Основные цели дисциплины:

– дать представление о свойствах и структуре различных материалов, используемых в различных отраслях промышленности;

– ознакомить с вопросами оценки качества, потребительских свойств материалов;

– познакомить с процедурой коммерческой экспертизы материалов – их применимости, спросу, доступности, себестоимости, потребительской стоимости.

Задачи дисциплины – научить студентов:

– дать сведения об используемых материалах в различных отраслях промышленности;

– ознакомить с классификацией материалов по наиболее характерным признакам;

– дать представления о свойствах и качестве материалов;

– дать представление о трудоемкости обработки и себестоимости готовых изделий;

– ознакомить с технологическими методами обработки материалов;

– дать представление о спросе и потребительской стоимости промышленных материалов и изделий из них.

ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

В результате изучения дисциплины «Материаловедение» студент должен:

· знать:

– основные термины, определения, понятия, составляющие основу дисциплины и профессионального языка;

– взаимосвязи химического состава, структуры и свойства материалов;

– закономерности изменения структуры и свойств материалов под воздействием внешних факторов;

– физико-механические и технологические свойства металлических и не металлических материалов, способы их упрочнения и обработки;

– основные принципы выбора и критерии оценки работоспособности материалов в изделиях;

– принципы обозначения стандартных марок промышленных материалов;

· уметь:

– пользоваться ГОСТами, базами данных на материалы и другими справочными источниками;

– выполнить обоснование выбора материала и технологии его обработки с учетом назначения готового изделия, выполненного из этого материала;

– обосновать экономичность, работоспособность и экологичность материала на всех этапах жизненного цикла выполненного из него изделия;

· получить навыки:

– технического анализа и коммерческой экспертизы качества и потребительских свойств материалов;

– оценки перспективности использования применяемых и новых материалов при создании нового или модернизации используемого изделия.

ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ. УЧЕБНО-ТЕМАТИЧЕСКАЯ КАРТА ДИСЦИПЛИНЫ

№ п/п	Наименование темы	Объем аудиторных занятий (в часах)	Объем сам. раб. студентов (в час.)
лекции	лаб. раб.	пр. зан.	сем. зан.	итого
1.	Введение		-	-	-		-
2.	Кристаллическое строение материалов. Строение и свойства сплавов			-	-
3.	Диаграммы состояния сплавов. Железоуглеродистые сплавы			-	-
4.	Диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов. Теоретические основы и технология термической обработки стали			-	-
5.	Конструкционные материалы. Общие требования. Конструкционные, легированные и инструментальные стали			-	-
6.	Алюминий и его сплавы. Медь и ее сплавы			-	-
7.	Полимерные и резиновые материалы. Строительные материалы			-	-
8.	Стандартизация и сертификация материалов. Методы контроля качества материалов		-	-	-
9.	Экспертиза качества материалов. Управление качеством материалов. Потребительские характеристики промышленных материалов		-	-	-
	Всего:			-	-
	Формы итогового контроля:	Курс. работа (проект)	Контр. работа	Зачет	Экзамен
	Семестры:	-	-		-
	Для заочной формы обучения
	Всего:			-	-
	Формы итогового контроля:	Курс. работа (проект)	Контр. работа	Зачет	Экзамен
	Семестры:	-	-		-

СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ

Введение

Предмет и содержание дисциплины «Материаловедение». Требование программы, структура и порядок изучения курса, содержание разделов. Введение. Материаловедение- наука о связи состава, строения и свойств материала. Теоретические основы материаловедения.

Тема 1. Кристаллическое строение материалов. Строение и свойства сплавов.

Основоположники отечественного направления материаловедения. Строение и свойства материалов. Элементы кристаллографии: кристаллическая решетка, анизотропия, металлические кристаллы, полиформизм металлов. Влияние типа связи на структуру и свойства кристаллов. Термин «сплав». Твердые растворы, промежуточные фазы, дефекты кристаллов: точечные, линейные, поверхностные и объемные. Диффузия в металлах и сплавах. Жидкие кристаллы. Структура полимеров, стекла, керамики. Формирование структуры литых материалов.

Лабораторное занятие 1:

Изучение микроструктуры сплавов. Экспресс методы определения вида сплавов.

Лабораторное занятие 2:

Изучение свойств металлов и сплавов после холодной пластической деформации и последующего отжига.

Тема 2. Диаграммы состояния сплавов. Железоуглеродистые сплавы.

Типы сплавов: твердые растворы, эвтектики, химические соединения. Типы диаграмм состояния. Компоненты и фазы в сплавах железа с углеродом: железо, углерод, феррит, аустенит, цементит, графит.

Лабораторное занятие 1:

Построение диаграмм состояния на основе метода термического анализа. Структура и свойства легкоплавких припоев.

Лабораторное занятие 2:

Изучение микроструктуры чугунов.

Тема 3. Диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов. Теоретические основы и технология термической обработки стали.

Схема построения диаграммы состояния, правило фаз, правило концентраций, правило отрезков. Эвтектическая реакция – реакция выделения двух твердых фаз определенной концентрации одновременно. Диаграммы состояния железо-цементит и железо-графит. Практическое использование диафрагмы состояния железоуглеродистых сплавов. Формирование структуры деформированных металлов и сплавов. Определение и классификация: закалка, отжиг, отпуск, старение. Оборудование для термической обработки. Азотирование стали, цементация, цианирование. Диффузионная металлизация, хромирование, алитирование, силицирование, борирование.

Лабораторное занятие 1:

Изучение структурных составляющих по диаграмме состояния железо углерод.

Лабораторное занятие 2:

Изучение способов закалки стали.

Тема 4. Конструкционные материалы. Общие требования. Конструкционные, легированные и инструментальные стали.

Общие требования. Конструкционная прочность материалов и критерии ее оценки: прочность, твердость, ударная вязкость, надежность, усталость материалов. Методы повышения конструкционной прочности материалов. Классификация конструкционных материалов. Конструкционные стали; легированные стали; инструментальные стали.

Свойства, маркировка и области применения конструкционных материалов.

Лабораторное занятие:

Изучение микроструктуры легированных сталей.

Тема 5. Алюминий и его сплавы. Медь и ее сплавы.

Получение алюминия и его сплавов. Свойства алюминиевых сплавов, область использования в автомобильном машиностроении. Классификация и маркировка. Получение меди и сплавов на ее основе. Классификация и маркировка медных сплавов. Использование меди и ее сплавов в автомобильном машиностроении.

Лабораторное занятие:

Изучение проблемной задачи «Закалка и старение алюминия».

Тема 6. Полимерные и резиновые материалы. Строительные материалы.

Пластические массы, состав пластмасс, технологические свойства, область использования полимерных материалов. Резина и резиновые материалы. Классификация резины. Методы получения изделий из резины. Свойства резины. Строительные материалы, используемые в основных несущих конструкциях зданий, и отделочные материалы.

Лабораторное занятие:

Определение вида пластмасс экспресс методами. Определение марки бетона.

Тема 7. Стандартизация и сертификация материалов. Методы контроля качества материалов.

Государственная система стандартизации и аттестации. Категории и виды стандартов. Международная система стандартизации материалов. Стандарты материалов и их испытаний. Государственная система сертификации. Сертификация материалов в системе управления качеством продукции. Методы контроля структуры и свойств материалов. Методы выявления внутренних дефектов в материалах без разрушения. Контроль свойств исходных материалов, технический контроль в процессе производства и в готовом изделии.

Тема 8. Экспертиза качества материалов. Управление качеством материалов. Потребительские характеристики промышленных материалов.

Экспертиза качества материалов с позиции потребителя. Определение основных характеристик функционального назначения. Методы и критерии оценки качества материалов. Связь качества материала или изделия с химическим составом и свойствами исходных материалов. Единая система управления качеством продукции. Классификация материалов по уровню их качества и по потребительским свойствам. Выбор номенклатуры потребительских показателей качества материалов.

ОРГАНИЗАЦИЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТА

Самостоятельная работа студентов по дисциплине включает:

– самостоятельное изучение теоретических разделов дисциплины по заданию лектора;

– повторение и углубленное изучение лекционного материала;

– изучение тем (6-8) с использованием рекомендуемой основной и дополнительной литературы с дальнейшим написанием реферата;

– подготовку к зачету.

ТЕМАТИКА РЕФЕРАТОВ

1. Основные виды естественных каменных материалов, применяемых в строительстве.

2. Применение тяжелых и легких цементных бетонов в строительстве.

3. Использование теплоизоляционных материалов в различных отраслях экономики.

4. Использование полимерных и лакокрасочных материалов различного назначения.

5. Сертификация материалов в системе управления качеством продукции.

6. Влияние высоких и низких температур на характеристики механических свойств материалов.

7. Способы управления качеством материалов: химическим составом, технологией обработки, формированием структуры и потребительских свойств.

8. Дефицит и взаимозаменяемость материалов в производстве и при ремонте изделия.

9. Наукоемкость создания новых материалов.

10. Экологические показатели использования материалов.

ФОРМЫ И ВИДЫ КОНТРОЛЯ ЗНАНИЙ

1. Текущий контроль:

– опрос на лабораторных занятиях и при защите каждой лабораторной работы;

– отчет по результатам выполнения лабораторных работ;

– рубежный контроль.

2. Промежуточная аттестация – зачетно-экзаменационная сессия:

– зачет – по результатам проведения всех форм текущего контроля в соответствии с учебным планом.

3. Контроль остаточных знаний студентов (тесты).

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Основная:

1. Елизаров, Ю. Д. Материаловедение для экономистов: учебник / Ю. Д. Елизаров. – Ростов н/Д: Феникс, 2002.

2. Материаловедение и технология металлов: учебник / под ред. Г. П. Фетисова. – М.: Высшая школа, 2002.

3. Материаловедение: учебник / под ред. Б. Н. Арзамасова. – М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2002.

Дополнительная:

1. Лепеш, Г. В. Материаловедение: метод. указ. по изучению курса / Г. В. Лепеш. – СПб.: СПбГИСЭ, 2001.

2. Лепеш, Г. В. Конструкционные материалы: практикум по лаб. работам / Г. В. Лепеш. – СПб.: СПбГАСЭ, 2004.

3. Солнцев, Ю. П. Материаловедение: учебник / Ю. П. Солнцев. – СПб.: Химиздат, 2002.

4. Черепахин, А. А. Материаловедение: учебник / А. А. Черепахин. – М.: Академия, 2004.

МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

Лекции проводятся с использованием диафильмов и плакатов по основным темам дисциплины.

Лабораторные занятия проводятся с использованием следующего оборудования и технических средств:

1. Металлографический микроскоп;

2. Прибор Роквелла;

3. Оптический микрометр;

4. Наборы микрошлифов: отхоженные стали; чугуны; термически обработанные стали; легированные стали;

5. Альбомы микрофотографий различных материалов: термически обработанные и не обработанные углеродистые стали, легированные стали, чугуны, алюминиевые сплавы, медные сплавы, титановые сплавы.

6. Образцы: сталь 40Х различной термической обработки; алюминиевый сплав АМГ-3 при разной степени деформации; алюминиевые сплавы Д1 1110, Д16 1160, Д18 1180; образцы полимерных материалов;

7. Проектор «Лектор – 600».

Составители: д.т.н., проф кафедры «Техническая механика» Л.А. Голдобина, к.т.н., доцент кафедры «Техническая механика» Д.А. Иванов.

Рецензент: к.т.н., доцент кафедры «Технической механики» Ю.А.Петренко.

Дата добавления: 2014-12-24