МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ КУРСА МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ, ЕГО МЕСТО В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ.

Материаловедение - это наука, изучающая строение и свойства металлических материалов и устанавливающая связь между их составом, структурой и свойствами.

1.1. Цели преподавания дисциплины

Целью преподавания дисциплины "Материаловедения" является изучение взаимосвязи между строением и свойствами материалов. Приобретение навыков в разработке способов воздействия на структуру и свойства металлов и сплавов с целью рационального их использования с учетом экономических требований.

1.2. Задачи изучения дисциплины

Изучение и освоение методологии и методики поиска материалов, их состава и выбора наилучших технологических режимов термообработки, обеспечивающих высокий уровень физико-механических и эксплуатационных свойств.

В перечень дисциплин и разделов, усвоение которых необходимо для изучения данной дисциплины входят:

  • физика;
  • общая химия;
  • сопротивление материалов;
  • коррозия металлов, и др.

2. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

2.1. Содержание теоретических занятий

Таблица 1.

Тематические вопросы Библ.
1 2 3
 

2.1.1. Введение

1-5
     
  2.1.2. Строение металлов 1-4
1 Металлические материалы. Металлический тип связи, металлическое состояние. Атомно-кристаллическое строение металлов (типы кристаллических решеток). 1,4
2 Строение реальных кристаллов. Дефекты кристаллического строения: точечные, линейные и поверхностные. Влияние дефектов на физико-механические свойства. 1,4
  2.1.3. Формирование структуры металлов и сплавов при кристаллизации 1-4
3 Структура металлических материалов. Понятие фазы, макро- и микроструктуры. Методы исследования структуры. 1,3
4 Термодинамические основы, механизм и кинетика кристаллизации металлов. Строение металлического слитка. Полиморфные превращения в металлах. 4
5 Диаграммы фазового равновесия. Тип фаз, образующихся в металлических сплавах. Формирование структуры сплавов при кристаллизации. 1,3,4
6 Диаграммы состояния двойных сплавов. Методы построения диаграмм состояния экспериментальным путем. Диаграммы состояния для сплавов, образующих механические смеси из чистых компонентов. 1,4,5
     
  2.1.4. Пластическая деформация и свойства деформированного металла  
7 Напряжения и деформации. Упругая и пластическая деформации. Механизмы пластической деформации. Влияние пластической деформации на структуру металлов. Текстура деформации. Влияние пластической деформа ции на свойства металла (наклеп). 1,4,5
8 Возврат свойств. Первичная рекристаллизация. Собирательная и вторичная рекристаллизация. Факторы, влияющие на размер зерна после рекристаллизации.  
     
  2.1.5. Железо и его сплавы  
9 Диаграмма состояния железо-цементит. Компоненты, фазы и структурные составляющие сталей, их характеристики, условия образования и свойства. 1-4
     
  2.1.6. Теория термической обработки стали  
10 Превращения железо-углеродистых сплавов при нагреве. Рост зерна аустенита. Влияние размера зерна на механические свойства стали. 1,4
11 Превращения переохлажденного аустенита. Диаграмма изотермического распада переохлажденного аустенита. Продукты распада аустенита и их свойства. 3,4
12 Мартенсит, его строение и свойства. Мартенситное превращение и его особенности. 3,4
13 Превращение при нагреве закаленной стали (отпуск стали). Виды и назначение отпуска. Влияние температуры и продолжительности нагрева на строение и свойства закаленной стали. 1,4,5
14 Методы закалки. Закаливаемость и прокаливаемость стали. Влияние закалки и отпуска на свойства стали. 2,4,5
15 Отжиг. Назначение отжига. Полный и неполный отжиг. 4,5
     
  2.1.7. Химико-термическая обработка стали.  
16 Физические основы химико-термической обработки. 4,5
17 Назначение и режимы цементации азотирования, борирования и т.п. Механизм образования и строение слоев. 4
     
  2.1.8. Легированные стали и сплавы  
18 Фазы, образуемые легирующими элементами в сплавах железа (твердые растворы, карбиды, интерметаллиды). Влияние легирующих элементов на полиморфизм железа. 1,3,4
19 Улучшаемые и пружинные стали общего назначения. Термообработка. 1,3,4
20 Шарикоподшипниковые стали и их термическая обработка. 1,3,5
21 Жаростойкие и жаропрочные стали. Структура и свойства. Длительная прочность и ползучесть. 1,4
22 Инструментальные стали и сплавы. Стали пониженной и повышенной прокаливаемости. Быстрорежущие стали. Основные марки. 1,2,3
23 Роль легирующих элементов и фазовый состав инструментальных сталей. Термическая обработка инструментов. 1,2,4
24 Твердые сплавы, состав и свойства. 4
25 Стали для инструмента холодного деформирования. Стали для штампов горячего деформирования. 1,3,4
26 Стали и сплавы с особыми физическими свойствами.  
27 Титан и его сплавы. Конструкционные сплавы титана и их свойства. Термическая обработка титановых сплавов.  
28 Алюминий и его сплавы. Дуралюмин. Термическая обработка алюминиевых сплавов. Литейные алюминиевые сплавы. 3,4,5
29 Медь и её сплавы. Латуни, их свойства, маркировка и применение. 3,4,5
30 Бронзы. Бронзы оловянистые. Состав и свойства бронз, их марки и область применения. 4,5
31 Магнитные материалы. Гистерезис, его параметры. Магнитомягкие материалы, сплавы. Термообработка и свойства сплавов. 1,3,4
32 Магнитнотвердые материалы. Типы сплавов. Термообработка и свойства сплавов.  

2.3. Содержание лабораторных занятий.

Таблица 2

№ п/п

Темы лабораторных занятий

Библ.

Объем часов

1

Структурные методы исследования металлов и сплавов (микроанализ).

5  
2

Влияние углерода на структуру и свойства сплавов железо-углерод.

1-4  
3

Влияние режимов закалки и отпуска на структуру и свойства стали.

   
4

Изучение процесса кристаллизации. Строение слитка.

3,4  
5

Влияние холодной пластической деформации и рекристаллизации на структуру и свойства металлов.

1,2,4  
6

Влияние отжига на размер зерна и свойства стали.

2,3,4  
7

Термическая обработка сплавов на основе меди. Изучение структуры и свойств после термообработки.

1-5  
8

Поверхностная закалка сталей.

2-4  

2.4. Самостоятельная работа.

Задачи по выбору материала и назначению режима термической обработки: дисковых фрез, сверл, напильников, поршневых колец, штампов, рессор, валов, турбинных лопаток, вкладышей (подшипников скольжения, тел качения, метчиков, шестерни, штампов холодной штамповки, постоянных магнитов, сердечников трансформатора, обшивки скоростных самолетов, кузовов автомобилей и др. изделий).

2.5. Распределение видов учебных занятий.

Таблица 3

Виды учебных работ

Часов в семестрах
  061100 -

6 семестр
550900 -

3 семестр
550900 -

2 семестр

Лекции

18 18 34

Практические занятия

- 16 16

Лабораторные занятия

16 - -

Индивидуальная работа

- - -

Самостоятельная работа

34 34 26

Форма итогового контроля

зачет зачет экзамен

Библиографический список.

  1. Материаловедение под ред. Б.Н. Арзамасова / М.: Машиностроение - 1986 - 384с.
  2. Лахтин Ю.М. Металловедение и термическая обработка металлов./ М.: Металлургия - 1984 - 360с.
  3. Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение / М.: Машиностроение - 1980 - 493с.
  4. Гуляев А.П. Металловедение / М.: Металлургия - 1986 - 544с.
  5. Геллер Ю.А., Рахштадт А.Г. Материаловедение./ М.: Металлургия - 1989 - 456с.


На основную страницу
Назад, к началу этой страницы