Рабочая программа учебной дисциплины «Материаловедение и технология конструкционных материалов» icon

Рабочая программа учебной дисциплины «Материаловедение и технология конструкционных материалов»


Смотрите также:
Рабочая программа дисциплина опд ф 10 Материаловедение. Технология конструкционных материалов...
Рабочая программа дисциплина опд ф 03 Материаловедение. Технология конструкционных материалов...
Рабочая программа учебной дисциплины ф тпу 1 21/01 утверждаю...
Рабочая программа дисциплины материаловедение. Технология конструкционных материалов...
Рабочая программа учебной дисциплины ф тпу 1-21/01 «Материаловедение...
Рабочая программа учебной дисциплины Материаловедение. Технология конструкционных материалов...
Методические указания к темам введение Предмет и содержание дисциплины "Материаловедение и...
Рабочая программа учебной дисциплины ф тпу 1-21/01 «Материаловедение...
Рабочая программа учебной дисциплины ф тпу 1-21/01 утверждаю...
Рабочая программа дисциплины " Материаловедение...
Памятка для студентов групп пкм по изучению дисциплины "Технология материалов и покрытий" (6...
Рабочая программа учебной дисциплины ф тпу 1-21/01 утверждаю...



Загрузка...
скачать


Рабочая программа учебной дисциплины «Материаловедение и технология конструкционных материалов»



Ф ТПУ 7.1-21/01





ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ



Томский политехнический университет


УТВЕРЖДАЮ:

Декан факультета ХТФ

_____________ В.М. Погребенков

«___»___________2009 г.


Материаловедение. Технология конструкционных материалов


^

Рабочая программа составлена на основе ГОС ОПД.ОЗ по направлению подго­товки дипломированного специалиста 550800 «Химическая технология и биотех­нология»



Факультет – химико-технологический (ХТФ)


Обеспечивающая кафедра «Материаловедение и технология металлов» (МТМ)


Курс 3

Семестр 5

Учебный план набора 2007 года

^

Распределение учебного времени



Лекции 18 часов (ауд.)

Лабораторные занятия 10 часов (ауд.)

Всего аудиторных занятий 28 часов

Самостоятельная (внеаудиторная работа) 28 часа


Общая трудоемкость 56 часов

Зачет в 5 семестре


2009 г.

Предисловие




^

1. Рабочая программа составлена на основе ГОС ОПД.ОЗ по направлению -550800 «Химическая технология и биотех­нология»


РАССМОТРЕНА И ОДОБРЕНА на заседании обеспечивающей кафедры «Мате­риаловедение и технология металлов», протокол № 296 от 15 января 2009 г.


2. Разработчик

Ассистент кафедры МТМ _______________ Мартюшев Н.В.



3. Зав. обеспечивающей кафедрой __________ Егоров Ю.П.

4. Рабочая программа СОГЛАСОВАНА с руководством химико-технологиче­ского факультета и выпускающими кафедрами специальности; СООТВЕТСТВУЕТ действующему плану.


Декан ХТФ В.М. Погребенков





АННОТАЦИЯ




^

Материаловедение. Технология конструкционных материалов



655400 (с)

Каф. МТМ МСФ

Ассистент кафедры МТМ Мартюшев Никита Владимирович


Тел. (3822) 41-95-59

Рабочая программа дисциплины «Материаловедение. Технология конструкционных материалов» разработана для студентов направления 550800 «Химическая технология и биотехнология» Содержание дисциплины включает: методы получения конструкционных материалов; физические и технологические основы обработки материалов; контроль качества обработки материалов; фи­зические основы материаловедения; свойства материалов и их связь с хими­ческим составом, строением, структурой, метода упрочнения материалов; их фи­зико-механические эксплуатационные и технологические свойства и область применения.

Курс - 3 (5 сем. –зачет)

Всего – 28 ч., в т.ч. Лк. – 18 ч., Лб. – 10 ч.


Annotation



Material science. Technology of constructional material

655400 (S)

^

Chair of Material science and Technology of metals

Prepered Martjushev N. V.


Tel. (3822) 41-95-59

Working program of subject "Metallography. Technology of constructional materials" has been prepared for the students of direction 550800 "Chemical technologi and bio­technologi". This subject includes: Methods of constructional materials production; physical and technological basis of materials anufacturing; control of materials proc­essing quality; physical foundations of metallography; properties of materials and their connection with chemical composition, and structural ; methods of materials strength­ening kinds of materials, their physical, mechanical exploitation and technological properties, and applications.


Year – 3 (5 term – examination)

Total – 28 h. including

18 h. – lectures

10 h. – lab. works


^ 1. ЦЕЛЬ ПРЕПОДАВАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

по направлению подготовки дипломированного специалиста 550800 «Химическая технология и биотехнология» дать студентам знания о строении, свойствах и способах упрочнения конструкционных материалов. Ознакомление с основ­ными способами получения заготовок и деталей из различных материалов и рациональным применением этих способов. Умение в результате анализа усло­вий эксплуатации выбирать материал, упрочняющую обработку и способ изго­товления простых деталей, изделий.




^

2. ЗАДАЧИ ПРЕПОДАВАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ



Раскрыть взаимосвязь между строением и свойствами материалов. Показать физическую сущность явлений, происходящих в материалах при различном воздействии на них. Дать представление о принципах рационального выбора ма­териала для изготовления деталей, изделий в зависимости от условий эксплуата­ции. Познакомить с основными способами изготовления деталей, изделий из технических материалов, технологическими процессами, их преимущест­вами и недостатками, областью использования в технике.

В результате изучения дисциплины студент должен:

-знать особенности строения технических материалов, зависимость их свойств от строения и состава, способы упрочнения и разупрочнения мате­риалов, физическую сущность явлений, происходящих в материалах; ос­новные способы изготовления деталей, заготовок, изделий из конструкционных материалов, их преимущества, недостатки, особенности технологического процесса, применяемое оборудование и инструмент;

-уметь в результате анализа условий эксплуатации выбирать материал и способ изготовления простых деталей, изделий методами литья, сварки, обработки дав­лением и резанием; назначать режимы сварки и упрочняющей термообра­ботки; работать на универсальных металлорежущих станках; определять меха­нические свойства материалов при различных температурах; получения конст­рукционных материалов и изделий из них, о принципах выбора оптимального метода получения изделий.

-иметь представление о физике материаловедения, о возможностях техни­ческих материалов и формировании их свойств, о классификации конструкцион­ных материалов, об особенностях поведения материалов в экстремальных тем­пературных условиях, о направлениях развития современного материалове­дения; о современных методах Изложить основные разделы предмета на лекциях и часть вопросов курса освоить в виде самостоятельной работы студентов с литературой и учебными пособиями. Для углубленной проработки основного материала предусмотрены лабораторные работы.


  1. ^ СОДЕРЖАНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО РАЗДЕЛА ДИСЦИПЛИНЫ (ЛЕКЦИИ)


Раздел реализуется в 5 семестре – 18 часов лекций.

3.1. Введение. Задачи и значение курса «Материаловедение» для подготовки специалистов. Разновидности и классификация технических материалов.

3.2. Металлы. Их атомно-кристаллическое строение. Дефекты

кристаллического строения и их влияние на свойства.

3.3. Деформация, и ее влияние на структуру и свойства металлов. 3.4. Влияние на­грева на структуру и свойства деформированного металла. Рекристаллизация. Хо­лодная и горячая деформация.

3.5. Формирование структуры металлов и сплавов при кристаллизации. Строение слитка. Металлические сплавы, их строение, виды взаимодействия компонентов в сплавах. Диаграммы состояния.

3.6. Система сплавов железо-углерод. Свойства компонентов, диаграмма состоя­ния. Классификация сплавов.

3.7. Углеродистые стали. Их классификация, обозначение и применение. Чу­гуны.

3.8. Термическая обработка стали. Закалка, отпуск, отжиг. Их разновидности, из­менения структуры и свойств.

3.9. Легированные стали.

3.10. Цветные металлы и сплавы. Медь и ее сплавы. Алюминий и его сплавы.

3.12. Керамические материалы.


Содержание теоретического раздела дисциплины

«Материаловедение. Технология конструкционных

материалов»

Введение. Задачи и значение курса «Материаловедение. Технология конст­рукционных материалов». Значение дисциплины для специалистов в нефтегазо­вой области. Конструкционные материалы и требования к ним.

^ Материаловедение (10 часов)

1.1. Строение металлов.

Металлические материалы. Атомно-кристаллическое строение металлов. По­лиморфизм металлов. Анизотропия свойств кристаллов. Строение реальных кри­сталлов. Дефекты кристаллического строения. Влияние дефектов на физико-меха­нические свойства.

1.2. Деформация и механические свойства металлов.

Напряжения и деформация. Упругая деформация. Пластическая деформация моно- и поликристаллов. Влияние пластической деформации на структуру и свойства металлов. Разрушение металлов. Механизм разрушения металлов. Стан­дартные механические свойства: свойства, определяемые при статическом рас­тяжении; твердость; ударная вязкость; сопротивление усталости; хладнолом­кость. Пути повышения прочности металлов.

  1. Влияние нагрева на структуру и свойства деформированного металла. Возврат, рекристаллизация. Холодная и горячая деформация.

  2. Формирование структуры металлов при кристаллизации.

Термодинамические основы, механизм и кинетика кристаллизации металлов. Строение металлического слитка.

1.5. Металлические сплавы.

Понятие фазы и компонента. Виды взаимодействия компонентов сплава. Диа­граммы состояния сплавов. Построение и анализ основных типов диаграмм. Диаграмма состояния сплавов с полной растворимостью компонентов в твердом состоянии. Диаграмма состояния сплавов с полной нерастворимостью компо­нентов в твердом состоянии. Диаграмма состояния с

ограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии. Диаграмма состояния сплавов с устойчивым химическим соединением. Связь между свойствами сплавов и типом диаграммы состояния. Железо­углеродистые сплавы. Компоненты и фазы в сплавах железа с углеродом. Диаграмма состояния железо-цементит.

1.6.Основы термической обработки сталей.

Основные виды термической обработки (отжиг, закалка, отпуск). Химико-термическая обработка сталей (цементация, азотирование, нитроце­ментация). Диффузионная металлизация.

1.7.Классификация и маркировка сталей и сплавов, их свойства, коррозия и за­щита от нее.

Углеродистые стали и их свойства. Легированные стали и их свойства. Жа­ропрочные, износостойкие и штамповочные сплавы, явление коррозии, кор­розионные потери, классификация коррозионных процессов, химическая и электрохимическая коррозия, методы защиты от коррозии, электротехниче­ские материалы, резина, пластмассы.

^ Технология конструкционных материалов (8 часов)

Введение. Задачи и значение курса «Материаловедение. Техноло­гия конструкционных материалов». Значение дисциплины для специалистов в нефтегазовой области. Конструкционные материалы и требования к ним.

^ 1. ОСНОВЫ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА

1.1. Структура металлургического производства.

1.2. Производство чугуна. Исходные материалы для доменной плавки. Основ­ные физико-химические процессы получения чугуна в современных доменных пе­чах. Продукция доменного производства.

1.3. Производство стали. Исходные материалы для плавки стали. Основные фи­зико-химические процессы получения стали. Производство стали в основных мар­теновских печах, кислородных конверторах и электродуговых печах. Способы разливки стали в изложницы.


^ 2. ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ

  1. Общая характеристика обработки металлов давлением.
    Нагрев заготовок перед ОМД, способы нагрева и типы нагревательных уст­ройств. Классификация видов ОМД.

  2. Понятие профиля и сортамента. Прокатка, сущность процесса, инструмент и обо­рудование. Листовой, сортовой и трубный прокат, специальные виды проката.

  3. Прессование, сущность процесса, инструмент и оборудование. Волочение, сущность процесса, инструмент и оборудование.

  4. Ковка, сущность процесса, инструмент и оборудование. Горячая объемная штамповка, сущность процесса, инструмент и оборудование. Штамповка в открытых и закры­тых штампах.

  5. Листовая штамповка, сущность процесса, инструмент и оборудование.

^ 3. ЛИТЕЙНОЕ ПРОИЗВОДСТВО

  1. Физические основы производства отливок. Литейные свойства сплавов.

  2. Изготовление отливок в песчаных формах.. Литниковые системы. Изготовление песчаных форм вручную.

  3. Машинная формовка. Сборка и заливка форм, выбивка, обрубка, очистка отли­вок.

  4. Литье в оболочковые формы.

  5. Литье по выплавляемым моделям.

  6. Литье в кокиль.

  7. Литье под давлением. Машины с холодной и горячей камерой прессования.

  8. Центробежное литье. Литье в формы с горизонтальной и вертикальной осью вращения.

^ 4. СВАРОЧНОЕ ПРОИЗВОДСТВО

4.1. Классификация способов сварки.

4.2. Термический класс сварки. Дуговая сварка. Сущность процесса.
Источники сварочного тока, требования к источникам тока. Ручная дуговая сварка покрытым электродом. Схема процесса. Режим сварки. Электроды для ручной дуговой сварки. Сварочная проволока. Назначение и состав покрытия электрода. Классификация электродов по назначению и типу покрытия. Автоматическая сварка под флюсом. Сущность процесса. Особенности автоматической сварки по сравнению с ручной дуговой. Сварочные материалы. Сварка в атмосфере защитных газов. Сущность процесса и его разновидности: сварка неплавящимися и плавящимися электродами. Защитные газы. Особенности сварки в аргоне и в углекислом газе. Газовая сварка. Электрошлаковая сварка. Сущность и схема процесса. Термическая резка металлов.

4.3. Термомеханический класс сварки. Электрическая контактная сварка. Сущность процесса. Способы контактной электрической сварки: стыковая сопротивлением и оплавлением, точечная и шовная. Сварка трением. Сущность и схема процесса. Дефекты сварных соединений, методы контроля, напыление материалов, пайка материалов, склеивание.

^ 5. ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ РЕЗАНИЕМ

  1. Понятие обработки металлов резанием. Режим резания.

  2. Проходной токарный резец, составные части, элементы и геометрия.

  3. Обработка заготовок на станках токарной группы, схемы обработки и инструмент.

  4. Обработка отверстий на сверлильных станках, схемы обработки и инструмент.

  5. Обработка на фрезерных станках, схемы обработки и инструмент.

  6. Методы обработки строганием, схемы обработки и инструмент.

  7. Обработка заготовок на шлифовальных станках. Основные схемы шлифования.
    Шлифовальные круги.

  8. Электрофизические и электрохимические методы обработки. Технологические
    возможности и особенности применения методов.

6. Изготовление полуфабрикатов и деталей из композиционных материалов; физико-технологические основы получения композиционных материалов; изготовление изделий из металлических композиционных материалов; особенности получения деталей из композиционных порошковых материалов; изготовление полуфабрикатов и изделий из эвтектических композиционных материалов; изготовление деталей из полимерных композиционных материалов; изготовление резиновых деталей и полуфабрикатов; формообразование поверхностей деталей резанием, электрофизическими и электрохимическими способами обработки; электрофизические и электрохимические методы обработки поверхностей заготовок; выбор способа обработки.


^ 4. СОДЕРЖАНИЕ РАЗДЕЛА ДИСЦИПЛИНЫ

(ЛАБОРАТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ)

  1. Определение твердости металлов и сплавов – 2 часа ауд.

  2. Кристаллизация. Её влияние на строение и свойства металлов – 2 часа ауд.

  3. Микроструктура углеродистых сталей – 2 часа ауд.

  4. Оборудование и технологический процесс свободной ковки– 2 часа ауд.

  5. Электрические способы сварки – 2 часа ауд.

^ Итого 10 часов

Лабораторные работы проводятся в 4-х специализированных учебных лаборато­риях: «Металлографическая», «Лаборатория термической обработки», «Лабора­тория обработки металлов давлением», В НТБ ТПУ имеются методические указания для выполнения каждой лаборатор­ной работы.

После выполнения работы студент должен представить и защитить отчет.

^

5. ПРОГРАММА САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ


ПОЗНАВАТЕЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

На программу планируется 28 часа. Программа включает самостоятельное изуче­ние части вопросов курса, подготовку к лабораторным работам, подготовку к контрольным работам.

Подготовка к лабораторным работам 10 час.

Подготовка к 2-м контрольным работам 10 час.

^ 6. ТЕКУЩИЙ И ИТОГОВЫЙ КОНТРОЛЬ

Текущий контроль осуществляется в виде тестового входного контроля на лабо­раторных занятиях и собеседования при защите отчета.
^

Примеры тестов

Вариант № 1


Какую кристаллическую решетку имеет мартенсит закаленной стали ?

а) объемно-центрированную кубическую.

б) гранецентрированную кубическую

в) тетрагональную.

г) гексагональную.
^

Вариант № 2


Какая структура железоуглеродистых сплавов соответствует максимальной твер­дости.

а) феррит

б) цементит

в) аустенит

г) перлит

Проводятся 2 контрольных работы по рейтинговой системе.

Итоговый контроль осуществляется в виде зачета.

Примеры по итоговому контролю
^

Билет № 5


  1. Твердый раствор замещения и условия его образования.

  2. Отпуск стали.

3. Конструкционные стали.

Билет № 7


  1. Способы закалки стали.

  2. Дислокации и их влияние на свойства металла.

  3. Классификация и обозначение углеродистых сталей.

Примеры контрольных заданий и вопросов

для проверки остаточных знаний

1. Предложите материал для изготовления жаростойких конструкций. Нужна ли упрочняющая термическая обработка и, если-да, то какая?

2.Способы повышения пластичности стали.

3. Какие способы поверхностного упрочнения Вы знаете? За счет чего происхо­дит упрочнение?


^ 7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ


7.1. Для изучения дисциплины имеются учебники в НТБ ТПУ и методические (учебные) пособия кафедры:

  1. Герасимович К.Г., Евтюшкин Ю.А., Фомин Н.И., Хворова И.А. Технологиче­ские процессы машиностроительного производства. - Учебное пособие. Томск. Изд-во ТПУ, 1999 г. -104 с.

  2. Чинков Е.П., Багинский А.Г. Материаловедение и технология конструкцион­ных материалов. - Учебное пособие. Томск. Изд-во ТПУ, 2005 г. -140 с.

  3. Егоров Ю.П., Лозинский Ю.М., Роот Р.В., Хворова И.А. Материаловеде­ние. - Томск, Изд-во ТПУ, 2005 г. -160 с.

  4. Лозинский Ю.М. Керамические и керамико-металлические материалы. - Учебное пособие. Томск. Изд-во ТПУ,1996 г. - 51 с.


По всем темам лабораторных работ имеются методические указания, тесты. Есть альбомы микроструктур сталей и сплавов, коллекции металлографических шлифов, плакаты, тренажеры, компьютерные программы.

На кафедре есть наглядные пособия и витрины с различными материалами, фотографии структур, диаграммы различных сплавов и др.


7.2. Рекомендуемая литература:

1. Ржевская С.В. Материаловедение. - Учебник для вузов. М.: ЛОГОС. 2004. - 424 с.

2. Арзамасов Б.Н. и др., Материаловедение. - М.: Машиностроение. 1986. -383 с.

3. Колесов С.Н., Колесов И.С. Металловедение и технология конструкционных материалов. - М.: Высшая школа. 2004. - 519 с.

4. Солнцев Ю.П., Пряхин Е.И. Материаловедение. - Учебник для вузов. СПб.: Химиздат. 2004. - 736 с.

5. Методические пособия по лабораторным работам.

6. Интернет: http://www.dvo.ru/ntc/study/books.php3

7. Интернет: http://lalls.narod.ru/Literatura/index.htm

8. Интернет: http://www.chem.msu.su/rus/teaching/materials/

9. Интернет: http://elanina.narod.ru/lanina/index.files/student/tehnology/index.htm


Составил Мартюшев Н.В.






Скачать 147,04 Kb.
оставить комментарий
Дата30.09.2011
Размер147,04 Kb.
ТипРабочая программа, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Загрузка...
Документы

Рейтинг@Mail.ru
наверх