Программа дисциплины дпп. Ф. 03. 1 Материаловедение и технологии производства материалов цели и задачи дисциплины Цели дисциплины

скачать ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» (ТГПУ) УТВЕРЖДАЮ Проректор по учебной работе (декан) ________________________ « » 2008 г. ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ ДПП.Ф.03.1 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ И ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА МАТЕРИАЛОВ 1. Цели и задачи дисциплины Цели дисциплины: дать студентам знания о методах исследования, природе и свойствах конструкционных материалов, способах их упрочнения, технологических методах получения и обработки заготовок с целью получения изделий сформировать у будущего учителя технологии совокупность знаний и умений, необходимых для организации учебно-воспитательной работы и создания учебно-материальной базы по обработке материалов, ее эксплуатации и обслуживания. Задачи дисциплины: сформировать у студентов целостное представление о строении, свойствах областях применения конструкционных материалов, а также о технологиях производства и обработки материалов. подготовить студентов к изучению технических дисциплин: «Детали машин», «Резание металлов, станки и инструменты», «Автомобиль» и др., а также к прохождению производственной практики по металло- и деревообработке. 2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины В результате изучения дисциплины студент должен а) знать: основы строения металлических и неметаллических конструкционных материалов физические основы получения сплавов и способы улучшения их свойств классификацию и маркировку, области применения наиболее распространенных в настоящее время в технике конструкционных материалов основные технологические процессы получения и обработки материалов б) уметь: выбирать конструкционные материалы для изделий, употребляемых в учебных мастерских, определять свойства материалов выполнять операции основных видов термической обработки металлических изделий. ^ 3. Объем дисциплины и виды учебной работы Вид учебной работы Всего часов Семестры 1 2 Общая трудоемкость дисциплины 310 155 155 Аудиторные занятия 144 72 72 Лекции 72 36 36 Практические занятия - Семинары - Лабораторные работы 72 36 36 И/или другие виды аудиторных занятий - Самостоятельная работа 166 83 83 Курсовой проект - Расчетно-графическая работа - Реферат - И/или другие виды самостоятельной работы К/р К/р Вид итогового контроля экзамен экзамен 4. Содержание дисциплины 4.1. Разделы дисциплины и виды занятий № п/п Раздел дисциплины Лекции Лабора- торные работы Семестр 1 1 Введение 1 - 2 Строение металлов 11 8 3 Механические свойства материалов. Влияние наклепа и последующего нагрева на структуру и механические свойства металлов 6 12 4 Фазы в сплавах. Диаграммы состояния сплавов. 8 8 5 Диаграмма состояния железо-углерод; стали, чугуны 8 8 6 Виды и параметры термической и химико-термической обработки сталей 2 - Всего часов 36 36 Семестр 2 6 Виды и параметры термической и химико-термической обработки сталей (окончание) 8 12 7 Классификация, маркировка, примене-ния сталей. Твердые сплавы. 6 4 8 Цветные металлы и сплавы: свойства и области применения. Коррозия и защита от коррозии 10 6 9 Технология производства черных и цветных металлов 4 - 10 Обработка металлов давлением 2 2 11 Литейное производство 2 4 12 Способы соединения металлических деталей 2 4 13 Неметаллические материалы 2 4 Всего часов 36 36 Итого 72 72 4.2. Содержание разделов дисциплины Семестр 1 Раздел 1. Введение. Лекция 1. Основные понятия о материалах, их строении, свойствах, областях применения. Исторический обзор применения материалов. Вклад отечественных ученых. Раздел 2. Строение металлов. Лекции 2, 3, 4, 5, 6. Типы межатомных связей и классификация материалов. Металлические и неметаллические материалы. Черные и цветные металлы и их сплавы. Аморфные и кристаллические материалы. Кристаллическое строение металлов. Типы кристаллических решеток и их характеристики. Монокристаллы и поликристаллы. Анизотропия кристаллов. Дефекты кристаллического строения (точечные дефекты, дислокации и др.) и их влияние на свойства металлов Кристаллизация металлов. Механизм кристаллизации. Дендриты, строение металлического слитка. Полиморфные превращения. Раздел 3. Механические свойства материалов. Влияние наклепа и последующего нагрева на структуру и механические свойства металлов. Лекции 7, 8, 9. Упругая и пластическая деформация. Вязкое и хрупкое разрушение. Влияние пластической деформации на структуру и свойства металлов. Наклеп. Влияние нагрева на структуру и свойства деформированного металла. Возврат, рекристаллизация. Холодная и горячая деформация. Механические свойства металлов и способы их определения (общая характеристика) Механические свойства металлов, определяемые при статическом нагружении (модуль упругости, предел текучести, предел прочности, относительное растяжение, относительное сужение) Ударная вязкость и явление хладноломкости Механические свойства металлов, определяемые при циклическом нагружении (предел выносливости, усталостная прочность). Раздел 4. Фазы в сплавах. Диаграммы состояния сплавов. Лекции 10, 11, 12, 13. Металлические сплавы. Фазы в металлических сплавах: твердые растворы (замещения, внедрения, ограниченные, неограниченные), химические соединения. их виды и строение. Диаграммы состояния двойных сплавов. Построение диаграммы состояния. Правило фаз (закон Гиббса). Основные типы диаграмм состояния двойных сплавов, образующих: механические смеси, неограниченные и ограниченные твердые растворы, химические соединения. Правило отрезков и правило рычага. Связь межу свойствами сплавов и типом диаграммы состояний (закономерности Курнакова). Раздел 5. Диаграмма состояния железо-углерод; стали, чугуны. Лекции 14, 15,16,17. Диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов Fe-Fe3C. Компоненты и фазы. Общая характеристика. Классификация Fe-C сплавов по содержанию углерода. Превращения в Fe-C сплавах, содержащих до 2.14 % С. Микроструктура сталей. Превращения в Fe-C сплавах, содержащих более 2.14 %С. Микроструктура белых чугунов. Диаграмма состояния сплавов железо-графит. Чугуны с графитом: структура, способы получения, классификация, маркировка, механические свойства, применения в зависимости от формы графита и структуры металлической основы. Раздел 6. Параметры и виды термической и химико-термической обработки сталей. Лекция 18. Виды и назначение термообработки стали (отжиг, закалка, отпуск). Семестр 2. Раздел 6. Виды и параметры термической и химико-термической обработки сталей (окончание) Лекции 1, 2, 3, 4. Превращения в сталях при нагреве (превращение перлита в аустенит). Рост зерна аустенита при нагреве. Структурная наследственность. Перегрев и пережог. Превращение в стали при охлаждении. Диаграмма изотермического распада аустенита (С – кривые). Характеристика диффузионного (перлитного), бездиффузионного (мартенситного) и промежуточного (бейнитного) превращений. Определение критической скорости закалки стали по С – кривым. Превращения в закаленной стали при нагреве. Структуры отпуска. Технология термообработки сталей. Классификация видов отжига и нормализация. Выбор температур отжига с использованием стального угла диаграммы состояния Fe-Fe3C. Структура и свойства отожженной и нормализованной стали. Закалка стали. Выбор закалочной среды с учетом критической скорости закалки. Закаливаемость и прокаливаемость. Способы закалки (в одном охладителе, в двух охладителях, изотермическая, ступенчатая и др.). Обработка холодом. Внутренние напряжения в закаленной стали (термические и структурные, временные и остаточные). Отпуск закаленной стали. Структура и свойства закаленной стали после отпуска. Поверхностная закалка ТВЧ. Новые методы поверхностной закалки (лазерная, электронно-лучевая). Дефекты при термообработке (обезуглероживание, окисление, коробление, трещинообразование и др.) и методы борьбы с ними. Химико-термическая обработка (ХТО) сталей. Общая характеристика и физические основы ХТО. Цементация, азотирование, нитроцементация, борирование, диффузионная металлизация. Термо-механическая обработка (ТМО) стали. Высокотемпературная и низкотемпературная ТМО. Раздел 7. Классификация, маркировка, применения сталей. Твердые сплавы Лекции 5, 6,7. Конструкционные углеродистые стали. Влияние углерода и постоянных примесей на свойства углеродистых сталей. Классификация (качественные, обыкновенного качества), маркировка, применения, термообработка этих сталей для придания требуемых свойств. Конструкционные легированные стали. Влияние легирующих элементов на структуру и свойства. Классификация, маркировка, термообработка и применение легированных сталей. Преимущества и недостатки легированных сталей по сравнению с углеродистыми. Углеродистые инструментальные стали: маркировка, термообработка, структура, свойства, применение. Легированные стали для режущего инструмента: низкоколегированные (нетеплостойкие) и быстрорежущие стали. Термообработка, свойства, маркировка и применение. легированных сталей. Стали для измерительного и штампового инструмента: термообработка, свойства, маркировка и применение. Стали с особыми свойствами (нержавеющие, жаропрочные) Твердые сплавы: состав, классификация, структура, маркировка, свойства и применение. Сверхтвердые материалы: алмаз, кубический нитрид бора. Их свойства и применение. Раздел 8. Цветные металлы и сплавы: свойства и области применения. Коррозия и защита от коррозии. Лекции 8, 9, 10, 11,12. Алюминий и его сплавы. Диаграмма состояния Al-Cu, термообработка дуралюмина (закалка и старение). Классификация алюминиевых сплавов, их химический состав, свойства и применение. Медь и ее сплавы. Диаграмма состояния Cu-Zn. Латуни: состав, структура, маркировка, свойства и применение. Бронзы, мельхиоры, нейзильберы и др. сплавы на основе меди, их химический состав, маркировка, применение. Титан и его сплавы. Влияние легирующих элементов на структуру и свойства титана. Основы термической обработки титановых сплавов (отжиг, закалка, старение). Классификация, химический состав, маркировка и применения титановых сплавов. Химическая и электрохимическая коррозия. Механизм электрохимической коррозии. Методы защиты от электрохимической коррозии (металлические покрытия, неметаллические покрытия, ингибиторная защита, химическая и электрохимическая защита). Раздел 9. Технология производства черных и цветных металлов. Лекции 13,14. Общие сведения о металлургии: сырье и вспомогательные материалы (руды, флюсы топливо, огнеупорные материалы), металлургические процессы (пиро-, гидро-, электро-, химико-металлургические, порошковая металлургия). Производство чугуна. Исходные материалы. Подготовка руд к плавке. Основные физико-химические процессы получения чугуна в доменной печи. Производство стали. Физико-химические процессы получения стали. Конвертерный и мартеновский способы производства стали и их сравнительная характеристика. Производство стали в электропечах. Производство меди. Производство алюминия. Получение титана. Раздел 10. Обработка металлов давлением. Лекция 15. Обработка металлов давлением (ОМД): общая характеристика. Виды прокатки (продольная, поперечная, косая). Волочение. Прессование (прямое и обратное). Ковка (ручная, машинная), штамповка (в открытых и закрытых штампах). Штамповка взрывом. Раздел 11. Литейное производство. Лекция 16. Сущность и основные способы получения отливок. Литейные сплавы и их свойства (жидкотекучесть, усадка, ликвация). Приготовление жидкого металла. Модельный комплект. Литье в песчаные формы. Литье в кокиль. Специальные виды литья (под давлением, центробежное, по выплавляемым моделям). Раздел 12. Способы соединения металлических деталей. Лекция 17. Основные виды и способы сварки. Электродуговая сварка, газовая сварка: сущность, схема процесса, применяемая аппаратура. Сварка трением. Структура сварного шва (на основе диаграммы состояния Fe-Fe3C). Пайка металлов. Твердые и мягкие припои, флюсы. Раздел 13. Неметаллические материалы. Лекция 18. Материалы на основе полимеров. Понятие о полимерах, их классификация и свойства. Пластические массы. Термореактивные и термопластичные пластмассы, их состав, строение, свойства и области применения. Способы получения изделий пластмасс. Стекло. Строение, состав и свойства стекла. Сырье для получения стекла. Технология варки стекла и способы получения изделий. Классификация и применение стекла. 5. Лабораторный практикум № п/п № раздела дисциплины Наименование лабораторных работ 1 2 Микроскопический анализ металлов Семестр 1 2 2 Макроскопический анализ металлов 3 3, 10 Определение твердости металлов 4 3 Определение предела прочности при растяжении 5 3 Определение модуля упругости и предела прочности при изгибе 6 4, 11 Изучение процесса кристаллизации чистых металлов 7 4, 11 Построение и анализ диаграмм состояния двойных сплавов 8 5, 7 Диаграмма состояния Fe-Fe3C. Микроструктура сталей 9 5, 7 Диаграмма состояния железо-графит. Микроструктура чугунов Семестр 2 1 5, 6 Определение критических точек стали методом пробных закалок 2 6, 7 Влияние термической обработки на структуру и свойства углеродистых конструкционных и инструментальных сталей 3 6, 7 Химико-термическая обработка сталей: цементация и азотирование 4 8 Закалка и старение дуралюмина 5 12 Микроструктура сварного шва 6 12 Дефекты сварных соединений 7 4, 13 Изучение структуры и свойств древесины 8 4, 13 Определение ударной вязкости металлических и неметаллических материалов с помощью маятникового копра 9 4, 13 Определение твердости и прочности на изгиб древесины и пластмасс Скачать 0,8 Mb. оставить комментарий страница 1/4 Дата 13.10.2011 Размер 0,8 Mb. Тип Программа дисциплины, Образовательные материалы