Примерная программа дисциплины механические свойства металлов
| Вид материала | Примерная программа |
- Материаловедение и технология конструкционных материалов, 37.46kb.
- Программа дисциплины физико-механические свойства горных пород, 63.68kb.
- Методические указания к темам введение Предмет и содержание дисциплины "Материаловедение, 357.11kb.
- Реферат по теме: «Металлы. Свойства металлов.», 196.2kb.
- Программа дисциплины дс физико-механические свойства конструкционных материалов для, 78.7kb.
- Строения металлов и их свойства, 394.29kb.
- Примерная программа дисциплины производство отливок из сплавов цветных металлов, 86.5kb.
- Примерная программа учебной дисциплины "Экономика организации (предприятия)", 228.04kb.
- Урок технологии в 6 «В» классе. Тема: Основные свойства металлов и их учет при обработке, 27.65kb.
- Положение металлов в Периодической системе Д. И. Менделеева, строение их атомов. Физические, 90.2kb.
| |
| МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ |
| |
| |
| |
| УТВЕРЖДАЮ |
| Руководитель Департамента |
| образовательных программ и стандартов |
| профессионального образования |
| ____________________ Л.С.Гребнев |
| " __26__ " __ноября___ 2001г. |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| ПРИМЕРНАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ |
| |
| |
| МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ |
| |
| |
| |
| |
| Рекомендовано Минобразованием России для направления подготовки |
| дипломированных специалистов 651300 Металлургия |
| Специальность 110500 Металловедение и термическая обработка металлов |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| Москва 2001г. |
| |
| 1. Цель дисциплины |
| Научить анализировать связи между структурой, процессами деформации и разрушения металлов и сплавов для управления их механическими свойствами. Обучить выбору методов испытания и определения механических свойств металлов и сплавов. |
| |
| 2. Практические умения и навыки |
| Уметь выполнять основные стандартные испытания с определением всех прочностных и пластических характеристик, твердости и микротвердости, ударной вязкости, усталостной долговечности и предела выносливости, выбирать методы испытаний для оценки необходимого комплекса механических свойств материала, предназначенного для работы в заданных условиях; использовать информацию о составе и структуре сплава для прогнозирования уровня его механических свойств; распознавать по структуре излома характер разрушения. |
| |
| 3. Объем дисциплины и виды учебной работы (час) |
| |
| Табл.1 |
| |
| Вид учебной работы | Всего | Семестр | |
| | часов | 6 | 7 |
| Общая трудоемкость | 200 | 100 | 100 |
| Аудиторные занятия | 102 | 51 | 51 |
| Лекции | 51 | 34 | 17 |
| Практические занятия (ПЗ) | | | |
| Семинары (С) | | | |
| Лабораторные работы (ЛР) | 51 | 17 | 34 |
| Самостоятельная работа | 98 | 49 | 49 |
| Курсовой проект (работа) | | | |
| Расчетно-графическая работа | | | |
| Реферат | | | |
| Другие виды самостоятельной работы | | | |
| Вид итогового контроля | | экзамен | зачет |
| 4. Содержание учебной дисциплины |
| |
| 4.1. Разделы дисциплины и виды занятий |
| |
| Табл. 2 |
| |
| № | Раздел дисциплины | Лекции | ПЗ | С | ЛР |
| 1 | Общие понятия и определения механических свойств | * | | | |
| 2 | Упругие свойства и неполная упругость металлов | * | | | * |
| 3 | Пластическая деформация и деформационное упрочнение | * | | | * |
| 4 | Разрушение | * | | | * |
| 5 | Свойства при статических испытаниях | * | | | * |
| 6 | Свойства при динамических испытаниях | * | | | * |
| 7 | Твердость | * | | | * |
| 8 | Жаропрочность | * | | | * |
| 9 | Усталость | * | | | * |
| 4.2. Содержание лекционного курса |
| |
| Раздел 1. Общие понятия и определения механических свойств |
| 1.1. История развития методов испытаний и способов оценки механических свойств. Состояние теории механических свойств. Механические свойства как основные показатели качества металлов и сплавов. |
| 1.2. Разновидности напряжений. Упругая и остаточная деформации, характеристики деформации. Тензоры напряжений и деформаций. |
| 1.3. Схема напряженного и деформированного состояний при механических испытаниях. Влияние состояния металла на механические свойства. Коэффициенты мягкости и трехосности. |
| 1.4. Классификация методов определения механических свойств. Условия подобия при механических испытаниях, их реализация в ГОСТах. Приемочный контроль металлической продукции по механическим свойствам как основа статистических методов в системах управления качеством продукции. |
| Раздел 2. Упругие свойства и неполная упругость металлов |
| 2.1. Закон Гука и упругие константы. Механизм упругой деформации. Физический смысл модулей упругости, методы их определения. Влияние температуры, состава и структуры на модули упругости. |
| 2.2. Неполная упругость металлов. Эффект Баушингера. Упругое последействие. Неупругая деформация. Микропластическая деформация. Внутреннее трение. |
| Раздел 3. Пластическая деформация и деформационное упрочнение |
| 3.1. Пластическая деформация скольжением и двойникованием. Связь величины деформации с числом дислокаций и длиной их пробега. Системы скольжения в металлах с г.ц.к., г.п. и о.ц.к. решетками. Основные методы изучения картины пластической деформации. |
| 3.2. Пластическая деформация г.ц.к. монокристалла, благоприятно ориентированного для одиночного скольжения. Деформация произвольно ориентированного монокристалла. Особенности пластической деформации поликристаллов. Специфика деформации металлов с г.п. и о.ц.к. решетками. |
| 3.3. Механизм деформации двойникованием. Кристаллография двойникования. Металлография двойников деформации. Свойства границ двойников. |
| 3.4. Явление деформационного упрочнения. Расчет приведенного напряжения сдвига. Стадии деформационного упрочнения г.ц.к. монокристаллов. Особенности упрочнения кристаллов с другими решетками. Деформационное упрочнение поликристаллов. Теории деформационного упрочнения. |
| 3.5. Холодная, теплая и горячая деформации. Влияние скорости деформации и схемы напряженного состояния на деформационное упрочнение при разных температурах. Сверхпластичность. |
| 3.6. Влияние энергии дефектов упаковки, примесей и легирования на пластическую деформацию и упрочнение. Особенности пластической деформации и упрочнения твердых растворов и двухфазных сплавов. |
| Раздел 4. Разрушение |
| 4.1. Разрушение путем среза и отрыва. Внутризеренное и межзеренное разрушение. Механизмы зарождения трещин. |
| 4.2. Скорости распространения трещин. Анализ развития трещины с позиций линейной механики разрушения. Критический коэффициент интенсивности напряжений у вершины трещины в условиях объемного и плоского напряженного состояний. |
| 4.3. Хрупкое и вязкое разрушение Структура изломов. Хрупко-вязкий переход. Способы борьбы с хрупкостью. Замедленное разрушение. |
| Раздел 5. Свойства при статических испытаниях |
| 5.1. Разновидности статических испытаний. Образцы и испытательные машины. Расчет основных свойств. Характеристики сопротивления малым деформациям: пределы пропорциональности, упругости и текучести. Теория резкой текучести. Зависимость предела текучести от размеров зерна и субзерна. |
| 5.2. Характеристики предельной прочности, пластичности и вязкости. Равномерная и сосредоточенная деформация при одноосном растяжении. |
| 5.3. Влияние состава и структуры на механические свойства при статических испытаниях гладких образцов. Сопоставление свойств, получаемых по результатам испытаний с разным коэффициентом мягкости. |
| 5.4. Испытания образцов с надрезом. Испытания на вязкость разрушения. Связь характеристик трещиностойкости с другими механическими свойствами. Зависимость трещиностойкости от состава и структуры материала. |
| Раздел 6. Свойства при динамических испытаниях |
| 6.1. Скорости деформации при механических испытаниях. Особенности пластической деформации и разрушения при динамическом нагружении. Испытания на ударную вязкость. Определение составляющих полной работы деформации и разрушения. |
| 6.2. Сериальные испытания при разных температурах. Оценка температуры хрупко-вязкого перехода. Влияние легирования и параметров структуры на ударную вязкость. |
| Раздел 7. Твердость |
| 7.1. Физический смысл твердости. Пластическая деформация под индентором. Условность чисел твердости. |
| 7.2. Твердость по Бринеллю, Викерсу и Роквеллу, микротвердость. |
| Раздел 8. Жаропрочность |
| 8.1.Явление ползучести. Разновидности ползучести: обратимая, логарифмическая, высокотемпературная дислокационная и диффузионная. Механизмы деформации при ползучести разных видов. |
| 8.2. Испытания на ползучесть. Образцы и испытательные машины. Стандартная методика определения предела ползучести. |
| 8.3. Три стадии высокотемпературной ползучести. Особенности внутризеренной деформации и межзеренные сдвиги при высокотемпературной ползучести. Оценка вклада внутризеренной и межзеренной деформации в общее удлинение при ползучести. |
| 8.4. Влияние состава и структуры сплавов на характеристики жаропрочности твердых растворов. Влияние частиц избыточных фаз, размера зерна и субструктуры матрицы на жаропрочность. |
| Раздел 9. Усталость |
| 9.1. Явление усталости. Феноменология усталостного разрушения. Разновидности циклов напряжений и их характеристики. Усталостные испытания. Кривая Велера. Предел выносливости и усталостная долговечность. |
| 9.2. Испытания на малоцикловую усталость. Диаграмма усталостного разрушения. Циклическая трещиностойкость. |
| 9.3. Природа усталостного разрушения. Пластическая деформация при циклическом разрушении. Зарождение и развитие усталостных трещин. Структура усталостного излома. Влияние легирования и структуры на характеристики выносливости. Способы повышения выносливости. |
| |
| 5. Примерный перечень лабораторных работ |
| Табл. 3 |
| |
| № | Наименование |
| 1 | Статические испытания на растяжение, сжатие и изгиб |
| 2 | Определение с помощью тензометров модуля упругости, пределов пропорциональности и упругости при растяжении |
| 3 | Расчет диаграмм истинных напряжений по первичным кривым растяжения |
| 4 | Испытания на вязкость разрушения |
| 5 | Анализ структуры изломов при разных видах разрушения |
| 6 | Определение ударной вязкости |
| 7 | Испытания на твердость |
| 8 | Определение микротвердости |
| 9 | Определение вклада внутризеренной и межзеренной деформации в общее удлинение при ползучести |
| 10 | Испытания на длительную прочность |
| 11 | Испытания на высокоцикловую усталость |
| 12 | Испытания на малоцикловую усталость |
| 6. Учебно-методическое обеспечение дисциплины |
| |
| 6.1. Рекомендуемая литература |
| |
| 1. Золоторевский В.С. Механические свойства металлов. - М.: Металлургия, 1998. |
| |
| 6.2. Средства обеспечения освоения дисциплины |
| Расчетные и контролирующие компьютерные программы. |
| |
| 7. Материально-техническое обеспечение дисциплины |
| 1. Испытательные машины для статических испытаний. |
| 2. Твердомеры. |
| 3. Микротвердомеры. |
| 4. Машины для испытаний на высокоцикловую и малоцикловую усталость. |
| 5. Копер для динамических испытаний. |
| 6. Интерференционный и измерительные микроскопы. |
| |
| |
| Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом ВПО направления подготовки дипломированных специалистов 6513000 Металлургия |
| |
| |
| Программа составлена на основе рабочей программы МИСиС (ТУ) по данной дисциплине. |
| |
| |
| Программа одобрена на заседании Совета УМО по образованию в области металлургии от 21 ноября 2001 г., протокол №39. |
| |
| |
| Зам. председателя Совета УМО В.П.Соловьев |