Рабочая программа по дисциплине опд. Ф. 11

Вид материала

Содержание

2. Требования к знаниям и умениям студентов по дисциплине.
3. Распределение трудоемкости (час) дисциплины по темам и видам занятий
4. Содержание лекционного курса.
5. Перечень практических занятий.
Наименование лабораторной работы
Кристаллизация, пластическая деформация и рекристаллизация металлов и сплавов
Микроанализ сталей и чугунов
Изучение структуры сталей в неравновесном состоянии
Изучение микроструктуры инструментальных сталей и сплавов
Технология и оборудование электродуговой сварки
7. Задания для самостоятельной работы студентов.
Вопросы для самостоятельного изучения ( задания).
8.Курсовой проект.
10. Расчетно-графическая работа.
12. Экзаменационные вопросы.
13. Список основной и дополнительной литературы по дисциплине.
14. Использование наглядных пособий, ТСО, вычислительной техники

Подобный материал:

Энгельсский технологический институт (филиал) государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Саратовский государственный технический университет»

кафедра “ Материаловедение “

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

по дисциплине ОПД. Ф. 11

“Материаловедение. Технология

конструкционных материалов.”

240801.65 “Машины и аппараты химических производств”

Форма обучения - очная

Курс 3 Лекций 34 часов

Cеместр 5 Практич. занятий нет

Часов в неделю 3 Лабор. занятий 17 часов

Курсовой работы нет СРС 17 часов

Курсового проекта нет Всего 68 часов

Расчетно-графической работы нет

Контрольной работы нет

Экзамен 5 cеместр

Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры

30 августа 2010 года, протокол №.1

Зав. кафедрой__________________ Артеменко А.А.

Рабочая программа утверждена на заседании УМКС

«____» сентября 2010 года, протокол № 1

Председатель УМКС МХП …………............... Печенегов Ю.Я.

Энгельс 2010 г.

1. Цели и задачи дисциплины, ее место в учебном процессе.

1.1. Цель преподавания дисциплины: ознакомить студентов с современными конструкционными и инструментальными материалами, технологией их производства, способами формообразования заготовок и особенностями получения деталей машин и аппаратов из различных материалов; сформировать у студентов понимание связей между составом, структурой и свойствами материалов после различных технологических воздействий, включая термическую и химико-термическую обработку.

1.2. Задач и изучения дисциплины: курс МВ и ТКМ совместно с другими дисциплинами направлен на обеспечение общепрофессиональной подготовки студентов.

1.3. Перечень дисциплин, усвоение которых студентами необходимо для усвоения данной дисциплины: физика, общая и неорганическая химия, сопротивление материалов, детали машин.

^ 2. Требования к знаниям и умениям студентов по дисциплине.

Студент должен знать: основные машиностроительные материалы, основы их производства, современные технологические приемы переработки их в заготовки и детали машин и аппаратов, виды фазовых превращений, способы получения заданных свойств материалов.

Студент должен уметь: правильно выбирать материал и вид заготовок для деталей машин и аппаратов, рекомендовать методы их обработки с целью получения заданных размеров и свойств.

^ 3. Распределение трудоемкости (час) дисциплины по темам и видам занятий

№ модуля	№ недели	№ темы	Наименование темы	Часы
№ модуля	№ недели	№ темы	Наименование темы	всего	лекций	лаб.зан.	СРС
1	2	3	4	5	6	7	8
1	1-3	1	Строение металлов и сплавов	13	6	4	3
	4-7	2	Конструкционные материалы.	16	8	4	4
	8-9	3	Композиционные материалы.	8	4	2	2
2	10-14	4	Технологические основы производства материалов.	16	10	2	4
2	15-17	5	Основные технологии конструкционных материалов	15	6	5	4
Итого :				68	34	17	17

^ 4. Содержание лекционного курса.

№темы

Часы

№ лекц.

Тема лекции.

Вопросы, отрабатываемые на лекции.

Кристаллическое строение металлов.

Понятия: агрегатные состояния вещества, фаза, макро- и микроструктура. Основные типы кристаллических решеток. Дефекты атомно-кристаллического строения: точечные, линейные, поверхностные, объемные. Влияние дефектов на физико-механические свойства металлов. Структура металлических материалов. Диффузионные процессы в металлах. Аллотропия металлов.

Формирование структуры металлов и сплавов при кристаллизации.

Типы фаз, образующихся в металлических сплавах (твердые растворы, химические соединения, промежуточные фазы, гетерогенные структуры). Диаграммы фазового равновесия. Основные типы диаграмм двойных сплавов. Форма кристаллов и строение слитков.

Деформация и рекристаллизация.

Механизм пластической деформации поликристаллов. Размножение дислокаций, деформационное упрочнение металлов. Влияние нагрева на структуру и механические свойства холоднодеформированного металла. Возврат (отдых и полигонизация), первичная и собирательная рекристаллизация. Критическая степень деформации. Рекристаллизационный отжиг (отжиг I рода). Холодная и горячая деформация.

Конструкционные материалы.

Диаграмма состояния железо - углерод. Фазы и структурные составляющие системы Fe-C. Влияние углерода и постоянных примесей на структуру и свойства сплавов. Техническое железо, стали и чугуны. Легирующие элементы в сталях. Влияние легирования на полиморфизм железа, свойства феррита и аустенита.

Конструкционные материалы.

Углеродистые и легированные стали и их маркировка. Улучшаемые, пружинные, шарикоподшипниковые стали. Конструкционные стали и сплавы специального назначения. Износостойкие, инструментальные и штамповые стали. Коррозионностойкие и жаростойкие стали и сплавы. Жаропрочные стали и сплавы. Цветные сплавы. Медь и ее сплавы. Алюминий и его сплавы. Титан и его сплавы.

Теория и технология термической обработки стали.

Фазовые превращения в сталях при нагреве и охлаждении. Диаграммы изотермических превращений переохлажденного аустенита. Перлитное превращение. Мартенситное превращение. Основные виды термической обработки стали: отжиг, нормализация, закалка и отпуск. Закаливаемость и прокаливаемость стали. Назначение различных видов отпуска.

Коррозия металлов

Явление коррозии, механизм процесса коррозии, коррозионные потери, классификация коррозионных процессов, химическая и электрохимическая коррозия, методы защиты от коррозии (конструкционный, активный, пассивный).

1	2	3	4
3	4	8	Неметаллические конструкционные материалы. Пластические массы. Полимеры. Структура и свойства полимеров, полимеризация и поликонденсация. Термопластичные и термореактивные полимеры. Пенопласты. Основные принципы получения пенопластов. Каучуки и резины. Механизмы получения резинотехнических изделий. Структура и свойства жидкокристаллических полимеров. Применение жидкокристаллических полимеров.
3	4	9	Металлические и неметаллические композиционные материалы. Классификация композиционных материалов. Цели и задачи создания композиционных материалов (КМ). Классификация КМ по виду материала матрицы, ориентации и типу арматуры, назначению. Требования к волокнам и матричному материалу. Порошковые наполнители. Волокнистые армирующие материалы. Эвтектические композиционные материалы. Углепластики. Базальтопластики.
4	10	10	Технологические основы производства материалов. Структура современного металлургического производства. Материалы для производства металлов и сплавов. Выплавка чугуна в доменных печах. Восстановление железа в доменной печи. Производство стали. Этапы выплавки стали из чугуна (расплавление шихты, кипение расплава, раскисление). Способы выплавки стали в мартеновских печах, в кислородных конвертерах и в электропечах. Методы разливки сталей. Схема непрерывной разливки сталей. Способы повышения качества стали.
		11	Основы порошковой металлургии. Основные понятия и технологические процессы порошковой металлургии. Структура и элементы технологических процессов порошковой металлургии. Оборудование. Оснастка. Изделия.
		12	Формообразование заготовок из металлических сплавов. Литейное производство. Литейные сплавы. Литейные свойства сплавов. Способы производства литых заготовок: в песчаных формах, в оболочковых формах, по выплавляемым моделям, в кокиль, центробежное литье, литье под давлением.
		13	Производство заготовок пластическим деформированием. Виды обработки металлов давлением. Процессы упрочнения и разупрочнения при различных видах пластической деформации. Параметры технологического процесса. Основные операции и продукция прокатного производства. Прессование, виды прессования. Формообразование заготовок из порошковых материалов. Волочение. Основные операции ковки. Оборудование для ковки.
		14	Штамповка. Горячая объемная штамповка. Формообразование при горячей объемной штамповке. Схемы штамповки в открытых и закрытых штампах. Оборудование горячей объемной штамповки. Горячая объемная штамповка на молотах, прессах, на горизонтально-ковочных машинах. Штамповка жидкого металла. Холодная объемная штамповка. Виды холодной штамповки (высадка, выдавливание, объемная формовка, чеканка). Листовая штамповка. Операции листовой штамповки: разделительные и формоизменяющие (гибка, вытяжка, отбортовка, обжим и формовка). Штампы и оборудование листовой штамповки.

1	2	3	4
5	6	15	Производство неразъемных соединений. Сварка. Сварка плавлением и сварка давлением – сущность процессов. Электродуговая сварка. Электрическая дуга и ее свойства. Источники сварочного тока. Ручная дуговая сварка. Автоматическая сварка под флюсом. Дуговая сварка в защитном газе. Плазменная сварка. Электрошлаковая сварка. Лучевые способы сварки. Газовая сварка. Контактная сварка. Стыковая контактная сварка. Точечная и шовная сварка. Диффузионная сварка. Основные типы сварных соединений.
		16	Нанесение износостойких, жаростойких и коррозионностойких покрытий. Наплавка. Сущность процесса наплавки. Напыление. Основные принципы напыления металлических покрытий. Технология плазменного напыления.Оборудование плазменного напыления. Пайка. Сущность процесса пайки, материалы для пайки.
		17	Формообразование поверхностей деталей резанием. Общая характеристика размерной обработки резанием. Классификация движений в металлорежущих станках. Схемы обработки заготовок. Физическая сущность процесса резания. Станки для обработки резанием. Способы резания: точение, сверление, зенкерование, развертывание, протягивание, фрезерование, шлифование. Методы отделочной (финишной) обработки поверхностей: хонингование, суперфиниширование, полирование, абразивно-жидкостная отделка.

^ 5. Перечень практических занятий.

Практические занятия учебным планом не предусмотрены.

6. Перечень лабораторных работ.

№ темы	Часов	№работы	^ Наименование лабораторной работы Вопросы, отрабатываемые на лабораторном занятии.
1	2	3	4
1	2	1	^ Кристаллизация, пластическая деформация и рекристаллизация металлов и сплавов. Исследование влияния степени деформации, температуры нагрева на структуру и свойства металлов.[19]
	3	2	^ Микроанализ сталей и чугунов. Изучение связей состава, структуры и механических свойств этих материалов. [14-17]
	2	3	^ Изучение структуры сталей в неравновесном состоянии. [18]
2	2	4	Теория и технология термической обработки сплавов. Изучение режимов отжига, отпуска, закалки стали. [12,22]
2	2	5	^ Изучение микроструктуры инструментальных сталей и сплавов. [13]
4	2	6	Литейное производство. Изготовление разовой литейной формы из песчано-глинистой смеси. Ознакомление с модельным комплектом, литниковой системой, выпорами и прибылями. [23]
5	2	7	^ Технология и оборудование электродуговой сварки. Изучение режимов сварки, оборудования и инструмента. [25]
5	2	8	Устройство токарно-винторезного станка. Знакомство с различными типами токарных резцов и их назначением. [26]

^ 7. Задания для самостоятельной работы студентов.

№ темы	Всего часов	^ Вопросы для самостоятельного изучения ( задания).	Литература
1,2	8	Строение стального слитка. Полиморфные превращения. Термическая обработка алюминиевых сплавов. Анализ диаграммы Fe- Fe₃C. Поверхностная закалка стальных деталей с индукционным нагревом.	[1-4,7]
3	3	Неметаллические композиционные материалы, структура, свойства, применение в промышленности, строительстве, технике. Эластомеры. Композиционные постоянные магниты.	[ 1,5,9,10 ]
4	3	Методы производства машиностроительных профилей : прессование, волочение, производство гнутых профилей, штамповка.	[1,2,8,11]
5	3	Контактная сварка. Пайка металлов. Получение неразъемных соединений склеиванием.	[1,5,6]

^ 8.Курсовой проект.

Курсовой проект учебным планом не предусмотрен.

9. Курсовая работа.

Курсовая работа учебным планом не предусмотрена.

^ 10. Расчетно-графическая работа.

Расчетно-графическая работа учебным планом не предусмотрена.

11. Контрольная работа.

Контрольная работа учебным планом не предусмотрена

^ 12. Экзаменационные вопросы.

Атомно-кристаллическая структура металлов и дефекты кристаллических решеток.
Гетерогенное образование зародышей при первичной кристаллизации металлов.
Какие фазы и структурные составляющие встречаются в сплавах после полного

затвердевания?

Основные типы диаграмм двойных сплавов.
Чем отличаются полиморфные превращения от первичной рекристаллизации в

металлах?

Опишите, как происходит пластическая деформация в поликристаллах.
Почему металлы упрочняются при холодной пластической деформации?
Какие движущие силы (причины) первичной и собирательной рекристаллизации холоднодеформированных металлов?

9. Как влияет температура рекристаллизационого отжига холоднодеформированного металла на величину зерна?

Какое отличие горячей пластической деформации металлов от холодной?
Виды чугунов, их структура, свойства, маркировка.
Как влияет увеличение толщины стенки отливки на структуру и свойства серого чугуна?
Характеристика и маркировка углеродистых конструкционных сталей.
Объясните причину повышения твердости и прочности углеродистых конструкционных сталей с увеличением содержания углерода в нормализованном состоянии.
Характеристика и маркировка низколегированных конструкционных сталей.
Сплавы меди- латуни и бронзы, их состав, маркировка, свойства.
Сплавы алюминия- силумины, их состав, марки , структура, свойства.
Деформируемые сплавы алюминия, упрочняемые и не упрочняемые термической обработкой, их марки, состав.
Диаграмма Fe- Fe₃C , фазы, структурные составляющие, основные превращения,

критические точки.

20.Основные параметры термообработки стали, виды термообработки.

21. Диаграмма изотермического превращения аустенита на примере эвтектоидной

стали.

22. В чем состоит сходство и различие между продуктами распада аустенита: перлит,

сорбит, троостит.

23. Мартенситное превращение в сталях, условия образования и свойства мартенсита.

24. Структурные превращения и изменение механических свойств при отпуске закаленной стали.

25. Закаливаемость и прокаливаемость сталей. Закалочные среды. Дефекты закалки.

26. Поверхностная закалка стальных деталей с индукционным нагревом.

27. Цементуемые стали и цементация. Термообработка деталей после цементации.

28. Химико-термическая обработка- азотирование. Стали для азотирования, получаемые свойства.

29. Коррозия и нержавеющие стали (хромистые и хромоникелевые). Структура и механические свойства этих сталей.

30. Жаростойкие и жаропрочные стали и сплавы, показатели жаропрочности.

31. Износостойкие стали и сплавы.

32. Углеродистые и низколегированные стали для режущего инструмента, их маркировка и примеры использования.

33. Быстрорежущие стали, их состав, маркировка, примерный режим термической обработки, основные свойства.

34. Твердые сплавы для режущего инструмента, их состав, маркировка, микроструктура, способ изготовления..

35. Стали для штампового инструмента холодной и горячей деформации.

36. Проводниковые металлы и сплавы с высоким электросопротивлением.

37. Диэлектрические материалы- резины и пластмассы, их основные характеристики.

38. Общая характеристика металлических композиционных материалов.

39. Производство стали в дуговых электропечах.

40. Основы порошковой металлурги .

41. Изготовление деталей из металлических композиционных материалов.

42. Изготовление резиновых деталей и полуфабрикатов.

43. Изготовление деталей из полимерных композиционных материалов.

44. Изготовление литых заготовок в песчаных формах.

45. Изготовление литых заготовок в оболочковых формах.

46. Изготовление литых заготовок по выплавляемым моделям.

47. Кокильное и центробежное литье.

48. Виды обработки металлов давлением.

49. Способы прокатки и продукция прокатного производства.

50. Оборудование для ковки, основные операции ковки.

51. Горячая объемная штамповка. Штампы и оборудование для штамповки.

52. Разделительные операции листовой штамповки.

53. Формоизменяющие операции листовой штамповки.

54. Электрическая дуга и ее свойства.

55. Источники сварочного тока, их внешняя характеристика.

56. Технология ручной дуговой сварки.

57. Автоматическая сварка под флюсом.

58. Дуговая сварка в защитном газе.

59. Методы контактной сварки.

60. Пайка металлов, материалы для пайки.

61. Получение неразъемных соединений склеиванием.

62. Нанесение защитных покрытий металлическими материалами методами

наплавки и напыления.

63. Нанесение защитных покрытий полимерными материалами.

64. Физическая сущность процесса резания.

65. Типы токарных резцов, их назначение.

66. Основные узлы токарно - винторезного станка.

^ 13. Список основной и дополнительной литературы по дисциплине.

Основная :

1. Фетисов Г.П. Материаловедение и технология металлов / Фетисов Г.П., Гарифуллин Ф.А. – М.: ОНИКС, 2008. – 620 с.

2. Колесов Н.С., Колесов И.С. Материаловедение и технология конструкционных материалов. М.: Высшая школа, 2007.- 134 с.

3. Сильман Г.И. Материаловедение : учебное пособие. - М. : Издательский центр "Академия", 2008. - 336 с.

4. Оськин В.А. и др. Практикум по материаловедению и технологии кострукционных материалов / В.А. Оськин, В.Н. Байкалова, В.Ф. Карпенко и др.; под ред. В.А. Оськина, В.Н. Байкаловой – М.: КолосС, 2007. – 318 с.

Дополнительная :

5. Сеферов Г.Г., Батиенков В.Т. Материаловедение. М.: РИОР, 2007.- 256 с.

6. Солнцев Ю.П., Вологжанина С.А. Материаловедение. М.: академия, 2007.- 256 с.

7. Земченков В.С. Выбор конструкционной стали с учетом прокаливаемости /Земченков В.С., Махуков Н.Г. //Синтез инноваций: направления и перспективы :материалы научно-практической конференции .-Саратов :Сарат. гос. техн. ун-т ,2009 .-С.82-84 .

8. Теоретические основы и практика расчета режимов резания при механической обработке деталей машин /Барац Я.И., Долгих А.М., Маслякова И.А., Басков Л.В., Торманов С.Я. : // учебное пособие -Саратов :Сарат. гос. техн. ун-т ,2006 .- 104 с.

9. Сэндвичевые конструкционные материалы /Артеменко А.А., Пономарева Г.П., Сладков О.М., Пономарев М.В. //Энергосбережение в Саратовской области .-2008 .- № 3 (33) .-C.16

10. Левкина Н.Л. Высокоэффективные магнитопласты на основе сплава Nd-Fe-B и порошкового связующего /Левкина Н.Л., Артеменко А.А., Самылкин А.М. //Пластические массы .-2009 .- № 1-2 .-C.13-16

11. Насад Т.Г. Автоматизация холодной листовой штамповки : Учебное пособие ; Сарат. гос. техн. ун-т (Саратов). - Саратов : СГТУ, 2009. - 86 с.

Методическая литература

по разделу «Материаловедение»

12. Махуков Н.Г. Выбор сталей и режимов их термообработки. Метод. указания к выполнению лабораторных работ.- Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2009.- 16 с.

13. Земченков В.С. Изучение микроструктуры инструментальных сталей и сплавов. Метод. указания к выполнению лабораторных работ / В.С.Земченков, Н.Г.Махуков.- Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2009.- 6 с.

14. Земченков В.С. Изучение микроструктуры стальных деталей после цементации. Метод. указания к выполнению лабораторных работ / В.С.Земченков, Н.Г.Махуков.- Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2009.- 5 с.

15. Земченков В.С. Изучение микроструктуры углеродистой стали. Метод. указания к выполнению лабораторных работ / В.С.Земченков, Н.Г.Махуков.- Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2009.- 5 с.

16. Земченков В.С. Изучение микроструктуры цветных сплавов. Метод. указания к выполнению лабораторных работ / В.С.Земченков, Н.Г.Махуков.- Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2009.- 7 с.

17. Земченков В.С. Изучение структуры и механических свойств чугунов. Метод. указания к выполнению лабораторных работ / В.С.Земченков, Н.Г.Махуков.- Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2009.- 7 с.

18. Земченков В.С. Изучение структуры сталей в неравновесном состоянии. Метод. указания к выполнению лабораторных работ / В.С.Земченков, Н.Г.Махуков.- Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2009.- 7 с.

19. Сопляченко В.Н. Кристаллизация, пластическая деформация и рекристаллизация металлов и сплавов. Метод. указания к выполнению лабораторных работ / В.Н.Сопляченко, В.С.Земченков.- Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2009.- 15 с.

20. Земченков В.С. Металлографический анализ металлов и сплавов. Метод. указания к выполнению лабораторных работ / В.С.Земченков, Н.Г.Махуков.- Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2009.- 7 с.

21. Земченков В.С. Микроструктурный анализ пластмасс. Метод. указания к выполнению лабораторных работ / В.С.Земченков, С.В.Коноплянкин.- Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2009.- 9 с.

22. Земченков В.С. Теория и технология термической обработки сплавов. Метод. указания к выполнению лабораторных работ / В.С.Земченков, В.Н.Сопляченко.- Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2009.- 28 с.

По разделу «Технология конструкционных материалов»

23. Артеменко А.А. Литейное производство. Метод. указания к выполнению лабораторных работ / А.А.Артеменко, Л.В.Басков, С.В.Коноплянкин.- Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2009.- 20 с.

24. Долгих А.М. Обработка поверхностей зенкерованием. Метод. указания к выполнению лабораторных работ / А.М.Долгих, Л.В.Басков.- Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2009.- 8 с.

25. Долгих А.М. Технология и оборудование электродуговой сварки. Метод. указания к выполнению лабораторных работ / А.М.Долгих, Л.В.Басков.- Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2008.- 12 с.

26. Артеменко А.А. Устройство токарно-винторезного станка. Метод. указания к выполнению лабораторных работ / А.А.Артеменко, Л.В.Басков, С.В.Коноплянкин.- Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2009.- 8 с.

27. Артеменко А.А. Устройство, характеристики шлифовального круга и их выбор. Метод. указания к выполнению лабораторных работ / А.А.Артеменко, Л.В.Басков, С.В.Коноплянкин.- Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2009.- 19 с.

28. Артеменко А.А. Плазменная обработка. Метод. указания к выполнению лабораторных работ / А.А.Артеменко, Л.В.Басков, С.В.Коноплянкин.- Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2009.- 20 с.

^ 14. Использование наглядных пособий, ТСО, вычислительной техники

Металлографические микроскопы МБИ-6, “ЭПИГНОСТ”.
Коллекция микрошлифов, фотографии микроструктур сталей, чугунов, цветных металлов, твердых сплавов.
Электрические муфельные печи “СНОЛ”.
Твердомеры типа Бринелля и Роквелла.
Модельные комплекты для чугунного литья.
Макет песчано-глинистой формы в двух опоках для чугунного литья.
Литейная форма для литья по выплавляемым моделям.
Детали, полученные листовой штамповкой.
Оборудование для дуговой, газовой, контактной и плазменной сварки.
Токарно-винторезный станок 1К62.
Металлорежущий инструмент.
Плакаты по всем темам изучаемой дисциплины.

Рабочую программу составил (Артеменко А.А.)

Blog

Рабочая программа по дисциплине опд. Ф. 11

Содержание