Профиль подготовки 150400.62.02 Металлургия цветных металлов (стр. 6 )

№	Раздел дисциплины	Лекции Зачетные Единицы (Часы)	ПЗ Зачетные Единицы (Часы)	ЛР Зачетные Единицы (Часы)	Самостоятельная работа Зачетные Единицы (Часы)	Формируемые компетенции
1	Металлургия. Классификация металлов. Роль металлов в современной технике	0,1 (2)	-	-	-	ОК 1÷2
2	Сырье для производства металлов. Подготовка сырья к металлургической переработке	0,1 (4)	0,2 (8)	-	0,3 (12)	ОК 1÷2;4÷7; 10÷14; 16 ПК 1÷25
3	Металлургические процессы, их классификация	0,2 (8)	0,2 (6)	-	0,4 (16)	ОК 1÷2;4÷7; 10÷14; 16 ПК 1÷25
4	Продукты и полупродукты металлургического производства	0,1 (4)	0,1 (2)	-	0,2 (6)	ОК 1÷2;4÷7; 10÷14; 16 ПК 1÷25
5	Понятие о технологической схеме. Технологические схемы производства цветных металлов.	0,1 (2)	0,1 (4)	-	0,2 (6)	ОК 1÷2;4÷7; 10÷14; 16 ПК 1÷25
6	Производство чугуна	0,1 (4)	0,2 (8)	-	0,3 (12)	ОК 1÷2;4÷7; 10÷14; 16 ПК 1÷25
7	Производство стали	0,3 (12)	0,2 (6)	-	0,6 (20)	ОК 1÷2;4÷7; 10÷14; 16 ПК 1÷25
	Всего:	1,0 (36)	1,0 (36)	-	2,0 (72)

В результате изучения дисциплины студент должен:

знать: принципы основных технологических процессов производства и обработки черных и цветных металлов, устройства и оборудование для их осуществления;

уметь: выбирать рациональные способы производства и обработки черных и цветных металлов; рассчитывать материальные балансы технологических процессов их производства;

владеть: навыками работы со справочной, периодической и монографической литературой для решения практических задач в области металлургии цветных и черных металлов.

Виды учебной работы: лекции, практические занятия.

Изучение дисциплины заканчивается сдачей экзамена.

Аннотация дисциплины

«МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ»

Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 8 зачетных единицы (288 часов).

Цели и задачи дисциплины

Целью изучения дисциплины является:

- Научить на основе анализа диаграммы фазового равновесия определять фазовый состав и прогнозировать структуру сплавов после кристаллизации и превращений в твердом состоянии; дать представление о связи механических свойств со структурой; целях легирования и термической обработки сталей; научить анализу качества стали; научить устанавливать связь; научить устанавливать связь между химическим составом и структурой стекол, технической керамики, полимерных, порошковых и композиционных материалов.

Задачей изучения дисциплины является:

- формирование следующих общекультурных и профессиональных компетенций: ПК-1, ПК-2, ПК-4, ПК-10.

Структура дисциплины (распределение трудоемкости по отдельным видам аудиторных учебных занятий и самостоятельной работы):

лекции – 54 часов (1,5 зач. ед.)

лабораторные занятия - 90 часов (2,5 зач. ед.)

самостоятельная работа – 144 часа (4 зач. ед).

Основные дидактические единицы (разделы):

Предмет материаловедения; основные этапы развития материаловедения; современная классификация материалов. Зеренное строение металлов. Световая микроскопия; количественные характеристики микроструктуры. Элементарная ячейка; сингонии; координационное число; кристаллографические плоскости и направления; межплоскостные расстояния. Классификация дефектов кристаллического строения; точечные дефекты, зависимость их концентрации от температуры; краевые, винтовые дислокации. Границы зерен и субзерен. Диффузия в металлах.

Фазовые переходы I и II рода. Плавление металлов и строение расплавов. Кристаллизация металлов; зарождение кристаллов, критический зародыш; гомогенное и гетерогенное зарождение кристаллов; рост кристаллов. Кривые Таммана. Строение слитка. Аморфные сплавы. Модифицирование металлов. Фазовые превращения в твердом состоянии.

Упругая и пластическая деформация металлов. Виды разрушения; понятия о вязком и хрупком разрушении. Стандартные испытания на растяжение, сжатие, и изгиб. Испытания на твердость. Испытание на ударную вязкость. Свойства как показатели качества материалов.

Типы фаз в металлических сплавах. Твердые растворы замещения и внедрения; промежуточные фазы; сверхструктуры. Правило фаз; правило рычага. Система с неограниченной растворимостью в жидком и твердом состояниях; системы эвтектического, перитектического и монотектического типа; системы с полиморфизмом компонентов и эвтектоидным превращением.

Изображение состава тройных сплавов. Правило рычага и центра тяжести треугольника. Система с неограниченной растворимостью компонентов в жидком и твердом состояниях; система с тройной эвтектикой и практически полным отсутствием растворимости компонентов в твердом состоянии; изотермические и политермические сечения.

Зависимость механических и физических свойств от состава в системах различного типа. Выбор сплавов для определенного назначения на основе анализа диаграмм состояния.

Строение и свойства железа; метастабильная и стабильная фазовые диаграммы железо-углерод. Формирование структуры углеродистых сталей. Определение содержания углерода в стали по структуре. Конструкционные и инструментальные углеродистые стали. Маркировка, применение. Белые, половинчатые, серые, высокопрочные и ковкие чугуны. Формирование микроструктуры, свойства, маркировка и применение.

Роль термической обработки в повышении качества конструкционных материалов. Применение термообработки в технологии производства заготовок и изделий из конструкционных материалов. Отжиг 1-го рода. Неравновесная кристаллизация, дендритная ликвация; гомогенизационный отжиг, изменение структуры и свойств при гомогенизационном отжиге. Изменение микроструктуры и механических свойств металлов при нагреве после горячей и холодной обработки давлением. Возврат, первичная и собирательная рекристаллизация. Рекристаллизационный отжиг, диаграммы рекристаллизации; возникновение и роль остаточных напряжений, отжиг для уменьшения остаточных напряжений. Отжиг II-го рода. Отжиг и нормализация сталей; режимы и назначение отжига и нормализации. Закалка с полиморфным превращением Основные закономерности мартенситного превращения, микроструктура и свойства закаленной стали; температура нагрева под закалку; закаливаемость и прокаливаемость.

Закалка без полиморфного превращения. Отпуск сталей. Превращения в стали при отпуске, изменение микроструктуры и свойств. Химико-термическая обработка стали. Назначение, виды и общие закономерности. Термомеханическая обработка стали. Старение. Назначение, изменение микроструктуры и свойств сплавов при старении.

Классификация и маркировка легированных сталей. Влияние легирующих элементов на превращения, микроструктуру и свойства стали; принципы разработки легированных сталей. Маркировка, состав, микроструктура, свойства, режимы термической обработки, области применения различных классов сталей. Конструкционные стали: строительные, машиностроительные, высокопрочные. Инструментальные стали: стали для режущего инструмента, подшипниковые, штамповые. Нержавеющие, теплостойкие и жаропрочные стали. Хладостойкие, электротехнические и износостойкие стали.

Маркировка, структура, свойства и области применения цветных металлов и их сплавов. Алюминий; влияние примесей на свойства алюминия; деформируемые и литейные алюминиевые сплавы. Медь: влияние примесей на свойства меди. Латуни; бронзы; медно-никелевые сплавы. Магний и его сплавы. Титан и его сплавы.

Виды композиционных материалов. Строение, свойства, области применения. Химический состав, методы получения порошков, свойства и методы их контроля; формование и спекание, области применения.

Неорганические стекла. Техническая керамика. Структура, свойства, области применения. Полимеры; классификация; особенности молекулярной структуры; физические состояния и структура. Пластмассы, особенности пластмасс и области их применения в качестве конструкционного материала.

Электрические свойства проводниковых материалов. Методы определения электрических свойств. Теплоемкость металлов и сплавов. Термический анализ. Теплопроводность металлов и сплавов. Методы измерения теплопроводности. Термическое расширение металлов и сплавов. Дилатометрия. Магнитные свойства металлов и сплавов. Методы определения магнитных свойств.

В результате изучения дисциплины студент должен:

знать: диаграммы фазового равновесия; фазовый состав сплавов после кристаллизации и превращений в твердом состоянии; связи механических свойств со структурой; целях легирования и термической обработки сталей;

уметь: на основе анализа диаграммы фазового равновесия определять фазовый состав и прогнозировать структуру сплавов после кристаллизации и превращений в твердом состоянии;

владеть: анализом качества стали.

Виды учебной работы: в процессе изучения дисциплины используются как традиционные, так и инновационные, активные и интерактивные технологии, методы и формы обучения: лекции, лабораторные и практические занятия, самостоятельная работа, активные и интерактивные методы: разбор конкретных ситуаций.

Изучение дисциплины заканчивается зачетом.

ВАРИАТИВНАЯ ЧАСТЬ

Аннотация дисциплины

«ТЕОРИЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ»

Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 11 зачетных единиц (396 ч).

Цели и задачи дисциплины

Целью изучения дисциплины является: выработка научного подхода к анализу металлургических процессов, термодинамической оценки вероятности протекания и анализу кинетических закономерностей их осуществления. Кроме того, важное значение имеет накапливание знаний по оборудованию реализации процессов.

Сформировать знания основных понятий и законов физической химии; познакомить с основными расчетными и экспериментальными методами физической химии, научить применять эти методы для решения задач, связанных с производством и обработкой металлов и сплавов.

Задачей изучения дисциплины является

- научиться выражать физико-химические закономерности металлургических процессов в виде количественных соотношений (уравнений, формул);

- научиться устанавливать внутренние взаимосвязи между наблюдаемыми явлениями, происходящими в гидрометаллургических процессах;

- применять математические методы исследований известных закономерностей металлургических процессов к нахождению новых, еще не обнаруженных в практике, явлений, процессов;

- освоить современных приборов для проведения электрокинетических и термодинамических исследований, а также методов расчета материальных балансов процессов.

Структура дисциплины:

лекции – 72 ч;

практические занятия – 72 ч;

лабораторные занятия – 36 ч;

самостоятельная работа – 162 ч.

сдача экзамена – 72 ч.

Основные дидактические единицы (разделы):

Модуль 1: Термодинамика и кинетика процессов диссоциации химических соединений (11 ч).

Модуль 2: Термодинамика и кинетика процессов горения С, СО2 и Н2 (6ч).

Модуль 3: Металлургические процессы основанные на окислительно-восстановительных реакциях (14 ч).

Модуль 4: Металлургические шлаки (6 ч).

Модуль 5: Металлургические процессы с участием сульфидов металлов (9 ч).

Модуль 6: Ликвационное рафинирование металлов (3 ч).

Модуль 7: Рафинирование металлов кристаллизационными методами (3 ч).

Модуль 8: Процессы испарения и конденсации в металлургии (3 ч).

Модуль 9: Физико-химические свойства. Термодинамические и кинетические основы растворения металлов, растворения и осаждения оксидов, гидроксидов, карбонатов, халькогенидов металлов (19 ч).

Модуль 10: Термодинамические и кинетические основы восстановления металлов из растворов (7 ч).

Модуль 11: Оборудование для растворения металлов, выщелачивание соединений, а также восстановления металлов и осаждение труднорастворимых солей (4 ч).

Модуль 12: Кристаллизация из растворов. Отстаивание, фильтрация и промывка в гидрометаллургии. Оборудование. (13 ч).

Модуль 13: Основы ионообменных процессов. Основы экстракционных процессов. Оборудование ионного обмена и сорбционного выщелачивания. Экстракционное оборудование. (9 ч).

Модуль 14: Основные направления совершенствования гидрометаллургических процессов и оборудования (1ч).

Модуль 15: Предмет электрометаллургии. Развитие основных представлений. Основные законы электролиза (7 ч).

Модуль 16: Общие свойства растворов электролитов (7 ч).

Модуль 17: Двойной электрический слой. Электродвижущая сила и электродные потенциалы. (18 ч).

Модуль 18: Кинетика электродных процессов. (17 ч).

Модуль 19: Электрохимическое выделение и растворение металлов (9 ч).

Модуль 20: Электролиз расплавленных солей. (14 ч).

В результате изучения дисциплины студент должен:

знать:

- основные законы физической химии;

- закономерности протекания металлургических процессов;

- методы оценки термодинамических и кинетических показателей процессов;

- достижения науки и техники в области пиро-, гидро - и электрометаллургических процессов.

уметь:

- использовать знания фундаментальных основ физической химии в обучении и профессиональной деятельности, в интегрировании имеющихся знаний, наращивании накопленных знаний;

- использовать законы химической термодинамики и кинетики для установления возможности и глубины протекания процессов в тех или иных условиях;

- определять и подбирать оптимальные условия протекания металлургических процессов;

- формулировать общие физико-химические требования к технологическим процессам производства металлов;

владеть:

- общими принципами оценки принятых технологических решений на окружающую среду на качество продукции на вид и качество используемого сырья;

- навыками использования современных подходов и методов физической химии к теоретическому и экспериментальному исследованию физических и химических процессов;

- методами прогнозирования и определения свойств материалов.

Виды учебной работы: лекции, практические и лабораторные занятия, самостоятельная работа, в том числе, изучение теоретического материала, подготовка к практическим и лабораторным занятиям, выполнение расчетных заданий, подготовка к промежуточному контролю знаний.

Изучение дисциплины заканчивается 5 семестр – экзамен; 6 семестр – экзамен.

Аннотация дисциплины

«МЕТАЛЛУРГИЯ ТЯЖЕЛЫХ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ»

Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 7 зачетных единиц (252 ч).

Цели и задачи дисциплины

Целью преподавания дисциплины «Металлургия тяжелых цветных металлов» при подготовке бакалавров по направлению 150400.62 «Металлургия» является подготовка ответственных, самостоятельных и готовых к самосовершенствованию выпускников, способных быть квалифицированными исполнителями мероприятий по ведению технологических процессов, организации и проектированию цехов и предприятий по производству тяжелых цветных металлов.

Целью изучения дисциплины является овладение студентами знаниями теоретических основ процессов металлургического производства тяжелых цветных металлов из рудного сырья, ознакомление с историей, современным состоянием производства меди, никеля, свинца и цинка и перспективами развития этой отрасли.

Знание научных основ и технологии производства тяжелых цветных металлов необходимы будущему бакалавру для грамотного анализа деятельности предприятий и их отдельных переделов, обоснованному выполнению технико-экономической оценки действующих и вновь внедряемых технологий.

Знание технологии и теоретических основ производства необходимы так же для решения экологических проблем в данных отраслях металлургии.

Задачами преподавания дисциплины являются:

-  обучение студентов фундаментальным положениям, лежащим в основе технологии металлургических процессов;

-  приобретение студентами навыков и умений нахождения оптимальных решений конкретных технологических проблем;

-  обеспечение преемственности изучения дисциплин металлургического цикла;

-  рассмотрение технологических, экономических и экологических проблем металлургии на уровне достижений мировой науки в этих областях;

-  анализ реальных производственных ситуации в металлургии тяжелых цветных металлов.

Задачи изучения дисциплины основываются на необходимости получения выпускниками знаний, умений и навыков в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования, на основе которых формируются соответствующие компетенции.

Полученные знания и умения необходимы для формирования компетенций:

1) общекультурных (ОК):

- владеть культурой мышления, обобщать и анализировать информацию, поставить цель и выбрать пути ее достижения (ОК-1);

- самостоятельно приобретать новые знания, используя современные образовательные и информационные технологии (ОК-4);

- использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК-6);

- использовать компьютер, как средство управления информацией (ОК-11);

- работать с информацией в глобальных компьютерных сетях (ОК-12);

- оформлять, представлять и докладывать результаты выполненной работы (ОК-13);

2) профессиональных (ПК):

а) общепрофессиональных

- использовать фундаментальные общеинженерные знания (ПК-1);

- осознавать социальную значимость своей будущей профессии (ПК-3);

- сочетать теорию и практику для решения инженерных задач (ПК-4);

- применять в практической деятельности принципы рационального использования природных ресурсов и защиты окружающей среды (ПК-5);

б) производственно-технологическая деятельность

- осуществлять и корректировать технологические процессы в металлургии и материалообработке (ПК-10);

- выявлять объекты для улучшения в технике и технологии (ПК-11);

Структура дисциплины (распределение трудоемкости по отдельным видам аудиторных учебных занятий и самостоятельной работы):

Вид учебной работы	Всего зачетных единиц (часов)	Семестр
6	7
Общая трудоемкость дисциплины	10(360)	5(180)	5(180)
Аудиторные занятия:	4(144)	2 (72)	2 (72)
Лекции	2(72)	1(36)	1(36)
практические занятия (ПЗ)	1(36)	0,5(18)	0,5(18)
семинарские занятия (СЗ)
лабораторные работы (ЛР)	1(36)	0,5(18)	0,5(18)
другие виды аудиторных занятий
Самостоятельная работа:	4(144)	2(72)	2(72)
изучение теоретического курса (ТО)	1,28(46)	0,64(23)	0,64(23)
курсовой проект (работа):	1,5(54)	0,75 (27)	0,75(27)
подготовка к практическим занятиям	0,5 (18)	0,25 (9)	0,25 (9)
подготовка к лабораторным работам	0,5 (18)	0,25(9)	0,25 (9)
промежуточный контроль	0,22(8)	0,11(4)	0,11(4)
Вид итогового контроля - экзамен	2 (72)	1 (36)	1 (36)

Основные дидактические единицы (разделы):