Руководство к выполнению контрольных работ по дисциплине «Материаловедение и технология материалов» для студентов заочного обучения специальности 656500 – Безопасность жизнедеятельности

Федеральное агентство по образованию

Югорский государственный университет

Инженерный факультет

Кафедра автомобильного транспорта

Руководство к выполнению контрольных работ

по дисциплине «Материаловедение и технология материалов»

для студентов заочного обучения

специальности 656500 – Безопасность жизнедеятельности

3 курс, группа 5450 срок обучения 6 лет, осенний семестр 20учебного года,

Методические указания

1.  Содержание теоретического раздела дисциплины

Содержание теоретического раздела дисциплин (заочное обучение 6 лет)

№ темы	Наименование темы, наименование вопросов, изучаемых на лекциях	Количество часов	Лаб. работы	СРС
1	2	3	4	5
1.	Строение металлов. Введение в материаловедение. Роль металлов в современной технике. Характерные свойства металлов. Понятия: компонент, фаза, структурная составляющая. Физические методы исследований металлов и сплавов. Микро и макро анализ. Металлические и неметаллические материалы. Формирование структуры металлов при кристаллизации. Термодинамические основы, механизм и кинетика кристаллизации металлов. Параметры кристаллизации, число центров кристаллизации, скорость роста центров. Зависимость параметров кристаллизации от степени переохлаждения (скорости охлаждения) и их влияние на размер зёрен и свойств металла. Строение металлического слитка. Полиморфные превращения металлов.	2	1…3	1…4
2.	Механические свойства металлов и сплавов. Конструктивная прочность металлов и сплавов. Свойства, определяемые при статических и динамических испытаниях. Методы определения прочности. Ударная вязкость. Работа зарождения и распространения трещин. Явление хладоломкости. Усталостное разрушение. Виды изломов. Пути повышения прочности металлов. Конструкционные металлы и сплавы. Стали. Классификация сталей по назначению, качеству, структуре. Требования, предъявляемые к конструкционным сталям. Машиностроительные углеродистые и легированные стали: цементируемые, улучшаемые и пружинно-рессорные стали. Термообработка, структура, свойства и применение. Инструментальные стали и сплавы. Цветные сплавы, твердые сплавы. Химико-термическая обработка инструментов. Покрытие на режущих и штамповых инструментах.	2	1-3	4-9
1	2	3	4	5
3.	Поведение материалов в эксплуатации Порошковые и композиционные материалы. Получение порошковых материалов, их преимущества и недостатки. Области применения порошковых материалов. Основы рационального выбора материалов и методов упрочнения для деталей, машин и инструментов. Основные группы неметаллических материалов. Органические и неорганические материалы. Области применения неметаллов в технике в качестве конструкционных, фрикционных, тепло - и звукоизоляционных и электротехнических материалов. Классификация полимерных материалов. Виды резиновых материалов. Неорганические и органические стекла. Свойства и области применения древесины. Полупроводниковые материалы. Эксплуатационные, технологические и экономические требования к материалу. Виды повреждений транспортных средств в зависимости от условий их эксплуатации. Конструктивная прочность. Характеристики надежности. Пути повышения надежности. Влияние химического состава, структуры материалов и методов упрочнения на безотказность и долговечность изделий. Выбор материалов и методов упрочнения изделий в зависимости от основных видов отказов при эксплуатации и значений, допускаемых расчетных напряжений.	2	1-3	5-10
	Всего по разделу	6

2. Методические указания к выполнению контрольных работ по дисциплине «Материаловедение и технология материалов»

2.1. В осеннем семестре учебного года студент должен

выполнить 1 контрольную работу по дисциплине «Материаловедение и технология конструкционных материалов».

2.2  . Номера заданий, которые студент должен включить в свою

контрольную работу, определяются по последней цифре номера зачётной книжки.

2.3.  Контрольные работы нужно выполнить чернилами в школьной

тетради, на обложке которой следует привести сведения по следующему образцу:

Югорский государственный университет

Факультет заочного обучения

Контрольная работа №________ по________________

Дисциплина

Номер варианта___________________________

Группа____________________________________

Специальность_____________________________

______________семестр учебного года

Осенний, весенний

Студент____________________________________

Фамилия, имя, отчество

Номер зачетной книжки____________________

Адрес:_____________________________________

___________________________________________

Дата предоставления на проверку____________

2.4. Условие задания в контрольной работе надо переписать полностью без сокращений. Для замечаний преподавателя на страницах тетради оставлять поля.

2.5. Выполнение задания следует сопровождать краткими, но исчерпывающими пояснениями.

2.6. Если контрольная работа при рецензировании не зачтена, студент обязан представить ее на повторную рецензию, включив в нее те задачи, решения которых оказались неверными. Повторную работу необходимо представить вместе с незачтенной работой.

2.7. Зачтенные контрольные работы предоставляются преподавателю на зачете или экзамене. Студент должен быть готов во время зачета или экзамена дать пояснения по существу решения задач, входящих в контрольные работы.

3.  Цель выполняемой работы

Работа выполняется с целью получения знаний о составе сталей и ферросплавов, способах их получения, а также приобретения практических навыков по расшифровке марок металлических систем (сплавов ).

4.  Ключевые понятия, терминология и сокращение терминов

4.1. Углеродные и легированные стали: железо – F, сталь - Ст., сталь кипящая - Ст. КП, сталь полуспокойная – Ст. ПС, сталь спокойная – Ст. СП, сталь конструкционная – Ст. К, сталь инструментальная – Ст. И., сталь с особыми физическими свойствами – Ст. ОФС, легирующие элементы – ЛЭ, сталь низколегированная – Ст. НЛ, сталь среднелегированная – Ст. СЛ, сталь высоколегированная – Ст. ВЛ.

4.2. Ферросплавы (для раскисления, модифицирования и легирования сталей): феррохром – ФХ, ферротитан – ФТ, ферромарганец – ФМн, феррованадий – ФВ, ферровольфрам – ФВО, ферросилиций – ФС, силикокальций - СК, ферромолибден – ФМ.

5.  Примеси в стали, их источники и влияние их на качество металла

Сталью называется сплав железа с углеродом и другими элементами. Содержание углерода в стали не превышает 2,14 %.

Все химические элементы, содержащиеся в стали, можно разделить на следующие группы:

- Постоянные: марганец, кремний, сера и фосфор. Кремний и марганец неизбежно попадают в сталь в процессе производства (раскисление стали). Сера и фосфор являются вредными примесями и остаются в стали в связи с трудностями их удаления в процессе выплавки;

- Скрытые примеси: кислород, водород и азот, присутствующие в любой стали в очень малых количествах. Наличие этих примесей снижает качество стали;

- Случайные примеси: элементы, попадающие в сталь из шихтовых материалов, либо при переплавке металлургического лома. К ним относится медь, цинк, мышьяк и д. р. Эти примеси не снижают качество стали;

- Легирующие элементы: хром, никель, титан, вольфрам, молибден, кобальт, марганец, кремний и др. Они специально вводятся в сталь в определённых концентрациях, превышающих постоянное количество, с целью улучшения её свойств. Химический состав, механические и физические свойства сталей регламентируются ГОСТами.

6.  Содержание индивидуального задания

6.1. Привести расшифровку IO марок сталей и одной марки ферросплавов, приведённых в вашем варианте. № варианта соответствует по последней цифре в номере зачётной книжки.

6.2. Для стали (выделенной жирным шрифтом) выбрать способ выплавки. Обосновать выбор способа.

6.3. Описать технологию получения этой марки стали выбранным способом: схему устройства печи, состав шихтовых материалов, этапы плавки. Особо остановиться на окислительном периоде и раскислении стали.

6.4. Пользуясь ГОСТом для получаемой марки, привести точный химический состав и механические характеристики.

7.  Варианты задания

	Вариант 0	Вариант 1	Вариант 2
1.	20Х	Ст1сп	20ХНЗ
2.	40ХНВА	Сталь 08кп	38ХН3МФ
3.	30ХМ	4Х8В2	12Х18Н1ОТ
4.	Ст6сп	Сталь 30А	Ст0
5.	Ст2кп	У13	Ст5сп
6.	7ХГ2ВМ	35Х	Сталь 1OГ
7.	Сталь 15А	38ХГС	Сталь 55
8.	Сталь 20кп	15Х2Г2СВ	У7
9.	3Х2В8Ф	20ХНМ	7Х3
10.	Р14Ф4	Ст5сп	З9Ф5
11.	ФМО60	ФВ70	ФВд50
	Вариант 3	Вариант 4	Вариант 5
1.	Ст2сп	5ХНМ	Ст1кп
2.	Сталь 15пс	Сталь 20пс	Сталь 25
3.	Ст3кп	Ст3кп	У11А
4.	У9А	У10А	Ст5сп
5.	Сталь 10А	Сталь 55А	30Х2ГСТ
6.	10Г2	35Г2	Сталь 35А
7.	30ХМА	35ХМ	50ХА
8.	28Х2ГН2	30Х2ГВТ	40ХФ
9.	40ХНВ	40ХНМ	5ХНМ
10.	7Х3	4Х2В2МФС	Р9
11.	ФС75	СК30	ФМн75
	Вариант 6	Вариант 7	Вариант 8
1.	Ст3сп	Ст4сп	Ст4кп
2.	У7	Сталь 45Г	Сталь 50
3.	Сталь 45	13Х	Ст6пс
4.	Ст0	Сталь 08пс	Сталь 15Г
5.	Сталь 08кп	У7А	У8
6.	25ХГМ	25ХГТ	18ХГТ
7.	27СГ	20НМ	12Х2Н4
8.	35Х2ГСВ	35ХГСМ	30ХГСН
9.	5ХНВ	30Х2НВФ	Р12
10.	Р6М5	5ХГМ	11ХФ
11.	ФХ800	16Г2АФ	ФТи40
	Вариант 9
1.	Ст3сп	7.	15НМ
2.	У8А	8.	38ХН3ВФ
3.	Сталь 50А	9.	4Х5В4ФСМ
4.	Ст6сп	10.	9Х
5.	Сталь 15	11.	ФС45
6.	33ХС

8.  Литература

1. , Леонтьева . – М.: Машиностроение, 1980. – 391с.

2. Лахтин и термическая обработка. – М.: Металлургия, 1993.

3. , и др. Материаловедение и технология конструкционных материалов. – М.: Металлургия, 1999.

4. Зуев обработка металлов. – М.: Высшая школа, 2001. – 288с.

5. Гуляев . – М.: Металлургия, 1987. – 389с.

6. Некрасов по технологии конструкционных материалов и материаловедению. – М.: Колос, 1998.

б) дополнительная литература:

1. и др. Транспортное материаловедение. – М.: Транспорт, 1982.

2. Геллер . Под ред. . – М.: Металлургия, 1989. – 420с.

3. , Никодаева стали: Справочник. – М.: Машиностроение, 1992.

4. Лившиц . – М.: Металлургия, 1990. – 416с.

5. Новиков термической обработки металлов. – М.: Металлургия, 1986. – 367с.

6. Ульянин -стойкие стали и сплавы. Справочник. 2-е изд. пер. и доп. – М.: Металлургия, 1991. – 256с.

7. , , Елагин и термическая обработка цветных металлов и сплавов. 3-е изд. пер. и доп. – М.: Изд. «МИСИС», 1999. – 416с.