Рабочая программа учебной дисциплины материаловедение
НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
МЕХАНИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
КАФЕДРА МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ В МАШИНОСТРОЕНИИ
“УТВЕРЖДАЮ”
Декан ЗФ ИДО
___________ С.
“___ ”______________2006 г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА учебной дисциплины
МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
080502 – «Экономика и управление на предприятии машиностроения»,
инженерная подготовка
Факультет: ЗФ ИДО
Курс: 2 Семестр: 3,4
Лекции: 14 ч.
Контрольная работа: 4 сем.
Самостоятельная работа: 55 ч.
Зачет: 4 сем.
Всего: 69 ч.
Новосибирск
2006
Рабочая программа составлена на основании Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по специальности 080502 – Экономика и управление на предприятии машиностроения.
Регистрационный номер ГОС: 238 эк/сп от 01.01.2001 г.
Шифр дисциплины в ГОС: СД.07.2
Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры «Материаловедение в машиностроении»
протокол № _____ от __________________ 200 г.
Программу разработал:
д. т.н., профессор ___________________________ В. А. Батаев
Заведующий кафедрой,
д. т.н., профессор ___________________________ А. А. Батаев
Ответственный за основную
д. т.н., профессор ____________________________ А. И. Карпович
1. Внешние требования
4. Требования к обязательному минимуму содержания основной образовательной программы по направлению подготовки дипломированного специалиста «Экономика и управление на предприятии машиностроения»*
Таблица 1
Шифр дисциплины | Содержание учебной дисциплины | Часы |
СД.07.2 | Технологические дисциплины отраслей, отражающие специфику для отраслей непроизводственной сферы | 750 |
7.1. Требования к профессиональной подготовленности специалиста
Специалист должен:
знать:
- отраслевую номенклатуру продукции, виды выполняемых работ и оказываемых услуг; основные технические и конструктивные особенности, характеристики и потребительские свойства отечественной продукции и зарубежных аналогов; порядок разработки и оформления технической документации.
* Сохранена нумерация ГОС
2. Особенности (принципы) построения дисциплины
Особенности (принципы) построения дисциплины описываются в табл. 2.
Таблица 2
Особенности (принципы) построения дисциплины
Особенность (принцип) | Содержание |
Основание для введения курса | Курс введен по решению Ученого совета факультета |
Адресат курса | Студенты, обучающиеся по специальности 080502 – «Экономика и управление на предприятии машиностроения» |
Главная цель | Изучение материалов, применяемых в машиностроении |
Ядро курса | Описание структуры материалов во взаимосвязи с их свойствами |
Требования к начальной подготовке, необходимые для успешного усвоения Вашего курса | Для успешного изучения дисциплины студенту необходимы знания, полученные из курсов Физика, Химия |
Уровень требований по сравнению с ГОС | Соответствует требованиям ГОС |
Объём курса в часах | 14 часов лекций, 55 часов самостоятельная работа студента |
Основные понятия курса | Материал, прочность, надежность, долговечность, структура, деформация, термическая обработка |
Направленность курса на развитие общепредметных, общеинтеллектуальных умений, обладающих свойством переноса | Обобщение, анализ, классификация, абстрагирование, выделение главного |
Обеспечение последующих дисциплин | Технология машиностроения |
Практическая часть курса | Практическая часть дисциплины содержит практические занятия и расчетно-графическую работу. Студенты закрепляют на практике теоретические положения курса, систематизируют знания об оборудовании, материалах, технологических процессах, проводят научно-исследовательскую работу со статистической обработкой полученных результатов. |
Учёт индивидуальных особенностей студентов | Методическое обеспечение курса построено на использовании базовых понятий, с объяснением всех вновь вводимых терминов и понятий. Изложение методов изучения структуры и свойств материалов проводится последовательно по принципу "от простого к сложному", что позволяет большинству студентов успешно освоить программу курса. Для учета индивидуальных особенностей студентов предусмотрено проведение консультаций и время для самостоятельной работы. |
Области применений полученных знаний и умений | Организация, подготовка и проведение работ по выбору материалов |
Описание основных "точек" | Итоговый контроль выполняется в форме защиты расчетно-графической работы и проведения экзамена в устной форме по тестам. |
Ваш курс и современные информационные технологии | Современные информационные технологии используются в курсе при выполнении расчетно-графической работы (поиск материалов в Интернете, оформление текстовой и графической части пояснительной записки). |
Ваш курс и современное состояние науки и практики | Курс отражает представления науки о современных материалах, методиках изучения их свойств и применения в промышленности |
3. Цели учебной дисциплины
Цели учебной дисциплины описываются в табл. 3.
Таблица 3
После изучения дисциплины студент будет
Номер цели | Содержание цели |
знать | |
1 | Строение и свойства материалов |
2 | Основы термической и химико-термической обработки железоуглеродистых сплавов |
3 | Области применения металлических и неметаллических материалов |
4 | Методы определения механических свойств |
уметь | |
5 | Выбрать материал для решения практической задачи |
6 | Назначить режимы термической обработки для конкретного материала с целью повышения его эксплуатационных свойств |
4. Содержание и структура учебной дисциплины
Лекционные занятия (14 часов).
Таблица 4
Темы лекционных занятий | Часы | Ссылки на цели |
Семестр №3,4 14 | ||
Кристаллическое строение металлов. Кристаллические решетки металлов. Реальное строение металлических кристаллов. Точечные и линейные дефекты внутренней структуры. Методы изучения строения металлов. | ||
Основные положения теории кристаллизации. Механизм процесса кристаллизации. Форма кристаллических образований. Превращения в твердом состоянии. Механические свойства и методы из изучения. | ||
Теория сплавов. Диаграмма состояния железо – цементит. Общая классификация сталей. Строение, свойства и маркировка чугуна. | ||
Теория термической обработки. Отжиг, нормализация, закалка и отпуск стали. | ||
Химико-термическая обработка. Цементация, азотирование, цианирование, диффузионная металлизация. | ||
Легированные стали и сплавы. Классификация и маркировка легированных сталей. Характеристика отдельных групп легированных сталей (цементуемые, улучшаемые, высокопрочные, пружинные, шарикоподшипниковые, инструментальные стали пониженной и повышенной прокаливаемости, быстрорежущие, штамповые, твердые сплавы, жаростойкие и жаропрочные, коррозионностойкие, износостойкие). | ||
Алюминий и его сплавы. Свойства алюминия. Термическая обработка сплавов алюминий-медь. Классификация и свойства алюминиевых сплавов (дуралюмин, силумин, жаропрочные алюминиевые сплавы). | ||
Медь и ее сплавы. Свойства меди. Классификация и свойства медных сплавов (латуни, бронзы). Подшипниковые сплавы. Классификация и свойства легкоплавких подшипниковых сплавов (баббитов). |
5. Учебная деятельность
Аудиторные занятия по дисциплине "Материаловедение" проводятся в 3 и 4 семестрах и предусматривают 14 часов лекционных занятий. Контрольная работа включает выполнение 4 заданий.
Пример заданий контрольной работы
1. Опишите строение и основные характеристики кристаллической решетки меди (параметры, координационное число, плотность упаковки).
2. Как изменяется плотность дислокаций при пластической деформации металлов и почему?
3. Вычертите диаграмму состояния железо – карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения в интервале температур от 1600 0С до 0 0С (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 1,6 % С. Выберите для заданного сплава любую температуру между линиями ликвидус и солидус и определите: состав фаз, т. е., процентное содержание углерода в фазах; количественное соотношение фаз.
4. В чем отличие процесса цементации в твердом карбюризаторе от процесса газовой цементации? Как можно исправить крупнозернистую структуру перегрева цементированных изделий?
6. Правила аттестации студентов по учебной дисциплине
Проводится в соответствии с планом ООП – зачет (3 семестр). К зачету допускаются студенты, выполнившие контрольную работу и защитившие лабораторные работы. Зачет проводится в устной форме по вопросам представленным в п. 8.1.
7. Список литературы
1. П. Металловедение: учебник. - М.: Металлургия, 1986
2. М., П. Материаловедение. М.: Машиностроение, 1980. - 493 с.
3. Н., И., Ф. и др. Материаловедение. М.: Машиностроение, 1986. - 384 с.
4. Е., А. Технология конструкционных материалов и материаловедение: Учеб. для вузов. М.: Высш. шк., 1990.- 447 с.: ил.
5. П., К., М. Материаловедение и технология металлов: Учеб. для вузов по машин. спец. - 2-е изд., испр. – М.: Высш. шк. 2002.- 637 с.: ил.
6. К. Материаловедение. М.: Высшая школа, 1991. - 448 с.
8. Контролирующие материалы для аттестации студентов по дисциплине
8.1. Зачет 4 семестр.
Общие механические свойства материалов.
Физико-химические свойства материалов.
Классификация материалов по применению.
Классификация материалов по составу и структуре.
Зависимость служебных свойств материалов от структуры.
Кристаллическое строение металлов.
Процессы кристаллизации сплавов.
Виды дефектов структуры материалов.
Точечные дефекты материалов.
Линейные дефекты – дислокации.
Поверхностные дефекты – границы зерен, фрагментов.
Движение дислокаций – элементы пластической деформации.
Зависимость прочности от числа подвижных дислокаций.
Высокопрочные, бездислокационные, нитевидные кристаллы – «усы».
Основы теории конструктивной прочности материалов.
Краткий анализ эффективности дислокационных моделей упрочнения.
Классификация структур металлических сплавов.
Строение и свойства твердых растворов замещения.
Строение и свойства твердых растворов внедрения.
Строение и свойства химических соединений в сплавах.
Строение и свойства механических смесей в сплавах – эвтектик.
Основные методы построения диаграмм состояния сплавов.
Диаграмма состояния для сплавов – механических смесей.
Диаграмма состояния для сплавов – твердых растворов.
Диаграмма состояния для сплавов – с химическими соединениями.
Диаграмма состояния для сплавов с ограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии.
Полиморфизм железа.
Структурные составляющие железо-углеродистых сплавов.
Особенности диаграммы железо-углеродистых сплавов.
Структура и свойства углеродистых сталей.
Классификация и маркировка углеродистых сталей.
Классификация и маркировка чугунов.
Процессы графитизации в серых чугунах.
Структура и свойства ковкого чугуна.
Структура и свойства высокопрочного, модифицированного чугуна.
Основные факторы, обеспечивающие эффект при термической обработке сплавов.
Фазовые превращения в стали при термической обработке.
Процесс аустенитизации при термической обработке.
Диаграммы (изотермическая и термокинетическая) распада переохлажденного аустенита в стали.
Перлитное превращение при термической обработке.
Мартенситное превращение при термической обработке.
Бейнитное превращение переохлажденного аустенита.
Отжиг стали, цели и режимы.
Нормализация стали, цели и режимы.
Закалка стали, цели и режимы.
Отпуск стали, цели и режимы.
Цементация стали, цели и технология.
Азотирование стали, цели и технология.
Цианирование стали, цели и технология.
Нанесение защитных и износостойких покрытий.
Цели легирования стали.
Классификация и маркировка легированных сталей.
Конструкционные стали.
Инструментальные стали.
Быстрорежущие стали.
Металлокерамические твердые сплавы.
Сплавы на основе меди.
Сплавы на основе алюминия.
Классификация и маркировка алюминиевых сплавов.
Термическая обработка дуралюминов.
Сплавы на основе титана.
Сплавы с особыми физическими свойствами: магнитные, электротехнические и др.
Материалы для работы при высоких температурах.
Аморфные и нанокристаллические материалы.
Структура и свойства неметаллических материалов: стекла, керамик, полимеров.
Структура и свойства композиционных материалов.
Литейные свойства сплавов.
Новые инструментальные материалы.
Дополнения и изменения к рабочей программе на 20 /20 учебный год
В рабочую программу вносятся следующие изменения: |
Рабочая программа пересмотрена и одобрена на заседании кафедры «___» ________ 20 г.
Заведующий кафедрой ЭП
«___»__________20 г.
Основные порталы (построено редакторами)