Программа дисциплины ДПП. Ф.03.1 Материаловедение и технологии производства материалов (стр. 1 )

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(ТГПУ)

  УТВЕРЖДАЮ

  Проректор по учебной работе (декан)

  ________________________ 

  «  »  2008 г.

ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

ДПП. Ф.03.1 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ И ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА МАТЕРИАЛОВ

1. Цели и задачи дисциплины

  Цели дисциплины:

дать студентам знания о методах исследования, природе и свойствах конструкционных материалов, способах их упрочнения, технологических методах получения и обработки заготовок с целью получения изделий сформировать у будущего учителя технологии совокупность знаний и умений, необходимых для организации учебно-воспитательной работы и создания учебно-материальной базы по обработке материалов, ее эксплуатации и обслуживания.

  Задачи дисциплины:

сформировать у студентов целостное представление о строении, свойствах областях применения конструкционных материалов, а также о технологиях производства и обработки материалов.  подготовить студентов к изучению технических дисциплин: «Детали машин», «Резание металлов, станки и инструменты», «Автомобиль» и др., а также к прохождению производственной практики по металло - и деревообработке.

2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины

  В результате изучения дисциплины студент должен

а) знать:

основы строения металлических и неметаллических конструкционных материалов физические основы получения сплавов и способы улучшения их свойств классификацию и маркировку, области применения наиболее распространенных в настоящее время в технике конструкционных материалов основные технологические процессы получения и обработки материалов

б) уметь:

выбирать конструкционные материалы для изделий, употребляемых в учебных мастерских, определять свойства материалов выполнять операции основных видов термической обработки металлических изделий. 

3. Объем дисциплины и виды учебной работы

Вид учебной работы	Всего часов	Семестры
1	2
Общая трудоемкость дисциплины	310	155	155
Аудиторные занятия	144	72	72
Лекции	72	36	36
Практические занятия	-
Семинары	-
Лабораторные работы	72	36	36
И/или другие виды аудиторных занятий	-
Самостоятельная работа	166	83	83
Курсовой проект	-
Расчетно-графическая работа	-
Реферат	-
И/или другие виды самостоятельной работы	К/р	К/р
Вид итогового контроля	экзамен	экзамен

4. Содержание дисциплины

4.1. Разделы дисциплины и виды занятий

№ п/п	Раздел дисциплины	Лекции	Лабора- торные работы
Семестр 1
1	Введение	1	-
2	Строение металлов	11	8
3	Механические свойства материалов.  Влияние наклепа и последующего нагрева на структуру и механические свойства металлов	6	12
4	Фазы в сплавах. Диаграммы состояния сплавов.	8	8
5	Диаграмма состояния железо-углерод; стали, чугуны	8	8
6	Виды и параметры термической и химико-термической обработки сталей	2	-
Всего часов	36	36
Семестр 2
6	Виды и параметры термической и химико-термической обработки сталей (окончание)	8	12
7	Классификация, маркировка, примене-ния  сталей. Твердые сплавы.	6	4
8	Цветные металлы и сплавы: свойства и области применения. Коррозия и защита от коррозии	10	6
9	Технология производства черных и цветных металлов	4	-
10	Обработка металлов давлением	2	2
11	Литейное производство	2	4
12	Способы соединения металлических деталей	2	4
13	Неметаллические материалы	2	4
Всего часов	36	36
Итого	72	72

4.2. Содержание разделов дисциплины

Семестр 1

Раздел 1. Введение.

Лекция 1. 

Основные понятия о материалах, их строении, свойствах, областях применения. Исторический обзор применения материалов. Вклад отечественных ученых.

Раздел 2. Строение металлов.

Лекции 2, 3, 4, 5, 6.

Типы  межатомных связей и классификация материалов. Металлические и неметаллические материалы. Черные и цветные металлы и их сплавы.

Аморфные и кристаллические материалы. Кристаллическое строение металлов. Типы кристаллических решеток и их характеристики. Монокристаллы и поликристаллы. Анизотропия кристаллов.

Дефекты кристаллического строения (точечные дефекты, дислокации и др.) и их влияние на свойства металлов

Кристаллизация металлов. Механизм кристаллизации. Дендриты, строение металлического слитка.

Полиморфные превращения.

Раздел 3. Механические свойства материалов. Влияние наклепа и последующего нагрева на структуру и механические свойства металлов.

Лекции 7, 8, 9. 

Упругая и пластическая деформация.

Вязкое и хрупкое разрушение.

Влияние пластической деформации на структуру и свойства металлов. Наклеп.

Влияние нагрева на структуру и свойства деформированного металла. Возврат, рекристаллизация. Холодная и горячая деформация. 

Механические свойства металлов и способы их определения (общая характеристика)

Механические свойства металлов, определяемые при статическом нагружении  (модуль упругости, предел текучести, предел прочности, относительное растяжение, относительное сужение)

Ударная вязкость и явление хладноломкости

Механические свойства металлов, определяемые при циклическом нагружении (предел выносливости, усталостная прочность).

Раздел 4. Фазы в сплавах. Диаграммы состояния сплавов.

Лекции 10, 11, 12, 13.

Металлические сплавы. Фазы в металлических сплавах: твердые растворы (замещения, внедрения, ограниченные, неограниченные), химические соединения. их виды и строение.

Диаграммы  состояния двойных сплавов. Построение диаграммы состояния. Правило фаз (закон Гиббса).

Основные типы диаграмм состояния двойных сплавов, образующих: механические смеси, неограниченные и ограниченные твердые растворы, химические соединения.

Правило отрезков и правило рычага.

Связь межу свойствами сплавов и типом диаграммы состояний (закономерности  Курнакова).

Раздел 5. Диаграмма состояния железо-углерод; стали, чугуны.

Лекции 14, 15,16,17.

Диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов Fe-Fe3C. Компоненты и фазы. Общая характеристика.

Классификация Fe-C сплавов по содержанию углерода.

Превращения в Fe-C сплавах, содержащих до 2.14 % С. Микроструктура сталей.

Превращения в Fe-C сплавах, содержащих более 2.14 %С. Микроструктура белых чугунов. 

Диаграмма состояния сплавов железо-графит. Чугуны с графитом: структура,  способы получения, классификация, маркировка, механические свойства, применения  в зависимости от формы графита и структуры металлической основы. 

Раздел 6. Параметры и виды термической и химико-термической обработки сталей.

Лекция 18.

Виды и назначение термообработки стали (отжиг, закалка, отпуск). 

Семестр 2.

Раздел 6. Виды и параметры термической и химико-термической обработки сталей (окончание)

Лекции 1, 2, 3, 4. 

Превращения в сталях при нагреве (превращение перлита в аустенит). Рост зерна аустенита при нагреве. Структурная наследственность. Перегрев и пережог.

Превращение в стали при охлаждении. Диаграмма изотермического распада аустенита (С – кривые).

Характеристика диффузионного (перлитного), бездиффузионного (мартенситного) и промежуточного (бейнитного) превращений. Определение критической скорости закалки стали по С – кривым.

Превращения в закаленной стали при нагреве. Структуры отпуска.

Технология термообработки сталей. Классификация видов отжига и нормализация. Выбор температур отжига с использованием стального угла диаграммы состояния Fe-Fe3C. Структура и свойства отожженной и нормализованной стали.

Закалка стали. Выбор закалочной среды с учетом критической скорости закалки. Закаливаемость и прокаливаемость. Способы закалки  (в одном охладителе, в двух охладителях, изотермическая, ступенчатая и др.).  Обработка холодом.

Внутренние напряжения в закаленной стали (термические и структурные, временные и остаточные).

Отпуск закаленной стали. Структура и свойства закаленной стали после отпуска.