ПРОГРАММА И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
Ухтинский государственный технический университет
(УГТУ)
Г. Б. Коптяева, О. М. Тимохова
МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
Методические указания и контрольные задания
Для студентов-заочников специальностей МЛК (150405),
МОН (130602), РЭНГМ (130503), ПЭМГ (130501), БС (130504)
Ухта 2010
УДК 669.017
К 65
Г. Б. Коптяева. Материаловедение [Текст]: методические указания и контрольные задания для студентов-заочников специальностей 150405 "Машины и оборудование лесного комплекса" /Г. Б. Коптяева, О. М. Тимохова. – Ухта: УГТУ, 2010. – 67 с.
Методические указания и контрольные задания предназначены для студентов-заочников специальностей МЛК (150405), МОН (130602), РЭНГМ (130503), ПЭМГ (130501), БС (130504). Методические указания соответствуют Государственному образовательному стандарту высшего профессионального образования специальностей.
Методические указания рассмотрены и рекомендованы к изданию на заседании кафедры ЛДМиМ 03 сентября 2010 г. (протокол №1), утверждены Советом лесотехнического факультета от 13.09.2010 (протокол №3).
Рецензент: доцент кафедры технологии и машины лесозаготовок (ТМЛиПГ),
к.т.н. М. В. Коломинова
Редактор Тимохова О. М.
В методических указаниях учтены пожелания рецензентов и редактора.
План 2010 г., позиция 121.
Подписано в печать 01.11.2010 Компьютерный набор.
Объём 67 с. Тираж 200 экз. Заказ № 247.
Ó Ухтинский государственный технический университет, 2010
169300, г. Ухта, ул. Первомайская, 13.
Отдел оперативной полиграфии УГТУ.
169300, г. Ухта, ул. Октябрьская, 13.
ВВЕДЕНИЕ
Совершенствование производства, выпуск современных разнообразных машиностроительных конструкций, специальных приборов, машин и различной аппаратуры невозможны без дальнейшего развития производства и изыскания новых материалов, как металлических, так и композиционных и наноматериалов.
Материаловедение является одной из первых инженерных дисциплин, основы которой широко используются при курсовом и дипломном проектировании, а также в практической деятельности инженера-механика в лесной и нефтегазовой комплексах.
Прогресс в лесном и нефтегазовом комплексах тесно связан с созданием и освоением новых, наиболее экономичных материалов, обладающих самыми разнообразными механическими и физико-химическими свойствами. Свойства материала определяются его внутренним строением, которое, в свою очередь, зависит от состава и характера предварительной обработки. В курсе "Материаловедение" изучаются физические основы этих связей.
ПРОГРАММА И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
1ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ
Цель изучения дисциплины - изучить строение, состав строение и свойства материалов, применяемых в лесо- и деревообрабатывающей, а также нефтедобывающей промышленностях, ознакомится с методами упрочнения материалов, областью применения их в промышленности
Задачи изучения - раскрыть физическую сущность явлений. происходящих под воздействием внешних и внутренних факторов, возникающих в процессе эксплуатации конструкций и решить проблемы надежности и долговечности работы конструкций.
Место дисциплины в учебном процессе – «материаловедение» занимает ведущее место в профессиональной подготовке студентов.
Перечень дисциплин с указанием разделов (тем), усвоение которых студентами необходимо для изучения данной дисциплины:
Химия: строение атомов, типы связей в твердых телах. Основные понятия о строении и получении полимеров. Основы теории коррозии.
Физика: Основы термодинамики и кинетики, законы аллотропных превращений
Студент должен знать и уметь использовать различные материалы с целью снижения массы и габаритов машин, повышения их эксплуатационной надежности и долговечности, ремонтопригодности и экономической эффективности.
Эти знания послужат основой при курсовом и дипломном проектировании, при изучении специальных дисциплин, а также в будущей деятельности.
Студент должен иметь представление о перспективах развития материаловедения, о современных методах обработки и упрочнения деталей машин и конструкций.
2 СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
1) Введение.
2) Металлические материалы. Получение и классификация.
3) Кристаллическое строение и свойства металлов.
4) Основы теории сплавов. Твердые растворы, механические смеси, химические соединения.
5) Диаграммы состояний двойных систем. Закон Курнакова.
6) Диаграмма состояний железо-цементит. Классификация и маркировка сталей и чугунов.
7) Основы термической обработки. Превращения в структуре; свойства сплавов.
8) Легированные стали.
9) Цветные металлы и сплавы. Медь, алюминий, титан и сплавы на их основе.
10) Композиционные, порошковые, волокнистые материалы. Твердые сплавы.
11) Неметаллические материалы. Получение и классификация, композиционные материалы типа полимер-полимер; полимер-металл; углерод-углерод.
12) Полимерные материалы. Пластические массы, резины.
3 ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ ЛЕКЦИОННЫХ ЗАНЯТИЙ
1) Материаловедение, строение сплавов. Пластическая деформация. Влияние нагрева на структуру и свойства деформированного металла.
2) Формирование структуры металлов и сплавов при кристаллизации. Методы повышения долговечности изделий.
3) Химико-термическая обработка. Теория и технология термической обработки стали.
4). Механические свойства металлов и сплавов.
5) Конструкционные металлы и сплавы.
6) Жаропрочные, износостойкие, инструментальные и штамповочные стали и сплавы.
7) Композиционные материалы, резина, пластмассы
4 ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ ЛАБОРАТОРНЫХ ЗАНЯТИЙ
| 1) | Изучение механических свойств материала. |
| 2) | Макроструктурный анализ сварных швов. |
| 3) | Изучение структуры стали в равновесном состоянии. |
| 4) | Изучение микроструктуры сварного шва. |
| 5) | Технология термической обработки стали. |
| 6) | Микроструктурный анализ стали. |
| 7) | Изучение микроструктуры стали в равновесном состоянии. |
| 8) | Изучение микроструктуры чугуна в равновесном состоянии. |
| 9) | Цветные металлы и сплавы. |
| 10) | Химико-термическая обработка сплава. |
| 11) | Прокаливаемость и закаливоемость стали. |
| 12) | Термическая обработка цветных металлов |
| 13) | Влияние термической обработки на микроструктуру холодно деформированной стали. |
| 14) | Исследование влияния термической обработки на механические свойства сплава на основе алюминия. |
5 ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ САМОСТОЯТЕЛЬНЫХ ЗАНЯТИЙ
1) Основы строения и свойства материалов. Дислокации и дефекты кристаллической решетки.
2) Механические свойства материалов и их определение.
3) Теория сплавов. Виды взаимодействия компонентов, их характеристика.
4) Сплавы на основе железа. Классификация сталей и чугунов по структуре и свойствам. Диаграмма состояний железо-цементит.
5) Применение железоуглеродистых сталей в лесной, нефте-, газодобывающей промышленностях.
6) Основы термической обработки и поверхностного упрочнения сплавов.
7) Превращения в стали при нагреве и охлаждении. Диаграмма изотермического превращения аустенита.
8) Легированные стали, их классификация, маркировка. Применение легированных сталей в лесном и нефтегазовом комплексах.
9) Цветные металлы и сплавы. Медь, алюминий и титан; сплавы на их основе, их характеристика и применение в лесном и нефтегазовом комплексах.
10) Неметаллические материалы. Полимеры и пластмассы. Резина. Применение композиционных материалов типа полимер-полимер в промышленности.
11) Композиционные материалы, их свойства и область применения, наноматериалы.
6 ИНФОРМАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
6.1 Обязательная литература
1) Лахтин, Ю.М. Материаловедение [Текст]: учебник /Ю. М. Лахтин, В. П. Леонтьев. − М.: Машиностроение, 1989. − 451 с.
2) Коптяева, Г. Б. Основные понятия о железоуглеродистых сплавах [Текст]: учебное пособие /Г. Б. Коптяева, Н. Р. Шоль. − Ухта: УГТУ, 2000. − 169 с.
3) Коптяева, Г.Б. Классификация, маркировка и выбор стали [Текст]: учебное пособие /Г. Б. Коптяева, Н. Р. Шоль. − Ухта: УИИ, 1998. – 102 с.: ил.
4) Коптяева, Г. Б. Материаловедение и сварка [Текст]: учебное пособие /Г. Б. Коптяева. – Ухта: УГТУ, 2006. – 143 с.: ил.
5) Солнцев, Ю. П. Материаловедение [Текст]: учебник /Ю. П. Солнцев. – М.: Академия, 2007. – 496 с.
6.2 Рекомендуемая литература
1) Арзамасов, Б. Н. Материаловедение [Текст]: учебник /Б. Н. Арзамасов. – М.: Издательство МВТУ им. Баумана, 2003. – 6486 с.
2) Гуляев, А. П. Металловедение [Текст]: учебник /А. П. Гуляев. − М.: Металлургия, 2002. – 544 с.
3) Композиционные материалы [Текст]: Справочник. − М.: Машиностроение, 1990. – 512 с.