Министерство образования Российской Федерации

Ивановский государственный энергетический университет

Кафедра технологии автоматизированного машиностроения

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ

Программа, контрольные задания и методические указания

для студентов заочного факультета

Иваново 2004

Составитель Н.В.ТРЕТЬЯКОВА

Редактор В.А.ПОЛЕТАЕВ

Приведены программа и задания к контрольной работе по курсу “Материаловедение”. Изложены методики анализа фазовых превращений в сплавах и назначения технологических режимов термической обработки. Приведены диаграммы состояния для самостоятельного анализа, список литературы и перечень лабораторных работ по курсу.

Методические указания предназначены для студентов заочного факультета.

Методические указания утверждены цикловой методической комиссией ЭМФ

Рецензент

кафедра технологии автоматизированного машиностроения Ивановского государственного энергетического университета

Введение

Учебный курс “Материаловедение” включает:

1.Теоретическую часть, изучаемую самостоятельно по учебникам и учебным пособиям в соответствии с программой.

При изучении теоретической части основной задачей является выявление взаимосвязи состава, строения и свойств материала как в исходном состоянии, так и в процессе обработки.

2. Лабораторные работы (12ч), выполняемые в университете.

3. Контрольная работа содержит два задания теоретической части курса и три задания, направленные на решение практических задач выбора конструкционного материала и способа его упрочнения термической и химико-термической обработкой в энергомашиностроении.

При решении практических задач выбора материала и способа его упрочнения необходимо учитывать специфические условия эксплуатации энергетического оборудования (длительность работы при высоких температурах и давлении, агрессивность среды и др.) и вопросы экономики. Так, при выборе материала целесообразно вначале рассмотреть использование наиболее дешевых конструкционных материалов – чугунов и углеродистых сталей. Если окажется, что свойства этих материалов не удовлетворяют эксплуатационным требованиям, следует рассмотреть применение легированных сталей, а также сталей и сплавов с особыми физико-химическими свойствами (коррозионно-стойких, жаропрочных и др.). Причем легированные стали используются только в термообработанном состоянии.

Требования и рекомендации к оформлению контрольной работы:

– ответы на вопросы должны быть краткими и ясными; рекомендуется теоретические положения, изложенные в учебниках текстом, перерабатывать и представлять в виде схем, эскизов и другой наглядной форме.

– страницы, таблицы и рисунки (схемы, эскизы и т.п.) должны быть пронумерованы, а станицы иметь поля для замечаний;

– в конце работы приводится список использованной литературы, ставится дата выполнения и подпись.

Внимание! Вариант контрольной работы выбирается по последней двухзначной цифре шифра (01...24). С номера 25 выбирается вариант 5 и так далее.

Программа курса “Материаловедение”

1. Строение и кристаллизация металлов. Металлический тип атомно-молекулярной связи. Кристаллическое строение. Явление аллотропии. Дефекты строения, их классификация и влияние на свойства. Механизм и законы кристаллизации.

2. Строение и кристаллизация сплавов. Понятие о сплавах и методах их получения. Особенности строения, кристаллизации и свойств сплавов: а) механических смесей; б) химических соединений; в) твердых растворов. Диаграмма состояния двухкомпонентного сплава; методики ее построения и анализа.

3. Свойства и методы исследования металлов и сплавов. Понятие о физических и химических свойствах. Механические характеристики, получаемые при испытании на растяжение. Ударная вязкость и способ ее определения. Твердость и методы ее оценки. Технологические свойства. Понятие о ползучести, длительной прочности, хладноломкости и тепловой хрупкости. Металлографические исследования.

4. Железоуглеродистые сплавы. Диаграмма «Fe – Fe₃C». Железо, его свойства и аллотропические модификации. Соединения железа с углеродом и их свойства. Диаграмма состояния «Fe – Fe₃C». Значение линий и точек; состав области. Использование диаграммы на практике.

5. Чугуны. Понятие о доменном процессе получения чугунов. Строение, свойства и применение белых чугунов. Строение, свойства, маркировка, технология производства и применение серых чугунов: а) обычного литейного; б) ковкого; в) высокопрочного. Понятие о технологии изготовления заготовок и деталей методом литья.

6. Углеродистые стали. Понятие о стали и методах ее выплавки. Влияние углерода и постоянных примесей на свойства стали. Классификация: по количеству углерода, структуре, методу выплавки, способу раскисления, назначению, качеству. Маркировка, свойства и применение углеродистых сталей: а) обыкновенного качества; б) качественных; в) высококачественных; г) котельных. Преимущества и недостатки углеродистых сталей.

7. Легированные стали. Влияние легирующих элементов на свойства стали. Классификация и маркировка. Конструкционные, износостойкие, котельные и турбинные легированные стали. Основные дефекты: флокены и отпускная хрупкость.

8. Коррозионно-стойкие и жаропрочные стали и сплавы. Основы теории коррозии; межкристаллитная коррозия и методы борьбы с ней. Принципы получения коррозионно-стойких сталей. Основы теории жаропрочности; жаропрочные сплавы на основе никеля и титана. Понятие о жаростойкости.

9. Цветные металлы и сплавы. Свойства и применение алюминия, а также сплавов на его основе: дюралюминов и силуминов. Свойства и применение меди, а также сплавов на ее основе: латуней и бронз. Использование тугоплавких металлов: ниобия, тантала, молибдена и других.

10. Термическая обработка. Превращения, происходящие в структуре стали при нагреве и охлаждении. Виды отжига и их назначение. Нормализация стали. Технология объемной и поверхностной закалки. Отпуск и старение. Особенности термической обработки чугуна и легированных сталей. Виды брака при термической обработке.

11. Химико-термическая обработка. Цементация: назначение; технология и оборудование; механизм образования цементитного слоя, его структура и свойства; термическая обработка после цементации. Азотирование: механизм образования и свойства азотированного слоя; преимущества и недостатки; стали для азотирования. Цианирование в жидких, газовых и твердых средах. Назначение и технология диффузионной металлизации (алитирование, хромирование, силицирование).