1718

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова»

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ.

ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Методические указания для самостоятельной работы студентов

заочной формы обучения

по направлениям подготовки бакалавров:

15.03.02– Технологические машины и оборудование;

15.03.04– Автоматизация технологических процессов и производств;

23.03.01– Технология транспортных процессов;

23.03.03– Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов;

35.03.02– Технология лесозаготовительных

и деревоперерабатывающих производств

Воронеж 2018

1

УДК 621.7(075)

Рецензент: доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой электротехники и автоматики ФГБОУ ВО «Воронежский государственный аграрный университет им. императора Петра I»

Д.Н. Афоничев

Аксенов, А.А. Материаловедение. Технология конструкционных материалов [Текст]: методические указания для самостоятельной работы студентов заочной формы обучения по направлениям подготовки бакалавров:

15.03.02 – Технологические машины и оборудование; 15.03.04 – Автоматизация технологических процессов и производств; 23.03.01 – Технология транспортных процессов; 23.03.03 – Эксплуатация транспортно-

технологических машин и комплексов; 35.03.02 – Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств / А.А. Аксенов ;

М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВО «ВГЛТУ». – Воронеж, 2013. – 32 с.

©Аксенов А.А., 2018

©ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет», 2018

2

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение ………………………………………………………………………. 4 1 Форма и содержание самостоятельной работы …………………………... 5 2 Методические указания к самостоятельной работе студентов ………….. 7

2.1Материаловедение …………………………………………………... 7

2.1.1Строение и свойств металлов ……………………………….. 7

2.1.2Теория сплавов ……………………………………………….. 8

2.1.3Железоуглеродистые сплавы ………………………………... 10

2.1.4Методы упрочнения металлов ………………………………. 13

2.1.5 Цветные металлы и их сплавы ……………………………… 15

2.1.6Инструментальные материалы ……………………………… 17

2.1.7Неметаллические и композиционные материалы …………. 18

2.2Технология конструкционных материалов ………………………... 20

2.2.1Производство черных и цветных металлов ………………… 20

2.2.2Литейное производство ……………………………………… 21

2.2.3Сварочное производство …………………………………….. 23

2.2.4Обработка металлов давлением …………………………….. 24

2.2.5Обработка металлов резанием ………………………………. 26

2.2.6Металлорежущие станки ……………………………………. 28

Библиографический список ………………………………………………….. 31

3

ВВЕДЕНИЕ

Учебным планом по направлению подготовки бакалавров 15.03.04 –

Автоматизация технологических процессов и производств; 23.03.01 –

Технология транспортных процессов – дисциплина «Материаловедение».

Изучение дисциплины должно дать студентам знания об основных материалах, применяемых в машиностроении, их свойствах и методах упрочнения, технологических процессах формообразования заготовок и производства материалов, а также о технологических операциях, которые наиболее широко применяются в технике для изготовления заготовок и деталей.

В соответствии с рабочими программами для студентов заочной формы обучения предусмотрено самостоятельное изучение по дисциплине

«Материаловедение. Технология конструкционных материалов» для направлений 15.03.02 – Технологические машины и оборудование; 23.03.03 –

Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов; 35.03.02 –

Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств.

4

1 ФОРМА И СОДЕРЖАНИЕ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ

Врабочих программах по дисциплинам «Материаловедение» и

«Материаловедение. Технология конструкционных материалов» для различных направлений подготовки студентов заочного обучения на аудиторные занятия отводится несколько лекций и лабораторных работ, поэтому большинство основных вопросов студенты должны изучить самостоятельно.

Для контроля самостоятельного изучения в период экзаменационной сессии предусмотрена проверка знаний студентов в форме тестовых заданий,

включающих различные вопросы всех разделов дисциплины.

Для направления подготовки 15.03.04 и 23.03.01 в учебном плане предусмотрена дисциплина «Материаловедение», поэтому студенты,

обучающиеся по данному направлению, самостоятельно изучают раздел

«Материаловедение».

Для направлений подготовки 15.03.02 – Технологические машины и оборудование; 23.03.03 – Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов; 35.03.02 – Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств в учебном плане предусмотрена дисциплина «Материаловедение. Технология конструкционных материалов»,

поэтому студенты, обучающиеся по данным направлениям, самостоятельно изучают разделы «Материаловедение» и «Технология конструкционных материалов».

Раздел «Материаловедение» предусматривает следующие основные

темы:

1 Строение и свойства металлов;

2 Теория сплавов;

3 Железоуглеродистые сплавы;

4 Методы упрочнения металлов;

5 Цветные металлы и их сплавы;

5

6 Инструментальные материалы;

7 Неметаллические и композиционные материалы.

Раздел «Технология конструкционных материалов» предусматривает следующие основных темы:

1 Производство черных и цветных металлов;

2 Литейное производство;

3 Сварочное производство;

4 Обработка металлов давлением;

5 Обработка металлов резанием;

7 Металлорежущиие станки.

6

2 МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

КСАМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЕ СТУДЕНТОВ

2.1МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ

2.1.1СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ

Темы для самостоятельного изучения

1 Металлы и их свойства;

2Атомно-кристаллическая структура металлов;

3Дефекты кристаллического строения металлов;

4Методы изучения строения металлов;

5Механизм процесса кристаллизации;

6Полиморфные превращения в металлах;

7Магнитные превращения в металлах;

8Механические свойства металлов при стандартных статических и динамических испытаниях.

Вопросы для контроля

1 Кто сформулировал первое определение, что такое металл? 2 Сколько металлов в современной периодической системе?

3 Как называются вещества, электронная проводимость которых непрерывно уменьшается с повышением температуры?

4 Какие конструкционные материалы используются широко в народном хозяйстве?

5 Что характеризует кристаллическое строение металлов?

6 Что называется кристаллической решеткой ОЦК?

7 Что называется кристаллической решеткой ГЦК?

8 Что называется кристаллической решеткой ГПУ?

9 Что называется кристаллической решеткой ТПУ?

7

10 Как называется число ближайших равноудаленных соседей у каждого атома?

11 Как называется число атомов, принадлежащих одной элементарной ячейки?

12 Как называется доля объема элементарной ячейки, занимаемая атомами?

13 Как называется расстояние между ближайшими атомами?

Основная и дополнительная литература

1 Арзамасов, В.Б. Материаловедение [Текст]: учебник для студентов высших учебных заведений / В.Б. Арзамасов, А.А. Черепахин. – М.:

Издательство «Экзамен», 2009. – С. 7-44.

2 Лахтин, Ю.М. Материаловедение [Текст]: учебник для высших технических учебных заведений. – 6-е изд., стереотипное / Ю.М. Лахтин, В.П.

Леонтьева. – М.: «Издательство Альянс», 2011. – С. 7-36.

3 Аксенов, А.А. Материаловедение [Текст]: текст лекций / А.А. Аксенов;

М-во образование и науки РФ, ФГБОУ ВПО «ВГЛТА». – Воронеж, 2012. – С. 16-24.

2.1.2 ТЕОРИЯ СПЛАВОВ

Темы для самостоятельного изучения

1Понятия: сплав, компоненты, фазы, макро- и микроструктура.

2Фазы в металлических сплавах.

3Особенности кристаллизации сплавов.

4Методы построения диаграмм состояния сплавов экспериментальным

путем.

5Диаграммы состояния для бинарных сплавов I, II, III, и IV родов.

6Применение правила фаз и правила отрезков.

7Связь между типом диаграммы состояния, структурой и свойствами сплавов по Курнакову.

8

8 Понятие о диаграммах состояния тройных сплавов.

Вопросы для контроля

1 Что называется фазой?

2 Что называется структурой?

3 В чем отличие макро- и микроструктуры?

4 Что такое металлический сплав?

5 Что представляют собой компоненты металлических сплавов?

6 Что такое металлический сплав?

7 В чем отличие кристаллизации чистых металлов и металлических сплавов?

8 Какие металлические сплавы кристаллизуются при постоянной температуре?

9 Дайте понятия доэвтектоидных, эвтектоидных и заэвтектоидных сплавов?

10 Что представляют собой механические смеси компонентов?

11 Какова растворимость компонентов в твердом состоянии бинарных сплавов I рода?

12 Что представляют собой твердые растворы замещения?

13 Какова растворимость компонентов в твердом состоянии бинарных сплавов II рода?

14 Что представляют собой твердые растворы внедрения?

15 Какова растворимость компонентов в твердом состоянии бинарных сплавов III рода?

16 Что представляют собой устойчивые и неустойчивые химические соединения?

17 Что такое перетектика?

18 Какие существуют диаграммы бинарных сплавов IV рода?

19 Как определить химический состав и количественное соотношение фаз сплава при заданной температуре?

9

20 Каким образом можно примерно определить механические свойства бинарных сплавов в зависимости от концентрации компонентов?

21 Как определить химический состав тройного сплава?

Основная и дополнительная литература

1 Арзамасов, В.Б. Материаловедение [Текст]: учебник для студентов высших учебных заведений / В.Б. Арзамасов, А.А. Черепахин. – М.:

Издательство «Экзамен», 2009. – С. 45-71.

2 Лахтин, Ю.М. Материаловедение [Текст]: учебник для высших технических учебных заведений. – 6-е изд., стереотипное / Ю.М. Лахтин, В.П.

Леонтьева. – М.: «Издательство Альянс», 2011. – С. 37-67.

3 Аксенов, А.А. Материаловедение [Текст]: текст лекций / А.А. Аксенов;

М-во образование и науки РФ, ФГБОУ ВПО «ВГЛТА». – Воронеж, 2012. – С.

25-37.

2.1.3 ЖЕЛЕЗОУГЛЕРОДИСТЫЕ СПЛАВЫ

Темы для самостоятельного изучения

1Метастабильная диаграмма состояния железо-углерод.

2Компоненты, фазы и структурное составляющие сталей и чугунов, их характеристика.

3Фазовые превращения в сплавах при охлаждении и нагревании.

4Влияние углерода и постоянных примесей на свойства стали.

5Классификация сталей.

6Маркировка сталей и их применение.

7Стабильная диаграмма состояния железо-углерод.

8Влияние углерода, кремния и скорости охлаждения при кристаллизации на структуру серого чугуна.

9Белый и отбеленный чугун.

10Чугун с пластинчатым графитом.

11Чугун с вермикулярным графитом.

10