Содержание дисциплины.

№ п/п

Названия разделов

Предусматриваемые виды занятий

Лекции

ЛР

1

2

3

4

1

Строение материалов.

Р

Р

2

Основы металлургического производства.

Р

Р

3

Основы теории металлических сплавов.

Р

Р

4

Железо и его сплавы. Стали и чугуны.

Р

Р

5

Термическая обработка и методы упрочнения.

Р

Р

6

Конструкционные материалы.

Р

7

Основы формообразующих технологий производства заготовок и деталей..

Р

№ п/п

Семестр

Названия разделов и их содержание

Кол. часов

1

2

3

4

1

4

Введение.

Предмет и цели изучения дисциплины, ее место в инженерной подготовке. Значение материаловедения и технологии материалов в ускорении научно-технического прогресса.

0,5

2

4

Строение материалов.

Металлические и неметаллические материалы. Типы связи между атомами. Влияние типа связи на свойства материалов.

Кристаллические и аморфные материалы. Кристаллическое строение.

Строение металлов. Основные типы кристаллических решеток. Полиморфизм. Изотропия и анизотропия. Дефекты кристаллического строения: вакансии, дислокации, границы зерен. Кристалл и зерно; влияние размера зерен на механические свойства.

1,5

3

4

Основы металлургического производства.

Металлургические процессы выплавки металлов и сплавов. Материалы металлургического процесса. Технологии обогащения руд. Получение слитков металлов и сплавов. Первичная кристаллизация. Термодинамические условия перехода вещества из одного агрегатного состояния в другое. Кинетика кристаллизации. Закон кристаллизации (по Тамману). Влияние скорости охлаждения (степени переохлаждения) на основные параметры процесса кристаллизации, величину зерна и свойства. Модифицирование.

Обработка давлением в металлургическом производстве.

Порошковая металлургия. Получение порошков и приготовление смесей. Формование заготовок. Спекание.

Производство черных металлов - чугуна и стали. Производство чугуна. Состав шихты. Выплавка чугуна. Продукция доменного производства. Производство стали. Выплавка стали. Разливка стали. Технология производства сталей и сплавов особо высокого качества.

Производство цветных металлов – меди и алюминия.

3

1

2

3

4

4

4

Основы теории металлических сплавов.

Основные понятия и термины: сплав, компонент, фаза, структура, равновесное и неравновесное состояния. Классификация соединений: химические соединения, твердые растворы, смеси. Характерные особенности строения и свойства; условия образования.

Диаграммы состояния металлических и неметаллических соединений. Зависимость свойств от строения и химического состава (закономерности Н.С. Курнакова). Превращения в твердом состоянии: диффузионные и бездиффузионные. Особенности превращений.

Механические свойства материалов; возможность изменения свойств сплавов путем термической обработки.

Способы упрочнения сплавов. Перекристаллизация. Измельчение зерен в результате полиморфного превращения. Влияние на свойства. Дисперсионное твердение. Выделение в процессе отпуска (старения) мелкодисперсных частиц упрочняющей фазы из пересыщенного твердого раствора. Влияние на свойства.

5

5

4

Железо и его сплавы. Стали и чугуны.

Превращения сплавов при нагреве и охлаждении. Критические точки железа по Д.К. Чернову. Соединения железа и углерода: фазы и структуры. Диаграмма состояния железо-цементит (фазовая и структурная). Сплавы системы железо – углерод. Технически чистое железо, стали чугуны. Структура сплавов.

3

1

2

3

4

6

4

Термическая обработка и методы упрочнения.

Основные понятия. Место в технологическом процессе производства изделий. Превращения в сталях при нагреве и охлаждении. Диаграмма изотермического превращения аустенита. Влияние скорости охлаждения на превращения, структуру и свойства.

Основные виды термической обработки.

Отжиг. Цель отжига. Структура и свойства отожженной стали.

Закалка. Цель закалки. Структура и свойства, закаливаемость и прокаливаемость стали. Остаточный аустенит. Обработка холодом.

Отпуск. Цель отпуска. Влияние отпуска на структуру и свойства стали. Разновидности отпуска.

Поверхностное упрочнения. Закалка ТВЧ. Особенности структуры и свойств.

Химико-термическая обработка. Цементация. Термическая обработка после цементации, структура и свойства. Цементуемые стали.

Азотирование. Особенности процесса. Структура и свойства азотированного слоя. Стали для азотирования.

6

7

4

Конструкционные материалы.

Стали углеродистые и легированные. Классификация сталей по структуре, назначению и качеству. Влияние вредных и полезных примесей. Марки сталей по ГОСТ.

Влияние легирующих компонентов на превращения, структуру и свойства сталей.

Стали общетехнического назначения классификация по химическому составу и назначению.

Чугуны. Белые и отбеленные чугуны. Чугуны с графитом. Графитизация. Влияние графита на свойства чугунов. Серый, высокопрочный и ковкий чугуны; классификация по структуре (по металлической основе). Способы получения, свойства, области применения, марки.

Материалы со специальными свойствами. Стали ис плавы, устойчивые против коррозии; жаростойкие и жаропрочные. Износостойкие стали.

Цветные металлы и сплавы. На основе меди - латуни и бронзы; деформируемые и литейные сплавы, марки; применение в промышленности. На основе алюминия - деформируемые сплавы – дюралюминий, марки; литейные сплавы; – силумины; марки; применение в промышленности.

Полимеры и пластические массы. Полимеры. Пластические массы. Эластомеры (каучуки), резины. Область рационального применения пластмасс. Композиционные материалы

4

8

4

Основы формообразующих технологий производства заготовок и деталей..

Литейное производство. Технологические требования к материалам для литья. (литейным сплавам). Технология получения отливок. Литье в одноразовые формы. Литье в многократные (металлические) формы. Электрошлаковое литье (ЭШЛ).

Обработка давлением. Пластическая деформация. Напряжение и деформация. Упругая и пластическая деформация. Упрочнение при пластическом деформировании, влияние на структуру и свойства. Рекристаллизация. Холодная и горячая обработка давлением. Технологичность при обработке давлением. Технология горячей обработки давлением – ковка, штамповка. Холодная обработка давлением. Листовая штамповка. Объемная штамповка.

Сварка и резка металлов. Методы сварки. Сварка плавлением. Термомеханические и механические методы сварки. Термическая обработка сварных изделий. Резка металлов.

Пайка металлов. Припои и флюсы. Технология пайки. Обработка деталей после пайки.

Обработка резанием. Основные понятия.

Инструментальные материалы лезвийных инструментов, требования к свойствам. Нетеплостойкие - углеродистые и легированные и теплостойкие - быстрорежущие стали. Марки сталей, назначение, термическая обработка, структура и свойства.

Твердые сплавы. Типы сплавов. Строение и свойства, марки и область применения.

Режущая керамика. Типы керамики. Строение и свойства, марки и область применения.

Сверхтвердые материалы на основе алмаза и кубического нитрида бора. Свойства и область применения.

Материалы абразивных инструментов.

Технология обработки на металлорежущих станках – токарных, сверлильных, фрезерных, шлифовальных. Основные операции. Основы обработки на многоцелевых станках.

Основы электрофизических и электрохимических методов обработки.

9