Министерство образования и науки Украины

ОДЕССКАЯ НАЦИОНАЛЬНАЯ МОРСКАЯ АКАДЕМИЯ

Н.С.МОЛОДЦОВ

Материаловедение и технология материалов

Конспект лекций

Одесса - 2003

УДК 621.617.

Молодцов Н.С. Материаловедение и технология материалов. /Конспект лекций для курсантов и студентов механических специальностей ОНМА.-Одесса, ОНМА, 2003.-160 с.

Конспект лекций разработан профессором Молодцовым Н.С. в соответствии с планом издания учебно-методической литературы ОНМА на 2003 год. Он предназначен для курсантов ОНМА, изучающих дисциплины: «Материаловедение и технология материалов», «Материаловедение и обработка материалов» и «Технология материалов».

Пособие рассмотрено и одобрено на заседании кафедры технологии материалов и судоремонта ОНМА, протокол № от _______ 2003 г., ученом совете СМФ, протокол № от _______ 2003 г., методическом совете ОНМА, протокол № от _______ 2003 г., утверждено на ученом совете ОНМА и рекомендовано для тиражирования и использования в учебном процессе.

Содержание

№№ лекций	Тема лекции	Стр.
1	Введение.
2	Общие сведения о производстве материалов и заготовок.
3	Конструкционные и ремонтные материалы и способы их обработки.
4	Общие сведения о получении неразъемных соединений и обработке на металлорежущих станках.
5	Технологический процесс, методы и технические средства измерений.
6	Строение материалов. Общие сведения о диаграмме состояния металлических сплавов.
7	Механические свойства материалов и методы их определения.
8	Физическая сущность механизмов деформации и разрушения материалов. Влияние пластической деформации на их структуру и свойства.
9	Диаграмма состояния и микроструктура металлических сплавов.
10	Легированные и специальные стали и сплавы
11	Теория термической обработки металлических сплавов.
12	Технология термической обработки стали и сплавов
13	Общие сведения и физическая сущность способов получения неразъемных соединений.
14	Технология получения неразъемных соединений.
15	Технологические особенности основных способов получения неразъемных соединений
16	Качество неразъемных соединений и методы их контроля.
17	Общие сведения и физическая сущность обработки мате-риалов резанием.
18	Влияние элементов режима резания и геометрии инструмента на качество обработанной поверхности
19	Условия работы и износ рабочих поверхностей деталей
20	Способы восстановления и упрочнения деталей СТС.
21	Заключение.

Лекция 1. Введение.

План лекции: Требования к компетентности вахтенных механиков судов. Значение дисциплины при подготовке вахтенного механика судна. Объем, задачи и содержание дисциплины, методика ее изучения, формы самостоятельной работы. Научное направление кафедры ТМС. Дополнительные учебно-методические материалы. Контрольные вопросы.

Развитие науки и техники, постоянное совершенствование морского флота и повышение его технического уровня требуют высококачественной и разносторонней подготовки инженера - судомеханика.

Международной конвенцией ПДНВ 78/95 определены минимальные требования к компетентности вахтенных механиков судов (Таблица А-III/1 ПДНВ 78/95), а IMO – моделью дисциплины «Материаловедение и технология материалов» (МиТМ) - содержание и объем требований (см. приложение 1 к рабочей программе).

Важную роль в обеспечении указанных требований и рекомендаций играет глубокое знание вахтенными механиками характеристик и ограничений материалов и процессов, которые применяются при строительстве и ремонте судов и оборудования, строения и свойств материалов и способов их обработки, которые учитываются при изготовлении и ремонте систем и их компонентов, а также умение оценивать качество получаемых изделий. Значение дисциплины состоит еще и в том, что усвоение ее разделов способствует пониманию и успешному усвоению таких дисциплин, как "Прикладная механика и основы конструирования", "Детали машин" и "Сопротивление материалов", "Диагностика и технология ремонта СТС и систем управления" и др. Кроме этого, без знания основных положений материаловедения и технологии материалов невозможна успешная профессиональная деятельность инженера-механика. Поскольку такие необходимые практические навыки, как определение основных механических свойств материала, выполнение операций термической обработки, выбор марки или материала его заменителя для изготовления детали с учетом условий его работы, выбор оптимальной геометрии резца и элементов режима резания при обработке материалов на токарном станке, выбор оптимального режима ручной электродуговой сварки материалов с учетом их особенностей и другие могут быть приобретены только при изучении дисциплины МиТМ и выполнении программы технологической практики.

Учитывая повышение требований к технологической подготовке судовых механиков, ее объем для курсантов Одесской государственной морской академии (ОГМА), начиная с 1999-2000 учебного года, значительно увеличен и приведен в соответствие с рекомендациями IMO. Так, в учебном плане специализации 7.100302.00 “Эксплуатация судовых энергетических установок” предусмотрены дисциплины “Материаловедение и технология материалов” (МиТМ) и “Технологическая практика” (ТП).

На МиТМ выделяется 108 часов, в т.ч. на лекции - 42, лабораторные и практические занятия - 12 и 8 и самостоятельную работу – 46; на ТП – 300 часов.

Для судовых механиков прошлых лет выпуска проводится предрейсовая доподготовка (повышение квалификации). С этой целью в ОГМА, на базе кафедры ТМС, создан и функционирует учебно-научно-производственный центр (УНПЦ) «Технология», в котором судовые механики и рядовой состав получают необходимые дополнительные теоретические знания и практические навыки работы на металлорежущих станках, сварочном и термическом оборудовании и др. Сроки и программа доподготовки корректируются в зависимости от уровня знаний и умений слушателей.

Дисциплина МиТМ изучается в первом семестре. Ее обеспечивают дисциплины "Начертательная геометрия и графика" ( используется умение курсанта читать чертеж детали), "Химия" (используется знание законов протекания химических реакций окисления и восстановления металлов) и "Физика" (используются знание законов об агрегатном состоянии веществ и фазовых превращений, о теплоте и теплопередаче, растворах, основных физических свойствах металлов в твердом и жидком состояниях).

ТП проводится в учебных мастерских кафедры ТМС, СРЗ и судах в первом и втором семестрах соответственно по 64 и 76 часов и летом – 160, а также в период первой и второй плавательных практик после 4-го и 6-го семестров.

При успешном выполнении программ МиТМ и ТП и выполнение индивидуальных заданий в период первой и второй плавательных практик курсанты получают соответствующее свидетельство (справку), которая вместе с другими документами предоставляет право на оформление и получение рабочего диплома вахтенного механика.

Таким образом, основными задачами дисциплины МиТМ являются следующие.

1. Дать общие сведения: 1) о получении материалов, их классификации и маркировке, инструменте и способах обработки; 2) об основах построения технологического процесса, методах и технических средствах измерений, которые обеспечивают эффективное прохождение курсантами технологической практики.

2. Изучить характеристики, строение, свойства и ограничения материалов, а также главные технологические процессы их обработки и принципиальные схемы работы применяемого оборудования, инструментов и приспособления.

3. Ознакомить с использованием соответствующих инструментов для изготовления деталей и ремонта в условиях эксплуатации судна.

В результате изучения дисциплины МиТМи выполнения программы ТП курсанты должны приобрести следующие знания и умения.

1. Знать:

1.1.Характеристики, строение, свойства и ограничение основных судостроительных материалов, методику и оборудование для их определения.

1.2. Классификацию и маркировку конструкционных материалов.

1.3. Сущность и виды термической обработки материалов.

1.4. Сущность и основные методы сварки и пайки металлов.

1.5. Основные методы и методику выбора оптимальных режимов обработки резанием.

1.6. Принципиальные схемы работы оборудования, инструмента и приспособлений для изготовления деталей и ремонта в условиях эксплуатации судна.

2. Уметь:

2.1. Определять основные механические свойства материалов.

2.2. Делать термообработку углеродистой стали.

2.3.Выбирать элементы режима сварки, паки и обработки резанием различых материалов.

2.4. Использовать оборудование, инструменты и приспособления для изготовления деталей и ремонта в условиях эксплуатации судна.

Содержание дисциплины МиТМ состоит из двух частей: материаловедения и технологии материалов.

Материаловедением называют науку, которая изучает взаимосвязь между составом, строением и свойствами материалов.

Технологией материалов называют науку, которая изучает способы обработки материалов и их технические средства, необходимые для изготовления (ремонта) деталей. Она базируется на основных положениях материаловедения.

Учитывая основные задачи дисциплины и необходимость обеспечения эффективного прохождения курсантами технологической практики, она разбита на 6 разделов, каждый из которых состоит из следующих вопросов.