Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

ПЕТРОЗАВОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

КОЛЬСКИЙ ФИЛИАЛ

Методические указания и контрольные работы

по дисциплине

Материаловедение

для студентов заочной формы обучения

Апатиты

2010

Составитель: доцент, к.т.н. С.М. Маслобоева

СОДЕРЖАНИЕ

стр.

Цели и задачи дисциплины	4
Требования к уровню освоения содержания дисциплины	4
Программа	5
Контрольные задания Порядок выполнения контрольной работы Варианты работ	7 7 8
Вопросы к зачету	12
6. Рекомендуемая литература	14
Приложение 1	17

1. Цели и задачи дисциплины

Целью изучения дисциплины «Материаловедение» является приобретение знаний, которые должны обеспечить в производственных процессах рациональное, эффективное использование материалов при соблюдении требований экономики, экологии и безопасности труда. Решение задачи повышения качества и снижения себестоимости всех видов продукции, являющейся важнейшей для современных горнодобывающих и обогатительных предприятий, возможно лишь на базе обязательного изучения свойств используемых материалов для правильного выбора технических средств, их эксплуатации и восстановления, а также ведения добычных, обогатительных, строительных и ремонтно-строительных работ.

2. ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

В результате освоения дисциплины «Материаловедение» студент должен:

• знать основные закономерности, определяющие строение и свойства материалов, методы их обработки, поведение материалов в основных процессах эксплуатации или потребления;

• освоить наиболее широко применяемые в технике методы испытания качества материалов;

• уметь в результате анализа условий эксплуатации и производства правильно выбирать материал, назначать его обработку в целях получения заданной структуры и свойств, обеспечивающих высокую надежность и долговечность деталей машин;

• уметь самостоятельно пользоваться нормативной документацией и справочной литературой для выбора основных промышленных, а также новых перспективных материалов и эффективных методов их использования в зависимости от условий;

• иметь представление о перспективах развития материаловедения как науки;

• использовать полученные знания при изучении специальных дисциплин и в процессе самостоятельной работы.

3. Программа

Введение. Основные понятия. Значение, цели и задачи дисциплины «Материаловедение». Взаимосвязь с другими дисциплинами. Общие требования, предъявляемые к материалам в зависимости от условий использования или эксплуатации. Системный подход к изучению строения, структуры и свойств материалов.

Раздел 1. Основные понятия о строении, структуре и свойствах материалов. Агрегатные состояния вещества (общие сведения). Строение однородных веществ в различных агрегатных состояниях. Фазы и фазовые превращения. Характеристика основных фазовых превращений. Строение кристаллических веществ: кристаллическая решетка, дефекты кристаллической решетки. Металлические сплавы: характеристика фаз, образующих сплавы, структура сплавов, фазовые и структурные превращения в сплавах, диаграммы состояния сплавов. Полимерные вещества: состав, строение и структура, классификация. Общая характеристика каучуков. Общая характеристика высокомолекулярных полимеров: термопластичные и термореактивные полимеры. Композиционные материалы. Физические свойства. Механические свойства. Электрические свойства. Магнитные свойства. Свойства веществ и материалов в основных физико-химических процессах: старение, изнашивание, диффузия, коррозия. Технологические свойства. Потребительские свойства. Способы воздействия на свойства веществ и материалов: механическая обработка, термическая обработка (отжиг, закалка, отпуск и искусственное старение), термомеханическая обработка, химико-термическая обработка. Общие требования безопасности при использовании веществ и материалов.

Раздел 2. Металлы и сплавы. Железо и сплавы на его основе. Система «железо-цементит». Стали и сплавы. Структура сталей в равновесном состоянии. Влияние углерода и постоянных (технологических) примесей на свойства сталей и сплавов. Влияние термической, термомеханической и химико-термической обработок на свойства стали и сплавов. Влияние легирующих элементов на свойства стали и сплавов. Классификация сталей. Конструкционные, инструментальные стали и сплавы. Стали и сплавы с особыми физическими свойствами. Чугуны: белые, серые, ковкие, высокопрочные, специального назначения. Титан и сплавы на его основе. Тугоплавкие металлы и сплавы на их основе. Цветные металлы и сплавы на их основе. Медь, латуни, бронзы, медно-никелевые сплавы. Алюминий и сплавы на его основе. Магний и сплавы на его основе. Антифрикционные (подшипниковые) сплавы на оловянной, свинцовой и цинковой основах. Припои. Порошковые металлические материалы: конструкционные, инструментальные, специального назначения с особыми свойствами. Композиционные материалы с металлической матрицей: дисперсно-упрочненные, с волокнистым упрочнителем. Металлические стекла. Защита металлов от коррозии.

Раздел 3. Материалы из органических веществ. Лесоматериалы: круглые, пиломатериалы, древесные материалы и изделия из них. Бумажные материалы: бумага, картон и изделия на их основе. Резиновые материалы: состав, классификация по назначению и области применения. Органические вяжущие вещества и материалы на их основе: асфальтовые строительные растворы и бетоны, мастики кровельные и гидроизоляционные, нефтяные эмульсии и пасты.

Раздел 4. Материалы из неорганических минеральных веществ. Разрыхленные, дисперсные и каменные материалы. Каменные природные материалы. Минеральные неорганические вяжущие вещества и материалы на их основе. Искусственные каменные материалы. Каменные плавленые материалы (каменное литье). Неорганические полимерные материалы: графитовые, асбестовые, слюдяные, керамические, неорганическое стекло, ситаллы.

Раздел 5. Полимерные пластические материалы. Состав пластических материалов. Характеристика некоторых пластмасс и изделий на их основе: пластмассы с листовым, волокнистым наполнителем. Пластмассы без наполнителя. Пластмассы с газовоздушным наполнителем. Стандартизированные изделия из пластмасс.

Раздел 6. Полупроводниковые материалы.

Раздел 7. Пленкообразующие материалы. Клеящие материалы. Герметики. Лакокрасочные защитные материалы. Характеристика основных видов лакокрасочных материалов: краски, лаки, грунтовки, шпатлевка. Растворители для лакокрасочных материалов.

Раздел 8. Смазочные материалы. Смазочные масла. Пластичные смазки. Твердые смазочные материалы. Смазочно-охлаждающие жидкости.