Теоретические и практические основы материаловедения и технологии материалов развиваются в практике конструирования, производства, эксплуатации, ремонта и
Скачать 362.03 Kb.
|
ВВЕДЕНИЕ Теоретические и практические основы материаловедения и технологии материалов развиваются в практике конструирования, производства, эксплуатации, ремонта и технического обслуживания летательных аппаратов (ЛА) и наземного оборудования. Без современных материалов невозможна ни одна конструкция, в том числе самолётов, вертолётов и двигателей к ним. Наблюдаются явно прослеживаемые взаимосвязи эффективности и надежности работы отдельных узлов и конструкций в целом от научно выбранных материалов и научно обоснованных условии эксплуатации, ремонта и технического обслуживания. Без знания основ науки о материалах нельзя глубоко понять устройство, принцип действия и особенности эксплуатации современной сложной авиационной техники. Материаловедение – это наука о формировании эксплуатационных свойств в материалах путём научного выбора химсостава, типа межатомных связей, электронной структуры и создания управляемой микроструктуры. При эксплуатации, ремонте и техническом обслуживании ЛА необходимо помнить и представлять, что в любом материале помимо физического износа в той или иной степени протекают процессы вырождения как микроструктуры, так и его состава, следовательно, ресурс деталей ограничен и последние требуют ремонта или полной замены. Цель данных методических указаний – оказание помощи заочно обучающимся студентам по специальности 160901 в изучении дисциплины «Материаловедение».
Дисциплина изучается в соответствии с государственными требованиям и к минимуму содержания и уровню подготовки выпускника по специальности 160901 на втором курсе по заочной форме обучения. Лекции – 2 час., лабораторные работы – 8 час., контрольная работа – 1, самостоятельная работа – 60 час., зачет.
Дисциплина «Материаловедение» - базовая инженерная дисциплина в системе подготовки бакалавров, инженеров-механиков, магистров по специальности 160901 с университетским образованием. Целью изучения дисциплины является формирование у будущих специалистов необходимого комплекса знаний, умений и навыков в области материаловедения, современных конструкционных материалов; основных групп электрорадиоматериалов (ЭРМ); превращениях, протекающих в материалах при длительной эксплуатации авиационной техники (АТ), а также в нестандартных (экстремальных) условиях
2.2.1 Иметь представление о современных проблемах создания, применения и эксплуатации в ЛА и авиационных двигателях (АД) основных конструкционных материалов и ЭРМ. Иметь понятие о перспективах развития материаловедения применительно к новым машинам АТ. 2.2.2. Знать: -фундаментальные основы теории современных конструкционных материалов(металлически и неметаллических) и критерии оценки их свойств; -Фундаментальные основы теории ЭРМ и критерии оценки их свойств; -физическую сущность протекающих процессов в материалах при их ра-боте в условиях комплексного воздействия эксплуатационных факторов,приво-дящих к изменению характеристик и отказам работы АТ; -методы выбора авиаматериалов для обеспечения работоспособности из-делий; -эксплуатационные свойства и характеристики конструкционных мате-риалов; -основные методы измерения параметров материалов; -технические средства измерения параметров материалов и их метроло-гические характеристики; -методы обеспечения взаимозаменяемости деталей и узлов механизмов. 2.2.3. Уметь: -обеспечивать грамотную эксплуатацию и ремонт ЛА и АД на основе полученных знаний об авиационных материалах; -анализировать причины отказов АТ по причине изменения свойств ма-териалов; -работать со специальной и справочной литературой, связанной с мате-риалами, используемыми в АТ. 2.2.4. иметь опыт: -самостоятельно исследовать свойства материалов и определять их ха-рактеристики, прогнозировать их работоспособность; -управлять параметрами формирования свойств материалов путём воздействия на них тепловых и силовых полей. 2.3. Перечень базовых дисциплин, связанных с изучением разделов дисциплины «Материаловедение» Физика, раздел «Физическое металловедение»; Химия; Математика; Сопротивление материалов; Введение в специальность. 2.4 Перечень дисциплин, в которых используется дисциплина «Материа-ловедение» «Технология обработки»; Конструкция авиационных двигателей; Кон-струкция ЛА; Техническая эксплуатация ЛА и АД, ремонт ЛА и АД. 3. Список используемой литературы По курсу “Материаловедение” 1. Материаловедение и технология металлов М.: высшая школа 2002 (Под ред. Фетисова Г.П.) 2. Абраимов Н.В.,Елисеев Ю.С.,Крымов В.В Авиационное материалове-дение и технология металлов. М.: Высшая школа, 1998. 3.Гуляев А.П. Металловедение. – (есть предметный указатель) М. Металлургия 1986. 4. Лахтин Ю. М., Леоньтева В. П. Материаловедение - М.:Машинострое-ние, 1996 5. М. Е. Дриц; М.А. Москалев технология конструкционных материалов М.В. 1990 6.Николенко В. В. И др. Структура и свойства авиационных материалов. Под ред. А.Ф. Белова- М.:Машиностроение 1989. 7. Гуляев А.П. Металловедение. –М.:Металлургия,1986 4. СТРУКТУРА КУРСА И ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ Раздел 1. Связь между составом, структурой и свойствами материалов. Роль материалов в проблеме безопасности полётов и эксплуатационной надёжности летательных аппаратов и двигателей. Важнейшие критерии оценки и выбора материалов для авиационной техники. Влияние технологии обработки материалов на их свойства. Кристаллическое строение металлов. Механизм пластической деформации. Раздел 2. Строение металлических сплавов Раздел 3. Термическая и химико-термическая обработка сплавов. Раздел 4. Стали и сплавы на основе железа, никеля, вольфрама, молибдена, ниобия Раздел 5. Конструкционные сплавы на основе магния, алюминия, титана, бериллия, олова и меди. Легкоплавкие и тугоплавкие припои. Раздел 6. Неметаллические материалы. Композиционные материалы. Раздел 7. Электротехнические и радиотехнические материалы. Основной формой изучения курса является самостоятельная, творческая работа над учебным материалом программы по рекомендуемой литературе, приводимой в конце каждой темы. Прежде чем приступить к изучению курса, нужно ознакомиться с программой данного курса. При проработке отдельных тем программы надо учесть нижеприведенные методические рекомендации. Проработанные материал рекомендуется конспектировать. Изучив отдельную тему, надо проверить свои знания, ответить на вопросы самопроверки. Для усвоения курса в соответствии с учебным планом необходимо выполнить контрольную работу. Современное развитие науки о материалах (металлических и неметаллических) характеризуется возрастанием роли физических представлений. Поэтому при проработке курса большое внимание должно быть уделено изучению физического материаловедения, предшествующего изучению эксплуатационных характеристик авиационных материалов, включающих темы 3.1.8 – 3.1.13, посвященных конкретным авиационным сплавам и материалам (металлическим и неметаллическим) их составу, физико-химическим и эксплуатационным свойствам, технологии обработки, области применения в авиации, технико-экономическим показателям. Изучающий курс «материаловедение» должен научиться самостоятельно и творчески подходить к анализу эксплуатационных свойств материалов, исходя из того что, химический состав и структура существенно и необратимо изменяются и, как следствие необратимо изменяются эксплуатационные характеристики материала. Поэтому изучению роли эксплуатационных факторов, влияющих на перерождение металлов и сплавов, должно быть уделено особое внимание, поскольку они определяют надежность и ресурс летательных аппаратов. В помощь самостоятельно изучающим курс в период экзаменационной сессии по стрежневым вопросам курса читается обобщенная лекция. После зачёта контрольных работ для закрепления материала необходимо выполнить лабораторный практикум и получить по нему зачёт. Лабораторный практикум ставит своей целью ознакомить студентов со свойствами основных групп современных материалов, применяемых для летательных аппаратов, ознакомить студентов с современными методами исследования материалов, одновременно развивая у студентов навыки к самостоятельной работе в лаборатории. 5. ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ИЗУЧЕНИЮ РАЗДЕЛОВ ПРОГРАММЫ 5.1 Программа дисциплины Содержание и задачи курса. Роль материалов в производстве и эксплуатации ЛА и АД. Влияние материалов на повышение безопасности полётов ЛА гражданской авиации (ГА). Изменение структуры и свойств авиационных материалов в процессе эксплуатации лётной техники. Рассмотрение авиационных материалов с энергетической точки зрения (как системы, развивающейся, самовосстанавливающейся и со временем разрушающейся). Материаловедение – наука о взаимосвязи между составом, структурой и свойствами материалов. Основные этапы развития авиационного материаловедения. Важнейшие критерии оценки и выбора материалов для АТ. Экономическая эффективность применения различных материалов и технологических методов их обработки при производстве, эксплуатации и ремонте АТ. Место и значение дисциплины «Материаловедение» в системе подготовки специалистов по специальности 160901. Раздел 1. Связь между составом, структурой и свойствами материалов [1-5] Основная методология изучения учебного материала формируется на принципе взаимодействия химсостава взаимодействия материалов. Назначение материалов в работе деталей, Узлов и конструкций летательных аппаратов и авиационных двигателей. Пассивная и активная роль материалов. Превалирующая роль требований самолётостроения, выражающаяся через определённые критерии характеристик материала. Таблица1
Эксплуатационные свойства конструкционных материалов и методы их оценки. Прочность, надежность и догловечность летательных аппаратов и двигателей. Определение основных механический характеристик материалов при растяжении – ГОСТ 1497-73 и кручении – ГОСТ 3565-58.Предел временной прочности, упругости и текучести материалов. Модуль нормальной упругогости. Модуль сдвига….. Усталость (выносливость) материалов при циклических нагрузках. Предел выносливости материалов и методы его определения – ГОСТ 2860-65.Механизм усталого разрушения…. Свойства металлов в условиях динамического нагружения. Ударная вязкость и методы ее определения - гост 9454-78. Зависимость работы разрушения от температуры…. Твердость и микротвердость металлов. Методы определения твердости по Бринелю - - ГОСТ 9012-75, по Виккерсу – ГОСТ 2999-75 и по Роквеллу – ГОСТ 9013-59, измерение микротвердости ( HB, HRC, HV, H). Характеристики прочности металлов при высоких температурах. Предел длительной прочности и его зависимость от температуры и времени нагружения. Предел ползучести. Термическая усталость. Трение и изнашивание деталей машин. Методы испытания на трение и износ..... Конструкционная прочность (масштабный фактор, влияние концентраторов и др.) Метрологическое обеспечение определения основных физико-механических свойств материалов при испытаниях по ГОСТу. Коррозионная стойкость. Методы оценки коррозии ГОСТ – 6032-75 , 5949-75, 7350-77, 5582-75. Структурно-зависимые и структурно-независимые свойства материалов. Основные элементы микроструктуры металлических материалов сведены в табл.2. Таблица 2
Кристаллическое строение материалов. Строение твердого тела. Аморфное и кристаллическое состояние материалов. Природа сил, связывающих атомы в материале. Энергия межатомного сцепления. Атомное строение металлов. Металлический тип связи. Кристаллические решетки идеальных металлов. Полиморфизм. Важнейшие свойства металлов. Идеальная и реальная структура металлов. Дефекты кристаллического строения. Точечные, линейные и поверхностные дефекты в кристаллах. Вакансии и примесные атомы. Дислокации. Моно и поликристаллические материалы. Субструктура зерен. Диффузия в кристаллах. Механизм диффузии. Влияние температуры на диффузионные процессы. Формирование кристаллического твердого тела. Кристаллизация из жидкого состояние и ее закономерности. Методы исследования структуры кристаллов (металлографический, электронно-микроскопический, рентгеноструктурный, электронно-графический). Пластическая деформация, упрочнение и разрушение металлов. Упругая и пластическая деформация моно и поликристаллов. Истинная и условная диаграмма растяжения. Характеристика свойств металлов в области упругих и пластических деформаций. Хрупкие и пластичные металлы. Дислокационная теория пластической деформации и упрочнения металлов. Связь прочности с дислокационной структурой. Зависимость прочности металлов от количества дефектов кристаллического строения. Бездефектные структуры (нитевидные кристаллы). Разрушение металлов Механизм разрушения для хрупких и пластичных материалов. Влияние температуры и скорость деформации на пластичность кристаллических твердых тел. Горячая и холодная пластическая деформация. Влияние холодной пластической деформации на структуру и свойства материалов. Наклеп. Текстура деформации. Технологическое значение деформации. Влияние нагрева на структуру и свойства холодного деформированного металла. Возраст. Рекристаллизация и ее основные закономерности. Пластическая деформация при повышенных температурах. Ползучесть металлов и разрушение при ползучести. Влияние структуры металлов на характеристики ползучести. Физическая природа жаропрочности металлов. Пластическая деформация и разрушение металлов при криогенных температурах. Пути формирования определенных структур путем легирования, термической обработке и пластической деформации. Центральные вопросы раздела 1. 1. Основная методология курса «Материаловедение» 2.Основные требования самолетостроения к метериалам. 3. Основные критерии характеристик прочности, надежность и долговечности работы материалов. 4. Формирование структурных факторов металлических материалов. 5. Элементы структурных факторов. 6. Типы атомных связей и диффузия в кристаллической структуре. 7. Горячая и холодная пластическая деформация. Упрочнение и разупрочнение материала при пластической деформации. Вопросы для самопроверки 1.В чем сущность в металлической, ионной, ковалентной связей атомов в твердых телах; как рассчитывается энергия связи между атомами? 2. Кристаллическое тело и его отличие от аморфного. 3. Виды пространственных атомно-кристаллических решеток. 4. Что называется полиморфизмом металлов? Какие полиморфные модификации можно назвать для железа, титана и олова? 5. Какие дефекты строения наблюдаются в реальных кристаллах и как они влияют на свойства кристаллов? 6. Что такое дислокации; влияние температуры нагрева и пластической деформации на их количество? Энергия дислокации. Формула расчета Паерлса. 7. Виды диффузии и ее закономерности. 8. Какова физическая природа вязкого и хрупкого разрушения? 9. Что такое термомеханическая обработка? 10. Что такое жаропрочность и какие существуют методы ее повышения? |
Добавить документ в свой блог или на сайт
Похожие:
 | Рабочая программа учебной дисциплины «механика материалов и основы конструирования» Курс «Механика материалов и основы конструирования» входит в состав базовой части профессионального цикла дисциплин подготовки бакалавров... | | Рабочая программа дисциплины Основы материаловедения Целью освоения дисциплины «Основы материаловедения» является формирование у студентов комплекса профессиональных знаний и умений... |
| Рабочая программа дисциплины Основы материаловедения Целью освоения дисциплины «Основы материаловедения» является формирование у студентов комплекса профессиональных знаний и умений... | | Программа дисциплины «Теоретические основы конструирования, технологии... Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов направления подготовки для... |
 | Методические указания по выполнению реферата по дисциплине "процессы... Методические указания предназначены в помощь студентам при выполнении реферата по дисциплине "Процессы соединения, сборки и ремонта... | | Т. В. Сазанова теоретические основы и технологии по естествознанию В. Сазанова. Теоретические основы и технологии по естествознанию. Учебно-методический комплекс. Методические указания и индивидуальные... |
| Конспект урока технологии в 6 классе Тема: основы конструирования... Цель: изучить с учащимися элементы и последовательность конструирования и моделирования изделий | | Рабочая программа учебной дисциплины «Научные основы проектирования,... Изучение дисциплины базируется на общеинженерных технических и специальных знаниях, умениях и навыках, полученных при обучении на... |
| Рабочая программа учебной дисциплины «Научные основы проектирования,... Изучение дисциплины базируется на общеинженерных технических и специальных знаниях, умениях и навыках, полученных при обучении на... | | Примерные программы Специальные дисциплины примерная программа дисциплины... «Основы сельскохозяйственного производства» дать студентам инженерного профиля, обучающимся по специальности «Инженерные системы... |
| Разработка технологии изготовления нетканого материала из отходов... Специальность 05. 19. 02 Технология и первичная обработка текстильных материалов и сырья | | Примерная программа наименование дисциплины: инновационные технологии в садоводстве Цель – сформировать представление о стратегии инновационной деятельности и теоретические основы и практические навыки инновационных... |
| Рабочая программа учебной дисциплины оп. 4 Основы материаловедения... Рабочая программа учебной дисциплины «Основы материаловедения» разработана на основе Федерального государственного образовательного... | | Тематический план и содержание учебной дисциплины «основы материаловедения» Содержание учебного материала, лабораторные и практические работы, самостоятельная работа обучающихся, курсовая работа(проект) (если... |
| Основная образовательная программа подготовки специалиста по специальности... Цель изучения дисциплины – получение необходимых знаний о многогранной взаимосвязи дизайна и его материальной палитры; классификации,... | | Рабочая программа учебной дисциплины «основы технологии производства... Рабочая программа предназначена для преподавания дисциплины базовой части профессионального цикла ооп впо студентам в 7 семестре... |
