АННОТАЦИЯ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ «Электротехническое и конструкционное материаловедение»
Цели освоения дисциплины
Цель изучения учебной дисциплины «Материаловедение и технология конструкционных материалов» - познание природы и свойств материалов, а также методов упрочнения материалов для наиболее эффективного использования в технике.
Основные задачи дисциплины:
познать физическую сущность явлений, происходящих в материалах при воздействии на них различных факторов в условиях производства и эксплуатации и показать их влияние на структуру и свойства материалов;
установить зависимость между составом, строением и свойствами материалов, изучить теорию и практику различных способов упрочнения материалов, обеспечивающих высокую надежность и долговечность деталей и других изделий;
изучить основные группы металлических и неметаллических материалов, их свойства и область применения, поведение материалов в эксплуатации.
Место дисциплины в образовательной программе
Предшествующие дисциплины: физика, химия, математика. Является основой для дисциплин: электрические машины, электрический привод, электрические и электронные аппараты, техника высоких напряжений, электрическое освещение.
Коды формируемых компетенций: ПК-38, ПК-43, ПК-45.
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
Знать:
физическую сущность явлений, происходящих в материалах при воздействии на них различных факторов в условиях производства и эксплуатации;
зависимость между составом, строением и свойствами материалов;
теорию и практику различных способов упрочнения материалов, обеспечивающих высокую надежность и долговечность деталей и других изделий;
основные группы металлических и неметаллических материалов, их свойства и область применения, поведение материалов в эксплуатации;
Уметь:
оценивать и прогнозировать поведение материала и причин отказов деталей под воздействием на них различных эксплуатационных факторов;
в результате анализа условий эксплуатации и производства обоснованно и правильно выбирать материал, назначать обработку в целях получения заданной структуры и свойств, обеспечивающих высокую надежность изделий;
Получить навыки:
выбора материалов для разрабатываемого изделия.
Структура и ключевые понятия дисциплины:
Введение в материаловедение. Металлические и неметаллические материалы. Характерные свойства металлов. Особенности атомно-кристаллического строения. Элементарная ячейка. Строение реальных металлов. Дефекты кристаллической решетки. Физические методы исследований металлов и сплавов. Термодинамические основы, механизм и кинетика кристаллизации металлов. Параметры кристаллизации, число центров кристаллизации, скорость роста центров. Зависимость параметров кристаллизации от степени переохлаждения (скорости охлаждения) и их влияние на размер зёрен и свойств металла. Строение металлического слитка. Полиморфные превращения металлов. Понятия: компонент, фаза, структурная составляющая. Особенности строения, кристаллизации и свойств сплавов. Диаграммы состояния двухкомпонентных сплавов: принципы построения.
Диаграммы состояния сплавов, образующих ограниченные и неограниченные твердые растворы, химические соединения и механические смеси. Правило отрезков для проведения количественного структурного анализа. Связь между типом диаграммы состояния и свойствами сплава. Конструктивная прочность металлов и сплавов. Свойства, определяемые при статических и динамических испытаниях. Методы определения твердости: по Бринеллю, по Роквеллу, по Виккерсу. Ударная вязкость. Работа зарождения и распространения трещин. Виды изломов. Явление хладоломкости. Усталостное разрушение. Влияние деформации на структуру и свойства сплавов: наклеп. Пути повышения конструкционной прочности металлов.
Структуры железоуглеродистых сплавов. Диаграмма состояния Fe – C. Стали. Классификация сталей по назначению, качеству, структуре. Влияние углерода и легирующих элементов на свойства сталей. Машиностроительные углеродистые и легированные стали. Инструментальные стали и сплавы. Стали с особыми свойствами. Превращения, протекающие в структуре стали при нагреве и охлаждении. Виды отжига. Влияние нагрева на структуру и свойства деформированных сплавов. Мартенситное превращение при закалке. Виды отпуска. Новые металлические и неметаллические материалы.
Электроматериаловедение. Зонная теория материалов. Удельная электропроводность и удельное электросопротивление. Классификация электротехнических материалов. Алюминий и его сплавы. Медь: свойства и применение.Зависимость электропроводности металлов от температуры, примесей. Контактная разность потенциалов, виды термопар. Контакты скользящие и разрывные. Явление сверхпроводимости. Твердые, жидкие, газообразные диэлектрики. Виды поляризации. Свойства твердых диэлектриков: диэлектрическая проницаемость, диэлектрические потери. Пробой газов, жидких и твердых диэлектриков. Пьезоэлектрики, пироэлектрики, сегнетоэлектрики. Зависимость удельного электросопротивления диэлектриков от температуры и примесей. Полимеры, получаемые различными способами. Резины. Лаки, Эмали, клеи. Волокнистые материалы. Слюда, стекло и керамика. Классификация полупроводников. Зависимость электропроводности от различных факторов. Собственная, донорная и акцепторная проводимость. Электронно-дырочный переход. Процессы технического намагничивания и перемагничивания материалов. Магнитомягкие материалы. Магнитотвердые материалы.
Организация учебных занятий по дисциплине
Дисциплина построена по модульному принципу, каждый модуль завершается рубежным контролем. Для самостоятельной проработки дисциплины на сервере кафедры размещен конспект лекций, доступный студентам на первой неделе занятий. На кафедре имеется для проведения лабораторных работ следующее оборудование: диапозитивы и раздельный материал по темам, альбомы микроструктур сплавов после деформации и различных видов термической и химико-термической обработки, микроскопы металлографические инвертированные Axiovert – 200MAT, Axiovert – 40MAT, стереомикроскопы Stemi – 2С. МБС-10, набор микрошлифов. Твердомеры Роквелла Бринелля, микротвердомер Dm-8, разрывная машина, гидравлический пресс, образцы из металлических и неметаллических материалов. Лабораторные работы так же проводятся в компьютерном классе, имеющем выход в Интернет. По окончании обучения студенты сдают зачёт в третьем семестре.
|
