Рабочая программа дисциплины конспекты лекций

Скачать 1.05 Mb.

Название	Рабочая программа дисциплины конспекты лекций
страница	2/9
Дата публикации	07.07.2015
Размер	1.05 Mb.
Тип	Рабочая программа

100-bal.ru > Химия > Рабочая программа

1 2 3 4 5 6 7 8 9

КОНСПЕКТЫ ЛЕКЦИЙ

Материаловедение

080502.65 Экономика и управление на предприятии (по отраслям)

Дальнегорск

2010
Тема 1 Строение и основные свойства металлов и сплавов

Металлы являются кристаллическими телами, поэтому вначале необходимо изучить строение и свойства кристаллических тел, типы кристаллических решеток, расположение в них атомов. Необходимо усвоить, какие бывают дефекты строения реальных кристаллов и влияние дефектов на свойства металлов. Важно усвоить характер кристаллизации металлов и сплавов.

Ввиду строгого расположения атомов свойства кристаллических тел в различных направлениях будут различны. В связи с этим следует уяснить понятия анизотропии, различные модификации (аллотропию) при тепловом воздействии на металлы; критические точки металлов при нагреве и охлаждении в твердом состоянии и при кристаллизации из жидкого состояния; взаимодействие двух компонентов в сплавах (образование твердых растворов, химических соединений, механических смесей).

Необходимо хорошо усвоить типы элементарных диаграмм состояния двухкомпонентных систем, понять метод построения диаграмм, значение линий на диаграммах, уметь определить критические точки. Уяснить зависимость свойств сплава от его состава (процентного содержания компонентов).

Вопросы для самопроверки

Что такое элементарная кристаллическая ячейка (решетка)? Назовите основные типы элементарных кристаллических решеток.
Что такое параметры кристаллической решетки, базисное число, координационное число?
В чем сущность металлической связи между атомами кристаллической, решетки?
Изложите схему кристаллизации чистых металлов. Что такое критическая точка при охлаждении (кристаллизации) чистых металлов и сплавов? Найдите ее на кривой охлаждения и объясните ее физический смысл.
Какая существует связь между числом центров и скоростью кристаллизации в зависимости от степени переохлаждения? Как влияет степень переохлаждения на структуру металла при кристаллизации?
Какие превращения называются аллотропическими? Назовите металлы, обладающие аллотропическими превращениями.
Нарисуйте кривую кристаллизации и перекристаллизации чистого железа. Какие при этом происходят превращения? В чем их сущность?
Что такое металлический сплав? Назовите типы взаимодействия двух компонентов при кристаллизации сплавов.
Охарактеризуйте диаграммы состояний 1, 2, 3 и 4-го типов.
Какие дефекты строения кристаллических решеток вы знаете, чем они вызваны? Их влияние на свойства металлов.
Постройте диаграмму Pb – Sb по кривым охлаждения сплавов.
Начертите кривую охлаждения для сплава содержащего 30% Pb и 70% Sb; укажите, какие структурные изменения будут происходить при его охлаждении, назовите причину этих изменений.
Начертите кривую охлаждения для сплава, содержащего 20% Ni и 80% ,Cu. Сколько фаз имеет этот сплав при 800°С?
Какое влияние на свойства сплава оказывает его состав?

Тема 2 Железоуглеродистые сплавы

Железоуглеродистые сплавы (стали и чугуны) представляют собой сплавы железа с углеродом и рядом других элементов. Углерод оказывает решающее влияние на формирование структуры сплава.

Изучать диаграмму состояний системы железо – углерод следует лишь после того, как станут понятны критические точки и модификации железа при нагреве и охлаждении. Затем надо уяснить, что железо с углеродом способно образовать твердые растворы, а также химическое соединение – цементит Fe₃C. Линии диаграммы, расположенные ниже линии солидуса, указывают на протекание процессов вторичной кристаллизации (перекристаллизации), которые связаны с изменением растворимости углерода в железе и с аллотропическими превращениями железа (в частности, переходом модификации γ-же-леза в α-железо, и наоборот). Изучив общий вид диаграммы, особенно процессы первичной кристаллизации и перекристаллизации, сплавов системы, железо – углерод, нужно уметь самостоятельно начертить ее, определить все фазы и структурные составляющие этой системы. Для понимания формирования структуры и свойств сталей и чугунов необходимо глубоко изучить микроструктуру железоуглеродистых сплавов, их химический состав. Надо уяснить влияние углерода и постоянных примесей на свойства сталей и чугунов, а также принцип классификации углеродистых сталей и чугунов, обозначение их марок по ГОСТу и научиться определять по марке примерный химический состав стали или чугуна.

Следует иметь в виду, что свойства стали в значительной степени зависят от методов выплавки (в конвертерах, мартеновской или электрической печи), так как метод выплавки во многом определяет однородность химического состава, наличие неметаллических включений, газов и других примесей в стали. Существенно важно изучить механические и технологические свойства и виды испытаний для определения этих свойств. Необходимо запомнить обозначение прочностных и пластических свойств металлов и сплавов, установленных ГОСТом, знать методы их определения, размерности и т.д.

Вопросы для самопроверки

Начертите кривые нагрева и охлаждения железа и охарактеризуйте его аллотропические превращения.
Начертите диаграмму состояния системы железо – углерод. Покажите на этой диаграмме линии ликвидуса и солидуса. Объясните линии кристаллизации и перекристаллизации (первичной и вторичной кристаллизации).
Охарактеризуйте основные структурные составляющие железоуглеродистых сплавов: феррита, аустенита, цементита, перлита и ледебурита.
Охарактеризуйте структурные превращения, происходящие при медленном охлаждении сплава железа с углеродом, содержащего 0,6% С (доэвтектоидная сталь); 0,8% С (эвтектоидная сталь); 1,3% С (заэвтектоидная сталь); 4,1% С (доэвтектический чугун) и 5,5% С (заэвтектический чугун).
Найдите на диаграмме состояния сплавов железа с углеродом точку Ас₃ для стали, содержащей 0,6% С.
Объясните влияние углерода и постоянных примесей стали на ее структуру и свойства.
Приведите признаки (виды) классификации углеродистых сталей. Каков принцип их маркировки по ГОСТу?
Каково влияние примесей на свойства чугуна? В чем сущность классификации чугунов по структуре?
В чем отличие белого чугуна от серого и почему для изготовления деталей машин белые чугуны применяют редко?
Что такое ковкий чугун и как его получают? Где он применяется?
Приведите классификацию чугунов по структуре металлической основы. Охарактеризуйте чугуны марок СЧ 13-36, КЧ 33-8, КЧ 60-3, ВЧ 40-10, АСЧ-2.
Виды испытаний механических свойств металлов и сплавов. На каком оборудовании испытывают предел прочности и относительное удлинение, что они характеризуют?
Виды испытаний технологических свойств металлов.
Какие вы знаете методы испытания и контроля качества металлов и сплавов, области их применения?

Тема 3 Основы термической обработки стали

Термическая обработка производится путем теплового воздействия с целью изменения ее структуры и свойств. При нагреве до, заданной температуры, выдержке и последующем охлаждении с определенной скоростью в стали происходят изменения, которые обусловливают те или другие ее свойства. Надо внимательно изучить превращения в стали при нагреве и охлаждении, стадии этих превращении. Усвойте изотермическое превращение аустенита и превращения, протекающие при непрерывном охлаждении стали с различными скоростями, с образованием ряда характерных структур (перлита, сорбита, тростита, мартенсита).

Для практических целей нужно изучить технологию некоторых видов термической обработки отжига, закалки и отпуска. Студент должен знать применяемое при этом оборудование, цель каждого вида термической обработки, его технологию, физико-химическую сущность протекающих превращений, структуру и свойства стали; уяснить виды дефектов при закалке, обратив особое внимание на остаточные напряжения, которые снижают усталостную прочность стали. Необходимо рассмотреть термомеханическую обработку стали. Следует изучить основные виды термической обработки чугуна, имеющей существенное значение в машиностроении.

Техника безопасности при различных видах термической обработки деталей и полуфабрикатов состоит в строгом выполнении соответствующих производственно-технических, технологических инструкций, регламентирующих порядок выполнения различных производственных операций (особенно это относится к приемам работы при загрузке деталей в печь для нагрева и выгрузки их); наличии соответствующей спецодежды для защиты от тепловых выделений печей; включении соответствующих механизмов только после додачи установленной сигнализации; наличии ограждений у всех вращающихся частей, механизмов и т.д.

Если нагрев деталей производится в соляных ваннах (например, в расплаве каустической соды и селитры при температуре 400-600°С), необходимо следить за тем, чтобы загрузка деталей происходила без разбрызгивания, так как попадая на кожу человека, расплав вызывает химическое разъедание кожи и тепловой ожог. Рабочие должны быть обеспечены специальной одеждой (резиновые сапоги, резиновые перчатки, резиновый фартук, защитные очки и т.д.). Необходимо обеспечить строгое выполнение указаний, предупредительных надписей по технике безопасности на всех рабочих местах.

Вопросы для самопроверки

В чем сущность термической обработки стали? Какими параметрами характеризуется термическая обработка стали?
Основные виды термической обработки стали, их характеристика.
В чем сущность превращений, протекающих в стали при нагреве?
Охарактеризуйте превращения аустенита при охлаждении и стадии этих превращений.
В чем сущность изотермического превращения аустенита, протекающего в сталях при выдержке в области характерных температур? Какие при этом получаются структуры?
Каково различие между структурными составляющими перлита, сорбита, тростита и мартенсита?
В чем сущность мартенситного превращения, отличие его от перлитного?
Охарактеризуйте превращения при нагреве закаленной стали.
Назовите виды отжига, области его применения. Оборудование, применяемое при отжиге. Какие при этом протекают процессы?
До какой температуры нужно нагревать перед закалкой сталь, содержащую 0,45% С, 0,7% С, 1,2% С и какие при этом происходят превращения? Назовите виды закалки, области ее применения.
Назовите виды отпуска; процессы, протекающие при отпуске, области его применения.
Охарактеризуйте процесс термомеханической обработки (ТМО) стали и виды этого процесса, назовите области его применения.
Назовите виды термической обработки чугуна и процессы, протекающие при этом.
Дефекты, возникающие при закалке и их влияние на ее усталостную прочность.

Тема 4 Легированные стали и сплавы

Уясните влияние легирующих компонентов на структуру и свойства стали, обратите внимание на изменение положения критических точек и фазовые превращения в зависимости от вида и содержания легирующих компонентов.

Следует запомнить условное обозначение легирующих компонентов в написании марок сталей, а также порядок определения примерного состава стали по ее маркировке. Необходимо внимательно изучить признаки классификации легированных сталей и сплавов, особенно классификацию по назначению, так как этот вид классификации определен ГОСТом и чаще всего применяется на производстве. Нужно хорошо изучить те марки стали, с которыми вы встречаетесь у себя на производстве, а также примерное назначение различных конструкционных и инструментальных легированных сталей. Далее следует ознакомиться со сталями и сплавами с особыми свойствами (жаропрочными нержавеющими и др.), а также с керметами и другими материалами, с иx свойствами и областями применения.

Вопросы для самопроверки

В чем сущность упрочнения стали при легировании?
Какие легирующие компоненты способны образовывать с углеродом карбиды, а какие – нет? Какие свойства придают сталям карбидообразующие компоненты?
Как влияют легирующие компоненты на положение критических точек и фазовые превращения? Какие легирующие компоненты расширяют область γ-железа, а какие сужают ее и почему?
Приведите классификацию легированных сталей по назначению, назовите области применения этих сталей.
Охарактеризуйте классификацию легированных сталей по химическому составу. Приведите примеры.
Охарактеризуйте классификацию легированных сталей по структуре в отожженном и нормализованном состоянии? Приведите примеры (марки стали).
Охарактеризуйте классификацию легированных сталей по содержанию Легирующих компонентов. Приведите примеры (марки стали).
Расшифруйте химический состав сталей марок 12ХГ, 40Х, 40ХН, 12ХНЗА, 18Х2Н4МА, Х12М.
Приведите примеры конструкционных легированных сталей. Области их применения.
Какие стали относят к инструментальным? Приведите примеры инструментальных сталей, для режущего и измерительного инструмента, Области применения быстрорежущей стали.
Приведите примеры нержавеющих и, жаропрочных сталей, области их применения.
Изложите свойства и области применения металлокерамических материалов.

Тема 5 Цветные металлы и их сплавы

Эту тему предлагается изучать в такой последовательности: свойства и области применения чистого металла, наиболее распространенные сплавы на их основе, структура этих сплавов_: диаграммы состояния, свойства сплавов и области их применения. Надо уметь по марке сплава определять его примерный состав.

Следует отметить, что особо важное значение имеют лишь те части диаграмм состояний сплавов меди с цинком и меди с оловом, по оси абсцисс, у которых отложено до 50% цинка и до 30% олова. При изучении сплавов алюминия обратите внимание на деформируемые и лилейные алюминиевые сплавы и на процесс старения некоторых из этих сплавов.

Сплавы на магниевой и титановой основе весьма широко применяются в технике, так как они при малом удельном весе обладают достаточно высокой прочностью. Хорошо уясните состав, свойства и области применения, некоторых марок деформируемых и литейных сплавов магния и титана. Сравните состав и свойства изучаемых сплавов цветных металлов с теми, с которыми вы имеете дело на производстве.

Вопросы для самопроверки

Охарактеризуйте свойства меди и влияние примесей на ее свойства.
Укажите на диаграмме состояний сплавов меди с цинком и меди с оловом максимальное содержание цинка в α-латуни и олова в бронзах. Виды латуней и бронз, свойства этих сплавов и области их применения.
Приведите характеристику свойств алюминия и укажите влияние на них примесей.
Какой сплав называют силумином? Объясните влияние модифицирования на структуру и механические свойства силумина. Укажите области применения силуминов.
Какие алюминиевые сплавы относятся к деформируемым? В чем сущности процессов старения дюралюминия?
Назовите виды деформируемых алюминиевых сплавов, их марки, свойства и области применения.
Назовите виды сплавов на магниевой основе, их марки, основные свойства и области применения.
Каковы свойства титана и как на них влияют примеси? Где применяется титан?
Назовите марки титановых сплавов, свойства и области применения.
Назовите марки, состав, свойства и области применения подшипниковых сплавов. Каким требованиям должен удовлетворять подшипниковый сплав?

Тема 6 Неметаллические и композиционные материалы

Прежде всего, необходимо изучить виды пластмасс, их классификацию, основы строения, а также физико-механические и технологические свойства.

Основной составляющей частью пластмассы являются синтетические или в некоторых случаях природные полимеры. При изготовлении пластмасс наиболее часто применяются различного вида синтетические полимеры – смолы. Пластмасса может состоять только из одной смолы (например, полиамида или полиэтилена), но в большинстве случаев смола используется как основная часть пластмассы, а для придания ей соответствующих физико-химических свойств в состав пластмассы, кроме смолы, вводят различные наполнители, пластификаторы, стабилизаторы и др. Поэтому следует знать, какие пластификаторы применяются для повышения пластических свойств – гибкости, эластичности и обрабатываемости пластмассы, а какие наполнители – для повышения механической прочности и предупреждения прилипания пластмассы к стенке пресс-формы, уменьшения усадки при остывании, придания других физико-химических свойств и какие стабилизаторы – для повышения долговечности пластмасс, то есть для борьбы с их старением от влияния кислорода воздуха, тепла, света, механических воздействий.

При изготовлении пластмассовых изделий исходный материал обычно подвергают совместному действию нагрева и давления. В зависимости от строения молекул и изменения свойств при нагреве пластмассы разделяют на две основные группы – термопластические и термореактивные. Нужно знать, какие пластмассы относятся к первой группе, а какие ко второй. Также необходимо знать примеры наиболее распространенных термопластов и термореактивных материалов.

При изучении резиновых материалов необходимо рассмотреть виды каучуков и состав резиновых смесей (каучук, вулканизирующие добавки и специальные добавки – ингредиенты), а также свойства резиновых изделий (эластичность, воздухо- и водонепроницаемость, масло- и кислотостойкость, диэлектрическую прочность и т.д.), которые обусловили их широкое применение в различных отраслях промышленности.

Вопросы для самопроверки

Изложите классификацию пластических масс, применяемых для изготовления деталей и изделий в различных отраслях промышленности.
Назовите виды пластических масс на основе природных и синтетических полимеров, области применения этих пластмасс. Изложите строение полимерных материалов.
Какие наиболее важные наполнители, пластификаторы и стабилизаторы применяются для получения соответствующих свойств пластмасс?
Назовите основные физико-механические свойства пластических масс. Сравните их со свойствами металлов и сплавов.
Назовите основные распространенные термопластические материалы и области их применения.
Назовите наиболее распространенные термореактивные материалы и области их применения.
Каков состав резины? Назовите виды каучуков и их свойства.
Какие материалы служат вулканизирующими добавками? Сущность процесса вулканизации.
Виды специальных добавок резины и их влияние на ее свойства.
В чем состоит экономическая эффективность применения различных неметаллических материалов в технике.

Министерство образования и науки Российской Федерации

ДАЛЬНЕГОРСКИЙ ИНДУСТРИАЛЬНО-

ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

(филиал) государственного образовательного

учреждения высшего профессионального

образования «Дальневосточный

государственный технический университет

(ДВПИ имени В.В.Куйбышева)»

1 2 3 4 5 6 7 8 9

	Рабочая программа учебной дисциплины Конспекты лекций		Рабочая программа дисциплины конспекты лекций Государственного образовательного стандарта профессионального высшего образования
	Рабочая программа учебной дисциплины 3 конспекты лекций 11 Рабочая программа составлена на основании типовой программы гос впо и авторских разработок		Рабочая программа учебной дисциплины Конспекты лекций Учебно-методический комплекс дисциплины «История отрасли» составлен в соответствии с учебным планом по специальности 080502. 65 Экономика...
	Учебно-методического комплекса дисциплины рабочая программа учебной... Материалы для организации самостоятельной работы студентов		Учебно-методического комплекса дисциплины рабочая программа дисциплины... Учебно-методический комплекс дисциплины «Безопасность продовольственного сырья и продуктов питания» разработан для студентов 3 курса...
	Рабочая программа учебной дисциплины Конспекты лекций Защита в чрезвычайных ситуациях в соответствии с требованиями гос впо по данной специальности и положением об учебно-методических...		Рабочая программа учебной дисциплины 4 конспекты лекций 15 Защита в чрезвычайных ситуациях в соответствии с требованиями гос впо по данному направлению и положением об учебно-методических...
	Рабочая программа учебной дисциплины 5 Конспекты лекций 12 Материалы... Специальность —240802. 65 Основные процессы химических производств и химическая кибернетика		Учебной дисциплины 3 менеджмент 3 конспекты лекций 25 материалы практических... Рабочая программа составлена на основании типовой программы гос впо и авторских разработок
	Учебной дисциплины 3 гражданское право 3 конспекты лекций 11 материалы... Рабочая программа составлена на основании типовой программы гос впо и авторских разработок		Рабочая учебная программа дисциплины Конспекты лекций Материалы практических занятий «Политология». Курс опирается на знания, полученные студентами в процессе изучения таких дисциплин как «Теория политики», «Сравнительная...
	Рабочая учебная программа дисциплины Конспекты лекций Материалы для... Учебно-методический комплекс составлен на основании требований государственного образовательного стандарта высшего профессионального...		Конспекты лекций темы лекций Охватывает систему 17 соглашений, составляющих "пакет вто" (перечень этих соглашений приводится в приложениях 1, 2 и 3 к Соглашению...
	Конспекты лекций		Рабочая программа учебной дисциплины (рпуд) 5 конспекты лекций 33... Учебно-методический комплекс составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего профессионального...

Рабочая программа дисциплины конспекты лекций

Похожие: