министерство образования и науки
российской федерации
фгоу спо « петровский колледж »
рабочая ПРОГРАММа УЧЕБНОЙ ДИсциплины
материаловедение
для специальности 150415 «СВАРОЧНОЕ ПРОИЗВОДСТВО»
среднего профессионального образования
базовый уровень
2012
ОДОБРЕНА Составлена в соответствии с
Государственными требованиями
Предметной методической к минимуму содержания и
комиссией уровню подготовки выпускника
Протокол №_______от по всем специальностям.
ОДОБРЕНА
Методическим советом
Петровского колледжа
Протокол №______от
Рабочая программа учебной дисциплины разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта (далее – ФГОС) по специальности 150415 «Сварочное производство» среднего профессионального образования (далее СПО).
Организация-разработчик: Петровский колледж
Разработчики:
Н.В. Андриенко, преподаватель.
СОДЕРЖАНИЕ
ПАСПОРТ РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ
ДИСЦИПЛИНЫ 4
2. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ 5
3. УСЛОВИЯ РЕАЛИЗАЦИИ РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ
УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ 11
4. КОНТРОЛЬ И ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ ОСВОЕНИЯ
УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ 12
1. паспорт РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Материаловедение
1.1. Область применения рабочей программы
Рабочая программа учебной дисциплины является частью примерной основной профессиональной образовательной программы в соответствии с ФГОС по специальности СПО 150415 «Сварочное производство».
1.2. Место учебной дисциплины в структуре основной профессиональной образовательной программы: дисциплина входит в общепрофессиональные дисциплины профессионального цикла.
Цели и задачи учебной дисциплины – требования к результатам освоения дисциплины:
Цель изучения учебной дисциплины «Материаловедение» - подготовить специалиста, имеющего достаточные знания для правильного выбора материала, метода его упрочнения и снижения металлоёмкости изделия при одновременном достижении наиболее высокой технико-экономической эффективности, и возможности замены металлов высококачественными конструкционными неметаллическими материалами.
В результате освоения учебной дисциплины обучающийся должен уметь:
распознавать и классифицировать конструкционные и сырьевые материалы по внешнему виду, происхождению, свойствам; определять виды конструкционных материалов; выбирать материалы для конструкций по их назначению и условиям эксплуатации; проводить исследования и испытания материалов;
В результате освоения учебной дисциплины обучающийся должен знать:
закономерности процессов кристаллизации и структурообразования металлов и сплавов, основы их термообработки, способы защиты металлов от коррозии; классификацию и способы получения композиционных материалов; принципы выбора конструкционных материалов для применения в производстве; строение и свойства металлов, методы их исследования; классификацию материалов, металлов и сплавов, их области применения;
1.4. Рекомендуемое количество часов на освоение рабочей программы учебной дисциплины:
максимальной учебной нагрузки обучающегося 141 часов, в том числе:
обязательной аудиторной учебной нагрузки обучающегося _96__ часов;
самостоятельной работы обучающегося _45__ часов.
2. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
2.1. Объем учебной дисциплины и виды учебной работы
Вид учебной работы
|
Объем часов
|
Максимальная учебная нагрузка (всего)
|
146
|
Обязательная аудиторная учебная нагрузка (всего)
|
98
|
в том числе:
|
|
лабораторные работы
|
12
|
практические занятия
|
14
|
контрольные работы
|
|
Самостоятельная работа обучающегося (всего)
|
48
|
в том числе:
|
|
реферат или презентация (по выбору студента)
|
13
|
индивидуальное задание
|
14
|
внеаудиторная самостоятельная работа
|
21
|
Итоговая аттестация в форме экзамена
|
3. уСловия реализации УЧЕБНОЙ дисциплины
3.1. Требования к минимальному материально-техническому обеспечению
Реализация программы учебной дисциплины требует наличия лаборатории «Материаловедение».
Технические средства обучения:
персональный компьютер рабочего места преподавателя;
мультимедиапроектор;
персональное рабочего места студента;
Оборудование лаборатории и рабочих мест лаборатории:
посадочные места по количеству обучающихся;
рабочее место преподавателя;
демонстрационный комплекс (проектор, экран, ПК, монитор);
комплект электронных плакатов, слайдов «Материаловедение»
комплект учебно-наглядных пособий «Материаловедение»;
объемные модели металлической кристаллической решетки;
образцы металлов (стали, чугуна, цветных металлов и сплавов);
образцы неметаллических материалов;
Твердомер (шкала по Бринеллю, Роквеллу, Виккерсу ;
набор образцов для измерения твердости;
набор микрошлифов;
тиски слесарные поворотные 120мм;
образцы изломов металлов и сплавов;
образцы для макроисследования;
установка для полирования шлифов;
альбомы микроструктур;
макет маятникового копра;
штангенциркуль 150мм, 0,05мм;
микрометр 0 - 25мм, 0,01мм;
угольник 100мм;
линейка 150мм;
металлографический микроскоп МИМ-6 с фотокамерой;
печь муфельная с терморегулятором;
3.2. Информационное обеспечение обучения
Перечень рекомендуемых учебных изданий, Интернет-ресурсов, дополнительной литературы
Основные источники:
Солнцев Ю.П. и др. материаловедение: учебник – СПб.: «Химиздание», 2004.
И.С. Стерин. Материаловедение и термическая обработка металлов: учебное пособие- СПб.: Политехника, 2003-344с
Г. П. Фетисов, Ф.А. Гарифуллин. Материаловедение и технология металлов: Учебник. — М.: ОИЦ «Оникс», 2009. – 624 с.
Дополнительные источники:
Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение: учебник для высших технических учебных заведений – М.: Машиностроение, 1990.- 528с
Г. П. Фетисов, М. Г. Карпман и др. Материаловедение и технология металлов.— М.: Высшая школа, 2001.- 640 с.
Лабораторный практикум по материаловедению: учеб. пособие /В.Н. Заплатин и др.\; - М.: «Академия», 2010-240с
Материпловедение: контрольные материалы: учеб пособие.\Е.Н. соколова – М.: «Академия», 2010 - 80с
Электронные ресурс «Металлообработка». Форма доступа:
Металлообработка — Википедия
Портал "Известия науки". Форма доступа: http://www.inauka.ru/
Online-доступ к государственным стандартам. Форма доступа: http://standards.narod.ru/gosts/
4. Контроль и оценка результатов освоения УЧЕБНОЙ Дисциплины Контроль и оценка результатов освоения учебной дисциплины осуществляется преподавателем в процессе проведения практических занятий и лабораторных работ, тестирования, технических диктантов, а также выполнения обучающимися индивидуальных заданий.
Результаты обучения
(освоенные умения, усвоенные знания)
|
Формы и методы контроля и оценки результатов обучения
|
1
|
2
|
Распознавание и классифицирование конструкционных и сырьевых материалов по внешнему виду, происхождению, свойствам; определение видов конструкционных материалов;
|
-оценка выполнения лабораторных работ
- оценка выполнения практических занятий
- технические диктанты
- тестирование
- защита реферата или презентации (по выбору студента)
|
Выбор материалов для конструкций по их назначению и условиям эксплуатации;
|
-оценка выполнения лабораторных работ
- оценка выполнения практических занятий
- тестирование
|
Исследования и испытания материалов
|
-оценка выполнения лабораторных работ
- оценка выполнения практических занятий
-технический диктант
|
Закономерности процессов кристаллизации и структурообразования металлов и сплавов
|
- оценка выполнения лабораторных работ
- оценка выполнения практических занятий
-технический диктант
- тестирование
|
Основы термообработки металлов и сплавов
|
-оценка выполнения лабораторных работ
- тестирование
- контроль индивидуальных заданий
|
способы защиты металлов от коррозии
|
-технический диктант
|
Классификация и способы получения композиционных материалов
|
-оценка выполнения практического занятия
- технический диктант
защита реферата или презентации (по выбору студента)
|
Принципы выбора конструкционных материалов для применения в производстве
|
-оценка выполнения практического занятия
-тестирование
|
Строение и свойства металлов, методы их исследования
|
- оценка выполнения лабораторных работ
- оценка выполнения практических занятий
-технический диктант
- тестирование
|
Классификация материалов, металлов и сплавов, их области применения
|
- оценка выполнения лабораторных работ
- оценка выполнения практических занятий
- тестирование
|
Эксперты:
____________________ _____________________ _______________________
(место работы) (занимаемая должность) (инициалы, фамилия)
____________________ _____________________
____________________ _____________________
____________________ _____________________ _______________________
(место работы) (занимаемая должность) (инициалы, фамилия)
____________________ _____________________
____________________ _____________________
Наименование разделов и тем
|
Содержание учебного материала, лабораторные работы и практические занятия, самостоятельная работа обучающихся
|
Объем часов
|
Уровень освоения
|
1
|
2
|
3
|
4
|
Введение.
|
Содержание и задачи курса. Роль материалов в современной технике. Краткий исторический очерк развития материаловедения. Основные виды конструкционных и сырьевых материалов. Основные сведения о назначении и свойствах металлов и сплавов, о технологии их производства. Виды обработки металлов и сплавов.
|
2
|
ознакомительный
|
Раздел 1. Кристаллическое строение и свойства материалов
|
|
32
|
|
Тема 1.1Строение и свойства металлов.
|
Содержание учебного материала
|
2
|
репродуктивный
|
Кристаллическое строение металлов. Типы кристаллических решёток. Свойства металлов, определяемые металлическим типом связи. Анизотропия свойств металлов. Несовершенства кристаллического строения и их влияние на свойства металлов. Методы изучения структуры металлов. Пути повышения прочности металлов.
|
Практическое занятие
|
2
|
|
Методы макроскопического и микроскопического исследования структуры металлов и сплавов. Принцип работа на оптических микроскопах.
|
Самостоятельная работа
|
2
|
Работа с литературой – составить опорный конспект «способы определения структуры металлов».
|
Тема 1.2. Кристаллизация металлов.
|
Содержание учебного материала
|
2
|
ознакомительный
|
Механизм процесса кристаллизации. Закономерности образования и роста кристаллов. Аморфные тела. Влияние скорости охлаждения на величину зерна. Сущность процесса модифицирования. Строение слитка. Аллотропия. Полиморфные превращения в железе.
|
Самостоятельная работа.
|
2
|
|
Изучить влияние модификаторов на свойства сплавов. Построить график охлаждения при полиморфных превращениях.
|
Тема 1.3. Упругая и пластическая деформация. Методы испытания механических свойств металлов.
|
Содержание учебного материала
|
4
|
репродуктивный
|
Упругая и пластическая деформации и её влияние на строение металла. Явления наклепа, возврата и рекристаллизации. Холодная и горячая пластическая деформация металлов. Механические свойства металлов. Методы испытаний механических свойств. Прочность, твёрдость, ударная вязкость, пластичность.
|
Лабораторная работа
|
1
2
1
|
|
Испытание на растяжение. Определение предела упругости, текучести, прочности, относительное удлинение и сужение.
|
Определение твердости металлов и сплавов по методу Бринелля, по методу Роквелла, по методу Виккерса
|
|
Определение ударной вязкости металлов и сплавов
|
|
Самостоятельная работа.
|
2
|
Проанализировать влияние пластической деформации на свойства металлов.
|
Тема 1.4. Металлические сплавы. Диаграммы состояния.
|
Содержание учебного материала.
|
6
|
репродуктивный
|
Понятия о системе, компоненте, фазе. Механические смеси, химические соединения, твердые растворы и их разновидности в сплавах. Построение кривых охлаждения. Диаграммы состояния двойных сплавов для случая неограниченной растворимости и ограниченной растворимости и полной нерастворимости компонентов в твердом состоянии образующих химические соединения, механические смеси, и имеющих полиморфные превращения и их практическое применение. Эвтектическое и перитектическое превращения. Ликвация. Определение по диаграмме состояния температур плавления, затвердевания, химического состава фаз и структурных составляющих. Связь между диаграммой состояния и свойствами сплава (з-н Курнакова).
|
Практическое занятие
|
2
|
|
|
Диаграммы состояния и структура двойных сплавов.
|
|
Самостоятельная работа.
|
4
|
|
Решение задач: определить по диаграмме состояния химический состав, структуру, свойства сплава.
|
Раздел 2. Железоуглеродистые сплавы.
|
|
78
|
|
Тема 2.1. Строение железоуглеродистых сплавов
|
Содержание учебного материала
|
8
|
репродуктивный
|
Железо и его соединения с углеродом. Диаграмма состояния «железо – цементит». Превращения при нагреве и охлаждении сталей и чугунов. Основные фазы и структурные составляющие жел-углерод. сплава. Диаграмма состояния «железо-графит». Углеродистые стали, чугуны, их химический состав. Влияние углерода и постоянных примесей на свойства стали.
|
Лабораторная работа
|
2
|
|
Диаграмма состояния сплава «железо-цементит». Структура и свойства углеродистых сталей в равновесном состоянии. Структура и свойства серых чугунов.
|
Самостоятельная работа.
|
2
|
Вычертить диаграмму состояния «железо – цементит». Указать структурные составляющие и фазовые превращения для сплавов с различной
|
Тема2.2. Углеродистые и легированные стали. Классификация и маркировка сталей.
|
Содержание учебного материала
|
6
|
репродуктивный
|
Классификация стали по способу производства, по химическому составу, по качеству, по структуре, назначению и основным свойствам. Маркировка сталей в России, в национальных стандартах, за рубежом. Маркировка конструкционных, углеродистых, легированных, инструментальных, литейных сталей. Влияние на сталь углерода и постоянных примесей. Легирующие элементы в стали, цели легирования. Влияние ЛЭ на свойства стали и процессы отпуска закаленной стали. Особенности ТО легированной стали.
|
Практическое занятие
|
2
2
|
|
Отработка навыков классификации сталей, расшифровка марок. Выбор для применения в производстве.
|
Лабораторная работа
|
Исследование микроструктуры углеродистой и легированной сталей.
|
Самостоятельная работа.
|
2
|
Подготовить по выбору сообщение или презентацию по теме «Технико-экономические показатели современных способов производства стали».
|
Тема 2.3. Основы теории термической обработки стали.
|
Содержание учебного материала
|
6
|
репродуктивный
|
Сущность, назначение, виды Т.О. превращения в стали при нагреве. Образование аустенита, рост зерна аустенита. Влияние величины зерна на свойства стали. Превращения в стали при охлаждении. Распад аустенита (С-образная диаграмма) диаграмма изотермического превращения аустенита. Структура и свойства перлита, сорбита, троостита, бейнита. Мартенситное превращение аустенита и его особенности. Критическая скорость закалки. Структура и свойства мартенсита. Превращения в закалённой стали при отпуске.
|
Самостоятельная работа.
|
4
|
|
Ответы на контрольные вопросы. Анализ графиков превращения аустенита в различных условиях.
|
Тема 2.4. Технологические процессы термической обработки стали
|
Содержание учебного материала
|
6
|
репродуктивный
|
Основные виды Т.О. – отжиг, нормализация, закалка, отпуск. Отжиг стали: изотермический, диффузионный, рекристаллизационный. Нормализация. Структура и свойства стали после отжига и нормализации. Закалка, охлаждающие среды при закалке. Прокаливаемость. Дефекты закалённой стали. Поверхностная закалка. Виды отпуска. Структура стали после различных видов отпуска. Примеры применения упрочняющей Т.О. в машиностроении. Дефекты Т.О. и меры их предупреждения.
|
Лабораторная работа
|
2
2
|
|
Выбор и назначение режимом термической обработки стали для получения заданных свойств.
|
Самостоятельная работа.
|
Указать на диаграмме состояния сплава температурные интервалы видов термической обработки стали.
|
|
Тема 2.5. Химико-термическая обработка стали.
|
Содержание учебного материала
|
4
|
ознакомительный
|
Физические основы ХТО. Цементация, назначение, способы осуществления. Азотирование, назначение, способы осуществления. Цианирование, борирование, силицирование, алитирование - назначение, способы осуществления. Диффузионное насыщение стали металлами. Методы получения износостойких покрытий. Химическое осаждение из газовой фазы, плазменное и вакуумно-плазменное нанесение покрытий.
|
Самостоятельная работа.
|
2
|
|
Ознакомиться с методами закалки с холодом, термомеханической обработкой стали.
|
Тема 2.6. Конструкционные стали и сплавы.
|
Содержание учебного материала
|
6
|
репродуктивный
|
Требования к конструкционным сталям, их технологические особенности. Стали конструкционные углеродистые, цементуемые, улучшаемые, рессорно-пружинные, автоматные, литейные, хладостойкие, коррозионно-стойкие, жаростойкие, жаропрочные, износостойкие, шарикоподшипниковые, криогенные, мартенситно-стареющие. Характеристики, область применения. Коррозионная стойкость. Способы защиты металлов от коррозии. Основы рационального выбора стали по их назначению и условиям эксплуатации.
|
Практическое занятие
|
2
|
|
Выбор углеродистых и легированных сталей по их назначению и условиям эксплуатации.
|
Самостоятельная работа.
|
2
|
Подготовить сообщение или презентацию (по выбору): «современные методы получения износостойких покрытий»
|
Тема2.7. Инструментальные стали и твердые сплавы.
|
Содержание учебного материала
|
4
|
репродуктивный
|
Стали для режущего, измерительного инструмента, для штампов холодного и горячего деформирования. Углеродистые и легированные инструментальные стали. Твердые сплавы и сверхтвёрдые материалы. Выбор марки сплава для обработки различных материалов.
|
Самостоятельная работа.
|
4
|
|
Подготовить сообщение или презентацию (по выбору): «Современные твердые сплавы для обработки материалов резаньем».
|
Тема2.8. Стали и сплавы с особыми физическими свойствами.
|
Содержание учебного материала
|
2
|
репродуктивный
|
Стали с высоким электрическим сопротивлением, с заданным температурным коэффициентом линейного расширения, с эффектом «памяти формы», магнитные. Требования к сплавам, область применения.
|
Самостоятельная работа.
|
2
|
|
Подготовить сообщение или презентацию (по выбору): «Современные стали с особыми свойствами»
|
Тема 2.9. Чугуны.
|
Содержание учебного материала
|
2
|
репродуктивный
|
Производство чугуна. Классификация и структуры чугунов. Чугуны: серый, белый, ковкий высокопрочный(ЧШГ и ЧВГ). Механические, технологические, эксплуатационные свойства, область применения.
|
Лабораторная работа
|
2
|
|
Исследование микроструктуры чугунов. Выбор чугунов по их назначению и условиям эксплуатации.
|
Самостоятельная работа.
|
2
|
Составить опорный конспект «Параметры, определяющие свойства чугуна».
|
Раздел 3. Цветные металлы и сплавы.
|
|
18
|
|
Тема 3.1. Цветные металлы и сплавы.
|
Содержание учебного материала
|
4
|
репродуктивный
|
Медь и её сплавы. Алюминий и его сплавы. Титан, магний и их сплавы. Свойства, марки, область применения.
|
Практическое занятие
|
2
2
|
|
Выбор цветных сплавов по их назначению и условиям эксплуатации.
|
Маркировка цветных сплавов, их расшифровка.
|
Самостоятельная работа.
|
4
|
Изучить область применения медных сплавов; характерные особенности титановых сплавов, составить таблицу классификации алюминиевых сплавов.
|
Тема 3.2. Антифрикционные материалы.
|
Содержание учебного материала
|
2
|
ознакомительный
|
Антифрикционные (подшипниковые) и тормозные материалы – баббиты, чугуны, бронзы, латуни; полимерные и пластмассовые материалы.
|
Самостоятельная работа.
|
4
|
|
Составить опорный конспект – сравнительные характеристики антифрикционных сплавов.
|
Раздел 4. Неметаллические материалы.
|
|
16
|
|
Тема 4.1. Полимеры и пластические массы.
|
Содержание учебного материала
|
4
|
ознакомительный
|
Общие сведения и классификация полимеров, структура, свойства. Классификация пластмасс; полярные, термопластичные, термореактивные, газонаполненные пластмассы. Резины: состав, назначение, свойства. Клеящие материалы и герметики. Неорганические материалы: графит, ситаллы, неорганическое стекло, керамические материалы.
|
Самостоятельная работа.
|
4
|
|
Подготовить сообщение или презентацию (по выбору): «Современные полимеры и пластмассы, применяемые в машиностроении». Выбрать характеристики пластических масс для заданных условий эксплуатации.
|
Тема 4.2. Композиционные материалы.
|
Содержание учебного материала
|
2
|
репродуктивный
|
Основные свойства, состав, классификация. Композиционные материалы с алюминиевой, никелевой матрицей; с армированными волокнами, с одномерными наполнителями. Эвтектические материалы. Порошковые материалы.
|
Практическое занятие
|
2
|
|
Выбор неметаллических конструкционных материалов по их назначению и условиям эксплуатации.
|
Самостоятельная работа.
|
4
|
Предложить номенклатуру деталей, которые можно изготовить из композиционных материалов.
Подготовить сообщение или презентацию по одной из предложенных тем: «Новые конструкционные неметаллические материалы»; «Композиционные материалы на неметаллической основе».
| |
