Рабочая программа дисциплины конспекты лекций

СОДЕРЖАНИЕ

1 АННОТАЦИЯ ……………………………………………………………….....3

2 РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ ……………………………...….5

3 КОНСПЕКТЫ ЛЕКЦИЙ …………………………………………..…….……17

4 МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ ..…………………...….29

5 МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ …..36

6 КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ……………………....52

7 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ………………………………………………….....60

8 ГЛОССАРИЙ ……………………………………………………………….....63

Аннотация

Учебно-методический комплекс дисциплины «Материаловедение» представляет собой совокупность материалов для обеспечения изучения данной дисциплины в соответствии с требованиями, предусмотренными Государственным образовательным стандартом специальности высшего профессионального образования 080502.65 Экономика и управление на предприятии (по отраслям). Дисциплина входит в блок инженерно-технических дисциплин, отражающих специфику отраслевой сферы материального производства цикла специальных дисциплин.

В состав данного УМКД входят учебно-методические материалы, обеспечивающие все виды занятий и формы контроля знаний студентов, которые предусмотрены учебным планом и соответствующей образовательной программой.

Материалы УМКД предназначены для студентов очной и заочной форм обучения специальности 080502.65 «Экономика и управление на предприятии (по отраслям)».

Материаловедение – наука о связях между составом, строением и свойствами материалов и закономерностях их изменений при внешних физико-химических воздействиях.

Все материалы по химической основе делятся на две основные группы – металлические и неметаллические. В свою очередь металлические материалы делятся на черные и цветные. К черным относятся железо и сплавы – стали и чугуны. Все остальные металлы относятся к цветным.

Практическое значение различных металлов не одинаково. Наибольшее применение в технике приобрели черные металлы. На основе железа изготавливают более 90% всей металлопродукции. Однако цветные металлы обладают целым рядом ценных физико-химических свойств, которые делают их незаменимыми.

Кроме металлических, в промышленности значительное место занимают различные неметаллические материалы. Их производство и применение развивается в настоящее время опережающими темпами, по использование их в качестве конструкционных материалов относительно невелико (около 10%).

• 
  
  

1. Рабочая программа пересмотрена на заседании НМК:
Протокол от «12» сентября 2011 г. № 1
Председатель НМК _______________ В.Л.Покулевская

(подпись)


2. Рабочая программа пересмотрена на заседании СФ:
Протокол от «06» сентября 2012 г. № 1
Председатель СФ _______________ О.А. Шереметинский

(подпись)


3. Рабочая программа пересмотрена на заседании СФ:
Протокол от «» 2013 г. №
Председатель СФ _______________ ________________________

(подпись) (И.О.Фамилия)
4. Рабочая программа пересмотрена на заседании СФ:
Протокол от «» 2014 г. №
Председатель СФ _______________ ________________________

(подпись) (И.О.Фамилия)

Аннотация

Рабочая учебная программа дисциплины «Материаловедение» составлена в соответствии с требованиями, предусмотренными Государственным образовательным стандартом специальности высшего профессионального образования 080502.65 Экономика и управление на предприятии (по отраслям). Дисциплина входит в блок инженерно-технических дисциплин, отражающих специфику отраслевой сферы материального производства цикла специальных дисциплин.

Материаловедение – наука о связях между составом, строением и свойствами материалов и закономерностях их изменений при внешних физико-химических воздействиях.

Все материалы по химической основе делятся на две основные группы – металлические и неметаллические. В свою очередь металлические материалы делятся на черные и цветные. К черным относятся железо и сплавы – стали и чугуны. Все остальные металлы относятся к цветным.

Практическое значение различных металлов не одинаково. Наибольшее применение в технике приобрели черные металлы. На основе железа изготавливают более 90% всей металлопродукции. Однако цветные металлы обладают целым рядом ценных физико-химических свойств, которые делают их незаменимыми.

Кроме металлических, в промышленности значительное место занимают различные неметаллические материалы. Их производство и применение развивается в настоящее время опережающими темпами, по использование их в качестве конструкционных материалов относительно невелико (около 10%).

1 Цели и задачи дисциплины

Целью преподавания дисциплины является ознакомление студентов с природой и свойствами материалов, а также с методами их упрочнения для наиболее эффективного использования в технике.

Перед данной дисциплиной выдвигаются следующие задачи:

• 
  изучить физическую сущность явлений, происходящих в материалах при воздействии на них различных факторов в условиях производства и эксплуатации;
  
• 
  установить зависимость между составом, строением и свойствами материалов;
  
• 
  изучить основные группы металлических и неметаллических материалов, их свойства и область применения.
  

2. 
   Начальные требования к освоению дисциплины
   

Изучение и освоение дисциплины «Материаловедение» требует достаточно глубоких знаний таких предшествующих дисциплин, как химия, физика, геология.

2. 
   Требования к уровню освоения содержания дисциплины
   

Изучив дисциплину «Материаловедение» в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта студент должен

знать

• 
  физическую сущность явлений, происходящих в материалах в условиях производства и эксплуатации;
  
• 
  основные свойства конкретных материалов и их взаимосвязь с составом и строением;
  
• 
  основные направления развития производства новых прогрессивных видов материала;
  

уметь

• 
  грамотно пользоваться нормативной научно-технической и справочной литературой по различным видам материалов;
  
• 
  провести самостоятельный анализ качества материалов по показателям их технических свойств;
  
• 
  самостоятельно обоснованию выбрать материал на основании предъявляемых к нему эксплуатационных требований и Долговечности.
  

2. 
   Объем дисциплины и виды учебной работы
   

Вид учебной работы	Всего часов	Распределение по семестрам / курсам
Общая трудоемкость дисциплины	168	3 сем / 1 курс
Лекции	36 / 10
Лабораторные занятия	18 / 8
Всего самостоятельная работа	87 / 150
Вид итогового контроля	27 / -	экзамен / экзамен

2. 
   Тематическое планирование изучения содержания дисциплины
   

(очная форма обучения)

№ п/п		Разделы программы, темы	Кол-во часов	Конт-роль
Лц	Лз	СРС
1		2	3	4	5						6
1	Введение. Общие сведения о материалах различного назначения. Классификация материалов по структурным и функциональным признакам.					1	2	2
	РАЗДЕЛ 1 Строение и свойства металлов
2		Кристаллическое строение металлов.	2		2
3		Кристаллизация металлов.	2		2
4		Деформация и разрушение металлов.	2	4	2
5		Свойства металлов.	2		2
6		Методы механических испытаний.	1		2
		РАЗДЕЛ 2 Основные теории сплавов
7		Металлические сплавы.	1		2
8		Диаграммы состояние сплавов.	2		6				контр. раб.
9		Зависимость свойств сплавов от типа диаграммы состояния.	1	4	4
10		Диаграмма состояния железо-углеродистых сплавов.	2		2
		РАЗДЕЛ 3 Железоуглеродистые сплавы
11		Основные сведения о производстве грунта.	0,5		2
12		Чугуны.	0,5	4	2
13		Производство стали. Методы получения высококачественной стали.	0,5		2
14		Углеродистые стали.	1		2
		РАЗДЕЛ 4 Термическая обработка стали
15		Превращение стали при нагреве и охлаждении.	1		1
16		Отжиг стали.	1		2
17		Закалка и отпуск стали.	1		2
18		Дефекты термообработки, их причины и предупреждение.	1		2
19		Особенности термической обработки легированных сталей.	1		2
20		Термическая обработка грунта.	0,5		2
		РАЗДЕЛ 5 Поверхностное упрочнение стали
21		Поверхностная закалка стали.	0,5		2
22		Химико-термическая обработка.	0,5		2
		РАЗДЕЛ 6 Легированные стали
23		Влияние легирующих элементов. Классификация и маркировка легированных сталей.	1		2
24		Конструкционные стали.	1		2
25		Стали и сплавы, устойчивые к воздействию температуры и агрессивной среды.	1		6				контр. раб.
26		Стали и сплавы с особыми физическими свойствами.	1		2
27		Инструментальные материалы.	1		2
		РАЗДЕЛ 7 Цветные металлы и их сплавы
28		Медь и ее сплавы.	1	2	2
29		Алюминий и его сплавы.
30		Магний и его сплавы.	1						2
31		Типы и его сплавы.
		РАЗДЕЛ 8 Неметаллические и композиционные материалы
32		Строение и свойство полимеров.	0,5		1
33		Пластические массы.	0,5		1
34		Резиновые материалы.	0,5	2	1
35		Древесные материалы.	0,5		4				тест
36		Неорганические материалы.	0,5		1
37		Композиционные материалы.	0,5		1
38		Лакокрасочные и склеивающие материалы.	0,5		1
		РАЗДЕЛ 9 Материалы использованные в добывающей промышленности
39		Классификация материалов в горном деле. Материалы горных инструментов.	0,5		6
40		Крепежные материалы.
41		Взрывчатые и другие вспомогательные материалы.
		Всего	36	18					81

(заочная форма обучения)

Разделы программы, темы	Кол-во часов
	Лц	Лз	СРС
1	2	3	4
Введение. Общие сведения о материалах различного назначения. Классификация материалов по структурным и функциональным признакам.	1	1	8
РАЗДЕЛ 1 Строение и свойства металлов Кристаллическое строение металлов. Кристаллизация металлов. Деформация и разрушение металлов. Свойства металлов. Методы механических испытаний.	2	2	10
РАЗДЕЛ 2 Основные теории сплавов Металлические сплавы. Диаграммы состояние сплавов. Зависимость свойств сплавов от типа диаграммы состояния. Диаграмма состояния железо-углеродистых сплавов.	2	2	12
РАЗДЕЛ 3 Железоуглеродистые сплавы Основные сведения о производстве грунта. Чугуны. Производство стали. Методы получения высококачественной стали. Углеродистые стали.	1	1	14
РАЗДЕЛ 4 Термическая обработка стали Превращение стали при нагреве и охлаждении. Отжиг стали. Закалка и отпуск стали. Дефекты термообработки, их причины и предупреждение. Особенности термической обработки легированных сталей. Термическая обработка грунта.	1		16
РАЗДЕЛ 5 Поверхностное упрочнение стали Поверхностная закалка стали. Химико-термическая обработка.	1		14
РАЗДЕЛ 6 Легированные стали и сплавы Влияние легирующих элементов. Классификация и маркировка легированных сталей. Конструкционные стали. Стали и сплавы, устойчивые к воздействию температуры и агрессивной среды. Стали и сплавы с особыми физическими свойствами. Инструментальные материалы.	1		24
РАЗДЕЛ 7 Цветные металлы и их сплавы Медь и ее сплавы. Алюминий и его сплавы. Магний и его сплавы. Типы и его сплавы.	1	1	16
РАЗДЕЛ 8 Неметаллические и композиционные материалы Строение и свойство полимеров. Пластические массы. Резиновые материалы. Древесные материалы. Неорганические материалы. Композиционные материалы. Лакокрасочные и склеивающие материалы.		1	16
Контрольная работа			20
Всего	10	8	150

2. 
   Тематика лабораторных занятий
   

№ п/п	№ раздела	Наименование практических занятий
1	1	Знакомство с классификацией материалов, изучение характерных макроструктур и изломов.
2	2	Разбор бинарных диаграмм различных металлических систем.
3	1	Макро- и микроанализ материалов. Подготовка микрошлифов.
4	3	Изучение сталей и чугунов.
5	7	Изучение цветных металлов и сплавов.
6	8	Изучение неметаллических материалов.

7 Учебно-методическое обеспечение дисциплины

Основная литература

1. 
   Материаловедение и технология конструкционных материалов : учебник для вузов / В. Б. Арзамасов, А. Н. Волчков ; под ред. В. А. Арзамасова, А. А. Черепахина. – М. : Академия, 2007.
   
2. 
   Ржевская С. В. Материаловедение : учебник для вузов / С. В. Ржевская. – 3-е изд., перераб и доп. – М. : МГГУ, 2005.
   
3. 
   Солнцев Ю. П. Материаловедение : учебник / Ю. П. Солнцев, С. А. Вологжанина. – М. : Академия, 2007.
   

Дополнительная и справочная

1. 
   Каретников В. Н. Крепление горных выработок : справочник / В. Н. Каретников и др. – М. : Недра, 1989.
   
2. 
   Крапивин М. Г. Горные инструменты / М. Г. Крапивин и др. – М. : Недра, 1990.
   
3. 
   Пейсахов А. Н. Материаловедение и технология конструкционных материалов / А. Н. Пейсахов, А. М. Кугер. – СПб. : изд-во В. А. Михайлова, 2007.
   
4. 
   Самохоцкий А. И. Лабораторные работы по металловедению и термической обработке металлов / А. И. Самохоцкий, М. Н. Кунявский. – М. : Машиностроение, 1981.
   

Информационные ресурсы

1. 
   Лабораторный практикум по дисциплине «Материаловедение. Технология конструкционных материалов» : учебное пособие / Д. П. Ильященко, Е. А. Зернин, С. А. Чернова ; Юргинский технологический институт. – Томск : Изд-во Томского политехнического университета, 2012. – Режим доступа : http://window.edu.ru/resource/796/77796
   
2. 
   Тарасов В. В. Материаловедение [Электронный ресурс] : учебное пособие / В. В. Тарасов , С. Б. Малышко. – Владивосток : Мор. гос. ун-т, 2008. – Режим доступа : http://tm.msun.ru/tm/books/index.html.
   
3. 
   Третьякова Н. В. Материаловедение [Электронный ресурс] : учебное пособие / Н. В. Третьякова. – Иваново : ИГЭУ. – Режим доступа : http://supermetalloved.narod.ru/lectures_materialoved.htm
   
4. 
   Материаловедение [Электронный ресурс ]. – Режим доступа :
   

http://gendocs.ru/v13219

8 Перечень типовых вопросов для итогового контроля

1. 
   Виды кристаллических решеток.
   
2. 
   Дефекты кристаллического строения.
   
3. 
   Анизотропия кристаллов и ее причины.
   
4. 
   Понятие элементарной кристаллической ячейке. Типы ячеек.
   
5. 
   Механизм процесса кристаллизации металлов.
   
6. 
   Явление полиформизма в металлах и его практическое значение.
   
7. 
   Методы изучения структуры металлов.
   
8. 
   Упругая и пластическая деформация металлов.
   
9. 
   Хрупкое и вязкое разрушение металлов.
   
10. 
    Механические свойства металлов.
    
11. 
    Физические свойства металлов.
    
12. 
    Коррозия металлов.
    
13. 
    Технологические и эксплуатационные свойства металлов.
    
14. 
    Статические испытания металлов на растяжение.
    
15. 
    Методы определения твердости металлов.
    
16. 
    Основные понятия металлических сплавов. Правило фаз.
    
17. 
    Строение сплавов.
    
18. 
    Диаграмма состояния сплавов, образующих механические смеси.
    
19. 
    Диаграмма состояния сплавов с неограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии.
    
20. 
    Диаграмма состояния сплавов с ограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии.
    
21. 
    Диаграмма состояния сплавов, образующих химическое соединение.
    
22. 
    Зависимость свойств сплавов от типа диаграммы состояния.
    
23. 
    Диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов.
    
24. 
    Основные сведения о производстве чугуна.
    
25. 
    Классификация и маркировки чугунов.
    
26. 
    Способы производства стали.
    
27. 
    Влияние углерода и примесей на свойства стали.
    
28. 
    Углеродистые стали обыкновенного качества.
    
29. 
    Качественная конструкционная сталь.
    
30. 
    Инструментальная углеродистая сталь.
    
31. 
    Классификация видов термической обработки сплавов.
    
32. 
    Превращения в сталях при нагреве и охлаждении.
    
33. 
    Отжиг стали.
    
34. 
    Выбор температуры закалки.
    
35. 
    Закаливаемость и прокаливаемость стали.
    
36. 
    Способы охлаждения.
    
37. 
    Отпуск стали.
    
38. 
    Термомеханическая обработка металлов.
    
39. 
    Особенности термической обработки легированных сталей.
    
40. 
    Термическая обработка грунта.
    
41. 
    Химико-термические обработки стали (цементация, азотирование, цианирование).
    
42. 
    Классификация легированных сталей.
    
43. 
    Маркировка легированных сталей.
    
44. 
    Конструкционные стали (строительные, цементуемые, высокопрочные, пружинные, шарикоподшипниковые, износостойкие).
    
45. 
    Коррозия и коррозийная стойкость сплавов.
    
46. 
    Жаростойкие стали и сплавы.
    
47. 
    Углеродистые инструментальные стали.
    
48. 
    Медь и ее сплавы.
    
49. 
    Алюминий и его сплавы.
    
50. 
    Магний и его сплавы.
    
51. 
    Титан и его сплавы.
    
52. 
    Строение и свойства полимеров.
    
53. 
    Свойства, состав и классификация пластмасс.
    
54. 
    Резиновые материалы.
    
55. 
    Деревянные материалы.
    
56. 
    Неорганические материалы (керамика, стекло, ситаллы, графит, асбест).
    
57. 
    Общая характеристика и классификация композиционных материалов.
    
58. 
    Лакокрасочные и склеивающие материалы.
    
59. 
    Взрывчатые вещества, использованные в горном деле.
    
60. 
    Материалы буровых инструментов (режущей части).
    
61. 
    Сплавы вольфрамокобальтовые (ВК) в буровых инструментах.
    
62. 
    Виды и основные требования к крепежным материалам.
    

9 Материально техническое обеспечение

В специализированном учебном кабинете для проведения практических работ имеются наборы образцов:

• 
  черные металлы и исходные материалы для их получения;
  
• 
  излом сталей до и после термообработки;
  
• 
  паяние, припои и флюсы;
  
• 
  металлы с различным удельным весом;
  
• 
  абразивные материалы;
  
• 
  образцы антикоррозийных покрытий;
  

Кроме этого имеются и используются в учебном процессе:

• 
  набор фотографий диаграммы состояния железо-углерод;
  
• 
  набор фотографий микроструктур металлов;
  
• 
  набор фотографий изломов сталей;
  
• 
  технологическая выставка отдельных образцов различных неметаллических материалов.
  

10 Рейтинговая оценка по дисциплине

Курс «Материаловедение» рассчитан на прохождение дисциплины в 3 семестре. Итоговым контролем является экзамен.

Для оценки знаний студентов используется рейтинговая система, в соответствии с которой каждый вид работы студента оценивается определенным количеством баллов.

Присутствие на лекции и конспектирование материала оценивается в 2 балла.

Выполнение практической работы оценивается до 10 баллов за каждый правильно оформленный, качественный и вовремя сданный отчет о выполненной работе.

Предусматривается выполнение контрольного теста, который является обязательным и состоит из 20 вопросов, каждый из которого оценивается в 1 балл. Тест считается пройденным, если студент набрал не менее 14 баллов. Выполнение контрольной работы оценивается в 15 баллов.

Дополнительная форма деятельности (необязательна) – подготовка реферата на заданную тему или доклад. Полное раскрытие темы и правильное оформление рефератной работы позволит студенту добавить до 10 баллов к своему рейтингу.

Максимально возможная рейтинговая оценка по видам деятельности

Вид занятия или деятельности	Кол-во занятий, работ	Оценка за один вид работы (баллы)	Максимально возможный суммарный балл
Посещаемость лекций	34	2	68
Лабораторные работы	17	10	170
Контрольные работы	2	15	30
Контрольный тест	1	20	20
Всего за семестр			288
Экзамен	2 вопроса	15	30
Итого			318

Для допуска к экзамену студент обязан выполнить все лабораторные работы, контрольные работы и тест, а общее количество баллов должно быть не менее 158.

Если студент набрал в течение семестра суммарный рейтинговый балл 264, то допускается выставление в зачетную книжку оценки «отлично» без сдачи экзамена.

Перевод суммарного рейтингового балла в пятибалльную оценку

(для выставления в зачетную книжку)

Минимальный балл	Максимальный балл	Показатель в %	Результат
158		54% (от 288 баллов)	допуск к экзамену
178	219	54-65% (от 318 баллов)	удовлетворительно
223	267	66-80% (от 318 баллов)	хорошо
268	318	 80% (от 318 баллов)	отлично

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)»