Министерство образования и науки Российской Федерации

Муромский институт (филиал)

федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования

 «Владимирский государственный университет

имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых»

(МИ ВлГУ)

 

Кафедра  ТМС 

 

 

 

«   06   »       06       2017 г.

 

 

 

 

Рабочая программа ДИСЦИПЛИНЫ

 

     Материаловедение     

 




Направление подготовки

15.03.05 Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств

Профиль подготовки

Квалификация (степень)выпускника

Бакалавр









          

Семестр

Трудоем-кость,

час. / зач. ед.

Лек-ции,

час.

 

Практи-ческие занятия,

час.

Лабора-торные работы,

час.

Консуль-тация,

час.

Конт-роль,

час.

Всего (контак-тная работа),

час.

СРС,

час.

Форма

промежу-точного контр.

(экз., зач., зач. с оц.)

4

144 / 4  

32  

 

16  

5,2  

0,35  

53,55  

63,8  

Экз.(26,65)  

Итого

144 / 4  

32  

 

16  

5,2  

0,35  

53,55  

63,8  

26,65  

 

Муром, 2017 г.


1. Цель освоения дисциплины

Цель дисциплины: является создание информационной базы для целесообразности и возможности использования материала и его выбор применительно к заданиям, условиям, а также для разработки технологии его обработки.

Задачей изучения дисциплины является раскрытие физической сущности явлений, происходящих в материалах при воздействии на них различных факторов в условиях производства и эксплуатации, и их влияние на свойства материалов. Установление зависимости между составом, строением и свойствами материалов. Изучение теории и практики термической и химико-термической обработки и других способов упрочнения материалов, обеспечивающих высокую надежность деталей машин, инструмента и других изделий. Изучение основные группы современных металлических и неметаллических материалов, их свойства и области применения.

2. Место дисциплины в структуре ОПОП ВО (Цикл (Б1.Б.16))

Изучение дисциплины “ Материаловедение ” базируется на знаниях полученных студентами при изучении химии, физики на первом курсе института. На дисциплине базируется изучение деталей машин и основ конструирования, сопротивление материалов, технологических процессов машиностроительного производства, технологии машиностроения, резания металлов, режущего инструмента, металлорежущих станков и др. Знания, полученные при изучение материаловедения, будут использованы при выполнении курсового проектирования и выпускной бакалаврской ВКР.

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ОПК-1 способность использовать основные закономерности, действующие в процессе изготовления машиностроительных изделий требуемого качества, заданного количества при наименьших затратах общественного труда.

ОПК-4 способность участвовать в разработке обобщенных вариантов решения проблем, связанных с машиностроительными производствами, выборе оптимальных вариантов прогнозируемых последствий решения на основе их анализа.

ПК-16 способность осваивать на практике и совершенствовать технологии, системы и средства машиностроительных производств, участвовать в разработке и внедрении оптимальных технологий изготовления машиностроительных изделий, выполнять мероприятия по выбору и эффективному использованию материалов, оборудования, инструментов, технологической оснастки, средств диагностики, автоматизации, алгоритмов и программ выбора и расчетов параметров технологических процессов для их реализации.

 

В результате освоения дисциплины обучающийся должен демонстрировать следующие результаты образования:

1) Знать:

зависимость между составом, строением и свойствами материалов, действующие в процессе изготовления машиностроительных изделий (ОПК-1).

классификацию и основные свойства материалов и их влияние на технико-экономические показатели изделий (ОПК-4).

мероприятия по выбору и эффективному использованию материалов, обеспечивающих высокую надежность деталей машин, инструмента и других изделий ((ПК-16).

2) Уметь:

использовать основные закономерности, действующие в процессе изготовления машиностроительных изделий требуемого качества (ОПК-1).

выбрать материал, назначить вид и режимы обработки с целью получения заданной структуры и свойств, обеспечивающих высокую надежность и долговечность изделий (ОПК-4).

определять пути повышения качества и долговечности изделия за счет рационального выбора материалов и методов их обработки (ПК-16).

3) Владеть:

навыками выбора материалов для различных конструкций, инструментов и методами упрочнения при достижении высокого качества и технико-экономической эффективности технологических процессов (ОПК-1).

навыками оценивать и прогнозировать поведение материалов при различных эксплуатационных факторов (ОПК-4).

навыками назначать соответствующую обработку для получения заданных структур и свойств, обеспечивающих надежность деталей машин, инструмента и других изделий (ПК-16).

 


4. Структура и содержание дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетные единицы, 144 часа.

 

4.1. Форма обучения: очная

Уровень базового образования: среднее общее.

Срок обучения 4г.

 

4.1.1. Структура дисциплины


 

Раздел (тема)

дисциплины

 

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость

(в часах)

 

Форма  текущего контроля успеваемости (по неделям семестра), форма промежуточной аттестации

  (по семестрам)

 

п\п

Семестр

Лекции

Семинары

Практические занятия

Лабораторные работы

Контрольные работы

СРС

КП / КР

Консультация

Контроль

1

Металлические материалы.Особенности атомно-кристаллического строения

4

2

4

устный опрос, тестирование

2

Кристаллизация металлов. Методы исследования

4

2

4

устный опрос, тестирование

3

Общая теория сплавов. Строение, кристаллизация и свойства сплавов. Диаграмма состояния.

4

2

0

устный опрос

4

Нагрузка, напряжения и деформация. Механические свойства

4

2

4

устный опрос, тестирование

5

Железоуглеродистые сплавы. Диаграмма состояния железо-углерод.

4

2

4

2

устный опрос, тестирование

6

Стали. Кристаллизация и маркировка стали. Чугуны. Диаграмма железо-графит. Строение, свойства, классификация и маркировка чугунов.

4

2

4

13

устный опрос

7

Виды термической обработки металлов. Основы теории термиеской обработки стали. Технологические особенности и возможности отжига и нормализации

4

4

4

10

устный опрос, тестирование

8

Технологические особенности и возможности закалки и отпуска

4

2

4

0

устный опрос, тестирование

9

Химико-термическая обработка стали, цементация, азотирование, нитроцементация и диффузионная металлизация

4

2

1

устный опрос

10

Методы упрочнения металлов

4

2

4

устный опрос, тестирование

11

Конструкционные материалы. Легированные стали

4

2

0

устный опрос, тестирование

12

Коррозионностойкие стали и сплавы. Жаропрочные сплавы и стали

4

2

0

устный опрос

13

Цветные металлы и сплавы на их основе. Титан и его сплавы. Алюминий и его сплавы. Магний и его сплавы. Медь и его сплавы

4

2

2

устный опрос, тестирование

14

Композиционные материалы. Материалы порошковой металлургии. Пористые конструкционные электротехнические.

4

2

0

устный опрос, тестирование

15

Неметаллические материалы.Пластмасса, резина,стекло

4

2

19,8

устный опрос

Всего за  семестр

144

32

16

63,8

5,2

0,35

Экз.(26,65)

Итого   

144

32

16

63,8

5,2

0,35

26,65

 

4.1.2. Содержание дисциплины

4.1.2.1. Перечень лекций

Семестр 4

Раздел 1. Металлические материалы.Особенности атомно-кристаллического строения

Лекция 1.

Особенности атомно-кристаллического строения (2 часа).

Раздел 2. Кристаллизация металлов. Методы исследования

Лекция 2.

Кристаллизация металлов. Методы исследования (2 часа).

Раздел 3. Общая теория сплавов. Строение, кристаллизация и свойства сплавов. Диаграмма состояния.

Лекция 3.

Общая теория сплавов. Строение, кристаллизация и свойства сплавов. Диаграммы состояния сплавов (2 часа).

Раздел 4. Нагрузка, напряжения и деформация. Механические свойства

Лекция 4.

Нагрузка, напряжение, деформация. Механические свойства (2 часа).

Раздел 5. Железоуглеродистые сплавы. Диаграмма состояния железо-углерод.

Лекция 5.

Железо-углеродистые сплавы. Диаграмма состояния железо-углерод (2 часа).

Раздел 6. Стали. Кристаллизация и маркировка стали. Чугуны. Диаграмма железо-графит. Строение, свойства, классификация и маркировка чугунов.

Лекция 6.

Стали. Классификация, маркировка. Чугуны:. Диаграмма железо-графит. Строение, свойства, классификация и маркировка чугунов (2 часа).

Раздел 7. Виды термической обработки металлов. Основы теории термиеской обработки стали. Технологические особенности и возможности отжига и нормализации

Лекция 7.

Виды термической обработки металлов. Основы теории термической обработки стали (2 часа).

Лекция 8.

Основы теории термической обработки стали. Технологические особенности и возможности отжига и нормализации (2 часа).

Раздел 8. Технологические особенности и возможности закалки и отпуска

Лекция 9.

Технологические особенности и возможности закалки и отпуска (2 часа).

Раздел 9. Химико-термическая обработка стали, цементация, азотирование, нитроцементация и диффузионная металлизация

Лекция 10.

Химико-термическая обработка стали (цементация, азотирование, нитроцементация и диффузионная металлизация) (2 часа).

Раздел 10. Методы упрочнения металлов

Лекция 11.

Методы упрочнения металлов (2 часа).

Раздел 11. Конструкционные материалы. Легированные стали

Лекция 12.

Конструкционные материалы. Легированные стали (2 часа).

Раздел 12. Коррозионностойкие стали и сплавы. Жаропрочные сплавы и стали

Лекция 13.

Коррозионностойкие стали и сплавы. Жаропрочные стали и сплавы. Инструментальные стали. Твердые сплавы. Сверхтвердые материалы (2 часа).

Раздел 13. Цветные металлы и сплавы на их основе. Титан и его сплавы. Алюминий и его сплавы. Магний и его сплавы. Медь и его сплавы

Лекция 14.

Цветные металлы и сплавы на их основе.. Титан и его сплавы. Алюминий и его сплавы. Медь и ее сплавы. Магний и его сплавы (2 часа).

Раздел 14. Композиционные материалы. Материалы порошковой металлургии. Пористые конструкционные электротехнические.

Лекция 15.

Композиционные материалы. Материалы порошковой металлургии.Пористые конструкционные и электротехнические материалы (2 часа).

Раздел 15. Неметаллические материалы.Пластмасса, резина,стекло

Лекция 16.

Неметаллические материалы (пластмасса, резина, стекло) (2 часа).

 

4.1.2.2. Перечень практических занятий

Не планируется.

 

4.1.2.3. Перечень лабораторных работ

Семестр 4

Раздел 1. Железоуглеродистые сплавы. Диаграмма состояния железо-углерод.

Лабораторная 1.

Диаграммы состояния системы железо-цементит и микроструктура железо-углеродистых сплавов в равновесном состоянии (4 часа).

Раздел 2. Стали. Кристаллизация и маркировка стали. Чугуны. Диаграмма железо-графит. Строение, свойства, классификация и маркировка чугунов.

Лабораторная 2.

Микроструктура чугунов (4 часа).

Раздел 3. Виды термической обработки металлов. Основы теории термиеской обработки стали. Технологические особенности и возможности отжига и нормализации

Лабораторная 3.

Определение критических точек и термическая обработка углеродистой стали (4 часа).

Раздел 4. Технологические особенности и возможности закалки и отпуска

Лабораторная 4.

Влияние термической обработки на структуру и свойства углеродистой стали (4 часа).

 

Методические указания к лабораторным работам приведены на Информационно-образовательном портале:

https://www.mivlgu.ru/iop/course/view.php?id=4429&topic=2

 

4.1.2.4. Перечень учебно-методического обеспечения для самостоятельной работы

Методические указания для самостоятельной работы размещены на информационно-образовательном портале института по ссылке https://www.mivlgu.ru/iop/course/view.php?id=5058.

Для самостоятельной работы также используются издания из списка приведенной ниже основной и дополнительной литературы.

Перечень тем, вынесенных на самостоятельное изучение:

1. Диффузионные и бездиффузионные превращения в сталях.

2. Деформация и разрушение. Механизм процессов.

3. Механические свойства материалов.

4. Способы упрочнения металлов и сплавов.

5. Влияние легирующих элементов на превращения, структуру и свойства сталей.

6. Химико-термическая обработка.

7. Автоматные, шарикоподшипниковые и пружинно-рессорные стали.

8. Поверхностная закалка ТВЧ.

9. Инструментальные стали для измерительного инструмента.

10. Минерало-керамические и керамико-металлические материалы.

11. Антифрикционные материалы (баббиты, бронзы, композиционные материалы).

12. Мартенситное превращение в сталях. Обработка холодом.

13. Штамповые стали.

14. Причины возникновения внутренних напряжений при термической обработке.

15. Термо-механическая обработка сталей.

16. Влияние легирующих элементов на мартенситное превращение и количество остаточного аустенита.

17. Неметаллические материалы (клей, краски, герметики).

18. Материалы абразивных инструментов.

19. Композиционные материалы.

20. Влияние легирующих элементов на превращение при отпуске закаленной стали.

 

4.1.2.5. Перечень тем контрольных работ, рефератов, ТР, РГР, РПР

Не планируется.

 

4.1.2.6. Примерный перечень тем курсовых работ (проектов)

Не планируется.

 


4. 2. Форма обучения: заочная

Уровень базового образования: среднее общее.

Срок обучения 5г.

 

Семестр

Трудоем-кость,

час. / зач. ед.

Лек-ции,

час.

 

Практи-ческие занятия,

час.

Лабора-торные работы, час.

Консуль-тация,

час.

Конт-роль,

час.

Всего (контак-тная работа),

час.

СРС,

час.

Форма

промежуточного контроля

(экз., зач., зач. с оц.)

5

144 / 4  

4  

 

8  

2  

0,6  

14,6  

120,75  

Экз.(8,65)  

Итого

144 / 4  

4  

 

8  

2  

0,6  

14,6  

120,75  

8,65  

 

4.2.1. Структура дисциплины


 

Раздел (тема)

дисциплины

 

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость

(в часах)

 

Форма  текущего контроля успеваемости (по неделям семестра), форма промежу-точной аттестации

  (по семестрам)

 

п\п

Семестр

Лекции

Семинары

Практические занятия

Лабораторные работы

Контрольные работы

СРС

КП / КР

Консультация

Контроль

1

Металлические материалы. Общая теория сплавов. Диаграмма состояния железо-углерод. Строение, свойства, классификация и маркировка сталей и чугунов.

5

2

4

25

устный опрос, тестирование

2

Виды термической обработки металлов. Химико-термическая обработка стали. Конструкционные материалы.Легированные стали. Цветные металлы и сплавы. Неметаллические материалы.

5

2

4

95,75

устный опрос, тестирование

Всего за  семестр

144

4

8

+

120,75

2

0,6

Экз.(8,65)

Итого   

144

4

8

120,75

2

0,6

8,65

 

4.2.2. Содержание дисциплины

4.2.2.1. Перечень лекций

Семестр 5

Раздел 1. Металлические материалы. Общая теория сплавов. Диаграмма состояния железо-углерод. Строение, свойства, классификация и маркировка сталей и чугунов.

Лекция 1.

Металлические материалы. Общая теория сплавов. Диаграмма состояния железо-углерод. Строение, свойства, классификация и маркировка сталей и чугунов (2 часа).

Раздел 2. Виды термической обработки металлов. Химико-термическая обработка стали. Конструкционные материалы.Легированные стали. Цветные металлы и сплавы. Неметаллические материалы.

Лекция 2.

Виды термической обработки металлов. Химико-термическая обработка стали. Конструкционные материалы.Легированные стали. Цветные металлы и сплавы. Неметаллические материалы (2 часа).

 

4.2.2.2. Перечень практических занятий

Не планируется.

 

4.2.2.3. Перечень лабораторных работ

Семестр 5

Раздел 1. Металлические материалы. Общая теория сплавов. Диаграмма состояния железо-углерод. Строение, свойства, классификация и маркировка сталей и чугунов.

Лабораторная 1.

Диаграммы состояния системы железо-цементит и микроструктура железо-углеродистых сплавов в равновесном состоянии (4 часа).

Раздел 2. Виды термической обработки металлов. Химико-термическая обработка стали. Конструкционные материалы.Легированные стали. Цветные металлы и сплавы. Неметаллические материалы.

Лабораторная 2.

Влияние термической обработки на структуру и свойства углеродистой стали (4 часа).

 

4.2.2.4. Перечень учебно-методического обеспечения для самостоятельной работы

Методические указания для самостоятельной работы размещены на информационно-образовательном портале института по ссылке https://www.mivlgu.ru/iop/course/view.php?id=5058.

Для самостоятельной работы также используются издания из списка приведенной ниже основной и дополнительной литературы.

Перечень тем, вынесенных на самостоятельное изучение:

1. Диффузионные и бездиффузионные превращения в сталях.

2. Деформация и разрушение. Механизм процессов.

3. Механические свойства материалов.

4. Способы упрочнения металлов и сплавов.

5. Влияние легирующих элементов на превращения, структуру и свойства сталей.

6. Химико-термическая обработка.

7. Автоматные, шарикоподшипниковые и пружинно-рессорные стали.

8. Поверхностная закалка ТВЧ.

9. Инструментальные стали для измерительного инструмента.

10. Минерало-керамические и керамико-металлические материалы.

11. Антифрикционные материалы (баббиты, бронзы, композиционные материалы).

12. Мартенситное превращение в сталях. Обработка холодом.

13. Штамповые стали.

14. Причины возникновения внутренних напряжений при термической обработке.

15. Термо-механическая обработка сталей.

16. Влияние легирующих элементов на мартенситное превращение и количество оста-точного аустенита.

17. Неметаллические материалы (клей, краски, герметики).

18. Материалы абразивных инструментов.

19. Композиционные материалы.

20. Влияние легирующих элементов на превращение при отпуске закаленной стали.

 

4.2.2.5. Перечень тем контрольных работ, рефератов, ТР, РГР, РПР

1. Вариант 1: 1). Сталь 10кп. 2). Какие требования предъявляют к расчетам для изготовления подшипников? Какие применяют стали и каков метод их упрочнения? .

2. Вариант 2: 1).Сталь 45. 2). Какую термическую обработку проходят стали 40Х, 40ХН и 30ХГСА для обеспечения высокой конструкционной прочности? .

3. Вариант 3: 1). Сталь 50. 2). Какие стали относятся к низколегированным? Где их применяют, какие существуют методы их упрочнения?.

4. Вариант 4: 1). Сталь 65Г. 2). Какие углеродистые стали обычного качества можно применять для конструкций и деталей машин, подвергаемых сварке или упрочняемых термической обработкой?.

5. Вариант 5: 1). Сталь 08кп. 2). Укажите металловедческие пути улучшения обрабатываемости резанием?.

6. Вариант 6: 1). Сталь У12А. 2). Каким требованиям должны отвечать улучшаемые стали? Назовите марки этих сталей.

7. Вариант 7: 1).Сталь 30. 2). Какие требования предъявляются к пружинным сталям? Назовите марки этих сталей.

8. Вариант 8: 1). Сталь 18 ХГТ. 2). Какие стали применяются для деталей, работающих в окислительных и других агрессивных средах? Назовите марки этих сталей.

9. Вариант 9: 1). Сталь Х18Н10Т. 2). Когда и для чего используют жаропрочные сплавы на никелевой основе?.

10. Вариант 10: 1). Сталь 09Г2. 2). Назовите основные преимущества и недостатки мартенситно-стареющих сталей. Каковы области их применения.

11. Вариант 11: 1).Сталь У8А. 2). Какие требования предъявляются к цементуемым сталям? Назовите их марки и способы упрочнения этих сталей.

12. Вариант 12: 1). Сталь 30ХГСА. 2). В каких случаях применяют цементацию, нитроцементацию и азотирование?.

13. Вариант 13: 1). Сталь 45Х. 2). Чем отличается химико- термическая обработка стали от термической обработки?.

14. Вариант 14: 1). Сталь 30ХГТ. 2). Какое строение(структуру) имеют цементированный и азотированный слой? Увяжите строение слоя с диаграммой строения Fe-Fe3C и Fe-N.

15. Вариант 15: 1). Сталь 40ХМФА. 2). Можно ли повысить конструктивную прочность низколегированных сталей строительных сталей?.

16. Вариант 16: 1). Сталь 50ХН. 2). Выбрать материал, режим термической обработки, структуру и механические свойства для тяжело нагруженного коленчатого вала сложной формы диаметром 40 мм. Предел текучести 600МПа и твердость 50HRC.

17. Вариант 17: 1). Сталь 12ХН3А. 2). Ходовой винт (диаметр 40мм) станка работает в условиях износа высоких контактных нагрузок и требует стабильности размеров и формы в процессе эксплуатации. Требуется твердость 60HRC. Выбрать сталь, режим термической обработки, структуру.

18. Вариант 18: 1). Какие группы используют для литья деталей, работающих при высоких нагрузках или в коррозийной среде? 2). Какие группы используют для литья деталей, работающих при высоких нагрузках или в коррозийной среде?.

19. Вариант 19: 1). Сталь В Ст.3пс. 2). Какой чугун рекомендуется для изготовления подшипника скольжения, работающего в паре с упрочненным валом?.

20. Вариант 20: 1). Сталь 55ХГР. 2). Сварная конструкция, изготовленная из горячекатаной, стали В Ст 3 с пределом текучести 280 МПа при эксплуатации в условиях севера (при температуре от 40 до 50 С) разрушилась хрупко. Объясните причину брака и прокомментируйте сталь и метод ее упрочнения, обеспечивающий высокую устойчивость к хрупкому разрушению в условиях севера и снижения массы конструкции (прочность 350-400 МПа).

21. Вариант 21: 1). Сталь А20. 2). Подберите сталь, упрочняющую термообработку и структуру для рессор автомобиля, требуемая твердость HRC 38.

22. Вариант 22: 1). Сталь ШХ15. 2). Подберите сталь и упрочняющую термическую обработку для вала диаметром 50мм, испытывающего циклические нагрузки при изгибе, кручении и контактные нагрузки.Твердость HRC 58.

23. Вариант 23: 1). Сталь 7ХФ. 2). Какую сталь при отжиге охлаждать медленнее - углеродистую или легированную? Почему?.

24. Вариант 24: 1). Сталь 9ХВГ. 2). Каким требованиям должны отвечать закалочные жидкости для закатки, каковы их достоинства и недостатки? .

25. Вариант 25: 1). Сталь Х12М. 2). Какую структуру должна иметь сталь после изотермической закалки для обеспечения высокой конструкционной прочности?.

26. Вариант 26: 1). Сталь 7Х3. 1). Какие преимущества перед обычной закалкой имеет термомеханическая обработка и почему?.

27. Вариант 27: 1). Сталь ХВ5. 2). Можно ли кипящую сталь использовать для изготовления конструкций и детален машин, работающих при температурах от 40 до -50 0С?.

28. Вариант 28: 1). Сталь 4ХВ2С. 2). Какая сталь рекомендуется для отливок, работающих в условиях ударно-абразивного изнашивания (зубья ковшей)?.

29. Вариант 29: 1). Сталь 9ХФ. 2). Выберите сталь для клапанов двигателя внутреннего сгорания. Назначьте вид и режим термической обработки.

30. Вариант 30: 1). Сталь ХВГС. 2). Выберите сталь для полуоси заднего моста автомобиля. Назначьте вид и режим термической обработки.

31. Вариант 31: 1). Сталь Р18. 2). Выберите сталь для распределительного вала двигателя внутреннего сгорания. Назначьте вид и режим термической обработки.

32. Вариант 32: 1. Сталь Р6М3. 2). Выберите сталь для зубчатых колес коробки перемены передач автомобиля. Назначьте вид и режим термической обработки.

33. Вариант 33: 1. Сплав Р9К5. 2). Выберите сталь для тяжело нагруженных деталей, работающих при больших скоростях и удельных нагрузках (шестерни, шпиндели, валы).

34. Вариант 34: 1). Сплав Р10К5Ф5. 2). Выберите сталь для изготовления ёмкости для хранения и транспортировки кислот. Назначьте режим термической обработки.

35. Вариант 35: 1). Сплав ВК6. 2). Выберите материал для изготовления звездочки цепных передач сельхозмашин. Выберите способ упрочнения этих деталей и режимы термической обработки.

36. Вариант 36: 1). Сплав ВК8В. 2). Подобрать материал для изготовления вала экскаватора диаметром 100 мм, работающего в условиях крайнего Севера. Требуемое значение МПа 700 МПа.

37. Вариант 37: 1). Сплав Т15К6. 2). Какой материал рационально использовать для изготовления шатунов двутаврового сечения толщиной 10 мм чтобы обеспечить МПа 700 МПа? Какова должна быть термическая обработка и ее режимы?.

38. Вариант 38: 1). Сплав Б83. 2). Какой материал следует использовать для болтов фланцевого соединения водопроводов высокого давления сечением 20 мм? Требуется GВ 600 МПа. Выберите вид термической обработки и назначьте ее режим.

39. Вариант 39: 1). Сплав Д16. 2). Какой материал следует выбрать для изготовления шестерни коробки передач, если толщина зуба б мм? Изгибающее усилие в ножке зуба может доходить до б0 МПа. Твердость в поверхностном слое глубиной 15мм должна быть не ниже 60 НRС, Назначьте термическую обработку детали.

40. Вариант 40: 1). Сплав АЛ9. 2). Какую сталь следует выбрать для изготовления вала двигателя диаметром 35 мм, если материал в детали должен иметь Gв>600МПа, , твердость шейки вала .Выберите вид термической обработки и ее режим.

 

4.2.2.6. Примерный перечень тем курсовых работ (проектов)

Не планируется.


4. 3. Форма обучения: заочная

Уровень базового образования: среднее профессиональное.

Срок обучения 3г 6м.

 

Семестр

Трудоем-кость,

час. / зач. ед.

Лек-ции,

час.

 

Практи-ческие занятия,

час.

Лабора-торные работы, час.

Консуль-тация,

час.

Конт-роль,

час.

Всего (контак-тная работа),

час.

СРС,

час.

Переат-теста-ция

Форма

промежу-точного контроля

(экз., зач., зач. с оц.)

3

144 / 4  

6  

 

4  

3  

0,6  

13,6  

49,75  

72  

Экз.(8,65)  

Итого

144 / 4  

6  

 

4  

3  

0,6  

13,6  

49,75  

72  

8,65  

 

4.3.1. Структура дисциплины


 

Раздел (тема)

дисциплины

 

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость

(в часах)

 

Форма  текущего контроля успеваемости (по неделям семестра), форма промежу-точной аттестации

  (по семестрам)

 

п\п

Семестр

Лекции

Семинары

Практические занятия

Лабораторные работы

Контрольные работы

СРС

КП / КР

Консультация

Контроль

1

Металлические материалы. Общая теория сплавов. Диаграмма состояния железо-углерод.Строение, свойства, классификация и маркировка сталей и чугунов.

3

2

4

12

устный опрос, тестирование

2

Виды термической обработки металлов. Химико-термическая обработка стали. Конструкционные материалы. Легированные стали.

3

2

29

устный опрос, тестирование

3

Цветные металлы и сплавы на их основе. Композиционные материалы.Неметаллические материалы.

3

2

8,75

устный опрос

Всего за  семестр

72

6

4

+

49,75

3

0,6

Экз.(8,65)

Итого   

72

6

4

49,75

3

0,6

8,65

Итого с переаттестацией   

144

 

4.3.2. Содержание дисциплины

4.3.2.1. Перечень лекций

Семестр 3

Раздел 1. Металлические материалы. Общая теория сплавов. Диаграмма состояния железо-углерод.Строение, свойства, классификация и маркировка сталей и чугунов.

Лекция 1.

Металлические материалы. Общая теория сплавов. Диаграмма состояния железо-углерод.Строение, свойства, классификация и маркировка сталей и чугунов (2 часа).

Раздел 2. Виды термической обработки металлов. Химико-термическая обработка стали. Конструкционные материалы. Легированные стали.

Лекция 2.

Виды термической обработки металлов. Химико-термическая обработка стали. Конструкционные материалы. Легированные стали (2 часа).

Раздел 3. Цветные металлы и сплавы на их основе. Композиционные материалы.Неметаллические материалы.

Лекция 3.

Цветные металлы и сплавы на их основе. Композиционные материалы.Неметаллические материалы (2 часа).

 

4.3.2.2. Перечень практических занятий

Не планируется.

 

4.3.2.3. Перечень лабораторных работ

Семестр 3

Раздел 1. Металлические материалы. Общая теория сплавов. Диаграмма состояния железо-углерод.Строение, свойства, классификация и маркировка сталей и чугунов.

Лабораторная 1.

Диаграммы состояния системы железо-цементит и микроструктура железо-углеродистых сплавов в равновесном состоянии (4 часа).

 

4.3.2.4. Перечень учебно-методического обеспечения для самостоятельной работы

Методические указания для самостоятельной работы размещены на информационно-образовательном портале института по ссылке https://www.mivlgu.ru/iop/course/view.php?id=5058.

Для самостоятельной работы также используются издания из списка приведенной ниже основной и дополнительной литературы.

Перечень тем, вынесенных на самостоятельное изучение:

1. Диффузионные и бездиффузионные превращения в сталях.

2. Деформация и разрушение. Механизм процессов.

3. Механические свойства материалов.

4. Способы упрочнения металлов и сплавов.

5. Влияние легирующих элементов на превращения, структуру и свойства сталей.

6. Химико-термическая обработка.

7. Автоматные, шарикоподшипниковые и пружинно-рессорные стали.

8. Поверхностная закалка ТВЧ.

9. Инструментальные стали для измерительного инструмента.

10. Минерало-керамические и керамико-металлические материалы.

11. Антифрикционные материалы (баббиты, бронзы, композиционные материалы).

12. Мартенситное превращение в сталях. Обработка холодом.

13. Штамповые стали.

14. Причины возникновения внутренних напряжений при термической обработке.

15. Термо-механическая обработка сталей.

16. Влияние легирующих элементов на мартенситное превращение и количество оста-точного аустенита.

17. Неметаллические материалы (клей, краски, герметики).

18. Материалы абразивных инструментов.

19. Композиционные материалы.

20. Влияние легирующих элементов на превращение при отпуске закаленной стали.

 

4.3.2.5. Перечень тем контрольных работ, рефератов, ТР, РГР, РПР

1. Вариант 1: 1). Сталь 10кп. 2). Какие требования предъявляют к расчетам для изготовления подшипников? Какие применяют стали и каков метод их упрочнения? .

2. Вариант 2: 1).Сталь 45. 2). Какую термическую обработку проходят стали 40Х, 40ХН и 30ХГСА для обеспечения высокой конструкционной прочности? .

3. Вариант 3: 1). Сталь 50. 2). Какие стали относятся к низколегированным? Где их применяют, какие существуют методы их упрочнения?.

4. Вариант 4: 1). Сталь 65Г. 2). Какие углеродистые стали обычного качества можно применять для конструкций и деталей машин, подвергаемых сварке или упрочняемых термической обработкой?.

5. Вариант 5: 1). Сталь 08кп. 2). Укажите металловедческие пути улучшения обрабатываемости резанием?.

6. Вариант 6: 1). Сталь У12А. 2). Каким требованиям должны отвечать улучшаемые стали? Назовите марки этих сталей.

7. Вариант 7: 1).Сталь 30. 2). Какие требования предъявляются к пружинным сталям? Назовите марки этих сталей.

8. Вариант 8: 1). Сталь 18 ХГТ. 2). Какие стали применяются для деталей, работающих в окислительных и других агрессивных средах? Назовите марки этих сталей.

9. Вариант 9: 1). Сталь Х18Н10Т. 2). Когда и для чего используют жаропрочные сплавы на никелевой основе?.

10. Вариант 10: 1). Сталь 09Г2. 2). Назовите основные преимущества и недостатки мартенситно-стареющих сталей. Каковы области их применения.

11. Вариант 11: 1).Сталь У8А. 2). Какие требования предъявляются к цементуемым сталям? Назовите их марки и способы упрочнения этих сталей.

12. Вариант 12: 1). Сталь 30ХГСА. 2). В каких случаях применяют цементацию, нитроцементацию и азотирование?.

13. Вариант 13: 1). Сталь 45Х. 2). Чем отличается химико- термическая обработка стали от термической обработки?.

14. Вариант 14: 1). Сталь 30ХГТ. 2). Какое строение(структуру) имеют цементированный и азотированный слой? Увяжите строение слоя с диаграммой строения Fe-Fe3C и Fe-N.

15. Вариант 15: 1). Сталь 40ХМФА. 2). Можно ли повысить конструктивную прочность низколегированных сталей строительных сталей?.

16. Вариант 16: 1). Сталь 50ХН. 2). Выбрать материал, режим термической обработки, структуру и механические свойства для тяжело нагруженного коленчатого вала сложной формы диаметром 40 мм. Предел текучести 600МПа и твердость 50HRC.

17. Вариант 17: 1). Сталь 12ХН3А. 2). Ходовой винт (диаметр 40мм) станка работает в условиях износа высоких контактных нагрузок и требует стабильности размеров и формы в процессе эксплуатации. Требуется твердость 60HRC. Выбрать сталь, режим термической обработки, структуру.

18. Вариант 18: 1). Какие группы используют для литья деталей, работающих при высоких нагрузках или в коррозийной среде? 2). Какие группы используют для литья деталей, работающих при высоких нагрузках или в коррозийной среде?.

19. Вариант 19: 1). Сталь В Ст.3пс. 2). Какой чугун рекомендуется для изготовления подшипника скольжения, работающего в паре с упрочненным валом?.

20. Вариант 20: 1). Сталь 55ХГР. 2). Сварная конструкция, изготовленная из горячекатаной, стали В Ст 3 с пределом текучести 280 МПа при эксплуатации в условиях севера (при температуре от 40 до 50 С) разрушилась хрупко. Объясните причину брака и прокомментируйте сталь и метод ее упрочнения, обеспечивающий высокую устойчивость к хрупкому разрушению в условиях севера и снижения массы конструкции (прочность 350-400 МПа).

21. Вариант 21: 1). Сталь А20. 2). Подберите сталь, упрочняющую термообработку и структуру для рессор автомобиля, требуемая твердость HRC 38.

22. Вариант 22: 1). Сталь ШХ15. 2). Подберите сталь и упрочняющую термическую обработку для вала диаметром 50мм, испытывающего циклические нагрузки при изгибе, кручении и контактные нагрузки.Твердость HRC 58.

23. Вариант 23: 1). Сталь 7ХФ. 2). Какую сталь при отжиге охлаждать медленнее - углеродистую или легированную? Почему?.

24. Вариант 24: 1). Сталь 9ХВГ. 2). Каким требованиям должны отвечать закалочные жидкости для закатки, каковы их достоинства и недостатки? .

25. Вариант 25: 1). Сталь Х12М. 2). Какую структуру должна иметь сталь после изотермической закалки для обеспечения высокой конструкционной прочности?.

26. Вариант 26: 1). Сталь 7Х3. 1). Какие преимущества перед обычной закалкой имеет термомеханическая обработка и почему?.

27. Вариант 27: 1). Сталь ХВ5. 2). Можно ли кипящую сталь использовать для изготовления конструкций и детален машин, работающих при температурах от 40 до -50 0С?.

28. Вариант 28: 1). Сталь 4ХВ2С. 2). Какая сталь рекомендуется для отливок, работающих в условиях ударно-абразивного изнашивания (зубья ковшей)?.

29. Вариант 29: 1). Сталь 9ХФ. 2). Выберите сталь для клапанов двигателя внутреннего сгорания. Назначьте вид и режим термической обработки.

30. Вариант 30: 1). Сталь ХВГС. 2). Выберите сталь для полуоси заднего моста автомобиля. Назначьте вид и режим термической обработки.

31. Вариант 31: 1). Сталь Р18. 2). Выберите сталь для распределительного вала двигателя внутреннего сгорания. Назначьте вид и режим термической обработки.

32. Вариант 32: 1. Сталь Р6М3. 2). Выберите сталь для зубчатых колес коробки перемены передач автомобиля. Назначьте вид и режим термической обработки.

33. Вариант 33: 1. Сплав Р9К5. 2). Выберите сталь для тяжело нагруженных деталей, работающих при больших скоростях и удельных нагрузках (шестерни, шпиндели, валы).

34. Вариант 34: 1). Сплав Р10К5Ф5. 2). Выберите сталь для изготовления ёмкости для хранения и транспортировки кислот. Назначьте режим термической обработки.

35. Вариант 35: 1). Сплав ВК6. 2). Выберите материал для изготовления звездочки цепных передач сельхозмашин. Выберите способ упрочнения этих деталей и режимы термической обработки.

36. Вариант 36: 1). Сплав ВК8В. 2). Подобрать материал для изготовления вала экскаватора диаметром 100 мм, работающего в условиях крайнего Севера. Требуемое значение МПа 700 МПа.

37. Вариант 37: 1). Сплав Т15К6. 2). Какой материал рационально использовать для изготовления шатунов двутаврового сечения толщиной 10 мм чтобы обеспечить МПа 700 МПа? Какова должна быть термическая обработка и ее режимы?.

38. Вариант 38: 1). Сплав Б83. 2). Какой материал следует использовать для болтов фланцевого соединения водопроводов высокого давления сечением 20 мм? Требуется GВ 600 МПа. Выберите вид термической обработки и назначьте ее режим.

39. Вариант 39: 1). Сплав Д16. 2). Какой материал следует выбрать для изготовления шестерни коробки передач, если толщина зуба б мм? Изгибающее усилие в ножке зуба может доходить до б0 МПа. Твердость в поверхностном слое глубиной 15мм должна быть не ниже 60 НRС, Назначьте термическую обработку детали.

40. Вариант 40: 1). Сплав АЛ9. 2). Какую сталь следует выбрать для изготовления вала двигателя диаметром 35 мм, если материал в детали должен иметь Gв>600МПа, , твердость шейки вала .Выберите вид термической обработки и ее режим.

 

4.3.2.6. Примерный перечень тем курсовых работ (проектов)

Не планируется.

 

5. Образовательные технологии

В процессе изучения дисциплины "Материаловедение" применяется контактная технология преподавания (за исключением самостоятельно изучаемых студентами вопросов). При проведении лабораторных работ применяется имитационный подход, когда преподавателем разбирается на конкретном примере проблемная ситуация, все шаги решения задачи студентам демонстрируются при помощи мультимедийной техники. Затем студенты самостоятельно решают аналогичные задания. Во время выполнения лабораторных работ формируются творческие коллективы из 3-5 студентов, тем самым формируется способность обучающихся к работе в малых творческих коллективах и студенты приобретают необходимые навыки необходимые для дальнейшей практической работы.

 

6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов.

Фонды оценочных средств приведены в приложении.

 

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины Материаловедение

7.1. Основная учебно-методическая литература по дисциплине

1. Буслаева Е.М. Материаловедение [Электронный ресурс]: учебное пособие/ Буслаева Е.М.— Электрон. текстовые данные.— Саратов: Ай Пи Эр Медиа, 2012.— 148 c. - http://www.iprbookshop.ru/735.html

2. Солнцев Ю.П. Материаловедение [Электронный ресурс]: учебник для вузов/ Солнцев Ю.П., Пряхин Е.И.— Электрон. текстовые данные.— СПб.: ХИМИЗДАТ, 2014.— 784 c. - http://www.iprbookshop.ru/22533.html

3. Дворкин Л.И. Справочник по строительному материаловедению [Электронный ресурс]: учебно-практическое пособие/ Дворкин Л.И., Дворкин О.Л.— Электрон. текстовые данные.— М.: Инфра-Инженерия, 2013.— 472 c. - http://www.iprbookshop.ru/13557.html

4. Слесарчук В. А. Материаловедение и технология материалов - Минск: РИПО, 2012 г., 391 с. - http://ibooks.ru/reading.php?productid=333731

 

7.2. Дополнительная учебно-методическая литература по дисциплине

1. Материаловедение: методические указания по выполнению контрольной работы/МИ ВлГУ; сост.Ю. Л. Широков , Л. С. Шлапак.- Муром: ИПЦ МИ ВлГУ 2009 г., 36 с. - 55 экз.

2. Материаловедение: методические указания по изучению дисциплины и выполнению контрольной работы/МИ ВлГУ; сост.Ю. Л. Широков , С.Н.Игнатов, Л. С. Шлапак.- Муром: ИПЦ МИ ВлГУ 2005 г., 18 с. - 200 экз.

3. Материаловедение: методические указания по выполнению лабораторных работ/МИ ВлГУ; сост.Ю. Л. Широков , А.В.Карпов, А.В.Васильев- Муром: ИПЦ МИ ВлГУ 2010 г. , 56 с. - 100 экз.

4. Материаловедение: методические указания по тестовому контролю знаний/МИ ВлГУ; сост.Ю. Л. Широков , А.В.Карпов, А.В.Васильев- Муром: ИПЦ МИ ВлГУ 2011 г., 40 с. - 100 экз.

5. Материаловедение. Методические указания к выполнению лабораторных работ. Сост. Ю.Л. Широков и др. МИВлГУ - 2007 г.,117 стр.– в библиотеке МИ ВлГУ. - 100 экз.

6. Материаловедение и технология материалов: методические указания по изучению дисциплины и выполнению лабораторных работ/ состав.: Ю.Л. Широков, Л.С. Шлапак, Д.А. Бабкин.– Муром: Изд.–полиграфический центр МИВлГУ, 2008.-48 с. - 150 экз.

7. Материаловедение.Земсков Ю. П., Ткаченко Ю. С., Лихачева Л. Б.Воронеж : ВГУИТ, - 2013г. ,200 с., УМО - http://ibooks.ru/reading.php?productid=333731

8. Материаловедение. Применение и выбор материалов: Учебное пособие.Солнцев Ю.П., Борзенко Е.И., Вологжанина С.А..СПб. : ХИМИЗДАТ,-2007 г., 200 с., УМО - http://ibooks.ru/reading.php?productid=25197

9. Практикум по материаловедению Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова, ЭБС АСВ 2011 2227-8397 - http://www.bibliocomplectator.ru/book/?&id=28384

 

7.3. Перечень информационных технологий, используемых при осуществлении образовательного процесса по дисциплине, включая перечень программного обеспечения и информационных справочных систем

В образовательном процессе используются информационные технологии, реализованные на основе информационно-образовательного портала института (www.mivlgu.ru/iop), и инфокоммуникационной сети института:

- предоставление учебно-методических материалов в электроном виде;

- взаимодействие участников образовательного процесса через локальную сеть института и Интернет;

- предоставление сведений о результатах учебной деятельности в электронном личном кабинете обучающегося.

Информационные справочные системы:

Единое окно доступа к информационным ресурсам http://window.edu.ru/

Программное обеспечение:

Лаборатория строительных материалов и материаловедения

Пакет офисных приложений Libre Office v.5 (free software, GPL)

 

7.4. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети «Интернет», необходимых для освоения дисциплины

iprbookshop.ru

ibooks.ru

bibliocomplectator.ru

 

8. Описание материально-технической базы, необходимой для осуществления образовательного процесса по дисциплине

Лаборатория строительных материалов и материаловедения

(оптический микроскоп МИМ-7 – 7шт.,

прибор электронный ЭПП-09 – 1шт.,

твердомер ТШ-2М – 2шт.,

микроскоп МИУ-1 – 1шт.,

микроскоп МИМ-8-1шт.,

копер маятниковый КМ-05 – 1шт.,

потенциометр КСП-3П-5шт.,

копер маятниковый КМ-024-1шт.,

электрическая тигельная печь плавления-1шт.,

эксикаторы – 1 шт.,

микрошлифы материалов – 30 шт.)

 

9. Методические указания по освоению дисциплины

Для успешного освоения теоретического материала обучающийся: знакомится со списком рекомендуемой основной и дополнительной литературы; уточняет у преподавателя, каким дополнительным пособиям следует отдать предпочтение; ведет конспект лекций и прорабатывает лекционный материал, пользуясь как конспектом, так и учебными пособиями.

До выполнения лабораторных работ обучающийся изучает соответствующий раздел теории. Перед занятием студент знакомится с описанием заданий для выполнения работы, внимательно изучает содержание и порядок проведения лабораторной работы. Обучающиеся выполняют индивидуальную задачу в соответствии с методическими указаниями на лабораторную работу. Полученные результаты исследований сводятся в отчет и защищаются по традиционной методике на следующем лабораторном занятии. Необходимый теоретический материал, индивидуальное задание, шаги выполнения лабораторной работы и требование к отчету приведены в методических указаниях, размещенных на информационно-образовательном портале института.

Самостоятельная работа оказывает важное влияние на формирование личности будущего специалиста, она планируется обучающимся самостоятельно. Каждый обучающийся самостоятельно определяет режим своей работы и меру труда, затрачиваемого на овладение учебным содержанием дисциплины. Он выполняет внеаудиторную работу и изучение разделов, выносимых на самостоятельную работу, по личному индивидуальному плану, в зависимости от его подготовки, времени и других условий.

Форма заключительного контроля при промежуточной аттестации – экзамен. Для проведения промежуточной аттестации по дисциплине разработаны фонд оценочных средств и балльно-рейтинговая система оценки учебной деятельности студентов. Оценка по дисциплине выставляется в информационной системе и носит интегрированный характер, учитывающий результаты оценивания участия студентов в аудиторных занятиях, качества и своевременности выполнения заданий в ходе изучения дисциплины и промежуточной аттестации.

 


лист_утверждения


РЕЦЕНЗИЯ

на  рабочую программу дисциплины

«Материаловедение»

по направлению подготовки 15.03.05 Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств

 

Рабочая программа дисциплины «Материаловедение» составлена в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта по направлению подготовки 15.03.05 Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств.

На изучение данного курса по учебному плану отводится 144 час. (4 ЗЕТ). Формой итогового контроля изучения дисциплины является экзамен .

Цель дисциплины: является создание информационной базы для целесообразности и возможности использования материала и его выбор применительно к заданиям, условиям, а также для разработки технологии его обработки.

Задачей изучения дисциплины является раскрытие физической сущности явлений, происходящих в материалах при воздействии на них различных факторов в условиях производства и эксплуатации, и их влияние на свойства материалов. Установление зависимости между составом, строением и свойствами материалов. Изучение теории и практики термической и химико-термической обработки и других способов упрочнения материалов, обеспечивающих высокую надежность деталей машин, инструмента и других изделий. Изучение основные группы современных металлических и неметаллических материалов, их свойства и области применения.

Содержание занятий соответствуют требованиям образовательного стандарта. Имеется перечень вопросов для самостоятельной работы студентов, способствующий более глубокому изучению дисциплины.

Освоение дисциплины позволит студентам приобрести теоретические и практические знания, необходимые при решении задач в будущей практической деятельности.

Предлагаемые фонды оценочных средств для выявления уровня знаний и умений обучаемых полностью охватывает содержание курса и соответствуют ФГОС.

Перечень учебно-методической литературы достаточен для изучения дисциплины. Имеются ссылки на электронно-библиотечные системы.

Рабочая программа дисциплины «Материаловедение» рекомендуется для использования в учебном процессе по направлению подготовки 15.03.05 Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств.

 

06.06.2017 г.