Материаловедение

2

УДК 621.7+621.9+669.017 Кроха, В.А. Материаловедение [Текст] : Методические указания по организа-

ции самостоятельной работы для студентов I курса специальности 220301 - Автоматизация технологических процессов и производств / В. А. Кроха; Фед. агентство по образованию, Гос. образовательное учреждение высш. проф. образования, Воронеж. гос. лесотехн. акад. – Воронеж, 2006. – 15 с

Печатается по решению редакционно-издательского совета ВГЛТА

3

ВВЕДЕНИЕ

Целью самостоятельного изучения отдельных материалов теоретического курса является развитие у студентов способности к работе с технической литературой, к анализу и обобщению случайных материалов и умению в краткой форме изложить их содержание.

В данных методических указаниях предложены организационнометодические формы самостоятельной работы и её контроля. Темы изучения теоретического курса и необходимая для этого литература, а также форма и сроки контроля знаний студентов приведены в карте организации самостоятельной работы (см. табл.).

Методические указания к изучению теоретических материалов по каждой конкретной теме и контрольные вопросы к ним изложены на с. 4…12.

1 МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

КРАЗДЕЛУ «ОСНОВЫ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА»

1.1 Методические указания

При освоении темы «Производство чугуна» рекомендуется вначале ознакомиться с материалами, применяемыми в доменном производстве, а затем рассмотреть устройство и принцип работы доменной печи, обратив особое внимание на физико-химические процессы, протекающие на разных уровнях этой печи. В заключение необходимо ознакомиться с продуктами доменной плавки и областями их применения. Затем изучить процесс прямого восстановления железа из руды (вне доменной печи).

Изучение темы «Производство стали» следует начать с рассмотрения сущности процесса выплавки стали, исходных материалов и физико-химических процессов, протекающих в печах. В дальнейшем рекомендуется ознакомиться с

4

устройством и принципом работы мартеновских, дуговых и индукционных печей и кислородных конверторов. Необходимо уяснить, какие стали по назначению и качеству выплавляют в указанных печах и кислородных конверторах.

В заключение необходимо рассмотреть основные способы повышения качества сталей: внепечное рафинирование стали (обработка металла синтетическим шлаком, вакуумная дегазация стали) и переплавные процессы производства стали (электрошлаковый, вакуумно-дуговой и электронно-лучевой переплав и плазменно-дуговая плавка). При этом необходимо уяснить сущность методов, как изменяются состав и свойства сталей в результате их использования,

атакже области применения этих сталей.

1.1Контрольные вопросы

1.Какие исходные материалы применяют для производстве чугуна?

2.Сущность процесса выплавки чугуна.

3.Продукты доменного производства.

4.Сущность процесса прямого восстановления железа из руды (вне доменной печи).

5.Сущность процесса переработки чугуна и скрапа в сталь.

6.Сущность процессов получения сталей в кислородных конверторах, мартеновских, электродуговых и индукционных печах?

7.Какие по составу, качеству и назначению стали выплавляют в кислородных конверторах, мартеновских, электродуговых и индукционных печах?

8.Сущность основных способов повышения качества сталей.

5

2 МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ К

РАЗДЕЛУ «ОСНОВЫ МЕТАЛЛОВЕДЕНИЯ»

2.1Методические указания

2.1.1Стали конструкционные высокой обрабатываемости резанием. Стали рессорно-пружинные и подшипниковые.

При изучении темы «Стали конструкционные высокой обрабатываемости резанием» необходимо обратить внимание на особенности их состава, обеспечивающего возможность обработки при больших скоростях резания и уяснить принцип маркировки этих сталей и область их применения.

Рекомендуется при рассмотрении рессорно-пружинных сталей выяснить основные свойства, которыми они должны обладать, наиболее часто применяемые марки углеродистых и легированных сталей, виды их термообработки.

Для освоения темы «Подшипниковые стали» следует изучить требования, предъявляемые к сталям, предназначенным для изготовления деталей подшипников качения (шариков, роликов, наружных и внутренних колец), их состав, особенности маркировки этих сталей, какой термической обработке они подвергаются, а также области их применения.

2.1.2 Стали легированные с особыми свойствами

Следует ознакомиться с коррозионно-стойкими, жаропрочными, жаростойкими сталями и с заданным коэффициентом линейного расширения. При этом необходимо рассмотреть назначение этих сталей, их состав и область применения.

6

2.1.3 Химико-термическая обработка сталей

Вначале необходимо уяснить сущность химико-термической обработки (ХТО) сталей, после этого начать изучение основных видов ХТО – цементации, азотирования, цианирования и нитроцементации.

При этом следует усвоить, какие стали подвергаются каждому виду ХТО, в каких средах и при каких температурах они осуществляются, толщину насыщенного слоя, какая применяется термическая обработка после насыщения поверхности и свойства поверхностного слоя, полученные в результате ХТО.

2.1.4 Титан и его сплавы

При изучении титана и его сплавов необходимо рассмотреть их свойства, влияние основных легирующих элементов на свойства сплавов, основные группы сплавов и область их применения.

2.2Контрольные вопросы

1.Состав и свойства конструкционных сталей высокой обрабатываемости резанием, принцип их маркировки и область применения.

2.Требования, предъявляемые к рессорно-пружинным сталям, их основные свойства и марки, наиболее часто применяемые в промышленности.

3.Требования, предъявляемые к подшипниковым сталям, их состав и особенности маркировки.

4.Понятие о коррозионно-стойких сталях, их состав и области примене-

ния.

5.Понятие о жаропрочных и жаростойких сталях и сплавах и их назначение; наиболее распространённые марки сталей и области их применения.

6.Понятие о сталях с заданным коэффициентом линейного расширения.

7

7.Сущность химико-термической обработки стальных деталей и её цель.

8.Сущность процессов цементации, азотирования, нитроцементации, цианирования и их назначение. В каких средах и при каких температурах они осуществляются?

9.Основные свойства титана и воздействие на них примесей.

10.Состав и свойства титановых сплавов и области их применения.

3 МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

КРАЗДЕЛУ «ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ»

3.1Методические указания

Вначале необходимо уяснить, какие материалы относятся к электротехническим, ознакомиться с их классификацией. Затем изучить благородные и тугоплавкие металлы, применяемые в радиотехнической и электронной промышленности, их достоинства и недостатки, области применения.

Следует уяснить понятия о магнитно-мягких и магнитно-твёрдых материалах и ознакомиться с магнитно-мягкими высокочастотными материалами и магнитно-твердыми материалами. Изучить область их применения.

3.2Контрольные вопросы

1.Понятие об электротехнических материалах.

2.Классификация электротехнических материалов.

3.Назовите благородные металлы, применяемые в радиотехнической и электронной промышленности.

4.Достоинства и недостатки золота, серебра, платины, палладия и область их применения.

8

5.Понятие о тугоплавких металлах, какие металлы к ним относятся, область их применения.

6.Понятие о магнитно-мягких и магнитно-твердых материалах.

7.Назовите основные магнитно-мягкие высокочастотные материалы, их свойства и область применения.

8.Назовите основные магнитно-твёрдые материалы, их состав и область применения.

4 МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ К РАЗДЕЛУ «НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ И КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ»

4.1 Методические указания

Необходимо ознакомиться с основными полимерами, используемыми в технике, их свойствами и областью применения.

Изучите классификацию пластмасс и их состав, их свойства и применение в промышленности.

Ознакомьтесь с физико-технологическими основами получения композиционных материалов, изучите композиционные материалы с неметаллической матрицей.

4.2Контрольные вопросы

1.Назовите основные полимеры, применяемые в промышленности.

2.Назовите основные признаки, по которым классифицируют пластмассы.

3.Укажите состав основных пластмасс, их свойства и область применения

4.Понятия о композиционных материалах, матрицах и наполнителях.

5.Назовите материалы неметаллических матриц, их достоинства и недос-

татки.

9

6. Укажите основные упрочняющие волокниты в композиционных материалах с неметаллической матрицей.

5 МЕТОДИЧЕСКИЕУКАЗАНИЯ И КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ К РАЗДЕЛАМ ТЕХНОЛОГИИ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

5.1Методические указания

5.1.1Литьё в оболочковые формы и по выплавляемым моделям

Необходимо рассмотреть сущность способов литья в оболочковые формы и по выплавляемым моделям. Затем следует изучить последовательность операций изготовления отливок этими способами. Достоинства этих методов получения отливок. Области их применения.

5.1.2 Формообразующие операции листовой штамповки

Ознакомьтесь с сущностью формоизменяющих операций листовой штамповки. Изучите основные операции листовой штамповки: гибка, вытяжка, отбортовка, обжим, рельефная формовка.

5.1.3 Способы пайки

Уясните сущность основных способов пайки и область их применения. Ознакомьтесь с мягкими и твердыми припоями и их использованием при соединении изделий пайкой.

10

5.1.4 Обработка заготовок шлифованием

Вначале рассмотрите характеристику метода шлифования деталей и абразивные инструменты, а затем основные схемы шлифования заготовок.

5.1.5 Электрофизические и электрохимические методы обработки заготовок

Рекомендуется ознакомиться с общими понятиями об электрофизических и электрохимических методах обработки материалов, и рассмотреть сущность и область применения электроискровой, электроимпульсной, электроконтактной, анодно-механической, ультразвуковой, электронно-лучевой, светолучевой, и электрохимических видов обработок.

5.2Контрольные вопросы

1.Сущность способов изготовления отливок в оболочковой форме и по выплавляемым моделям.

2.Назовите в необходимой последовательности технологические операции изготовления отливок литьём в оболочковые формы и по выплавляемым моделям.

3.Какие материалы используются для выплавляемых моделей?

4.Достоинства и недостатки методов получения отливок литьём в оболочковые формы и по выплавляемым моделям.

5.В чем сущность формоизменяющих операций листовой штамповки?

6.Схемы основных формоизменяющих операций листовой штамповки: вытяжка, гибка, обжим, отбортовка, рельефная формовка.

7.Сущность процессов пайки изделий в печах, индукционной пайки, пайки погружением деталей в расплавленные соли или припои.