Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

МАТЕРАЛОВЕДЕНИЕ_метод.ук

..pdf
Скачиваний:
23
Добавлен:
08.05.2015
Размер:
354.02 Кб
Скачать

Окончание таблицы 1

18

Антифрикционные

Антифрикционные сплавы.

 

 

сплавы.

 

 

 

 

 

 

 

19

Неметаллические

Композиционные материалы,

пластические

массы и

материалы.

резины.

 

 

 

 

 

 

 

20

Резины.

Основные

свойства резины. Приготовление

резиновых

смесей.

 

 

 

 

 

 

 

 

21

Пластмассы..

Назначение, состав и классификация пластмасс. Свойства

пластмасс. Пластмассы, применяемые в промышленности.

 

 

22

Порошковая металлургия.

Порошковая металлургия.

 

 

 

 

 

 

 

 

23

Методы нанесения

Методы нанесения покрытий.

 

 

покрытий.

 

 

 

 

 

 

 

 

Способы восстановления

 

 

 

 

24

и упрочнения

Способы

восстановления

и

упрочнения

быстроизнашивающихся

быстроизнашивающихся поверхностей деталей.

 

поверхностей деталей.

 

 

 

 

5. Содержание лекций

Тематика, содержание и трудоемкость лекционных занятий приведены в таблице 2.

 

 

Таблица 2

раздела№ дисциплины

Наименование лекционного занятия

Трудоемкость )час(

 

 

п/п

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Основные методы исследования структуры, макро- и микроструктурный

 

1

1

анализы. Понятие о кристаллическом строении металлов, типы решеток:

3

 

 

ОЦК, ГЦК и ГПУ. Строение реальных кристаллов. Влияние их на

 

 

 

свойства металлов.

 

2

2

Диффузионные процессы в металле.

1

 

 

Энергетические условия процесса кристаллизации. Механизм процесса

 

3

3

кристаллизации. Форма кристаллических образований. Строение слитка.

1

 

 

Вторичная кристаллизация. Получение монокристаллов.

 

 

 

Упругая деформация. Основные характеристики металлов. Пластическая

 

4

4

деформация. Возврат, рекристаллизация. Влияние отжига на структуру и

1

свойства деформируемого металла. Разрушение металлов. Виды

 

 

разрушения.

 

5

5

Механические свойства металлов и сплавов.

2

 

 

Теория сплавов. Основные понятия: система, фаза, компоненты. Твердые

 

 

 

растворы (замещения и внедрения). Промежуточные фазы. Диаграммы

 

6

6

состояния двойных сплавов с полной растворимостью компонентов в

2

 

 

сухом и твердом состояниях. Определение химического состава и

 

 

 

количества фаз, находящихся в равновесии по правилу отрезков.

 

7

7

Фазы железоуглеродистых сплавов, их свойства. Диаграмма состояния

3

железо-углерод и железо-графит..

 

 

 

9

Окончание таблицы 2

 

 

Кристаллизация и формирование структуры серых и белых чугунов.

 

8

8

Примеси в чугунах. Классификация чугунов по форме графитных

2

включений и строения металлической основы. Серый, ковкий,

 

 

высокопрочный чугун. Получение, свойства, маркировка.

 

 

 

 

 

Основные теории термообработки сталей. Критические точки сталей.

 

 

 

Превращение перлита в аустенит. Рост зерна аустенита при нагреве.

 

 

 

Влияние величины зерна на свойства стали. Превращение стали при

 

 

 

охлаждении. Виды превращений (изотермическое, перлитное,

 

 

 

промежуточное, мартенситное). Распад переохлажденного аустенита при

 

 

 

непрерывном охлаждении. Верхняя критическая скорость при закалке и

 

9

9

факторы на неё влияющие. Превращение при нагреве закаленной стали.

2

 

 

Строение и свойства структур отпуска. Влияние легирующих элементов.

 

 

 

Отжиг сталей. Виды отжига (1 и 2-ого рода). Закалка. Выбор

 

 

 

температуры. Внутренние напряжения при закалке. Охлаждающие среды.

 

 

 

Виды закалки. Закаливаемость и прокаливаемость стали. Факторы на них

 

 

 

влияющие. Влияние прокаливаемости на свойства стали. Отпуск стали.

 

 

 

Виды отпуска (НТО, СТО, ВТО). Влияние отпуска на свойства стали.

 

 

 

Термохимическая обработка сталей. (ТМО). Сущность, виды, влияние на

 

10

10

свойства сталей. Поверхностное упрочнение сталей. Химико-термическая

1

обработка стали (ХТО). Цементация, азотирование, цианирование и

 

 

нитроцементация сталей.

 

 

 

 

 

11

11

Диффузионная металлизация.

 

 

 

1

12

12

Низкоуглеродистые стали: состав термообработка, свойства, применение.

2

 

 

Среднеуглеродистые стали. Жаростойкость и жаропрочность сталей.

 

 

 

Требования к инструментальным сталям. Стали для режущего

 

13

13

инструмента, не обладающие теплостойкостью, их термообработка и

2

свойства. Быстрорежущие стали. Стали для штампов и для

 

 

измерительного инструмента.

 

 

 

 

 

 

Коррозиестойкие

стали.

Кислотостойкие

сплавы

и

стали.

 

14

14

Коррозиестойкие чугуны. Жаропрочные стали. Жаропрочные стали на

2

 

 

основе никеля и тугоплавких металлов. Жаростойкие стали.

 

 

 

15

15

Нержавеющие стали и сплавы.

 

 

 

2

16

16

Износостойкие материалы. Понятие износа.

 

 

 

1

 

 

Характеристика алюминия. Классификация сплавов алюминия.

 

 

 

Термообработка алюминиевых сплавов. Деформируемые алюминиевые

 

17

17

сплавы,

упрочняемые и

неупрочняемые термообработкой.

 

Литейные

2

алюминиевые сплавы. Спеченные алюминиевые сплавы. Алюминиевые

 

 

подшипниковые сплавы. Свойства меди. Медные сплавы. Латуни.

 

 

 

Бронзы. Медно-никелевые сплавы.

 

 

 

 

18

18

Антифрикционные сплавы.

 

 

 

 

1

19

19

Композиционные материалы, пластические массы и резины.

 

 

1

20

20

Основные свойства резины. Приготовление резиновых смесей.

 

 

1

21

21

Назначение, состав и классификация пластмасс. Свойства пластмасс.

1

 

 

Пластмассы, применяемые в промышленности.

 

 

 

 

22

22

Порошковая металлургия.

 

 

 

 

1

23

23

Методы нанесения покрытий.

 

 

 

1

24

24

Способы

восстановления

и упрочнения

быстроизнашивающихся

1

поверхностей деталей.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

6. Лабораторный практикум

Тематика, содержание и трудоемкость лабораторного практикума приведены в таблице 3.

 

 

 

Таблица 3

 

 

 

 

 

№ раздела

Наименование лабораторных работ

Трудоемкость

п/п

дисциплины

(час)

 

 

 

1

1

Макроструктурный метод исследования металлов и

2

 

сплавов.

 

 

 

 

 

2

1

Микроструктурный метод исследования металлов и

2

 

сплавов.

 

 

 

 

 

3

3, 4

Пластическая деформация и рекристаллизация

3

 

металлов.

 

 

 

 

 

4

7, 9

Структура железоуглеродистых сплавов после

2

 

медленного охлаждения.

 

 

 

 

 

5

9

Термообработка углеродистой стали.

5

 

6

9

Отпуск стали.

4

 

7. Контрольная работа

Контрольная работа представляет собой набор вопросов (от 15 до 20) по всему курсу. Для её выполнения необходимо ответить на данные вопросы в соответствии с вариантом работы. Вариант выбирается преподавателем.

Содержание работы:

-титульный лист (приложение);

-список вопросов в соответствии с вариантом (указывать вариант) с указанием страницы в работе;

-ответы на вопросы (сам вопрос перед ответом обязательно писать без изменений);

-библиографический список (не менее 5-ти источников).

В работе необходимо указывать ссылки на литературу (в квадратных скобочках, после каждого вопроса);

Объём работы – не более 1 листа формата А4 на каждый вопрос. Шрифт 14 Times New Roman, интервал одинарный, выдерживать отступы и выравнивать текст (в соответствии с ГОСТом, взятым на кафедре), страницы нумеровать, рамки на листах не делать.

Все необходимые рисунки, формулы и таблицы оформляются в соответствии с принятыми в университете требованиями.

Ответы на вопросы должны быть краткими и по существу. Работы, выполненные с нарушением указаний, не принимаются. Работа сдается за неделю-две до сессии, для проверки.

После того, как работа принята, студент допускается к зачету (или экзамену).

11

Вариант 1

1.Как по своему строению различают твёрдые тела?

2.Что такое объемные дефекты?

3.Какие свойства имеют монокристаллы, и каковы условия их получения?

4.Каковы отличия дендритной и зональной ликваций; факторы, влияющие на их величину?

5.С какой целью в технике может использоваться наклеп, и какова природа его образования?

6.Что такое первичная и собирательная рекристаллизация?

7.Как легирующие элементы влияют на структуру сталей?

8.Перечислите основные виды термообработки, их назначение и режимы.

9.Какие легирующие элементы способствуют повышению прокаливаемости

сталей?

10.Сопоставьте свойства углеродистых и легированных инструментальных

сталей.

11.Назовите основные легирующие элементы, обеспечивающие сталям высокие антикоррозионные свойства.

12.Какие структуры стали обеспечивают её немагнитные свойства?

13.В каком виде может присутствовать графит в чугунах?

14.Какие свойства можно получить за счет легирования и термообработки

чугунов?

15.Как называются основные группы сплавов меди?

16.Перечислите деформируемые титановые сплавы и их основные характеристики.

17.Благодаря каким фазам подвергаются химической обработке высокопрочные магниевые сплавы?

18.Какова особенность применения бериллия и его сплавов?

19.Каков механизм дополнительного упрочняющего действия в дисперсноупрочненных композиционных материалах?

20.Каковы различия между термореактивными и термопластичными материалами?

Вариант 2

1.Какие типы связей между атомами и молекулами наиболее сильные и

слабые?

2.Какие дефекты в кристаллической решетке возникают при радиоактивном облучении металлов и как они влияют на их свойства?

3.Почему в технике наибольшее применение получили сплавы, а не металлы?

4.Назовите основные типы диаграмм состояния сплавов.

5.Каким образом определяют основные механические характеристики металлов?

12

6.Какая деформация называется холодной, а какая – горячей?

7.Что понимают под режимами термической обработки?

8.Какие материалы используют в качестве упрочняющих волокон?

9.Назовите основные свойства резины.

10.Каковы принципы классификации сталей?

11.Назовите основные легирующие элементы в сталях. Каков характер влияния каждого из них на свойства сталей?

12.Какие элементы являются легирующими для быстрорежущей стали?

13.Какой легирующий элемент расширяет область аустенита, и какой элемент является его заменителем в нержавеющих сталях?

14.Назовите сплавы с высоким электрическим сопротивлением и с заданным значением коэффициента теплового расширения.

15.Какие специфические свойства придает графит серому чугуну?

16.По каким признакам классифицируются алюминиевые сплавы?

17.Какие основные легирующие элементы используют в латунях? Как они влияют на свойства сплавов?

18.Какие титановые сплавы обладают хорошими литейными свойствами?

19.Как повышают прочность магниевых сплавов?

20.Перечислите основные сплавы бериллия и их свойства.

Вариант 3

1.Какие существуют виды кристаллов и как они различаются по своему строению?

2.Что такое равновесная кристаллизация?

3.Как различаются по своему строению сплавы?

4.Какова связь свойств сплавов с типом диаграмм состояния?

5.Чем различаются между собой вязкое и хрупкое разрушение? Какие факторы способствуют тому или другому виду разрушения?

6.Какие фазы встречаются в железоуглеродистом сплаве?

7.Какие существуют виды термической обработки?

8.Назовите особенности технологии отжига, закалки, нормализации.

9.Какие стадии включает в себя технологический процесс химикотермической обработки?

10.Что понимают под качеством сталей?

11.Что такое нанокомпозиты? Каковы их разновидности?

12.Какие каучуки используют при получении резины?

13.Перечислите виды сталей специального назначения.

14.Перечислите области применения сплавов с эффектом памяти формы.

15.Каким образом получают модифицированный чугун?

16.Назовите виды термической обработки алюминиевых сплавов.

17.Что такое бронзы? Каковы их разновидности?

18.Какие проблемы возникают при получении порошковых титановых

сплавов?

13

19.Какие легирующие элементы обеспечивают жаропрочность никелевых

сплавов?

20.Благодаря каким свойствам дисперсно-упрочненные композиционные материалы на основе бериллия нашли применение в ракетостроении?

Вариант 4

1.Чем аморфные тела отличаются от кристаллических?

2.Каковы условия перехода металла из жидкого состояния в твердое?

3.Что такое промежуточные фазы, и каковы их свойства?

4.Какова природа различий в механических свойствах металлов и неметаллов?

5.Каким образом можно оценить вязкость металла?

6.Как образуется первичный, вторичный и третичный цементит?

7.Каковы особенности химико-термической и термомеханической обработки?

8.Какие существуют разновидности закалки?

9.В чем заключаются особенности цементации твердыми и газовыми карбюризаторами?

10.Какой элемент в наибольшей степени и как оказывает влияние на свойства сталей?

11.Дайте определение понятия «полимерные материалы».

12.Каково назначение активных и неактивных наполнителей в составе

резины?

13.Какие стали называют жаропрочными, а какие – жаростойкими? Чем они отличаются по своему составу?

14.Каким требованиям должны удовлетворять стали для криогенной

техники?

15.Чем определяется наличие малого коэффициента трения в антифрикционных чугунах?

16.Перечислите основные деформируемые и литейные алюминиевые

сплавы.

17.Перечислите медно-никелевые сплавы и укажите их назначение.

18.Какие существуют виды термической обработки титановых сплавов?

19.Какую структуру имеют жаростойкие сплавы?

20.Какова структура антифрикционных сплавов на свинцовой основе?

Вариант 5

1.Какие дефекты встречаются в кристаллических телах?

2.Какие факторы обуславливают форму зерен при кристаллизации металла?

3.Какие зависимости устанавливают с помощью правила фаз?

4.В чем заключается механизм деформации металлов?

5.В каких случаях может проявляться усталостное разрушение металлов?

14

6.Что называют сталью и чугуном?

7.Какие виды термообработки применяются для сталей?

8.Каковы дефекты, возникающие при закалке, и в чем их причины?

9.В каких случаях применяют цементацию? Азотирование? Нитроцементацию? Борирование?

10.Назовите принципы маркировки углеродистых сталей.

11.Какова особенность структуры износостойких сталей?

12.Какие стали относятся к сталям с особыми свойствами?

13.Какие характеристики присущи магнитным сталям и сплавам?

14.Назовите основные виды чугунов и их свойства.

15.Что такое белый и отбеленный чугуны? Какова область их применения?

16.По какому принципу и как классифицируются полимерные материалы?

17.От каких компонентов резины и как зависят ее свойства?

18.Назовите область применения магниевых сплавов. Какими их свойствами это обусловлено?

19.Какой термической обработкой упрочняют жаропрочные никелевые

сплавы?

20.Какие материалы называют композиционными?

Вариант 6

1.Как по своему строению различают твёрдые тела?

2.Каковы основные причины возникновения дефектов в металлических кристаллах?

3.Каковы особенности вторичной кристаллизации?

4.Каким образом по диаграмме состояния сплавов можно определить количество жидкой и твердой фаз?

5.Каковы различия в деформациях монокристалла и поликристалла?

6.В чем заключается природа износа металлов, и каковы его разновидности?

7.Чем различаются диаграммы состояния «железо – графит» и «железоцементит»?

8.Каковы технологические параметры термической обработки сталей?

9.С какой целью используют отпуск и его разновидности?

10.Какие свойства поверхности можно получить за счет диффузной металлизации?

11.Приведите примеры применения углеродистых сталей.

12.Перечислите требования к свойствам инструментальных сталей и

сплавов.

13.Какие стали называются нержавеющими?

14.Что такое магнитомягкие и магнитотвердые сплавы, в чем их основное

отличие?

15.Какова природа упрочняющего эффекта в композиционных материалах?

16.Назовите основные свойства пластмасс.

15

17.Каким образом достигаются высокие антифрикционные свойства у алюминиевых подшипниковых сплавов?

18.Назовите отличительные свойства титановых сплавов и область их применения в технике.

19.Какие существуют деформируемые магниевые сплавы?

20.Назовите особенности и область применения дисперсно-упрочненных композиционных материалов на основе никеля.

Вариант 7

1.Каковы отличия дендритной и зональной ликваций; факторы, влияющие на их величину?

2.Сопоставьте свойства углеродистых и легированных инструментальных

сталей.

3.Какие стали называются нержавеющими?

4.Каковы различия между термореактивными и термопластичными материалами?

5.Что такое промежуточные фазы, и каковы их свойства?

6.Какой легирующий элемент расширяет область аустенита, и какой элемент является его заменителем в нержавеющих сталях?

7.Какие фазы встречаются в железоуглеродистом сплаве?

8.Какие существуют виды термической обработки?

9.Назовите виды термической обработки алюминиевых сплавов.

10.Какие титановые сплавы обладают хорошими литейными свойствами?

11.Каков механизм дополнительного упрочняющего действия в дисперсноупрочненных композиционных материалах?

12.Благодаря каким фазам подвергаются химической обработке высокопрочные магниевые сплавы?

13.Что такое объемные дефекты?

14.Каков механизм дополнительного упрочняющего действия в дисперсноупрочненных композиционных материалах?

15.Каким образом получают модифицированный чугун?

16.Какие легирующие элементы обеспечивают литейные свойства алюминиевых сплавов?

17.Что такое бронзы? Каковы их разновидности?

18.Назовите область применения магниевых сплавов. Какими их свойствами это обусловлено?

19.Как повышают прочность магниевых сплавов?

20.Какова структура антифрикционных сплавов на свинцовой основе?

Вариант 8

1.Объясните суть старения и его отличие от отпуска.

2.Как влияют примеси в сталях на их свойства?

16

3.Каковы дефекты отжига и нормализации и причины их возникновения?

4.Назовите преимущества и недостатки химико-термической обработки

сталей.

5.За счет каких мер получают высокопрочные легированные стали?

6.На какие группы подразделяются твердые сплавы?

7.Какими эксплуатационными свойствами должны обладать пружинные и шарикоподшипниковые стали?

8.Сформулируйте требования к сталям для изготовления измерительного инструмента и штампов.

9.Какие легирующие элементы обеспечивают литейные свойства алюминиевых сплавов?

10.Как маркируются сплавы меди?

11.Какое влияние на свойства чугунов оказывают примеси?

12.Как получают высокопрочный и ковкий чугуны?

13.Назовите область применения магниевых сплавов. Какими их свойствами это обусловлено?

14.Как повышают прочность магниевых сплавов?

15.Каковы различия между термореактивными и термопластичными материалами?

16.Перечислите основные сплавы бериллия и их свойства.

17.В чем заключаются особенности цементации твердыми и газовыми карбюризаторами?

18.Перечислите требования к свойствам инструментальных сталей и

сплавов.

19.Что такое равновесная кристаллизация?

20.Какова особенность структуры износостойких сталей?

Вариант 9

1.Как по своему строению различают твёрдые тела?

2.Что такое объемные дефекты?

3.Почему в технике наибольшее применение получили сплавы, а не металлы?

4.Назовите основные типы диаграмм состояния сплавов.

5.Чем различаются между собой вязкое и хрупкое разрушение? Какие факторы способствуют тому или другому виду разрушения?

6.Какие фазы встречаются в железоуглеродистом сплаве?

7.Какие существуют виды термической обработки?

8.Какие существуют разновидности закалки?

9.В чем заключаются особенности цементации твердыми и газовыми карбюризаторами?

10.Какова особенность структуры износостойких сталей?

11.Какие стали относятся к сталям с особыми свойствами?

12.Какие характеристики присущи магнитным сталям и сплавам?

17

13.Каковы различия между термореактивными и термопластичными материалами?

14.Каковы отличия дендритной и зональной ликваций; факторы, влияющие на их величину?

15.Что такое белый и отбеленный чугуны? Какова область их применения?

16.Назовите область применения магниевых сплавов. Какими их свойствами это обусловлено?

17.Чем аморфные тела отличаются от кристаллических?

18.Каковы условия перехода металла из жидкого состояния в твердое?

19.Назовите особенности и область применения дисперсно-упрочненных композиционных материалов на основе никеля.

20.Какова природа упрочняющего эффекта в композиционных материалах?

Вариант 10

1.Чем аморфные тела отличаются от кристаллических?

2.Каковы условия перехода металла из жидкого состояния в твердое?

3.Какими эксплуатационными свойствами должны обладать пружинные и шарикоподшипниковые стали?

4.Сформулируйте требования к сталям для изготовления измерительного инструмента и штампов.

5.Какие стали называются нержавеющими?

6.Каковы различия между термореактивными и термопластичными материалами?

7.Благодаря каким свойствам дисперсно-упрочненные композиционные материалы на основе бериллия нашли применение в ракетостроении?

8.Что такое нанокомпозиты? Каковы их разновидности?

9.Какие свойства можно получить за счет легирования и термообработки чугунов?

10.Как называются основные группы сплавов меди?

11.В чем заключается природа износа металлов, и каковы его разновидности?

12.Чем различаются диаграммы состояния «железо – графит» и «железоцементит»?

13.Назовите принципы маркировки углеродистых сталей.

14.Какова особенность структуры износостойких сталей?

15.Какие дефекты встречаются в кристаллических телах?

16.Какие факторы обуславливают форму зерен при кристаллизации

металла?

17.Какие характеристики присущи магнитным сталям и сплавам?

18.Назовите основные виды чугунов и их свойства.

19.Какие существуют разновидности закалки?

20.Назовите основные легирующие элементы, обеспечивающие сталям высокие антикоррозионные свойства.

18