Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Российский государственный профессионально-педагогический университет»

Машиностроительный институт

Кафедра автомобилей

Утверждаю

Проректор по образовательной политике

____________В.Я. Шевченко

«___»______________2011 г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

«Материаловедение и технология конструкционных материалов»

для студентов всех форм обучения

направления подготовки 051000.62 Профессиональное обучение (по отраслям)

профиль подготовки «Транспорт»

профилизации «Сервис и эксплуатация автомобильного транспорта»

Екатеринбург

РГППУ

2011

Рабочая программа дисциплины «Материаловедение и технология конс-трукционных материалов». Екатеринбург, ФГАОУ ВПО «Российский государственный профессионально-педагогический университет», 2011. 15 с.

Настоящая программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций Примерной основной образовательной программы по направлению подготовки 051000.62 Профессиональное обучение (по отраслям).

Автор:	cт. преподаватель	Т.Г.Михайлова

Рецензент: канд. техн. наук, доцент А.П. Пупышев

Одобрена на заседании кафедры автомобилей. Протокол от «__»________ 2011 г. № .

Заведующий кафедрой автомобилей В.П.Лялин

Рекомендована к печати методической комиссией Машиностроительного института РГППУ. Протокол от «__» 2011 г. № .

Председатель методической комиссии МаИ		А.В.Песков
СОГЛАСОВАНО Зав. сектором инспектирования ИМО УМУ		С. В. Пеннер
Директор МаИ		А.А.Жученко

© ФГАОУ ВПО «Российский государственный профессионально-педагогический университет», 2011

© Михайлова Т.Г., 2011

1. ЦЕЛИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

   1. Целями освоения учебной дисциплины «Материаловедение и технология конструкционных материалов» являются:

- получение студентами теоретических знаний в области строения и свойств различных материалов, применяемых в машиностроении, виды термической и химико-термической обработки;

- формирование умений и навыков у студентов по выбору марки материалов в зависимости от условий работы деталей и предъявляемых требований к долговечности и конструктивной прочности изделий, используемых в автомобильном транспорте.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО

Учебная дисциплина «Материаловедение и технология конструкционных материалов» относится к циклу естественно-научных дисциплин, назначаемых по выбору.

Для изучения данной учебной дисциплины необходимы следующие знания, умения и навыки, формируемые предшествующими дисциплинами:

1. Из курса «Физика»:

Знания: физические основы механики, уравнения движения, законы сохранения, кинетические явления, конденсированное состояние, диффузия, фазовые состояния вещества;

Умения: определять физические свойства различных веществ, составлять уравнения реакций, в том числе реакцию окисления (горения);

Владения: навыками осознанных действий по определению свойств веществ согласно молекулярно-кинетической теории.

2. Из курса «Общая химия»:

Знания: металлы, неорганические и органические вещества и их свойства, растворы, таблица Менделеева;

Умения: осознанно использовать знания природы химических явлений для составления различных реакций;

Владения: навыками теоретического подхода к анализу физических и химических свойств веществ.

Перечень последующих учебных дисциплин, для которых необходимы знания, умения и владения, формируемые данной учебной дисциплиной:

• «Устройство автомобиля»;

• «Техническая эксплуатация автомобилей»;

• «Основы конструирования автомобилей».

3. КОМПЕТЕНЦИИ СТУДЕНТА, ФОРМИРУЕМЫЕ В РЕЗУЛЬТАТЕ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

По окончании изучения курса студент должен:

Знать:

• физико-химический состав и свойства металлов и сплавов, исполь-зуемых в автомобилестроении, технологию их производства;

• методы гуманитарных, социальных и экономических наук в раз-личных видах профессионально-педагогической деятельности;

• строение металлов и сплавов, марки углеродистых, легированных сталей и цветных сплавов, виды термической обработки и методики выбора их режимов, виды пластмасс, лакокрасочных и других автоэксплуатационных ма-териалов;

• основные технологии получения заготовок обработки деталей, методики выбора режимов их изготовления, типы металлорежущих станков и другое оборудование, используемое для изготовления деталей в машино-строении.

Уметь:

• осознанно стремиться к экологии окружающего мира;

• анализировать социально значимые проблемы и процессы;

• выбирать необходимые для заданных условий работы марки материалов, технологии изготовления заготовок и деталей и необходимое для этого оборудование;

• подбирать оптимальные режимы термической обработки и способы упрочнения и восстановление деталей.

Владеть / быть в состоянии продемонстрировать:

навыками правового, нравственного и экологического поведения,

• способами улучшения экологии окружающего мира;

• навыками научного анализа;

• -навыками использования современных материалов в автомо-билестроении;

• -основными современными технологиями получения и обработки деталей автомобильной промышленности.

4. СТРУКТУРА ДИСЦИПЛИНЫ

   1. Объем дисциплины и виды учебной работы

Таблица 1

Вид учебной работы	Всего зачетных единиц (часов)	Форма обучения очная		Форма обучения заочная
		с полным сроком	с сокра-щенным сроком	с полным сроком	с сокра-щенным сроком
		3-й семестр	2-й семестр	4-й семестр	4-й семестр
Общая трудоемкость дисциплины	3	108	72	106	72
Аудиторные занятия	1,28	46	40	12	8
лекции	0,83	30	20	8	4
практические занятия	0,44	16	20	4	4
семинарские занятия
лабораторные работы
Самостоятельная работа	1,72	62	32	94	64
изучение теоретического курса	0,83	30	14	72	42
домашние задания	0,55	20	10	10	10
подготовка к зачету	0,33	12	8	12	12
Вид промежуточного контроля		зачет	зачет	зачет	зачет

2. Содержание и тематическое планирование дисциплины

Таблица 2

№ п/п	Разделы учебной дисциплины	Семестр	Неделя семестра	Виды учебной деятельности и трудоемкость (в часах)							Формы текущего контроля успеваемости (по неделям семестра) Форма промежуточной аттестации (по семестрам)
				Лекции	Практические занятия		СРС		Консультации
е	1.Материаловедение	1	1,2	2	2		4		Еженед.		Собесед. – 2; Участие в лаб. занятии – 2.
	Металлы и сплавы, применяемые при производстве и ремонте автомобилей.	1	3,4	2	2		4		Еженед.		Собесед. – 3; Участие в практ. занятии – 4.
	1.1.1 Основные сведения о структуре металлов и их сплавов.	1	5,6	2	2		4		Еженед.		Собесед. – 5; Участие в практ. занятии – 6.
	1.1.2 Способы улучшения качества стали.	1	7,8	2	2		4		Еженед.		Собесед. – 7; Участие в практ. занятии – 8.
	1.1.3 Чёрные и цветные металлы, сплавы, способы их производства, применение для автомобилей.	1	9,10,11	4	2		6		Еженед.		Собесед. – 9,11; Участие в практ. занятии – 10.
	2.Технология конструк-ционных материалов	1	12,13		2		4		Еженед.		Собесед. – 12; Участие в практ. занятии – 13.
	2.1 Технологические осно-вы металлургического производства металлов и их сплавов.	1	14,15	2	2		4		Еженед.		Собесед. – 14; Участие в практ. занятии – 15.
	2.2 Основы литейного производства.	2	1	2	2		2		Еженед.		Собесед. – 1; Участие в практ. занятии – 1.
	2.3 Обработка материалов давлением	2	2	2	4		2		Еженед.		Собесед. – 2; Участие в практ. занятии – 2.
	2.4 Сварка и пайка металлов	2	3,4	2	4		4		Еженед.		Собесед. – 3,4; Участие в практ. занятии – 3;Участие в круглом столе – 4.
	2.5 Обработка металлов резаньем.	2	5,6	2	4		4		Еженед.		Собесед. – 5,6; Участие в практ. занятии – 5; терминологический диктант – 6.
№ п/п	Разделы учебной дисциплины	Семестр	Неделя семестра	В Окончание таблицы 2 иды учебной деятельности и трудоемкость (в часах)							Формы текущего контроля успеваемости (по неделям семестра) Форма промежуточной аттестации (по семестрам)
	2.6. Нанотехнологии.	2	15	2	4		4		Еженед.		Собесед. – 7,8; Участие в практ. занятии – 7,8.
	Подготовка к зачету						12
Итого за 3 семестр				30		-		16		62		Зачет
				108
Всего за курс				30		-		16		62
				108

3. Содержание дисциплины

1.Материаловедение. Металлы и сплавы, применяемые при производстве и ремонте автомобилей.

1.1.1 Основные сведения о структуре металлов и их сплавов.

Строение и свойства материалов. Физико-химические понятия о строении металлов. Кристаллизация металлов. Основы теории металлических сплавов. Диаграмма состояния сплавов Fe-C и их структурные превращения под дейст-вием температуры. Методы исследования механических свойств металлов и сплавов.

1.1.2 Способы улучшения качества стали.

Термическая обработка. Химико-термическая обработка.Конструкционная прочность. Коррозия металлов и сплавов и способы защиты от неё автомобиль-ных деталей. Виды и классификация конструкционных материалов, применяе-мых при производстве и эксплуатации различных видов автотранспорта; оте-чественная и международная система обозначений конструкционных материа-лов, их совместимость и взаимозаменяемость; требования к конструкционным материалам; понятие о производстве и свойствах основных конструкционных материалов; изменение свойств конструкционных материалов во времени под действием эксплуатационных факторов; технология восстановления конструк-ционных материалов и вторичное их использование.

1.1.3 Чёрные и цветные металлы, сплавы, способы их производства, применение для автомобилей.

2.Технология конструкционных материалов.

2.1 Технологические основы металлургического производства металлов и их сплавов.

Материал необходимый для осуществления металлургического производ-ства. Методы обогащения руды. Физико-химические основы получения метал-лов: меди, никеля, алюминия, магния, титана. Производство чугун: исходные данные, доменные печи, технологические основы выплавки, физико-техноло-гические основы выплавки чугуна, основные продукты доменного производ-ства и их применение Способы производства стали и сплавов: кислородно-конверторный способ, мартеновский способ, выплавка стали и сплавов в элек-трических печах, основных дуговых и индукционных электропечах. Разливка стали, методы получения стали и сплавов особо высокого качества. Способы внедоменного получения железа. Основы порошковой металлургии. Металлокерамика, спеченные материалы.

2.2 Основы литейного производства.

Физическая природа и условия кристаллизации. Литейные свойства спла-вов. Литьё в песчаных формах и специальные способы литья. Получение отливок методом направленной кристаллизации. Обеспечение технологичности литых деталей.

2.3 Обработка материалов давлением.

Физико-механические основы обработки металлов давлением. Нагрев металла для обработки давлением и нагревательные устройства, получение машиностроительных профилей. Получение машиностроительных заготовок: ковка, горячая объёмная штамповка, холодная объёмная штамповка. Листовая штамповка.

2.4 Сварка и пайка металлов.

Физико-химические основы образования сварного соединения. Термичес-кие виды сварки: ручная-дуговая, автоматическая дуговая под флюсом, дуговая сварка в защитных газах, плазменная сварка, электронно-лучевая сварка, сварка в вакууме полным катодом, лазерная и газовая сварка. Термомеханические виды сварки: контактная сварка, конденсаторная сварка, диффузионная сварка, индукционно-прессовая сварка и сварка трением, механические методы сварки: холодная сварка, сварка взрывом, ультразвуковая сварка, магнитоимпульсная сварка. Сопутствующие процессы при сварке. Особенности сварки конструк-ционных материалов. Сварка пластмасс: сварка нагретым газом, сварка экстру-дируемой присадкой, контактная тепловая сварка, сварка ультразвуком, трени-ем и вибротрением, токами высокой частоты, сварка лазером и световым лучом. Специальные термические процессы в сварочном производстве: резка, наплавка, напыление. Пайка металлов. Контроль качества сварных и паяных соединений.

2.5 Обработка металлов резаньем.

Основы механической обработки заготовок деталей машин. Общие положения. Параметры технологического процесса резанья. Схемы обработки. Физико-химические и механические основы процесса резанья. Тепловые процессы в зоне резанья и смазочно-охлаждающие среды. Инструментальные режущие материалы. Определение параметров оптимального режима резанья. Технологические процессы обработки резаньем и их структура. Обрабатываемость конструкционных материалов и металлорежущие станки. Основы физико-химических методов размерной обработки. Контроль качества обработки

2.6. Нанотехнологии. Основные понятия и определения. Области применения нанотехнологий. Методы получения наноразмерных частиц: физические и химические.

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Лекция - проблемная, визуализация.

Лабораторная работа – дискуссия с «мозговым штурмом» и без него.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ И УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ

   1. Контрольные вопросы и задания для самостоятельной работы студентов для подготовки к лабораторным занятиям

1. Строение и свойства материалов.

2. Физико-химические понятия о строении металлов.

3. Кристаллизация металлов.

4. Основы теории металлических сплавов

5. Диаграмма состояния сплавов Fe-C и их структурные превращения под действием температуры.

6. Термические виды сварки: ручная-дуговая, автоматическая дуговая под флюсом, дуговая сварка в защитных газах.

7. Термические виды сварки: плазменная сварка, электронно-лучевая сварка, сварка в вакууме полным катодом, лазерная и газовая сварка.

8. Инструментальные режущие материалы.

9. Определение параметров оптимального режима резанья.

10. Технологические процессы обработки резаньем и их структура.

1. Темы рефератов

1. Международная система обозначений конструкционных материалов, их совместимость и взаимозаменяемость

2. Понятие аллотропии.

3. .Понятие кристаллографических направлений.

4. Типы диаграмм состояния .

5. Типы кристаллических решеток .

1. Темы лабораторных работ

1. Микроструктурный анализ. (Раздел 1.1.Основные сведения о структуре металлов и их сплавов).

2. Методы определения твердости. (Раздел 1.1.Основные сведения о структуре металлов и их сплавов).

3. Микроструктура и свойства чугуна. (Раздел 1.1.Основные сведения о структуре металлов и их сплавов).

4. Ручная дуговая сварка штучными электродами. (Раздел 2.4.Сварка и пайка металлов).

5. Исследование влияния свойств заготовки и режимов резания при точении на величину силы резания. (Раздел 2.5.Обработка металлов резанием).

1. Задания к контрольной работе

1. Какие типы диаграмм состояния вы знаете?

2. Дайте понятие эвтектики.

3. Как влияет режим охлаждения на структуру стали и её свойства?

1. Вопросы для подготовки к экзамену

1. Строение и свойства материалов.

2. Диаграмма состояния сплавов Fe-C и их структурные превращения под действием температуры.

3. Методы исследования механических свойств металлов и сплавов.

4. Физико-химические понятия о строении металлов.

5. Кристаллизация металлов.

6. Термическая обработка.

7. Химико-термическая обработка.

8. Конструкционная прочность.

9. Коррозия металлов и сплавов и способы защиты от неё автомобильных деталей

10. Изменение свойств конструкционных материалов во времени под действием эксплуатационных факторов.

11. Материал необходимый для осуществления металлургического производства.

12. Физико-химические основы получения металлов: меди.

13. Физико-химические основы получения металлов: никеля.

14. Физико-химические основы получения металлов: алюминия.

15. Физико-химические основы получения металлов: магния.

16. Физико-химические основы получения металлов: титана.

17. Производство чугун: исходные данные, доменные печи.

18. Способы производства стали и сплавов.

19. Выплавка стали и сплавов в электрических печах.

20. Выплавка стали и сплавов в основных дуговых и индукционных электропечах.

21. Разливка стали, методы получения стали и сплавов особо высокого качества.

22. Физическая природа и условия кристаллизации.

23. Литейные свойства сплавов.

24. Литьё в песчаных формах и специальные способы литья.

25. Получение отливок методом направленной кристаллизации.

26. Обеспечение технологичности литых деталей.

27. Физико-механические основы обработки металлов давлением.

28. Нагрев металла для обработки давлением и нагревательные устройства.

29. Получение машиностроительных профилей.

30. Получение машиностроительных заготовок: ковка, горячая объёмная штамповка, холодная объёмная штамповка.

31. Физико-химические основы образования сварного соединения.

32. Термические виды сварки: ручная-дуговая, автоматическая дуговая под флюсом, дуговая сварка в защитных газах.

33. Термические виды сварки: плазменная сварка, электронно-лучевая сварка, сварка в вакууме полным катодом, лазерная и газовая сварка.

34. Термомеханические виды сварки: контактная сварка, конденсаторная сварка, диффузионная сварка, индукционно-прессовая сварка и сварка трением.

35. Термомеханические виды сварки: механические методы сварки: холодная сварка, сварка взрывом, ультразвуковая сварка, магнитоимпульсная сварка.

36. Сварка пластмасс: сварка нагретым газом, сварка экструдируемой присадкой, контактная тепловая сварка, сварка ультразвуком, трением и вибротрением, токами высокой частоты, сварка лазером и световым лучом.

37. Специальные термические процессы в сварочном производстве: резка, наплавка, напыление.

38. Основы механической обработки заготовок деталей машин.

39. Общие положения. Параметры технологического процесса резанья.

40. Физико-химические и механические основы процесса резанья.

41. Инструментальные режущие материалы.

42. Тепловые процессы в зоне резанья и смазочно-охлаждающие среды.

43. Технологические процессы обработки резаньем и их структура.

44. Обрабатываемость конструкционных материалов и металлорежущие станки.

45. Основы физико-химических методов размерной обработки.

46. Основные понятия и определения нанотехнологий.

47. Области применения нанотехнологий.

48. Методы получения наноразмерных частиц: физические и химические.

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Основная литература

1. Колесник П.А., Кланица В.С. Материаловедение на автомобильном транспорте М.: Академия, 2007. – 415 с.

2. Кириченко Н.Б., Автомобильные эксплуатационные материалы: Практикум. - М.: Академия, 2007. – 347 с.

3. Комарова О.С., Технология конструкционных материалов/ Под ред. Комарова О.С. - Изд-во Новое знание, 2009. – 493с.

4. Чумаченко Ю.Т., Материаловедение для автомехаников/ Ю. Т. Чумаченко, Г. В. Чумаченко, А. И. Герасименко. - 3-е изд., доп. и перераб. - Ростов н/Д: Феникс, 2008. – 339 с.

5. Колесов С.Н,. Материаловедение и технология конструкционных материалов: учеб. для вузов/ С. Н. Колесов, И. С. Колесов. - М.: Высшая школа, 2009. - 519 с.

Дополнительная литература:

1. Дриц М.Е., Технология конструкционных материалов и материаловедение/ М.Е. Дриц, М.А. Москалев. - М.: Высшая школа, 1990. – 428 с.

2. Пейсахов А. М., Материаловедение и технология конструкционных материалов/ А. М. Пейсахов, А. М. Кучер. - 2-е изд. - СПб.: Издательство Михайлова В. А., 2004. – 361 с.

3. Кириченко Н.Б., Автомобильные эксплуатационные материалы - М.: Академия, 2007. – 342 с.

4. Стуканов В.А., Автомобильные эксплуатационные материалы: Лабораторный практикум. - М.: Форум, 2003. – 310 с.

8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ