2. Содержание дисциплины

И МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

ПО ЕЁ ИЗУЧЕНИЮ

Для студентов заочной формы обучения основным источником для изучения дисциплины является рекомендованная в разделе 5 литература, а также электронные версии лекций и учебников. При изучении дисциплины следует ориентироваться на приведённые ниже темы, соблюдая указанную последовательность их рассмотрения, а также на вопросы, представленные в разделе 3.

Содержание дисциплины «Материаловедение» отвечает требованиям Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования и включает следующие основные темы и вопросы:

- общая характеристика дисциплины, её цель и задачи, объект и предмет исследования, место среди других дисциплин, значение для будущих специалистов;

- атомно-кристаллическое строение материалов: агрегатные состояния вещества и свойства материалов, энергетические причины реализации того или иного состояния, кристаллическое и аморфное состояние твёрдых тел, понятие кристаллической решётки, система симметрии кристалла, элементарная ячейка и периоды кристаллической решётки, базис кристаллической структуры, степень компактности структуры, монокристаллическое и поликристаллическое строение материалов, методы изучения микроструктуры материалов, изотропные и анизотропные материалы, точечные, линейные, поверхностные и объёмные дефекты кристаллической структуры, плотность дефектов и их влияние на физико-механические свойства материалов;

- структура и свойства металлов: общая характеристика и классификация металлов, наиболее типичные химические, физические, технологические и механические свойства металлов, металлическая межатомная связь и модель «электронного газа», кристаллическая структура металлов (ОЦК, ГЦК и ГПУ-решётки), полиморфизм металлов;

- формирование микроструктуры металлов и сплавов при затвердевании: энергетические причины процесса кристаллизации, зависимость свободной энергии системы атомов от температуры, теоретическая (равновесная) и фактическая температуры кристаллизации, переохлаждение расплава, кривые охлаждения металлов, механизм процесса кристаллизации, критический размер зародыша, зависимость размера зерна металла от степени переохлаждения расплава, строение слитка металла;

- деформация и механические свойства материалов: упругая и пластическая деформация материалов, методы механических испытаний материалов (статические, динамические и циклические испытания), испытания материалов на одноосное растяжение, диаграмма растяжения металлов, предел текучести и прочности, жёсткость, пластичность и вязкость материалов, механизм упругой и пластической деформации, роль дислокаций в механизме сдвига атомных слоёв при пластической деформации, упрочнение (наклёп) металлов, возврат и рекристаллизация металлов, подвергнутых пластической деформации, вязкое и хрупкое разрушение материалов;

- строение металлических сплавов: понятие сплава, фазы металлических сплавов, понятие диаграммы состояния сплава, линии ликвидус и солидус, построение диаграмм состояния термическим методом, основные типы диаграмм состояния двухкомпонентных сплавов, эвтектическое, эвтектоидное и перитектическое превращения в сплавах, правило отрезков, фазы и структурные составляющие сплавов железа с углеродом (феррит, аустенит, цементит, графит, перлит, ледебурит), диаграммы состояния железоуглеродистых сплавов («железо-цементит» и «железо-графит»), фазовые превращения в сталях и чугунах;

- стали и чугуны: общая характеристика и способы получения сталей и чугунов, влияние углерода и постоянных примесей на структуру и свойства сталей, классификация и маркировка углеродистых сталей, образование графитных включений в чугунах, факторы, влияющие на процесс графитизации чугунов, белые и графитные чугуны, серые, ковкие и высокопрочные чугуны, свойства чугунов, область их применения и маркировка, общая характеристика легированных сталей, влияние различных легирующих компонентов на структуру и свойства сталей, классификация и маркировка легированных сталей;

- термическая обработка материалов: операции термообработки и их назначение, основные фазовые превращения в сталях при термообработке, образование аустенита из перлита при нагреве сталей, превращение аустенита в феррито-цементитную смесь при медленном охлаждении сталей, диаграмма изотермического распада аустенита, сорбит, троостит и бейнит, мартенсит и мартенситное превращение аустенита, превращения при отпуске закалённых сталей, отжиг и нормализация углеродистых сталей, виды закалки и отжига, выбор температуры нагрева при закалке конкретных сталей, закалка доэвтектоидных и заэвтектоидных сталей, способы закалки и прокаливаемость сталей, отпуск закалённых сталей, поверхностная закалка углеродистых сталей, химико-термическая обработка сталей, азотирование, цементация и нитроцементация;

- сплавы специального назначения: стали, устойчивые против коррозии, высокопрочные, жаростойкие и жаропрочные стали и сплавы, быстрорежущие стали и твёрдые сплавы для режущего инструмента, стали для штампов и форм литья под давлением, материалы абразивных инструментов и режущая керамика, пружинные и шарикоподшипниковые стали;

- цветные металлы и сплавы: медные, алюминиевые, титановые и цинковые сплавы, их классификация, свойства, область применения и маркировка;

- основные неметаллические материалы: пластмассы, термопластичные и термореактивные материалы, каучуки и резиновые материалы, стекло и керамика, композиционные материалы.