Структура преподавания дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины «Материаловедение. Технология конструкционных материалов» составляет 3 зачетные единицы или 108 часов.

 

 

Распределение фонда времени по семестрам, неделям и видам занятий

очная форма обучения

№ п/п	Наименование раздела и темы	Семестр	Неделя семестра	Всего часов	Виды учебной деятельности, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость (в часах)	Формы текущего контроля успеваемости (по неделям семестра)
лекции	лаб. раб.	пр. зан.	сем. зан.	сам. раб.
1.	Кристаллическое строение металлов. Диффузионные процессы в металле		1-2				-	-		тест-опрос
2.	Строениеи свойства сплавов. Механические свойства металлов и сплавов		3-4				-	-		тест-опрос
3.	Диаграммы состояния сплавов. Современные способы получения сплавов		5-6				-	-		тест-опрос
4.	Железоуглеродистые сплавы. Современные способы массового производства стали и чугуна		7-8				-	-		тест-опрос
5.	Диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов. Современные способы получения высококачественных сталей		9-10				-	-		тест-опрос
6.	Теория и технология термической обработки стали. Химико-термическая обработка		11-12				-	-		тест-опрос
	Стали. Конструкционные стали, легированные стали, инструментальные стали		13-14				-	-		тест-опрос
	Жаропрочные, износостой-кие, инструментальные и штамповочные сплавы					-	-	-		тестирование
	Алюминий, магний, титан и сплавы на их основе. Современные способы получения		15-16				-	-		тест-опрос
	Медь и её сплавы. Электротехнические материалы. Современные способы получения					-	-	-		тестирование
	Неметаллические материалы. Теория и технология термической обработки пластмасс		17-18				-	-		тест-опрос
	Использование полимерных материалов в транспортно-технологических машинах и комплексах					-	-	-		тест-опрос
Всего за семестр:				-	-		-
Общая трудоемкость (количество часов / зачетных единиц):	108/3	-	-	-	-	-	-
Формы промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины
	Курсовая работа (проект)	Зачет	Экзамен
Семестры:	-		-

 

 

Содержание дисциплины

Содержание тем дисциплины

№ п/п	Наименование темы	Формируемые компетенции	Результаты освоения (знать, уметь, владеть)	Образователь-ные технологии
1.	Кристаллическое строение металлов. Диффузионные процессы в металле	ПК-10	Знать: - о кристаллическом строении металлов и диффузии; - кинетику металлургических процессов. Уметь: - различать типы кристаллических решеток. Владеть: - понятийным аппаратом кристаллографии и теории диффузии.	Лекции и лабораторные работы, выполнение самостоятельных работ.
2.	Строениеи свойства сплавов. Механические свойства металлов и сплавов	Знать: - строение и свойства сплавов; - текстуры пластической деформации; - структуры отжига. Уметь: - определять тип литой и деформированной структуры сплава. Владеть: - методами определений свойств сплавов.
3.	Диаграммы состояния сплавов. Современные способы получения сплавов	Знать: - особенности диаграмм состояния сплавов, как основы современных способов получения конструкционных материалов. Уметь: - анализировать диаграммы состояния сплавов; - проводить шихтовку простейших сплавов. Владеть: - навыками использования правила отрезков.
4.	Железоуглеродистые сплавы. Современные способы массового производства стали и чугуна	Знать: - металлургическую классификацию железоуглеродистых сплавов. Уметь: - анализировать макро - и микроструктуры металлургических слитков и полуфабрикатов. Владеть: - навыком определения химического состава железоуглеродистого сплава по его марке и способу производства.
5.	Диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов. Современные способы получения высококачественных сталей	Знать: - основные критические температуры железоуглеродистых сплавов и влияние на них технологических примесей; - современные способы рафинирования сталей. Уметь: - находить область равновесного существования сталей и чугунов с заданной структурой. Владеть: - навыками определения структурного состава железоуглеродистого сплава при данной температуре.
6.	Теория и технология термической обработки стали. Химико-термическая обработка	Знать: - основные способы свойствоформирования сталей; - основные виды термической обработки сталей. Уметь: - анализировать структуру и свойства после термической обработки. Владеть: - навыками определения оптимальных режимов термической обработки.
7.	Стали. Конструкционные стали, легированные стали, инструментальные стали	Знать: - особенности химического и структурного состава сталей и современных способов их получения, в том числе, способом порошковой металлургии. Уметь: - классифицировать стали в зависимости от их назначения. Владеть: - навыками определения назначения и структурного класса стали по её марке.
8.	Жаропрочные, износостойкие, инструментальные и штамповочные сплавы	Знать: - влияние химического и структурного состава на эксплуатационные свойства сталей с особыми свойствами; - современные способы получения высококачественных сталей. Уметь: - анализировать пригодность стали для эксплуатации в данных условиях. Владеть: - навыками назначения термической обработки для сталей с особыми свойствами.	Лекция с использованием метода анализа конкретных ситуаций.
9.	Алюминий, магний, титан и сплавы на их основе. Современные способы получения	Знать: - особенности легирования алюминиевых, магниевых и титановых сплавов; - современные способы получения легких сплавов. Уметь: - различать типы легких сплавов по способу упрочнению в их маркировке. Владеть: - навыками определения возможности термоупрочнения и упрочнения холодной пластической деформацией сплавов на основе диаграмм их состояния.	Лекции и лабораторные работы, выполнение самостоятельных работ.
10.	Медь и её сплавы. Электротехнические материалы. Современные способы получения	Знать: - электротехнические свойства меди, триботехнические и коррозионные свойства медных сплавов; - современные способы получения. Уметь: - отличать деформируемые сплавы на медной основе от литейных. Владеть: - навыками определения химического состава сплавов на основе меди по их марке.	Лекция с использованием метода анализа конкретных ситуаций.
11.	Неметаллические материалы. Теория и технология термической обработки пластмасс	Знать: - особенности строения полимерных материалов и современные способы получения; - технологические свойства полимеров. Уметь: - различать термо-пластические и термо-реактивные полимеры; - назначать способы переработки полимерных полуфабрикатов. Владеть: - навыками определения вида полимерного материала путём экспресс-анализа.	Лекции и лабораторные работы, выполнение самостоятельных работ.
12.	Использование полимерных материалов в транспортно-технологических машинах и комплексах	Знать: - марки полимерных материалов, наиболее широко используемых в транспортно-технологических машинах и комплексах. Уметь: - анализировать влияние замены металлической детали на неметаллическую на конструктивную прочность. Владеть: - навыками выбора материала в зависимости от эксплуатационных требований.	Лекция с использованием метода анализа конкретных ситуаций.

Тема 1. Кристаллическое строение металлов. Диффузионные процессы в металле

Строение металлов. Элементы кристаллографии: кристаллическая решетка, анизотропия, металлические кристаллы, полиформизм металлов. Диффузионные процессы в металле.

Литература:

1. Солнцев, Ю. П. Материаловедение: учебник / Ю. П. Солнцев, Е. И. Пряхин; ред. Ю. П. Солнцев. - 4-е изд., перераб. и доп. - СПб.: ХИМИЗДАТ, 20072. Ржевская, С. В. Ржевская, С. В. Ржевская, С. В. Материаловедение: учебник / С. В. Ржевская. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Университетская книга: Логос, 2006

3. Колесов, С. Н. Материаловедение и технология конструкционных материалов: учебник / С. Н. Колесов. - М.: Высшая школа, 2004.

4. Пейсахов, А. М. Материаловедение и технология конструкционных материалов: учебник / А. М. Пейсахов, А. М. Кучер. - 2-е изд. - СПб.: Изд-во Михайлова В. А., 2004.

Тема 2. Строениеи свойства сплавов. Механические свойства металлов и сплавов

Формирование структуры металлов и сплавов при кристаллизации. Термин «сплав». Твердые растворы, промежуточные фазы, дефекты кристаллов: точечные, линейные, поверхностные и объемные. Связь между дефектами кристаллического строения и механическими свойствами. Теоретическая и реальная прочность. Пластическая деформация, влияние нагрева на структуру и свойства деформированного металла. Механические свойства металлов и сплавов. Конструктивная прочность.

Литература:

1. Солнцев, Ю. П. Материаловедение: учебник / Ю. П. Солнцев, Е. И. Пряхин; ред. Ю. П. Солнцев. - 4-е изд., перераб. и доп. - СПб.: ХИМИЗДАТ, 20072. Ржевская, С. В. Материаловедение: учебник / С. В. Ржевская. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Университетская книга: Логос, 2006 3. Колесов, С. Н. Материаловедение и технология конструкционных материалов: учебник / С. Н. Колесов, И. С. Колесов. - М.: Высшая школа, 2004.

4. Петренко, Ю. А. Технология конструкционных материалов: лабораторный практикум. / С. А. Боровский, В. И. Волкоморов, Г. А. Воробьева, Ю. А. Петренко и др. – СПб.: СПбГАСЭ, 2005. – 211 с.

5. Лепеш, Г. В. Конструкционные материалы: практикум по лабораторным работам для студентов сервисных технических специальностей высших учебных заведений. / Г. В. Лепеш, Ю. А. Петренко, Е. Е. Складнова. – СПб.: Изд-во СПбГАСЭ, 2004. – 107 с.

 

Тема 3. Диаграммы состояния сплавов. Современные способы получения сплавов

Типы сплавов: твердые растворы, эвтектики, химические соединения. Типы диаграмм состояния. Конструкционные металлы и сплавы. Общие требования. Процесс выплавки сплавов. Шихта, топливо. Постоянные, случайные и технологические примеси. Термодинамика процесса плавки. Газогидродинамика процесса плавки.

Литература:

1. Солнцев, Ю. П. Материаловедение: учебник / Ю. П. Солнцев, Е. И. Пряхин; ред. Ю. П. Солнцев. - 4-е изд., перераб. и доп. - СПб.: ХИМИЗДАТ, 20072. Ржевская, С. В. Материаловедение: учебник / С. В. Ржевская. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Университетская книга: Логос, 2006

3. Колесов, С. Н. Материаловедение и технология конструкционных материалов: учебник / С. Н. Колесов, И. С. Колесов. - М.: Высшая школа, 2004.

4. Иванов, А.П. Струйные технологии в промышленности: Монография / А. П. Иванов, Д. А. Иванов, А. М. Сизов – СПб.: Изд-во СПбГУСЭ, 2009.

5. Иванов, Д. А. Струйные технологии в машиностроении: монография / Д. А. Иванов, А. В. Васильева. - СПб.: Изд-во СПбГУСЭ, 2010.

 

Тема 4. Железоуглеродистые сплавы. Современные способы массового производства стали и чугуна

Компоненты и фазы в сплавах железа с углеродом: железо, углерод, феррит, аустенит, цементит, графит. Доменный процесс. Процесс прямого восстановления железа из руд. Конверторное производство. Электросталеплавильное производство. Непрерывная разливка стали

Литература:

1. Солнцев, Ю. П. Материаловедение: учебник / Ю. П. Солнцев, Е. И. Пряхин; ред. Ю. П. Солнцев. - 4-е изд., перераб. и доп. - СПб.: ХИМИЗДАТ, 20072. Ржевская, С. В. Материаловедение: учебник / С. В. Ржевская. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Университетская книга: Логос, 2006

3. Колесов, С. Н. Материаловедение и технология конструкционных материалов: учебник / С. Н. Колесов, И. С. Колесов. - М.: Высшая школа, 2004.

4. Иванов, А.П. Струйные технологии в промышленности: Монография / А. П. Иванов, Д. А. Иванов, А. М. Сизов – СПб.: Изд-во СПбГУСЭ, 2009.

5. Струйные технологии в машиностроении: монография / Д. А. Иванов, А. В. Васильева; С.-Петерб. гос. ун-т сервиса и экономики. - СПб.: Изд-во СПбГУСЭ, 2010.

 

Тема 5. Диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов. Современные способы получения высококачественных сталей

Схема построения диаграммы состояния, правило фаз, правило концентраций, правило отрезков. Эвтектическая реакция-реакция выделения двух твердых фаз определенной концентрации одновременно. Диаграмма состояния железо-цементит. Практическое использование диаграммы состояния железоуглеродистых сплавов. Формирование структуры равновесных и деформированных металлов и сплавов. Современные переплавочные процессы: электрошлаковый, вакуумный, зонный и другие. Рафинирование сталей.

Литература:

1. Солнцев, Ю. П. Материаловедение: учебник / Ю. П. Солнцев, Е. И. Пряхин; ред. Ю. П. Солнцев. - 4-е изд., перераб. и доп. - СПб: ХИМИЗДАТ, 20072. Ржевская, С. В. Материаловедение: учебник / С. В. Ржевская. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Университетская книга: Логос, 2006

3. Колесов, С. Н. Материаловедение и технология конструкционных материалов: учебник / С. Н. Колесов, И. С. Колесов. - М: Высшая школа, 2004.

4. Иванов, А.П. Струйные технологии в промышленности: Монография / А. П. Иванов, Д. А. Иванов, А. М. Сизов – СПб: Изд-во СПбГУСЭ, 2009.

5. Иванов, Д. А. Струйные технологии в машиностроении: монография / Д. А. Иванов, А. В. Васильева; С.-Петерб. гос. ун-т сервиса и экономики. - СПб: Изд-во СПбГУСЭ, 2010.

 

Тема 6. Теория и технология термической обработки стали. Химико-термическая обработка

Определение и классификация: закалка, отжиг, отпуск, старение. Формирование структуры при нагреве и охлаждении: «круговорот структур и свойств в природе». Оборудование для термической обработки. Азотирование стали, цементация, цианирование. Диффузионная металлизация, хромирование, алитирование, силицирование, борирование.

Литература:

1. Солнцев, Ю. П. Материаловедение: учебник / Ю. П. Солнцев, Е. И. Пряхин; ред. Ю. П. Солнцев. - 4-е изд., перераб. и доп. - СПб: ХИМИЗДАТ, 20072. Ржевская, С. В. Материаловедение: учебник / С. В. Ржевская. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Университетская книга: Логос, 2006

3. Колесов, С. Н. Материаловедение и технология конструкционных материалов: учебник / С. Н. Колесов, И. С. Колесов. - М.: Высшая школа, 2004.

Тема 7. Стали. Конструкционные стали, легированные стали, инструментальные стали

Конструкционные стали; легированные стали; инструментальные стали. Механические свойства, маркировка и области применения.

Литература:

1. Солнцев, Ю. П. Материаловедение: учебник / Ю. П. Солнцев, Е. И. Пряхин; ред. Ю. П. Солнцев. - 4-е изд., перераб. и доп. - СПб: ХИМИЗДАТ, 20072. Ржевская, С. В. Материаловедение: учебник / С. В. Ржевская. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Университетская книга: Логос, 2006

3. Колесов, С. Н. Материаловедение и технология конструкционных материалов: учебник / С. Н. Колесов, И. С. Колесов. - М.: Высшая школа, 2004.

 

Тема 8. Жаропрочные, износостойкие, инструментальные и штамповочные сплавы.

Классификация, механические свойства, маркировка и области применения

Литература:

1. Солнцев, Ю. П. Материаловедение: учебник / Ю. П. Солнцев, Е. И. Пряхин; ред. Ю. П. Солнцев. - 4-е изд., перераб. и доп. - СПб: ХИМИЗДАТ, 20072. Ржевская, С. В. Материаловедение: учебник / С. В. Ржевская. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Университетская книга: Логос, 2006

3. Колесов, С. Н. Колесов, С. Н. Материаловедение и технология конструкционных материалов: учебник / С. Н. Колесов, И. С. Колесов. - М.: Высшая школа, 2004.

 

Тема 9. Алюминий, магний и титан. Сплавы на их основе. Современные способы получения

Металлургия титана, магния и алюминия. Свойства алюминиевых, магниевых и титановых сплавов, их использование в транспортно-технологических машинах и комплексах. Классификация и маркировка.

Литература:

1. Солнцев, Ю. П. Материаловедение: учебник / Ю. П. Солнцев, Е. И. Пряхин; ред. Ю. П. Солнцев. - 4-е изд., перераб. и доп. - СПб: ХИМИЗДАТ, 20072. Ржевская, С. В. Материаловедение: учебник / С. В. Ржевская. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Университетская книга: Логос, 2006

3. Колесов, С. Н. Материаловедение и технология конструкционных материалов: учебник / С. Н. Колесов, И. С. Колесов. - М.: Высшая школа, 2004.

 

Тема 10. Медь и её сплавы. Электротехнические материалы. Современные способы получения

Металлургия меди и сплавов на ее основе. Классификация и маркировка медных сплавов. Использование меди и ее сплавов в транспортно-технологических машинах и комплексах. Другие электротехнические материалы, их состав, свойства и маркировка.

Литература:

1. Солнцев, Ю. П. Материаловедение: учебник / Ю. П. Солнцев, Е. И. Пряхин; ред. Ю. П. Солнцев. - 4-е изд., перераб. и доп. - СПб: ХИМИЗДАТ, 20072. Ржевская, С. В. Материаловедение: учебник / С. В. Ржевская. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Университетская книга: Логос, 2006

3. Колесов, С. Н. Материаловедение и технология конструкционных материалов: учебник / С. Н. Колесов, И. С. Колесов. - М.: Высшая школа, 2004.

 

Тема 11. Неметаллические материалы. Теория и технология обработки пластмасс

Особенности строения и поведения полимеров при нагреве и охлаждении. Пластмассы, состав пластмасс, технологические свойства, литьё пластмасс, область использования полимерных материалов. Резина и резиновые материалы. Классификация резины. Методы получения изделий из резины. Неорганические и органические стёкла, области их использования. Композиционные материалы с полимерной матрицей, их свойства. Технологии получения и применения.

Литература:

1. Солнцев, Ю. П. Материаловедение: учебник / Ю. П. Солнцев, Е. И. Пряхин; ред. Ю. П. Солнцев. - 4-е изд., перераб. и доп. - СПб: ХИМИЗДАТ, 20072. Ржевская, С. В. Материаловедение: учебник / С. В. Ржевская. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Университетская книга: Логос, 2006

3. Колесов, С. Н. Материаловедение и технология конструкционных материалов: учебник / С. Н. Колесов, И. С. Колесов. - М.: Высшая школа, 2004.

 

Тема 12. Использование полимерных материалов в транспортно-технологических машинах и комплексах

Рациональный выбор полимерных материалов для деталей транспортно-технологических машин и комплексов на основе метода экспертных оценок.

Литература:

1. Солнцев, Ю. П. Материаловедение: учебник / Ю. П. Солнцев, Е. И. Пряхин; ред. Ю. П. Солнцев. - 4-е изд., перераб. и доп. - СПб: ХИМИЗДАТ, 20072. Ржевская, С. В. Материаловедение: учебник / С. В. Ржевская. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Университетская книга: Логос, 2006

3. Колесов, С. Н. Материаловедение и технология конструкционных материалов: учебник / С. Н. Колесов, И. С. Колесов. - М.: Высшая школа, 2004.

4. Лепеш, Г. В. Конструкционные материалы: методические указания по выполнению контрольных работ для студентов. / Г. В. Лепеш, Ю. А. Петренко и др. - СПб: Изд-во СПбГАСЭ, 2005. – 51 с.