МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
Поведение пластмасс в электрическом поле определяется такими характеристиками, как удельное и объёмное электрическое сопротивление, электрическая прочность, диэлектрическая проницаемость и диэлектрические потери. Зависят электрические свойства от химического строения и физического состояния, условий эксплуатации и других факторов. Удельное сопротивление является одной из важнейших характеристик. Обратной ему величиной является удельная электропроводность. Удельное электрическое сопротивление определяется количеством свободных заряженных частиц в единице объёма полимера. Оно зависит от наличия в полимере проводящих примесей (например, воды). Величина поверхностного электрического сопротивления зависит от состояние поверхности полимера. Другой важной характеристикой полимеров является электрическая прочность. При повышении напряжённости электрического поля, приложенного к диэлектрику, увеличивается его электропроводность. Сила тока возрастает с напряжением примерно экспоненциально и затем при некотором значении напряжённости поля увеличивается скачком до очень больших значений – происходит пробой диэлектрика. Протекание больших токов ведёт к разрушению материала. Диэлектрические свойства после пробоя не восстанавливаются и диэлектрик может стать проводником. Значение напряжённости электрического поля, при котором происходит пробой диэлектрика, называется электрической прочностью. Диэлектрические потери представляют собой ту часть энергии электрического поля, которая рассеивается в диэлектрике в виде теплоты. Они могут быть характеризованы с помощью тангенса угла диэлектрических потерь, который численно равен доле энергии, необратимо рассеиваемой в виде тепловых и других потерь за один период колебания электрического поля. Большие диэлектрические потери характерны для полярных полимеров. Для неполярных полимеров диэлектрические потери гораздо меньше. Диэлектрическая проницаемость связана с процессом поляризации, т.е. с возникновением определённого электрического момента в единице объёма диэлектрика при внесении его электрическое поле. Электрический момент единицы объёма равен геометрической сумме моментов диполей, которые входят в рассматриваемый объём. Определяется диэлектрическая проницаемость отношением ёмкости электрического конденсатора, заполненного диэлектриком, к ёмкости того же конденсатора в вакууме. А. А. РАУБА, А. А. РАЖКОВСКИЙ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
Омск 2015 ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ» (ОмГУПС (ОмИИТ))
______________________________
А. А. Рауба, А. А. Ражковский
МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
Утверждено редакционно-издательским советом университета в качестве методических указаний и заданий на контрольную работу по дисциплине «Материаловедение и технология конструкционных материалов», раздел «Материаловедение» для студентов 1-го и 2-го курсов механических и электромеханических специальностей
Омск 2015 УДК 620.22: 656(075.8) ББК 30.3я73 Р 25
Материаловедение: Методические указания и задания на контрольную работу по дисциплине «Материаловедение и технология конструкционных материалов», раздел «Материаловедение»/ А. А. Рауба, А. А. Ражковский; Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2015. 33 с.
Методические указания разработаны в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования к минимуму содержания и уровню подготовки инженера по специальности 190300.65 Подвижной состав железных дорог. Дисциплина входит в федеральный компонент цикла общепрофессиональных дисциплин специальности и является обязательной для изучения. Методические указания содержат рекомендации по изучению всех тем раздела «Материаловедение». Вопросы для контрольной работы составлены в соответствии с рабочей программой. Приведены примеры выполнения индивидуальных заданий. Предназначены для студентов 1-го и 2-го курсов очной и заочной форм обучения механических и электромеханических специальностей.
Библиогр.: 10 назв. Табл. 3. Рецензенты: доктор техн. наук, профессор А. Л. Ахтулов; доктор техн. наук, профессор А. В. Бородин.
__________________________ ÓОмский гос. университет путей сообщения, 2015 ОГЛАВЛЕние
ВВЕДЕНИЕ
Материаловедение – наука, исследующая металлические и неметаллические материалы, применяемые в технике, объективные закономерности изменения их свойств в зависимости от химического состава, структуры, способов обработки и условий эксплуатации. Обучение материаловедению необходимо для успешного освоения специальных дисциплин, формирующих технический кругозор инженера. Учебным планом по дисциплине «Материаловедение и технология конструкционных материалов» предусмотрено изучение всех разделов курса в соответствии с рабочей программой и выполнение контрольной работы, состоящей из шести индивидуальных заданий. Задания на контрольную работу составлены в 30 вариантах. Каждый студент выполняет свой вариант согласно табл. 1 (студент заочной формы обучения – в соответствии с двумя последними цифрами своего шифра). Контрольная работа должна быть оформлена на бумаге формата А4 с учетом требований стандарта СТП ОмГУПС-1.1-02. Справа на странице необходимо оставлять поля шириной 30 мм для замечаний преподавателя. При выполнении заданий вопросы нужно приводить полностью. В конце текста следует приводить список использованной литературы. Контрольную работу рекомендуется выполнять в следующем порядке: 1) ознакомиться с рабочей программой по данному разделу и методическими указаниями; 2) изучить рекомендуемую учебную литературу, сосредоточив внимание на физико-химической сущности рассматриваемых процессов и превращений в структуре материалов и на влиянии их на свойства материалов; 3) составить реферат по изучаемому разделу; 4) дать конкретные ответы на вопросы контрольных заданий; 5) подписать работу и поставить дату. 1. СОДЕРЖАНИЕ РАЗДЕЛА ДИСЦИПЛИНЫ
Цель изучения раздела «Материаловедение» – получить на современной научной основе знания о природе и свойствах материалов, а также о методах изменения свойств этих материалов для наиболее эффективного их использования на железнодорожном транспорте. студент должен изучить классификацию и характеристики основных групп современных металлических и неметаллических материалов; физическую сущность явлений, происходящих в материалах при воздействии на них различных факторов в условиях производства и эксплуатации; теоретические и практические вопросы по термической, химико-термической обработке и способы упрочнения деталей и инструмента, обеспечивающие их высокую надежность и долговечность; зависимость между составом, структурой и свойствами материалов; области их применения на железнодорожном транспорте. В результате изучения дисциплины студент должен уметь расшифровывать марку материала и находить, к какой группе он относится; правильно выбирать материал и давать рекомендации эффективного использования материалов с учетом их технологических, физико-механических и эксплуатационных свойств; оценивать качество материалов по структуре и свойствам; определять способы упрочнения и предупреждения различных дефектов в деталях и конструкциях, используемых на железнодорожном транспорте.
Наименование тем раздела и их содержание
введение. Роль российских ученых в развитии материаловедения. Железнодорожный транспорт и транспортное машиностроение – крупнейшие потребители конструкционных металлических и неметаллических материалов. Значение науки о материалах, роль и место дисциплины в инженерной подготовке специалистов для железнодорожного транспорта. 1.1.1. Основы металловедения Атомно-кристаллическое строение и свойства металлов. Анизотропия, полиморфизм. Реальное строение металлов, понятие о дислокациях. Кристаллизация. Сплавы. Виды взаимодействия компонентов: твердые растворы, механические смеси, химические соединения. Диаграммы состояний сплавов. Диаграмма состояний «железо–цементит». Пластическая деформация и рекристаллизация. Методы исследования и испытания материалов. Хрупкое и вязкое разрушение металлов. Стали. Классификация по составу, назначению, качеству, структуре и свойствам. Обозначение марок (маркировка) углеродистых сталей по ГОСТам. Химические, физические, механические и технологические свойства сталей. Превращения в структуре сталей при нагреве и охлаждении. Диаграмма изотермического превращения аустенита. Термическая, химико-термическая и термомеханическая обработка стали. Легированные стали. Чугуны. Состав, структура, свойства и маркировка по ГОСТам. Порошковые материалы. Твердые сплавы. Цветные металлы и сплавы на их основе. Медь, алюминий и титан; сплавы на их основе. Композиционные материалы.
1.1.2. Неметаллические материалы Пластические массы. Состав и классификация по реакции получения, составу, форме макромолекул и свойствам. Композиционные материалы с неметаллической матрицей. Стекла. Состав, структура и свойства. Керамические материалы.
|
