Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Национальный исследовательский ядерный университет "МИФИ"
НОВОУРАЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
АННОТАЦИЯ
дисциплины «Материаловедение»
Направление подготовки бакалавров
15.03.06 – «Мехатроника и робототехника»
Профиль подготовки
«Мехатронные системы автоматизированного машиностроения»
Цель освоения дисциплины
Приобретение студентами знаний, необходимых для правильного выбора и
рационального использования различных материалов. Выпускник направления при
проектировании новых или модернизации существующих изделий обязан технически и
экономически обоснованно выбрать оптимальный вариант необходимого материала и его
обработки, найти наилучший в технико-экономическом аспекте вариант технологического
процесса обработки принятого для данной конструкции материала.
В результате освоения дисциплины «Материаловедение» студент должен:
Знания
Содержание цели
Умения
Навыки
Студент должен знать
З1
Основные характеристики применяемых в машиностроении материалов
32
Основы построения двойных диаграмм для различных металлических систем
33
исторический и мировой создания новых материалов
Студент должен уметь
У1
Рационально, т.е. технически и экономически обоснованно выбрать материал
для тех или иных изделий
У2
Владеть
методикой выбора марки стали и назначения упрочняющей
термообработки для типовых деталей машин и видов инструмента
У3
Анализировать и обобщать факты и теоретические положения металловедения
У4
Пользоваться справочной и другой литературой по диаграммам двойных и
тройных сплавов.
Студент должен владеть
В1
Выбирать материалы соответствующие требованиям конструкций машин и
аппаратов:
В2
Методами анализа справочной информации в области материаловедения
В3
Навыками публичной речи, аргументации, ведения дискуссии и полемики,
презентации доносить до специалистов и неспециалистов информацию, мысли,
проблемы и пути их решения.
Общая трудоемкость дисциплины: 5 зачетных единиц, 180 часов.
Основное содержание дисциплины
Введение. Содержание науки о материалах, ее место в ряду технических дисциплин,
связь со специальными курсами. Краткие сведения из истории материаловедения.
Строение материалов. Классификация твердых тел по типу связи. Зависимость свойств
твердых тел от типа связи. Элементы кристаллографии. Типичные решетки металлов (ОЦК,
ГЦК, ГПУ).
Металлические фазы. Механическая смесь. Твердые растворы. Твердые растворы
внедрения. Химические соединения. Анизотропия. Аллотропия.
Кристаллизация и структура металлов и сплавов. Типы фазовых превращений и
состояния вещества. Термодинамические условия фазовых превращений. Кристаллизация.
Механизм кристаллизации.
Кинетика кристаллизации. Уравнение Авраами. Работа образования зародышей
кристаллизации. Механизм образования зародыша. Строение слитка. Ликвация. Закалка из
жидкого состояния. Аморфное состояние. Превращения в твердом состоянии
Диаграммы состояния сплавов. Общие понятия и определения. Фаза, компонента,
концентрация, число степеней свободы системы. Правило фаз Гиббса. Строение сплавов:
механическая смесь, химическое соединение, твердые растворы. Основные типы диаграмм:
диаграмма для сплавов образующих механическую смесь (I рода),
Диаграмма для сплавов с ограниченной растворимостью (II рода) Диаграммы с
эвтектикой и перитектикой. Диаграмма для сплавов с неограниченной растворимостью(III
рода), диаграмма для сплавов с химическими соединениями (IV рода).
Диаграмма для трехкомпонентного сплава. Общие правила построения диаграмм.
Концентрационный треугольник, изотермические сечения, поверхность ликвидуса. Примеры.
Диаграмма железо-цементит. Компоненты и фазы в системе железо-углерод, их свойства
и области существования.
Диаграмма состояния . Основные превращения в системе железо-цементит:
перитектическое, эвтектическое, эвтектоидное.
Чугун. Процесс графитизации. Структура и свойства чугуна. Формы графита в белом и
сером чугунах. Ковкий и высокопрочный чугуны. Применение чугуна.
Стали. Классификация стали. Стали обыкновенного качества. Качественные
углеродистые конструкционные стали. Влияние углерода и постоянных примесей на свойства
стали.
Сталь различных способов производства. Легированные конструкционные стали.
Влияние легирующих элементов на свойства стали. Автоматные стали.
Специальные стали. Инструментальные, быстрорежущие, жаростойкие и жаропрочные
стали и сплавы.
Твердые сплавы и режущая керамика. Нержавеющие стали и сплавы. Износостойкие
стали. Стали с особыми физическими свойствами. Сплавы атомной энергетики
Специальные стали. Инструментальные, быстрорежущие, жаростойкие и жаропрочные
стали и сплавы.
Твердые сплавы и режущая керамика. Нержавеющие стали и сплавы. Износостойкие
стали. Стали с особыми физическими свойствами. Сплавы атомной энергетики
Теория химико-термической обработки. Цементация и азотирование сталей. Понятия о
термо-механической и ионной обработке металлов.
Цветные металлы и сплавы. Медные, алюминиевые, титановые и цинковые сплавы, их
свойства и назначение
Порошковые и композиционные материалы. Антифрикционные, пористые,
металлокерамические материалы и твердые сплавы.