УТВЕРЖДАЮ Директор ИФВТ ___________ В.В. Лопатин

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Национальный исследовательский Томский политехнический университет»
УТВЕРЖДАЮ
Директор ИФВТ
___________ В.В. Лопатин
«___» ____________201__ г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПОВЕРХНОСТНОГО
УПРОЧНЕНИЯ
НАПРАВЛЕНИЕ ООП: МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ И ТЕХНОЛОГИЯ
МАТЕРИАЛОВ
ПРОФИЛЬ ПОДГОТОВКИ: Компьютерное моделирование получения,
переработки и обработки материалов
КВАЛИФИКАЦИЯ (СТЕПЕНЬ): магистр
БАЗОВЫЙ УЧЕБНЫЙ ПЛАН ПРИЕМА 2011 г.
КУРС 2; СЕМЕСТР 3;
КОЛИЧЕСТВО КРЕДИТОВ: 6
ПРЕРЕКВИЗИТЫ: «Материаловедение и технология современных и перспективных
материалов», «Основные направления развития материаловедения»
КОРЕКВИЗИТЫ: «Процессы получения, переработки и обработки материалов»
ВИДЫ УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ВРЕМЕННОЙ РЕСУРС:
ЛЕКЦИИ
18 часов (ауд.)
ЛАБОРАТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ
ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ
АУДИТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ
САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА
ИТОГО
36
36
90
108
198
ФОРМА ОБУЧЕНИЯ
часов (ауд.)
часов (ауд.)
часа
часов
часа
очная
ВИД ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ: ЭКЗАМЕН В 3 СЕМЕСТРЕ
ОБЕСПЕЧИВАЮЩАЯ КАФЕДРА: «Материаловедение в машиностроении»
ЗАВЕДУЮЩИЙ КАФЕДРОЙ:
д.ф.-м.н., профессор В.Е. Панин
РУКОВОДИТЕЛЬ ООП:
к.т.н., доцент Б.Б. Овечкин
ПРЕПОДАВАТЕЛЬ:
к.ф.-м.н., доцент Б.С. Зенин
2011г.
1. Цели освоения дисциплины
В результате освоения данной дисциплины магистрант приобретает
знания, умения и навыки, обеспечивающие достижение целей Ц2 и Ц3
основной образовательной программы «Материаловедение и технология
материалов».
Дисциплина нацелена на подготовку магистранта к следующим видам
профессиональной деятельности:
- научно-исследовательской и расчетно-аналитической деятельности в
области получения новых свойств машиностроительных материалов за счет
нанесения защитных и упрочняющих покрытий, при разработке новых
технологий нанесения покрытий, при создании новых материалов для
получения свойств покрытий с учетом взаимосвязи химического состава,
структуры материалов с их свойствами применительно к решению
поставленных задач получения материалов с заданными свойствами с
использованием баз данных и литературных источников.
- производственной и проектно-технологической работе в составе
первичного
проектно-технологического
или
исследовательского
подразделения в области разработки технологий нанесения покрытий с
заданными технологическими и функциональными свойствами.
2. Место дисциплины в структуре ООП
Дисциплина относится к вариативной части ИОП профессионального
цикла (М2) специализации М2.В.2 «Компьютерное моделирование
получения, переработки и обработки материалов» (М2.В.2.2).
Она
непосредственно связана с дисциплинами профессионального цикла
(«Основные направления развития материаловедения», «Материаловедение и
технологии современных и перспективных материалов») и опирается на
освоенные при изучении данных дисциплин знания и умения. Кореквизитом
для дисциплины «Современные технологии поверхностного упрочнения»
является дисциплина профессионального цикла «Мониторинг состояния и
контроль надежности материалов и изделий».
3. Результаты освоения дисциплины
При изучении дисциплины магистранты должны научиться
самостоятельно выбирать оптимальную технологию для заданной детали,
работающей в определенных условиях внешней среды, планировать
проведение эксперимента, выбирать оптимальные методики и оборудование
для экспериментальных исследований, рационально определять условия
экспериментов, проводить обработку полученных результатов.
После изучения данной дисциплины магистранты
приобретают
знания, умения и опыт, соответствующие результатам основной
образовательной программы: Р1, P2, Р3, Р4.
В результате освоения дисциплины магистрант должен/будет:
знать__ традиционные методы упрочнения поверхности и нанесения
покрытий и современные высокотехнологичные методы обработки
поверхности,
возможности
современных
технологий
упрочнения
поверхности и области их применения;
уметь__ выбирать материал покрытия и методы обработки поверхности для
получения поверхности с заданными характеристиками, проектировать
технологические процессы упрочнения поверхности;
владеть (методами, приёмами__) методами сравнительной оценки
различных технологических методов поверхностного упрочнения и
нанесения покрытий, информацией о современном уровне технологий
упрочнения поверхности на основе анализа данных периодической печати и
Internet-технологий.
В процессе освоения дисциплины у студентов развиваются следующие
компетенции:
1.Универсальные (общекультурные) способен самостоятельно приобретать с помощью информационных
технологий и использовать в практической деятельности новые знания и
умения (ОК-6);
2. Профессиональные –
общепрофессиональные:
владеет базовыми знаниями теоретических и прикладных наук и развивает их
самостоятельно с использованием в профессиональной деятельности при
анализе и моделировании, теоретическом и экспериментальном
исследовании процессов упрочнения поверхности материалов (ПК-1);
в научно-исследовательской и расчетно-аналитической деятельности:
владеет умением и навыками самостоятельного использования современных
информационно-коммуникационных технологий, глобальных
информационных ресурсов в научно-исследовательской и расчетноаналитической деятельности в области современных технологий
поверхностного упрочнения материалов (ПК-5);
в производственной и проектно-технологической деятельности:
владеет навыками самостоятельного проектирования технологического
процесса обработки поверхности и нанесения покрытий с заданными
характеристиками (ПК-15);
в организационно-управленческой деятельности:
владеет основами системы управления качеством продукции и готовность к
внедрению этой системы (ПК-17);
имеет навыки управления технологическими процессами, оценки рисков и
определения мер по обеспечению экологической и технической безопасности
разрабатываемых материалов (ПК-19).
4. Структура и содержание дисциплины
4.1.
Содержание разделов дисциплины
Раздел 1. Упрочнение поверхности материалов Лекции. Семинары.
Лабораторные работы. Введение. Цели и задачи освоения дисциплины.
Проблема увеличения долговечности работы машин и механизмов и пути ее
решения. Условия работы деталей машин и механизмов. Механические
методы упрочнения поверхности. Поверхностная термическая обработка.
Химико-термическая обработка.
Раздел 2. Защитные и упрочняющие покрытия Лекции. Семинары.
Лабораторные работы. Классификация методов нанесения покрытий.
Подготовка поверхности перед нанесением покрытий. Адгезия.
Механические
методы
нанесения
покрытий.
Химические
и
электрохимические методы нанесения покрытий. Электрофизические методы
нанесения покрытий. Методы напыления покрытий.
Раздел 3. Высокоэнергетические методы упрочнения поверхности и
нанесения покрытий Лекции. Семинары. Лабораторные работы.
Использование концентрированных потоков энергии на основе лазерного
излучения, мощных электронных или ионных импульсных пучков и потоков
высокотемпературной импульсной плазмы.
Плазменные технологии.
Лазерная обработка поверхности. Электронно-лучевые технологии. Ионная
имплантация. Комбинированные методы упрочнения поверхности и
нанесения покрытий.
4.2.
№
Структура дисциплины по разделам, формам организации и
контроля обучения
Название
раздела/темы
Аудиторная работа
(час)
Ле Практ./
Лаб.
кц семинар
зан.
ии
8
16
16
СРС
(час)
Итого
1
Упрочнение
поверхности
материалов
2
Защитные и
упрочняющие
покрытия
6
12
12
36
66
3
Высокоэнергетич 4
еские методы
упрочнения
поверхности и
нанесения
покрытий
8
8
24
44
Итого
36
36
18
48
108
88
198
Формы текущего
контроля и
аттестации
Контрольная работа
Отчеты по
лабораторным
работам
Контрольная работа
Отчеты по
лабораторным
работам
Контрольная работа
Отчеты по
лабораторным
работам
При сдаче отчетов и письменных работ проводится устное собеседование.
4.3.
Распределение компетенций по разделам дисциплины
Распределение компетенций по разделам дисциплины планируемых
результатов обучения по основной образовательной программе,
формируемых в рамках данной дисциплины и указанных в пункте 3.
№
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
Формируемые
компетенции
Разделы дисциплины
2
1
3
х
х
х
З.1.1
З.2.1.
З.3.1.
З.3.2.
З.4.1.
У.1.1.
У.2.1.
У.2.2.
У.3.2.
У.4.1.
В.1.1.
В.1.2.
В.2.2.
В.3.2.
В.4.2.
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
*Расшифровка кодов результатов обучения и формируемых компетенций
представлена в Основной образовательной программе подготовки магистров
по направлению 150100 «Материаловедение и технология материалов».
5. Образовательные технологии
При освоении дисциплины используются следующие сочетания видов
учебной работы с методами и формами активизации познавательной
деятельности магистрантов для достижения запланированных результатов
обучения и формирования компетенций.
Методы и формы
активизации
деятельности
Дискуссия
IT-методы
Командная работа
Разбор кейсов
Опережающая СРС
Индивидуальное
обучение
Проблемное обучение
Обучение на основе
ЛК
х
х
Виды учебной деятельности
Семинар
ЛБ
х
х
х
х
х
х
х
СРС
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
опыта
Для достижения поставленных целей преподавания дисциплины
реализуются следующие средства, способы и организационные мероприятия:
 изучение теоретического материала дисциплины на лекциях с
использованием компьютерных технологий;
 самостоятельное изучение теоретического материала дисциплины с
использованием Internet-ресурсов, информационных баз, методических
разработок, специальной учебной и научной литературы;
 закрепление теоретического материала при проведении лабораторных
работ с использованием учебного и научного оборудования и приборов,
выполнения проблемно-ориентированных, поисковых, творческих заданий.
6. Организация и учебно-методическое обеспечение самостоятельной
работы студентов (CРC)
6.1 Текущая и опережающая СРС, направленная на углубление и
закрепление знаний, а также развитие практических умений заключается в:
 работе с лекционным материалом, поиск и анализ литературы и
электронных источников информации по заданной теме
 выполнении домашних заданий,
 изучении тем, вынесенных на самостоятельную проработку,
 изучении теоретического материала к лабораторным занятиям,
 подготовке к контрольным работам, к экзамену.
6.1.1. Темы, выносимые на самостоятельную проработку:
- ультразвуковая обработка поверхности материалов;
- поверхностная термомеханическая обработка;
- способы интенсификации методов химико-термической обработки.
6.2 Творческая проблемно-ориентированная самостоятельная работа
(ТСР) направлена на
развитие интеллектуальных умений, комплекса
универсальных (общекультурных) и профессиональных компетенций,
повышение творческого потенциала и заключается в:
 поиске, анализе, структурировании и презентации информации, анализе
научных публикаций по определенной теме исследований,
 исследовательской работе и участии в научных студенческих
конференциях, семинарах и олимпиадах,
7. Средства текущей и итоговой оценки качества освоения дисциплины
(фонд оценочных средств)
Оценка успеваемости магистрантов осуществляется по результатам:
- проверки результатов выполнения контрольных работ;
- самостоятельного (под контролем преподавателя) выполнения лабораторной
работы,
- анализа подготовленных рефератов, презентаций,
- устного опроса при сдаче выполненных индивидуальных заданий, защите
отчетов по лабораторным работам и во время экзамена в третьем семестре
(для выявления знания и понимания теоретического материала
дисциплины).
7.1. Требования к содержанию экзаменационных вопросов
Экзаменационные билеты включают три типа заданий:
1. Теоретический вопрос, требующий развернутого ответа.
2. Теоретический вопрос, требующий краткого ответа.
3. Творческое проблемно-ориентированное задание.
7.2. Примеры экзаменационных вопросов
Билет № 1
1. Классификация методов упрочнения поверхности при поверхностнопластическом деформировании. Технологические параметры процесса.
2. Получение композиционных покрытий при электрохимическом
осаждении покрытий.
3. Основные элементы структуры газотермического покрытия и их связь
с технологическими параметрами процесса напыления
Билет № 2
1. Виды поверхностной термической обработки. Зависимость структуры
поверхностного слоя от типа источника нагрева.
2. Получение покрытий методом плакирования.
3. Провести сравнительный анализ двух методов лучевой обработки
поверхности: лазерной и электронно-лучевой.
8. Учебно-методическое
(дисциплины)
и
информационное
обеспечение
модуля
Основная литература
1. Технология конструкционных материалов. /Под ред. Дальского А.М.
2005.
2. Слосман А.И., Зенин Б.С. Современные технологии поверхностного
упрочнения и нанесения покрытий: Учебное пособие.-Томск: Изд.
ТПУ, 2002.- 118 с.
3. Гаркунов Д.Н. Триботехника. 1989.
4. Порошковая металлургия и напыленные покрытия. / Под ред. Митина
Б.С. 1987.
5. Кудинов В.В., Бобров Г.В. Нанесение покрытий напылением. Теория,
технология и оборудование. 1992.
6. Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение. 1990.
7. Овечкин Б.Б., Зенин Б.С., Мячин Ю. В. Технология модифицирования
поверхности и нанесения покрытий. Web-CT-сайт ТПУ.-2007.
8. Журналы: «Упрочняющие технологии и покрытия», «Физика и химия
обработки материалов», «Перспективные материалы».
Дополнительная
1. Колесников К.С. Технологические основы обеспечения качества
машин. 1990.
2. Сулима А.М. Поверхностный слой и эксплуатационные свойства
деталей машин. 1988.
3. Васильев В.В. Композиционные материалы: Справочник. 1990.
Интернет-ресурсы:.
http://portal.tpu.ru/SHARED/b/BOSEZEN/educational/sovrem_tehnol/Tab/01_con
tent.pdf
9. Материально-техническое обеспечение модуля (дисциплины)
При изучении основных разделов дисциплины, выполнении
лабораторных работ бакалавры используют оборудование кафедры,
оснащенное автоматизированными системами с выводом данных на
персональные компьютеры (оптическая микроскопия), компьютерный класс
кафедры для моделирования физических процессов, для обработки
экспериментальных данных, для использования Inernet-ресурсов при
выполнении самостоятельной работы.
Программа составлена на основе Стандарта ООП ТПУ в соответствии с требованиями
ФГОС-2010 по направлению и профилю подготовки «Машиностроение», профиль
«Материаловедение технология материалов в машиностроении».
Автор: Зенин Б.С.
Программа одобрена на заседании кафедры ММС ИФВТ
(протокол № ____ от «___» _______ 2011 г.).