Будь металловедом! - Институт цветных металлов и

Институт цветных металлов и материаловедения
Красноярск, 2011
ББК 74.580.44
П15
П15
Будь металловедом! / сост.:. - Красноярск : СФУ, 2011. - с.
Приведены сведения об особенностях обучения на кафедре «Металловедение и термическая обработка металлов и сплавов» в Сибирском
федеральном университете.
Предназначен для абитуриентов, поступающих в СФУ.
ББК 74.580.44
Рекомендовано к изданию решением заседания кафедры
«Металловедение и термическая обработка металлов»
Института цветных металлов и материаловедения СФУ
Сибирский федеральный
университет, 2011
2
Металловед – это звучит гордо!
Кафедра металловедения и термической обработки металлов
Выпускающая кафедра «Металловедение и термическая обработка металлов» (МиТОМ) - одна из немногих готовит специалистов по системе непрерывного высшего многоуровнего образования. Выпускники
имеют возможность за 4 года получить высшее образование с дипломом
бакалавра, который является основным образовательным документом за
рубежом. За 6 лет обучения выпускники получают звание магистра - первое научное звание. Обучение ведется на базовой кафедре в университете,
а также в его филиале институте химии и химической технологии Сибирского отделения Российской Академии Наук.
Металловед – кто это?
Металловед – кто это? Чем занимается? Где работает? Эти вопросы задаются часто молодыми людьми, выбирающими профессию. Трудно
найти единственно правильную дорогу, по которой будет интересно идти
всю жизнь.
«Металловед» – само слово говорит, что это человек который
«ведает металлом», т.е. знает о металле всё или почти всё. Металловедение – это глубоководный океан, научиться плавать, это не значит познать
всю красоту подводного мира и прикоснуться к морскому дну. Знание
опыт, которые вы сможете приобрести на кафедре «Металловедение и
термическая обработка металлов» помогут вам разобраться во всех таинствах, узнать секреты, которые происходят внутри металла. Научиться
разбираться, контролировать, вести по жизни сплав, узнать все его секреты, тайны его мира, помогут вам специалисты высокого класса кафедры
«Металловедение и термическая обработка металлов».
3
Металловедение – что это?
Металловедение - это наука, изучающая строение, связь между
свойствами и применением различных материалов, свойства металлов и
сплавов в зависимости от их состава, теплового, химического воздействия
на них, а также закономерности их изменения при литье, обработке давлением, сварке, термической обработке и других воздействиях.
Рост мощностей электростанций, развитие авиации, автомобилеи сельхозмашиностроения, особенно в современных условиях, предъявляют возрастающие требования к свойствам металлических материалов.
От специалистов, работающих в области материаловедения, зависит решение важнейших технических проблем, связанных с повышением долговечности и надежности конструкций и механизмов: автомобилей, и самолетов, мостовых кранов и комбайнов, ножей для блендоров, ювелирных украшений и других изделий.
Они должны обеспечить надежную работу машин в экстремальных условиях: при температурах раскаленных газов в ракетных установках, при отрицательных температурах в космосе, в условиях Севера, при
абразивном износе (зубья ковшей экскаваторов). Главное требование к
сталям и сплавам - это высокая конструктивная прочность при малом
удельном весе. Это возможно только при использовании новейших высокопрочных материалов и высоких технологий их термической обработки.
Инженеры и научные работники, имеющие высшее образование
по направлению « Металловедение и термическая обработка металлов»,
изучают, разрабатывают и внедряют новые сплавы и их композиции в
производство. Материаловеды занимаются и усовершенствованием составов и структуры известных материалов в результате использования
традиционных и новейших методов термической обработки. Это позволяет расширить возможности использования сплавов в условиях измене4
ния температур от -296 0С до 1000 0С, низких и высоких давлениях, значительных нагрузках, действий агрессивной сред. К примеру, в 60-годы
20 столетия были разработаны новые легкие алюминиевые сплавы с литием космического и авиационного назначения, применение которых позволило снизить массу конструкций за счет уменьшения плотности материала на 10-15%. Защита окружающей среды и дефицит топлива обуславливает необходимость снижения веса автомобилей. Решение этих проблем
возможно при широком использовании магниевых сплавов в автомобильной промышленности, как самых легких среди конструкционных материалов.
Специалисты в области металловедения исследуют и изучают
процессы и механизмы изменения внутреннего строения металлов и сплавов, как при изготовлении изделий, так и в условиях их эксплуатации.
Реальные процессы формирования структуры материалов достаточно
сложны, однако эти представление можно упростить, если использовать
принципы компьютерного моделирования. На кафедре «Металловедение
и термическая обработка металлов» широко используются программные
приложения MS Office, в том числе для моделирования различных процессов. С участием студентов подготовлены компьютерные программные
разработки по структурообразованию в чугунах, алюминиевых и других
сплавах. Программное приложение Power Point имеет широкие графические достоинства для создания презентаций в виде последовательного
набора слайдов, на которых размещаются тексты, рисунки, графики и
диаграммы. Применение режима анимации даёт возможность наглядного
схематического представления, например в созданной на кафедре презентации показана последовательность этапов эвтектического превращения в
чугунах.
5
Структурный анализ – основа познания материалов
Удивительный мир кристаллов окружает человека: ажурные снежинки, гроздья горного хрусталя, сверкающий радужными огнями самый
твердый минерал – алмаз. Вместе с тем, знакомые с детства предметы:
машины, технические конструкции, многое из домашней посуды также
являются кристаллическими, но количество кристалликов в небольшом
образце металла или сплава насчитывается миллиарды!
Полезные свойства зависят не только от наличия тех или иных
атомов в сплаве, но и от фазового состава. В твердом состоянии под фазой
понимают вещество с собственной кристаллической решеткой, в которой
атомы одного или разного видов образуют свой структурный “мотив”.
Например, элемент железо имеет две кристаллические формы, если растворить в них углерод, то получим известные фазы: феррит – основа
трансформаторного железа и аустенит – основа прочных стальных изделий.
В век наукоемких технологий растут требования к существующим материалам, и ведется поиск новых веществ с широким набором
ценных свойств. Заставить вещество раскрыть свои тайны помогают методы структурного анализа.
На кафедре МиТОМ специалисты работают не только с металлическими сплавами, но также с порошковыми материалами сложного состава. В процессе учебы студенты получают навыки работы с материалами, осваивают сложную аппаратуру и различные методы структурного
анализа. Результаты успешно выполненных дипломных работ используются, в частности, для корректировки процесса получения алюминия (на
РУСАЛе), а получение новых веществ пополняет базу данных современных материалов, сведения о которых доступны через интернет и научные
издания.
6
На кафедре ведутся работы по следующим направлениям:
1) разработка новых алюминиевых сплавов с редкоземельными металлами для электротехнической промышленности;
Микроструктура алюминия
добавкой циркония
Микроструктура алюминия
с добавкой РЗМ
2) исследование материалов на основе стружки цветных сплавов
Микроструктура проволоки, полученной из стружки меди
Микроструктура проволоки, полученной из стружки алюминиевого
сплава
3) исследование структуры и свойств благородных металлов (сплавы на основе золота, платины, палладия)
Микроструктура звеньев цепи
7
4) исследование структуры и свойств алюминиевых и магниевых
сплавов для изготовления дисков колёс
Алюминиевый сплав
Магниевый сплав
5) исследование коррозионно-стойких материалов на основе медно-железо-никелевых сплавов;
Металлический анод
Микроструктура образцов анода
6) получение синтезированных материалов для радиотехнической
полупроводниковой промышленности
Микроструктура и модель атомной структуры соединения на основе оксида
висмута и железа
8
Металловед- первый эксперт по оценке качества продукции
Любая продукция, изготовленная на промышленных предприятиях, сопровождается паспортом соответствия требованиям Государственных стандартов (ГОСТов) – сертификатом качества. В сертификатах на
металлопродукцию обязательно присутствуют три блока ГОСТированых
характеристик: химический состав металлов и сплавов, механические характеристики материала, маркировочные и упаковочные показатели. Чтобы определить и гарантировать потребительские свойства металлов, естественно, необходимо знать, как эти свойства формируются, владеть методами и аппаратурой для проведения требуемых измерений.
С целью обучения металловедов на кафедре «Металловедение и
термическая обработка металлов» возможно в лабораторных условиях
провести любые виды термической обработки, измерения твердости
(твердомеры), испытания образцов на разрыв, ударную вязкость, скручивание, изгиб; подготовить шлифы для металлографического анализа, проводить физико-химический анализ.
Современные тенденции управления качеством предполагают
широкое внедрение неразрушающих методов контроля, применение статистически достоверных методик оценки технологии производства. Перечисленные требования и определяют набор специальных дисциплин,
предметов – от основ математической статистики, материаловедения до
кристаллографии и рентгеноструктурного и электроннооптического анализа.
Широкий спектр полученных основных знаний гарантирует высокую востребованость наших студентов и их соответствие современным
запросам производства – в том числе и возможность быстрой переквалификации через 2-4 года работы.
9
Лаборатории кафедры «Металловедение и термическая обработка
металлов» оснащены современным уникальным оборудованием.
10
Использование компьютерных технологий в металловедении
Владение компьютерными технологиями является необходимым
атрибутом профессиональной пригодности специалиста в современном
обществе. Стремительное развитие компьютерных и информационных
технологий привело к тому, что процесс обучения вышел на новый уровень, что позволяет качественно изменить содержание и методы и обучения. Информационные технологии нашли широкое применение в подготовке металловедов-термистов. Специализация на кафедре дает студентам, помимо знаний в области металловедения и термической обработки,
возможность овладения современным программным обеспечением и компьютерными технологиями.
В учебном процессе при проведении лекционных, лабораторных
и практических занятий, а также самостоятельном изучении материала,
широко используются программные продукты, разработанные преподавателями кафедры совместно со студентами. Для лекционных и самостоятельных занятий созданы электронные версии лекционного материала по
изучаемым дисциплинам –
электронные учебники. Благодаря электронным учебникам
у студентов появилась
возможность получать больший объем знаний по сравнению с печатным вариантом, так как вместе с приобретением теоретических знаний
студенты
получают
практические навыки – про-
11
изводят различные расчеты с помощью дополнительно подключенных
модулей и программ, разрабатывают режимы термической обработки для
конкретных изделий, отслеживая при этом изменение структуры и
свойств материала. Контроль знаний в электронном учебнике осуществляется на любом этапе обучения в непринужденной для пользователя тестовой форме, результат которого появится на экране незамедлительно.
Ж
Ж
(Al)
(Al)
[(Al)+Si]э
Изучать
реальные ме-
таллы и сплавы невозможно без знания общих зако-
t,°C
номерностей
t,C
Ж
660
Ж
(Al)
+ж
 (Al)1,65
ж+Si
577
12,5
Si,%
ствия компонентов в условиях изменения температуры и состава сплавов, по-
(Al)Si
(Al)+Si
Al
Ж (Al)
Ж(Al)+Si
взаимодей-
,c
этому преподаватели кафедры вместе со студентами моделируют процессы,
происходящие в сплавах при кристаллизации (затвердевании) и последующем охлаждении, с использованием программ Microsoft Power Point и
Macromedia Flash. В созданных моделях широко используется анимация
для визуализации (иллюстрации, наглядного представления) процессов,
которые происходят в металлах и сплавах.
На кафедре применяются, созданные дипломниками в Microsoft
Access, базы данных по сталям, чугунам и алюминиевым сплавам. Это
банки данных, содержащие информационно-справочные сведения о химическом составе, структуре, режимах термической обработки, а также о
механических, физических, технологических и др. свойствах, применяемых в промышленности, металлов и сплавов. Данные программные продукты позволяют существенно сэкономить время на поиск необходимой
12
информации и могут использоваться не только в учебном процессе студентами кафедры, но и инженерами, технологами и другими специалистами для решения производственных задач.
По окончании обучения на кафедре «Металловедение и термическая обработка металлов» студенты получают первую научную степень
бакалавра. Наши выпускники хорошие знания по специальности, способные быстро ориентироваться в новых информационно-компьютерных
технологиях и смело применять их как в металловедении и термической
обработке металлов и сплавов, так и в других областях науки и техники.
Получив диплом бакалавра, выпускник имеет возможность продолжить
непрерывное образование – поступить в магистратуру.
О выпускниках кафедры МиТОМ
Первый набор студентов проведен в 1964 г. Первый выпуск инженеров состоялся в 1969г., первый выпуск бакалавров – 1998г., первый
выпуск магистров – 2000г.
Выпускников распределяли на машиностроительные и металлургические предприятия в различные города Советского союза – от Владивостока до западной Украины. Выпускники работали и работают мастерами, инженерами – технологами, начальниками термического бюро,
начальниками цехов, начальниками центральных заводских лабораторий,
главными металлургами и директорами предприятий.
Для подготовки научных кадров лучших выпускников направляли для дальнейшего обучения в аспирантуру г. Москвы, Санкт - Петербурга и Екатеринбурга. На 80 % преподаватели кафедры МиТОМ – её
выпускники. Многие имеют степень кандидата технических наук. Выпускники работают преподавателями и в других вузах города, а так же в
техникумах (колледжах).
13
Наши выпускники также работают на ведущих металлургических предприятиях Красноярска и Красноярского Края
14
Схема площадки №3
Лабораторный корпус
пр.Красноярский
рабочий, 95
Учебный корпус
пер. Вузовский, 3
Спорт. комплекс
Библиотека

Лабораторный корпус
 Кафедра МиТОМ – ауд. 378, тел. 213-32-86, e-mail: [email protected]
 Читальный зал по гуманитарным дисциплинам - ауд.407
 Центр студенческой культуры - ауд.100
 Музей СФУ - ауд.409.
 пер. Якорный, 4 – общежитие №15
 пер. Вузовский, 8 – общежитие №14; профком студентов ком.-109, Тел.
(391) 249-74-02
 ул. ак. Вавилова,60 - – общежитие №13; 64 - Общежитие № 12, Военноучетный стол –ком.-307; 47б - общежитие №16, профилакторий – Тел. (391)
249-74-41, (391) 201-44-19.
А пр. Красноярский рабочий
Т Ост. «Торговый центр «Красноярье»
А ул. Вавилова : Ост. «Школа», ост. «Ломбард»
15
«БУДЬ МЕТАЛЛОВЕДОМ»
Составители:
Е.С. Лопатина
А.С. Сапарова
В.И. Аникина
Редактор
Оформление
Компьютерная верстка
Подписано в печать ……. Печать плоская
Формат 60×84/16. Бумага офсетная. Усл. печ. л. …
Тираж …экз. Заказ
. С. 32
Издательско-полиграфический комплекс
Сибирского федерального университета
660041, г. Красноярск, пр. Свободный, 82
Отпечатано в типографии ИПК СФУ
16
17