Тема 1 Строение металлов и кристаллизация

Самарской области

«ТОЛЬЯТТИНСКИЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕХНИКУМ»

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ И ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНОЙ (ДОМАШНЕЙ) РАБОТЫ

ОП.04 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ

ПРОФЕССИОНАЛЬНЫЙ ЦИКЛ

основной профессиональной образовательной программы

по специальности 13.02.11 Техническая эксплуатация, обслуживание и ремонт электрического и электромеханического оборудования (по отраслям)

 

 

г.о. Тольятти 2015

СОГЛАСОВАНО	УТВЕРЖДАЮ
Методист	Зам директора по УР
______________ А.В.Быковская	_________Т.А. Серова
______________ 20__г.	_____________20___г.

РАССМОТРЕНО И ОДОБРЕНО

Цикловой комиссией профессиональных дисциплин

Председатель ЦК

________________ М.А. Леверкина

_____ ___________2015 г.

 

 

Разработал:__________ Быковская А.В., преподаватель ГАПОУ СО «ТЭТ»

 

Методические указания к изучению дисциплины и выполнению контрольной (домашней) работы для студентов заочной формы обучения разработаны на основе Федерального государственного стандарта среднего профессионального образования по специальности 13.02.11 Техническая эксплуатация, обслуживание и ремонт электрического и электромеханического оборудования (по отраслям), утвержденной приказом Министерства образования и науки РФ от «28» июля 2014 г. № 831.

 

 

Выполнение контрольной (домашней) работы по дисциплине Материаловедение направлено на реализацию основной профессиональной образовательной программы по специальности 13.02.11 Техническая эксплуатация, обслуживание и ремонт электрического и электромеханического оборудования (по отраслям) в соответствии с требованиями ФГОС СПО четвёртого поколения.

Введение

 

В зависимости от назначения деталей машин, конструкций, режущих или других типов инструментов к материалам, используемым для их изготовления, предъявляются различные требования. Некоторые из них должны отличаться наиболее высокой твердостью, другие - высокой прочностью, третьи - пластичностью, четвертые - специальными физическими или химическими свойствами и т.п.

Те или иные свойства обеспечиваются природой, химическим составом и внутренним строением материалов. Материаловедение как наука как раз и занимается изучением связей между химическим составом и строением, между обработкой и строением; между строением, химическим составом и свойствами.

При изучении материаловедения студенты знакомятся с основами строения материалов, их поведением в процессе пластической деформации (обработки давлением), термической, термомеханической, химико-термической и других обработок; с основными факторами, позволяющими формировать структуру; со свойствами и назначением промышленных материалов, от правильного использования которых зависит долговечность и надежность машин, конструкций, инструментов.

Материаловедение является значимой дисциплиной, сведения из которой широко используются при курсовом и дипломном проектировании.

Основной целью изучения дисциплины Материаловедение является приобретение знаний для наиболее эффективного и рационального использования материалов в технике.

Дисциплина включает следующие темы:

1 Строение металлов и кристаллизация

2 Теория сплавов

3 Пластическая деформация, возврат и рекристаллизация

4 Железоуглеродистые сплавы

5 Теория и технология термической обработки

6 Поверхностные методы упрочнения

7 Легированные стали и сплавы

8 Инструментальные углеродистые и легированные стали и сплавы

9 Конструкционные углеродистые и легированные стали

10 Цветные металлы и сплавы

11 Неметаллические и композиционные материалы

12 Экономическая эффективность применения различных материалов

Общие указания к изучению дисциплины

 

Приступая к изучению дисциплины, студенты должны иметь учебную литературу и данные методические указания.

Как работать с учебной литературой?

Прежде всего, ознакомьтесь с введением, бегло просмотрите учебник (учебное пособие), чтобы составить о нем первое впечатление. Затем приступайте к вдумчивой, детальной, последовательной проработке каждого раздела/темы.

Читать следует в строгой последовательности указанной, в рабочей программе дисциплины. Прочитанный материал рекомендуем воспроизводить по памяти. Не следует смущаться, если не все становится понятным сразу. Читайте повторно. Читая, старайтесь не только запоминать содержание изучаемого материала, но и составлять краткий конспект, в который вносите основные положения изучаемого раздела, сопровождая их при необходимости графическими иллюстрациями. На полях конспекта отмечайте вопросы, по которым хотели бы получить консультации у преподавателя. Не следует переходить к работе над последующими разделами, не изучив предыдущие. Старайтесь постоянно перечитывать конспект.

Помните: личный опыт вырабатывает навыки и умение работать с учебной литературой.

Наш опыт показывает, что наиболее трудными разделами дисциплины являются разделы, посвященные теории сплавов и термической обработке. Освоению материала способствует и выполнение контрольной работы.

 

Правила выполнения и оформления

Контрольной работы

 

В контрольной работе необходимо ответить на вопросы по темам (вопросы к заданиям 1 - 5).

К выполнению работы следует приступать, проработав соответствующий материал по учебнику. Не пользуйтесь устаревшей литературой, в которой могут содержаться ошибочные или устаревшие взгляды, понятия, термины и обозначения.

Выполнять работу необходимо строго по варианту, номер которого присваивает преподаватель.

Титульный лист работы оформляется в соответствии с установленными требованиями и должен включать наименование контрольной работы (по материаловедению), ФИО студента, вариант контрольной работы, учебный шифр (номер зачетной книжки), дату отсылки (подачи) работы в техникум, свой адрес, подпись.

После титульного листа идет страница с перечислением вопросов задания. Текстовую часть работы обязательно выполнять в электронном виде. Рисунки, таблицы, графики, эскизы, формулы выполняются либо с применением соответствующих программных ресурсов, либо выполняются в виде копий с последующей вклейкой в текстовую часть, либо оформляются вручную с применением соответствующих чертежных приспособлений. Контрольная работа выполняется на листах формата А4.

Задания выполняются в порядке их следования в варианте контрольной работы. При оформлении контрольной работы обязательна ссылка на используемую литературу или образовательные ресурсы Интернета. В конце контрольной работы приводится список использованной литературы. При использовании образовательных ресурсов Интернета в списке использованной литературы указывать соответствующие образовательные сайты, с которых взята информация.

Выполненная контрольная работа высылается (передается) на рецензирование. контрольная работа, содержащая неправильные ответы, ответы не на все вопросы варианта или не своего варианта, не засчитывается. Не засчитанная работа выполняется заново. В работе с замечаниями рецензента исправления (письменные ответы) представлять на новых чистых листах в конце работы (вносить исправления в первоначальный текст работы не допускается). Исправленная работа повторно направляется на рецензирование. Зачтенная работа не возвращается студенту.

 

Рабочая программа дисциплины

 

В соответствии с Государственным образовательным стандартом специальности 23.02.03 Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта на изучение дисциплины отводится 120 часов. Общий объем аудиторных занятий - 26 часов. Основной формой обучения является самостоятельная работа.

На 1 курсе: установочные лекции - 16 часов, практические занятия – 10 часов, выдача заданий на контрольную работу, консультации – 2 часа, комплексный экзамен.

В качестве базового учебника рекомендуется [4] (см. список рекомендуемой литературы). В этом же учебнике приведены вопросы для самопроверки.

 

Тема 2 Теория сплавов

Определение терминов: сплав, компонент, фаза, твердые растворы, химические соединения, эвтектические и эвтектоидные смеси кристаллов.

Диаграммы состояния двойных сплавов: из компонентов с полной нерастворимостью в твердом состоянии, с полной растворимостью, с ограниченной растворимостью; из компонентов, образующих устойчивые химические соединения и из компонентов, претерпевающих полиморфные превращения. Правила «концентрации» и «отрезков».

Ликвация. Виды ликвации и методы ее устранения. Связь между химическим составом, структурой и свойствами (правила Курнакова).

Литература: [4, с. 37 - 65].

 

Методические указания

По виду диаграммы состояния научитесь определять характер взаимодействия компонентов в сплавах в твердом состоянии, агрегатные состояния любых сплавов и превращения, протекающие в них, в зависимости от химического состава и температуры (т.е. во всех областях диаграммы). При изучении диаграмм практикуйтесь в построении кривых охлаждения и нагревания с указанием на кривых в точках перехода, а также между этими точками (температурами) структурных составляющих и протекающих превращений. Научитесь применять правила «концентрации» и «отрезков». Выясните, в чем состоит отличие эвтектического и эвтектоидного превращений, в чем заключается разница между эвтектикой и эвтектоидом.

 

И сплавы

Классификация и маркировка сталей. Требования, предъявляемые к инструментальным материалам. Инструментальные стали пониженной и повышенной (сложнолегированные) прокаливаемости. Быстрорежущие стали. Твердые сплавы.

Материалы, применяемые для режущего, штампового и измерительного инструмента. Стали и сплавы для инструментов холодного и горячего деформирования. Стали повышенной разгаростойкости. Получение инструмента методом порошковой металлургии.

Литература: [4, с. 349 - 366].

 

Методические указания

 

Изучите требования, предъявляемые к инструментальным материалам, их основные эксплуатационные свойства. уделите внимание быстрорежущим сталям и твердым сплавам. Уясните причины их высокой теплостойкости (красностойкости) и особенности термической обработки быстрорежущих сталей. Каким образом можно повысить теплостойкость инструментов?

Изучите особенности требований к материалам, применяемым при изготовлении инструментов, предназначенных для деформирования (обработки) металлов в холодном и горячем состоянии.

Изучите требования к материалам для измерительных инструментов и особенности их термической обработки.

 

Задания для контрольной работы

Вариант 1

1. Структурная диаграмма состояния железо -цементит. Для сплава, содержащего 3,5 % С, постройте кривую охлаждения, для сплава 4,3 % С - нагревания. При температуре 950° С определите относительное количество фаз и содержание углерода в растворе.

2. Изменение микроструктуры и механических свойств наклепанного металла в зависимости от температуры тепловой обработки (отжига).

3. Закаливаемость, прокаливаемость сталей и их характеристики.

4. Метчики из стали У11А, машинные мелкоразмерные, работающие в условиях, не вызывающих разогрева режущей кромки.

5. Шпиндели из стали 38Х2МЮА фрезерных станков. Твердость рабочих поверхностей головной части и конуса НRС 57...63, глубина упрочненного слоя 0,35...0,45 мм. Твердость сердцевины и резьбовой части НRС 23...33.

 

Вариант 2

 

1. Структурная диаграмма состояния железо -цементит. Для сплава, содержащего 4,3 % С, постройте кривую охлаждения, для сплава 5,5 % С - нагревания. При температуре 500° С определите относительное количество фаз и содержание углерода в растворе.

2. Пластическая деформация. Изменение механических свойств и микроструктуры в зависимости от степени холодной пластической деформации. Сущность и практическое применение наклепа.

3. Термомеханическая обработка (ВТМО, НТМО).

4. Ролик из резьбонакатной из стали Х12М.

5. Накладные направляющие из стали ШХ15СГ, работающие в условиях трения скольжения. Твердость поверхности НRС 58...62. Упрочнение требуется по всему объему.

 

Вариант 3

 

1. Структурная диаграмма состояния железо -цементит. Для сплава, содержащего 5,5 % С, постройте кривую охлаждения,. для сплава 0,8 % С - нагревания. При температуре 450° С определите относительное количество фаз и содержание углерода в растворе.

2. Влияние дислокаций на прочность.

3. Закалка до- и заэвтектоидных сталей.

4. Штамп из стали 6Х4М2ФС для холодной высадки с высокими давлениями.

5. Пиноли из стали 40Х металлорежущих станков. Твердость поверхности НRС 50...56, глубина упрочненного слоя 1,2...1,6 мм.

 

Вариант 4

 

1. Структурная диаграмма состояния железо -цементит. Для сплава, содержащего 2,14 % С, постройте кривую охлаждения, для сплава 3,5 % С - нагревания. При температуре 1250° С определите относительное количество фаз и содержание углерода в растворе.

2. Пластическая деформация скольжением в монокристаллах (зернах).

3. Отжиг. Виды отжига сталей.

4. Пуансоны из стали Р8МЗК6С для холодной обрезки с высокой производительностью шестигранных головок болтов из сталей высокой прочности и твердости.

5. Пиноли из стали 18ХГТ металлорежущих станков. Твердость поверхности НRС 58...62, глубина упрочненного слоя 0,4...0,5 мм.

Вариант 5

1. Структурная диаграмма состояния железо -цементит. Для сплава, содержащего 6,67 % С, постройте кривую охлаждения, для сплава 3,8 % С - нагревания. При температуре 727° С (в конце превращения) определите относительное количество фаз и содержание углерода в растворе.

2. Опишите несовершенства кристаллического строения металлов и их влияние на прочность.

3. Отпуск закаленных сталей. Превращения при отпуске. Виды и цели отпуска.

4. Резец из стали Р14Ф4 для чистовой обработки стали повышенной твердости (НRС 30...40) с повышенной производительностью.

5. Червяки из стали 12ХНЗА делительных пар металлорежущих станков. Твердость поверхности НRС 58...62, глубина упрочненного слоя 1,0... 1,4 мм.

 

Вариант 6

 

1. Структурная диаграмма состояния железо -цементит. Для сплава, содержащего 0,16 % С, постройте кривую охлаждения, для сплава 6,0 % С - нагревания. При температуре 760° С определите относительное количество фаз и содержание углерода в растворе.

2. Влияние плотности дислокаций и их взаимодействий на прочность металлических материалов.

3. Термическая обработка быстрорежущих сталей.

4. Фрезы из стали 9ХС для обработки мягких материалов. Работают в условиях, вызывающих незначительный разогрев режущей кромки.

5. Базовые детали из чугуна СЧЗО металлорежущих станков. Твердость поверхности НRС 45...50, глубина упрочненного слоя 1,2...1,8 мм.

Вариант 7

 

1.Структурная диаграмма состояния железо -цементит. Для сплава, содержащего 0,35 % С, постройте кривую охлаждения, для сплава 4,3 % С - нагревания. При температуре 1480° С определите относительное количество фаз и содержание углерода в растворе.

2.Возврат и рекристаллизация металлов после холодной пластической деформации.

3.Диаграмма изотермического превращения переохлажденного аустенита. Механические свойства продуктов распада аустенита. Критическая скорость закалки.

4. Полотно ножовочное из стали Р9 для резки металла.

5. Зубчатые колеса из стали 25ХГМ (модуль 2,5 мм) высоконагруженные. Твердость зуба НRС 58…62, глубина упрочненного слоя 0,5 мм.

Вариант 8

 

1. Структурная диаграмма состояния железо -цементит. Для сплава, содержащего 0 % С, постройте кривую охлаждения, для сплава 2,5 % С - нагревания. При температуре 911° С определите относительное количество фаз и содержание углерода в растворе.

2. Холодная и горячая пластическая деформация. Процессы, протекающие при этих видах деформации. Различие в микроструктуре и свойствах.

3. Отжиг II рода и нормализация сталей.

4. Долбяк из стали Р6МЗ.

5. Пиноли из стали 38ХМЮА металлорежущих станков. Твердость поверхности НRС 64...68, глубина упрочненного слоя 0,4...0,5 мм.

Вариант 9

 

1. Структурная диаграмма состояния железо -цементит. Для сплава, содержащего 0,1 % С, постройте кривую охлаждения, для сплава 0,8 % С - нагревания. При температуре 1515° С определите относительное количество фаз и содержание углерода в растворе.

2. Как изменяются эксплуатационные характеристики деталей после поверхностного наклепа и почему?

3. Цементация стали. Термическая обработка цементованных деталей.

4. Метчики из стали Р9М4.

5. Штампы из стали 5ХНМ с наименьшей стороной 500 мм. Твердость НRС 35...38.

Вариант 10

 

1. Структурная диаграмма состояния железо -цементит. Для сплава, содержащего 4,5 % С постройте кривую охлаждения, для сплава 0,16 % С - нагревания. При температуре 1000° С определите относительное количество фаз и содержание углерода в растворе.

2. Дислокационный механизм пластической деформации скольжением. Деформационное упрочнение металлов и сплавов.

3. Азотирование. Термическая обработка азотируемых деталей.

4. Протяжка из стали Р10К5Ф5.

5. Зубчатые колеса из стали 40Х (модуль 10 мм.) малонагруженные. Твердость НВ 245…265.

 

Вариант 11

 

1. Структурная диаграмма состояния железо -цементит. Для сплава, содержащего 2,5 % С, постройте кривую охлаждения, для сплава 0,16 % С - нагревания. При температуре 1300°С определите относительное количество фаз и содержание углерода в растворе.

2. Холодная пластическая деформация поликристаллического металла. Ее особенности.

3. Закалка с индукционным нагревом (закалка ТВЧ). Ее особенности.

4. Обрезной пуансон из стали Р6М5 для холодной обрезки с высокой производительностью головок болтов из стали высокой прочности и повышенной твердости.

5. Шпиндели из стали 55. Твердость поверхности головной части и конуса НRС 57...63, сердцевины и резьбовой части НК.С 23...33 (см. Металловедение и термическая обработка. - 1984. - №5. - с. 10).

Вариант 12

 

1. Структурная диаграмма состояния железо -цементит. Для сплава, содержащего 4,0 % С, постройте кривую охлаждения, для сплава 1,5 % С - нагревания. При температуре 550°С определите относительное количество фаз и содержание углерода в растворе.

2. Причины деформационного упрочнения металлов.

3. Нитроцементация и цианирование стали. Термическая обработка деталей, подвергающихся этим процессам.

4. Штампы из стали Х12Ф1 для холодной штамповки.

5. Ходовой винт из стали 80Х. Твердость поверхностного слоя НRС 58...62, глубина упрочненного слоя 1,0... 1,6 мм.

Вариант 13

 

1. Структурная диаграмма состояния железо -цементит. Для сплава, содержащего 4,3 % С, постройте кривую охлаждения, для сплава 0,35 % С - нагревания. При температуре 770°С определите относительное количество фаз и содержание углерода в растворе.

2. Объясните, с какой целью некоторые пружины и рессоры подвергают дробеструйной обработке. Опишите процессы, протекающие при этом.

3. Полная и неполная закалка. Факторы, определяющие микроструктуру углеродистых сталей после закалки.

4. Штампы из стали ЗОХ2НМФ с наименьшей стороной 750 мм.

5. Шпиндели из стали 18ХГТ металлорежущих станков. Твердость поверхности НRС 56...62, глубина упрочненного слоя 1,0... 1,4 мм.

Вариант 14

 

1. Структурная диаграмма состояния железо -цементит. Для сплава, содержащего 3,0 %С, постройте кривую охлаждения, для сплава 0,1 % С - нагревания. При температуре 740°С определите относительное количество фаз и содержание углерода в растворе.

2. Каким способом можно восстановить пластичность холоднокатаных медных лент? Назначьте режим тепловой обработки и опишите физическую сущность происходящих процессов.

3. Выбор температуры закалки, времени нагрева, выдержки и условия охлаждения при закалке.

4. Червячные фрезы из стали Р9К10 для черновой обработки сталей повышенной твердости (НRС 30...40) с повышенной производительностью.

5.Копиры из стали 20Х металлорежущих станков. Твердость поверхности НRС 58...62, глубина упрочненного слоя 1,2... 1,5 мм.

 

Вариант 15

 

1. Структурная диаграмма состояния железо -цементит. Для сплава, содержащего 0,13 % С постройте кривую охлаждения, для сплава 2,14 % С - нагревания. При температуре 750°С определите относительное количество фаз и содержание углерода в растворе.

2. Пластическая деформация. Под действием каких напряжений она возникает? Распространение пластической деформации от зерна к зерну.

3. Термическая обработка быстрорежущих сталей.

4. Пуансоны из стали XI2М для холодной пробивки отверстий.

5. Накладные направляющие из стали 20X3МВФ прецизионных металлорежущих станков. Твердость поверхности НRС 58...62, глубина упрочненного слоя 0,45...0,5 мм.

Вариант 16

 

1. Структурная диаграмма состояния железо -цементит. Для сплава, содержащего 3,8 % С, постройте кривую охлаждения, для сплава 6,67 % С - нагревания. При температуре 1210°С определите относительное количество фаз и содержание углерода в растворе.

2. Пластическая деформация.

3. Полная и неполная закалка углеродистых сталей.

4. Протяжка из стали Р6М5 (отношение длины к диаметру или толщине большое).

5. Зубчатые колеса из стали 20ХНЗА (модуль 4,5 мм) высоконагруженные. Твердость зуба НRС 58...62, глубина упрочненного слоя 0,9…1,1.

Вариант 17

1. Структурная диаграмма состояния железо -цементит. Для сплава, содержащего 5,8 % С, постройте кривую охлаждения, для сплава 1,8 % С - нагревания. При температуре 1190°С определите относительное количество фаз и содержание углерода в растворе.

2. Дислокационный механизм пластической деформации скольжением. Распространение пластической деформации от зерна к зерну.

3. Азотирование. Термическая обработка азотируемых деталей.

4. Режущий инструмент с пластинами из твердых сплавов: ВК2, Т15К6, Т17К12.

5. Шпиндели из стали 55 (55ПП). Твердость поверхности головной части и конуса НRС 57...63, сердцевины и резьбовой части НК.С 23...33 (см. Металловедение и термическая обработка. - 1984. - №5. - с. 10).

Вариант 18

 

1. Структурная диаграмма состояния железо-цементит. Для сплава, содержащего 0,40 % С, постройте кривую охлаждения, для сплава 3,9 % С- нагревания. При температуре 750°С определите относительное количество фаз и содержание углерода в растворе.

2. Причины деформационного упрочнения металлов.

3. Способы закалки: закалка при непрерывном охлаждении, прерывистая, ступенчатая, изотермическая.

4.Лезвия ножниц из стали УЗА для резки металлов, работающие в условиях, не вызывающих разогрева режущей части.

5.Шпиндели из стали 18ХГТ металлорежущих станков. Твердость поверхности НRС 58...62, глубина упрочненного слоя 0,4...0,5 мм.

 

ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН ОБЗОРНЫХ ЛЕКЦИЙ

Лекция 1 (2 ч) Кристаллическое строение металлов. Основные типы кристаллических решеток. Анизотропия в кристаллах. Аллотропия металлов. Дефекты кристаллических решёток.

Лекция 2 (2 ч)Диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов. Основные линии и точки диаграммы, структуры железоуглеродистых сплавов.

Лекция 3 (2 ч) Виды термической обработки металлов и сплавов. Отжиг. Нормализация. Закалка: виды, сущность, область применения. Поверхностная закалка. Отпуск. Дефекты термической обработки и методы их предупреждения.

 

ТЕМЫ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ

1. Выбор вида и режима термической обработки для конкретных деталей (2 ч).

Список рекомендуемой литературы

 

Основные источники

1. Вишневецкий Ю.Т. Материаловедение для технических колледжей: Учебник. – М.: Дашков и Ко, 2010.

2. Гуляев, А.П. Металловедение: учебник для вузов. - 6-е изд. - М.: Металлургия, 1986. - 544 с.

3. Давыдов, С.В. Материаловедение и технология конструкционных материалов: учеб. пособие / С.В. Давыдов, В.П. Мельников. – Брянск: БГТУ, 2006. -84 с.

4. Лахтин, Ю.М., Материаловедение: учебник для вузов / Ю.М. Лахтин, В.П.Леонтьева. - 3-е изд. - М.: Машиностроение, 1990. - 528 с.

5. Лахтин, Ю.М. Металловедение и термическая обработка металлов: учебник для вузов / Ю.М. Лахтин. - 4-е изд. - М.: Металлургия, 1993. - 448 с

6. Фетисова Г.П.Материаловедение и технология металлов: учебник для студентов машиностроительных спец. вузов /под ред. Г.П. Фетисова. – М.: Высш. шк., 2000. – 638 с.

7. Чумаченко Ю.Т. Материаловедение: Учебник для СПО. – Ростов н/Д.: Феникс, 2011.

8. Электронная энциклопедия Windows http://www.winpedia.ru

9. Методические указания к выполнению практических и лабораторных работ

10. Методические указания к выполнению самостоятельных работ

 

Дополнительные источники

1. Геллер, Ю.А. Инструментальные стали / Ю.А. Геллер. - 4-е изд. - М.: Металлургия, 1975. - 584с.

2. Гольдштейн, М.И. Специальные стали: учебник для вузов / М.И Гольдштейн [и др.]. - М.: Металлургия, 1985. - 408 с.

3. Гуляев, А.П. Инструментальные стали: справочник / А.П. Гуляев [и др.]. - 2-е изд. - М.: Машиностроение, 1975. - 272 с.

4. Федеральный портал «Российское образование» http://www.edu.ru;

5. Федеральный портал «Информационно – коммуникационные технологии в образовании» http://www.ict.edu.ru.

Самарской области

«ТОЛЬЯТТИНСКИЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕХНИКУМ»

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ И ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНОЙ (ДОМАШНЕЙ) РАБОТЫ

ОП.04 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ

ПРОФЕССИОНАЛЬНЫЙ ЦИКЛ

основной профессиональной образовательной программы

по специальности 13.02.11 Техническая эксплуатация, обслуживание и ремонт электрического и электромеханического оборудования (по отраслям)

 

 

г.о. Тольятти 2015

СОГЛАСОВАНО	УТВЕРЖДАЮ
Методист	Зам директора по УР
______________ А.В.Быковская	_________Т.А. Серова
______________ 20__г.	_____________20___г.

РАССМОТРЕНО И ОДОБРЕНО

Цикловой комиссией профессиональных дисциплин

Председатель ЦК

________________ М.А. Леверкина

_____ ___________2015 г.

 

 

Разработал:__________ Быковская А.В., преподаватель ГАПОУ СО «ТЭТ»

 

Методические указания к изучению дисциплины и выполнению контрольной (домашней) работы для студентов заочной формы обучения разработаны на основе Федерального государственного стандарта среднего профессионального образования по специальности 13.02.11 Техническая эксплуатация, обслуживание и ремонт электрического и электромеханического оборудования (по отраслям), утвержденной приказом Министерства образования и науки РФ от «28» июля 2014 г. № 831.

 

 

Выполнение контрольной (домашней) работы по дисциплине Материаловедение направлено на реализацию основной профессиональной образовательной программы по специальности 13.02.11 Техническая эксплуатация, обслуживание и ремонт электрического и электромеханического оборудования (по отраслям) в соответствии с требованиями ФГОС СПО четвёртого поколения.

Введение

 

В зависимости от назначения деталей машин, конструкций, режущих или других типов инструментов к материалам, используемым для их изготовления, предъявляются различные требования. Некоторые из них должны отличаться наиболее высокой твердостью, другие - высокой прочностью, третьи - пластичностью, четвертые - специальными физическими или химическими свойствами и т.п.

Те или иные свойства обеспечиваются природой, химическим составом и внутренним строением материалов. Материаловедение как наука как раз и занимается изучением связей между химическим составом и строением, между обработкой и строением; между строением, химическим составом и свойствами.

При изучении материаловедения студенты знакомятся с основами строения материалов, их поведением в процессе пластической деформации (обработки давлением), термической, термомеханической, химико-термической и других обработок; с основными факторами, позволяющими формировать структуру; со свойствами и назначением промышленных материалов, от правильного использования которых зависит долговечность и надежность машин, конструкций, инструментов.

Материаловедение является значимой дисциплиной, сведения из которой широко используются при курсовом и дипломном проектировании.

Основной целью изучения дисциплины Материаловедение является приобретение знаний для наиболее эффективного и рационального использования материалов в технике.

Дисциплина включает следующие темы:

1 Строение металлов и кристаллизация

2 Теория сплавов

3 Пластическая деформация, возврат и рекристаллизация

4 Железоуглеродистые сплавы

5 Теория и технология термической обработки

6 Поверхностные методы упрочнения

7 Легированные стали и сплавы

8 Инструментальные углеродистые и легированные стали и сплавы

9 Конструкционные углеродистые и легированные стали

10 Цветные металлы и сплавы

11 Неметаллические и композиционные материалы

12 Экономическая эффективность применения различных материалов

Общие указания к изучению дисциплины

 

Приступая к изучению дисциплины, студенты должны иметь учебную литературу и данные методические указания.

Как работать с учебной литературой?

Прежде всего, ознакомьтесь с введением, бегло просмотрите учебник (учебное пособие), чтобы составить о нем первое впечатление. Затем приступайте к вдумчивой, детальной, последовательной проработке каждого раздела/темы.

Читать следует в строгой последовательности указанной, в рабочей программе дисциплины. Прочитанный материал рекомендуем воспроизводить по памяти. Не следует смущаться, если не все становится понятным сразу. Читайте повторно. Читая, старайтесь не только запоминать содержание изучаемого материала, но и составлять краткий конспект, в который вносите основные положения изучаемого раздела, сопровождая их при необходимости графическими иллюстрациями. На полях конспекта отмечайте вопросы, по которым хотели бы получить консультации у преподавателя. Не следует переходить к работе над последующими разделами, не изучив предыдущие. Старайтесь постоянно перечитывать конспект.

Помните: личный опыт вырабатывает навыки и умение работать с учебной литературой.

Наш опыт показывает, что наиболее трудными разделами дисциплины являются разделы, посвященные теории сплавов и термической обработке. Освоению материала способствует и выполнение контрольной работы.

 

Правила выполнения и оформления

Контрольной работы

 

В контрольной работе необходимо ответить на вопросы по темам (вопросы к заданиям 1 - 5).

К выполнению работы следует приступать, проработав соответствующий материал по учебнику. Не пользуйтесь устаревшей литературой, в которой могут содержаться ошибочные или устаревшие взгляды, понятия, термины и обозначения.

Выполнять работу необходимо строго по варианту, номер которого присваивает преподаватель.

Титульный лист работы оформляется в соответствии с установленными требованиями и должен включать наименование контрольной работы (по материаловедению), ФИО студента, вариант контрольной работы, учебный шифр (номер зачетной книжки), дату отсылки (подачи) работы в техникум, свой адрес, подпись.

После титульного листа идет страница с перечислением вопросов задания. Текстовую часть работы обязательно выполнять в электронном виде. Рисунки, таблицы, графики, эскизы, формулы выполняются либо с применением соответствующих программных ресурсов, либо выполняются в виде копий с последующей вклейкой в текстовую часть, либо оформляются вручную с применением соответствующих чертежных приспособлений. Контрольная работа выполняется на листах формата А4.

Задания выполняются в порядке их следования в варианте контрольной работы. При оформлении контрольной работы обязательна ссылка на используемую литературу или образовательные ресурсы Интернета. В конце контрольной работы приводится список использованной литературы. При использовании образовательных ресурсов Интернета в списке использованной литературы указывать соответствующие образовательные сайты, с которых взята информация.

Выполненная контрольная работа высылается (передается) на рецензирование. контрольная работа, содержащая неправильные ответы, ответы не на все вопросы варианта или не своего варианта, не засчитывается. Не засчитанная работа выполняется заново. В работе с замечаниями рецензента исправления (письменные ответы) представлять на новых чистых листах в конце работы (вносить исправления в первоначальный текст работы не допускается). Исправленная работа повторно направляется на рецензирование. Зачтенная работа не возвращается студенту.

 

Рабочая программа дисциплины

 

В соответствии с Государственным образовательным стандартом специальности 23.02.03 Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта на изучение дисциплины отводится 120 часов. Общий объем аудиторных занятий - 26 часов. Основной формой обучения является самостоятельная работа.

На 1 курсе: установочные лекции - 16 часов, практические занятия – 10 часов, выдача заданий на контрольную работу, консультации – 2 часа, комплексный экзамен.

В качестве базового учебника рекомендуется [4] (см. список рекомендуемой литературы). В этом же учебнике приведены вопросы для самопроверки.

 

Тема 1 Строение металлов и кристаллизация

Типы кристаллических решеток металлов и их основные характеристики. Элементы кристаллографии. Понятие о плоскости скольжения. Полиморфизм. Анизотропия кристаллов. Теоретическая и практическая прочность. Дефекты кристаллического строения, их влияние на свойства. Микроструктура. Строение границ зерен и субзерен. Диффузия и самодиффузия.

Плавление и кристаллизация металлов и сплавов. Кинетика и параметры кристаллизации. Величина зерен. Модифицирование.

Литература: [4, с. 11 - 36].

 

Методические указания

Обратите внимание на металлический тип связи. Установите причину большого различия между теоретической и практической (реальной) прочностью металлов. Изучите виды несовершенств кристаллического строения реальных металлов, особенно дислокаций и причины свободного перемещения дислокаций в кристаллической решетке. Установите, как они влияют на механические свойства металлов.

При изучении процесса кристаллизации необходимо уяснить зависимость параметров кристаллизации от степени переохлаждения кристаллизующегося расплава и их влияние на формирование структуры литого металла, возможность искусственного воздействия на формирующуюся структуру кристаллизующегося металла методами модифицирования. Обратите внимание на образование дендритной структуры.

 

Тема 2 Теория сплавов

Определение терминов: сплав, компонент, фаза, твердые растворы, химические соединения, эвтектические и эвтектоидные смеси кристаллов.

Диаграммы состояния двойных сплавов: из компонентов с полной нерастворимостью в твердом состоянии, с полной растворимостью, с ограниченной растворимостью; из компонентов,