Рабочая программа по дисциплине «Материаловедение»

стр.

1. ПАСПОРТ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

4

2. СТРУКТУРА и содержание УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

5

3. условия реализации программы учебной дисциплины

11

4. Контроль и оценка результатов Освоения учебной дисциплины

13

Вид учебной работы

Количество часов

Максимальная учебная нагрузка (всего)

143

Обязательная аудиторная учебная нагрузка (всего)

95

в том числе:

лабораторные работы

практические занятия

30

Самостоятельная работа обучающегося (всего)

48

в том числе:

тематика внеаудиторной самостоятельной работы

Итоговая аттестация в форме экзамена

Наименование разделов и тем

Содержание учебного материала, лабораторные работы и практические занятия, самостоятельная работа обучающихся

Объем часов

Уровень освоения

1

2

3

4

Раздел 1.

Строение и кристаллизация металлов

12

1 семестр

Тема 1. Атомно-кристаллическое строение металлов.

Современное представление о строении атома, периодическом законе Д.И.Менделеева. Строение атома металла и свойства металлов. Кристаллическое строение металлов. Основные типы кристаллических решеток, их характеристики. Анизотропия свойств металлов. Аллотропические (полиморфные) превращения в металлах. Критические точки металлов. Аллотропия железа, ее значение. Критические точки железа.

2

1

Тема 2. Кристаллизация металлов.

Сущность процесса кристаллизации и термодинамические условия, способствующие образованию кристаллов. Кривые охлаждения и нагрева при кристаллизации, их построение. Образование центров кристаллизации и рост кристаллов. Факторы, влияющие на размер и форму зерна.

2

1

Тема 3. Понятие о точечных, линейных и поверхностных несовершенствах (дефектах).

Особенности кристаллического строения реальных металлов. Понятие о точечных, линейных и поверхностных несовершенствах (дефектах).

2

1

Тема 4. Строение металлического слитка.

Строение металлического слитка. Дендритная кристаллизация. Ликвация

Закономерности процессов кристаллизации и структурообразования металлов и сплавов.

2

1

Самостоятельная работа обучающихся: выполнение домашних заданий по разделу 1, выполнение индивидуальных заданий.

Примерная тематика внеаудиторной самостоятельной работы

Применение основных свойств металлов и сплавов в сельскохозяйственной технике.

Почему сплавы получили большее распространение, чем чистые металлы?

Сведения о ученых занимающихся вопросами материаловедения.

Современные представления о строении атома металла.

4

Раздел 2.

Методы исследования и испытания металлов и сплавов

36

Тема 5 Макроскопический и микроскопический анализы.

Основные методы исследования и контроля структуры металлов и сплавов.

Макроскопический анализ. Изучение структуры на изломах и макрошлифах. Технология изготовления макрошлифов. Основные дефекты макроструктуры. Микроскопический анализ. Технология изготовления и травления микрошлифов.

4

1

Тема 6 Понятие об электронной микроскопии.

Металлографический микроскоп, его оптическая схема и конструкция, правила работы на нем. Понятие об электронной микроскопии. Назначение и устройство электронного микроскопа.

2

1

Лабораторная работа №1

Макроскопический анализ.

2

2

Тема7 Механические свойства металлов.

Пластическая деформация металлов (моно- и поликристаллов). Свойства пластически деформированных металлов.

Понятие о механических свойствах металлов и механических методах их испытания.

2

1

Тема 8 Методика проведения испытаний механических свойств металлов.

Испытания при статических нагрузках: на растяжение и на твердость. Методика проведения испытаний, используемые образцы, характеристики их механических свойств. Испытания при динамических нагрузках (на ударный изгиб). Методика проведения испытаний, используемые образцы.

2

1

Лабораторная работа№2

Испытание на растяжение.

2

2

Лабораторная работа№3

Определение твердости металлов по Бринеллю.

2

2

Тема 9 Физические свойства металлов.

Определение удельного электросопротивления. Магнитные свойства.

2

1

Лабораторная работа№4

Определение твердости по методу Роквелла.

2

2

Лабораторная работа№5

Определение твердости по методу Виккерса.

2

2

Тема 10 Технологические свойства.

Технологичность в процессе литья. Обрабатываемость давлением. Обрабатываемость резанием.

2

1

Самостоятельная работа обучающихся: выполнение домашних заданий по разделу 2, выполнение индивидуальных заданий.

Примерная тематика внеаудиторной самостоятельной работы

Технология изготовления и травления микрошлифов.

Понятие об электронной микроскопии

Методика проведения испытаний механических свойств, используемые образцы.

Магнитные свойства металлов и сплавов.

Научные исследования сплав обладающие магнитными свойствами

Определение ударной вязкости металлов

Технология литейного производства

10

Тема 11 Технология литейного производства.

Общие свойства о литейном производстве. Технологическая схема изготовления отливок, формовочное производство

2

1

Раздел 3

Основы теории сплавов

15

Тема 12 Характеристика основных фаз.

Понятие о сплаве, компоненте, фазе, системе. Область применения сплавов в качестве конструкционных материалов

2

1

Тема 13 Правило фаз и его использование.

. Правило фаз и его использование при изучении сплавов. Возможные случаи равновесия для двухкомпонентных систем. Понятие о гетерогенных структурах (механических смесях). Химическое взаимодействие компонентов, типы химических соединений. Свойства гетерогенных структур, твердых растворов, химических соединений. Применение правила фаз и правила отрезков при изучении превращений в сплавах по диаграмме.

2

1

Практическое занятие №1

Описать критические точки на диаграмме Fe-C

2

2

Тема 14 Диаграмма состояния «железо-цементит» .

Диаграмма состояния «железо-цементит» , основные области, критические точки, фазовые изменения, определение структуры сплавов по диаграмме

2

1

Практическое занятие №2 Определить по диаграмме Fe-C структуры сталей и сплавов

2

2

Тема 15 Термообработка сплавов и характеристика превращений.

Виды термической обработки сплавов, ее назначение, способы провидения, оборудование для термической обработки, дефекты сплавов при термической обработки

2

1

Тема 16 Термообработка сталей, влияние на свойства металлов.

Виды термической обработки сплавов, ее назначение, способы провидения, оборудование для термической обработки, дефекты сплавов при термической обработки

3

1

2 семестр

Раздел 4

Железоуглеродистые сплавы

22

Тема 17 Сталь, влияние углерода на свойства стали.

Понятие стали, общая классификация сталей, область применения, постоянные примеси в сталях, влияние углерода и постоянных примесей на свойства сталей

2

1

Практическое занятие №3

Основные линии и области диаграммы Fe-C

2

2

Тема 18 Легированные стали.

Легированные стали, область применения, классификация легированных сталей, основные легирующие компоненты, влияние легирующих компонентов на свойства и структуру сталей

2

1

Тема 19 Чугуны.

Понятие чугуны, классификация, область применения, основные свойства чугунов, структурные составляющие чугунов, маркировка чугунов

2

1

Лабораторная работа №6

«Изучение структуры стали после термической и химико-термической обработки сталей»

2

2

Лабораторная работа №7

«Термическая обработка алюминиевых сплавов»

2

2

Самостоятельная работа обучающихся: выполнение домашних заданий по разделу 4, выполнение индивидуальных заданий.

Примерная тематика внеаудиторной самостоятельной работы

Термообработка сталей, влияние на свойства металлов.

Вклад российских ученых в создание теории термообработки.

Д.К.Чернов - основоположник теории термообработки сталей.

Повышение качества металлопродукции.

10

Раздел 5

Конструкционные материалы

14

Тема 20 Конструкционные стали общего назначения.

Понятие конструкционных материалов, основные свойства и область применения конструкционных сталей, классификация конструкционных сталей, маркировка и расшифровка конструкционных марок сталей общего назначения

2

1

Тема 21 Конструкционные стали.

Понятие конструкционных материалов, основные свойства и область применения конструкционных сталей, классификация конструкционных сталей, маркировка и расшифровка конструкционных марок сталей

2

1

Лабораторная работа №8 Изучение свойств конструкционных углеродистых сталей

2

2

Практическое занятие №4 Расшифровка марок конструкционных сталей

2

2

Практическое занятие №5 Расшифровка марок коррозионных сталей.

2

2

Самостоятельная работа обучающихся: выполнение домашних заданий по разделу 6, выполнение индивидуальных заданий.

Примерная тематика внеаудиторной самостоятельной работы

Назначение и применение инструментальных сталей.

Требования, предъявляемые к инструментальным сталям Виды коррозии в металлургии.

4

Раздел 6.

Инструментальные стали и твердые сплавы

20

Тема 22 Классификация инструментальных сталей и сплавов.

Понятие инструментальных сталей , основные свойства и область применения, классификация, инструментальных сталей. маркировка и расшифровка инструментальных марок сталей

2

1

Практическое занятие №6 Изучение характеристик инструментальных сталей, маркировка, расшифровка марок сталей

2

2

Тема 23 Стали режущего, штампового и измерительного инструментов.

Понятие сталей для режущего, штампового и измерительного инструментов, основные свойства и область применения, основные структурные составляющие сталей. классификация сталей. маркировка и расшифровка марок сталей

2

1

Тема 24 Стали и сплавы с особыми физическими свойствами.

Стали и сплавы с особыми физическими свойствами, основные свойства и область применения, основные структурные составляющие сталей. классификация сталей. маркировка и расшифровка марок сталей

2

1

Тема 25 Коррозия металлов и сплавов.

Понятие коррозии металлов и сплавов. Виды коррозии. Причины возникновения коррозии и методы борьбы с коррозией, влияние коррозии а свойства и структуру металлов и сплавов

2

1

Тема 26 Причины возникновения коррозии.

Понятие коррозии металлов и сплавов. Виды коррозии. Причины возникновения коррозии и методы борьбы с коррозией, влияние коррозии а свойства и структуру металлов и сплавов

2

1

Самостоятельная работа обучающихся: выполнение домашних заданий по разделу 5, выполнение индивидуальных заданий.

Примерная тематика внеаудиторной самостоятельной работы

Влияние легирующих элементов на превращения в сталях при термообработке.

Классификация легированных сталей.

Мартенситностареющие высокопрочные стали.

Износостойкая (аустенитная) сталь.

8

Раздел 7.

Новые металлические материалы

10

Тема 27 Композиционные материалы.

Композиционные материалы, их классификация, строение, свойства, достоинства и недостатки, область применения в промышленности.

2

1

Практическое занятие №7 Изучение свойств композиционных материалов

2

2

Самостоятельная работа обучающихся: выполнение домашних заданий по разделу 7, выполнение индивидуальных заданий.

Примерная тематика внеаудиторной самостоятельной работы

Композиционные материалы, их классификация, строение, свойства, достоинства и недостатки, область применения в промышленности.

Метод порошковой металлургии.

Сплавы на основе интерметаллидов.

6

Раздел 8.

Цветные металлы и сплавы

4

Тема 28 Цветные металлы и сплавы.

Основные металлы и сплавы на основе цветных металлов , их классификация, свойства , область применения

4

1

Раздел 9.

Неметаллические материалы

10

Тема 29 Неметаллические материалы.

Применение неметаллических материалов. Современные виды пластмасс. Резина применяемая в современной промышленности, характеристика и свойства.

Современные пути развития лакокрасочных материалов

2

1

Тема 30 Применение неметаллических материалов.

Применение неметаллических материалов. Современные виды пластмасс. Резина применяемая в современной промышленности, характеристика и свойства.

Современные пути развития лакокрасочных материалов

2

1

Самостоятельная работа обучающихся: выполнение домашних заданий по разделу 9, выполнение индивидуальных заданий.

Примерная тематика внеаудиторной самостоятельной работы

Применение неметаллических материалов.

Современные виды пластмасс.

Резина применяемая в современной промышленности, характеристика и свойства.

Современные пути развития лакокрасочных материалов

6

Итоговая аттестация

Экзамен

всего

143

Лабораторный стенд «Изучение электрической прочности твердых диэлектриков»

Лабораторный стенд «Изучение удельных электрических сопротивлений твердых

диэлектриков»

Лабораторный стенд «Изучение диэлектрической проницаемости и диэлектрических потерь в

твердых диэлектриках» с RLC- метром

Автоматизированная лабораторная установка для исследования магнитомягких материалов

Автоматизированная лабораторная установка для исследования сегнетоэлектриков

Автоматизированная лабораторная установка для исследования проводников

Автоматизированная лабораторная установкадля исследования полупроводниковых

материалов.

Результаты обучения

(освоенные умения, усвоенные знания)

Формы и методы контроля и оценки результатов обучения

1

2

Умения:

распознавать и классифицировать конструкционные и сырьевые материалы по внешнему виду, происхождению, свойствам

практические занятия

определять виды конструкционных материалов

практические занятия

 выбирать материалы для конструкций по их назначению и условиям эксплуатации

практические занятия

проводить исследования и испытания материалов;

практические занятия, лабораторные работы

Знания:

закономерности процессов кристаллизации и структурообразования металлов и сплавов, основы их термообработки, способы защиты металлов от коррозии

тестирование, практические занятия, лабораторные работы, устный опрос, внеаудиторная самостоятельная работа

классификация и способы получения композиционных материалов

тестирование, внеаудиторная самостоятельная работа

принципы выбора конструкционных материалов для применения в производстве

тестирование, практические занятия, устный опрос, внеаудиторная самостоятельная работа

строение и свойства металлов, методы их исследования;

тестирование, практические занятия, лабораторные работы, устный опрос, внеаудиторная самостоятельная работа

классификация материалов, металлов, сплавов их области применения.

тестирование, практические занятия, устный опрос, внеаудиторная самостоятельная работа