Пояснительная записка

Программа учебной дисциплины «Материаловедение» предназначена для реализации государственных требований к минимуму содержания и уровню подготовки выпускников по специальностям 171301 и 171302

Программой предусматривается изучение способов производства основных конструкционных материалов, применяемых для изготовления и ремонта железнодорожного подвижного состава, их строения и свойств; методов обработки; изучение электротехнических материалов; свойств и области применения неметаллических и резино – технических изделий; изучение характеристик и области применения эксплуатационных материалов.

В результате изучения предмета учащиеся

должны знать:

• об основных направлениях развития металлургии черных и цветных металлов,

• о внедрении прогрессивных технологических процессов обработки материалов;

• строение, свойства, методы исследования и испытания конструкционных материалов;

• ГОСТы на основные конструкционные материалы, применяемые для изготовления и ремонта железнодорожного подвижного состава ;

• основы теории сплавов, химико-термической обработки; классификацию, состав, маркировку по ГОСТ и применение сталей, чугунов, цветных сплавов и неметаллических конструкционных материалов;

• технику безопасности, пожарную безопасность и мероприятия по охране окружающей среды при производстве и обработке конструкционных материалов;

• методы оценки основных свойств машиностроительных материалов,

• свойства и область применения электротехнических материалов;

• характеристики эксплуатационных материалов (топливо, вода для технических целей, смазочные материалы, песок для локомотивов)

должны уметь:

• выбирать наиболее рациональный способ получения и обработки конструкционных материалов;

• пользоваться ГОСТ и справочной литературой;

• проводить испытания на твердость, ударную вязкость;

• определять качественные характеристики микроструктур сталей, чугунов, цветных металлов;

• выбирать режимы термической обработки;

• оценивать и определять свойства и характеристики машиностроительных материалов;

• выбирать реагенты для снижения жесткости воды для технических целей;

• сравнивать и выбирать топливные материалы по эксплуатационным и экономическим параметрам.

Изучение дисциплины должно способствовать развитию творческого мышления, интереса к познавательной деятельности, трудолюбия, бережливости, эстетического вкуса, выработке навыков самостоятельной работы с научной и технической литературой. Последовательность изучения тем дисциплины обусловлена логикой науки, т.е. в первых разделах курса изучается состав и свойства конструкционных материалов, а затем – основные методы обработки материалов. Изучение дисциплины основывается на знаниях, полученных учащимися по физике, химии, инженерной графике, проводится во взаимосвязи с предметами "Техническая механика", "Стандартизация, метрология, сертификация" и является, в свою очередь, базой для изучения предметов специального цикла. Методика изучения дисциплины строится на проведении уроков с широким применением технических средств обучения, демонстрацией коллекции деталей, изготовленных различными способами, микрошлифов, обучающих стендов, макетов. На практических занятиях студенты приобретают навыки по исследованию структуры металлов, измерению качественных характеристик металлов. Для осуществления контроля знаний и проверки уровня усвоения учебного материала, программой предусмотрена выдача одной контрольной работы и проведение трех практических работ. По окончании курса учащиеся сдают экзамен.

Общие рекомендации по выполнению контрольной работы № 1 Задачи 1 – 25

Перед выполнением задачи изучите материал:

• Чистые металлы и их свойства;

• Процессы кристаллизации;

• Процессы аллотропии и переохлаждения;

• Критические точки, аллотропические превращения чистого железа;

• Основы теории сплавов, принципы построения диаграмм состояния;

• Структурные составляющие диаграммы железо – углерод.

Изучив материал, проконтролируйте себя, ответив на вопросы 1 – 17. После ответа приступайте к решению задачи.

Задания 26 -50

Эти задания рекомендуется выполнять после решения задач 1 – 25.

Изучите материал:

• Физические, химические, механические и технологические свойства металлов и сплавов;

• Углеродистые стали: структура, свойства, влияние основных компонентов, маркировка, область применения;

• Чугуны: классификация, структура, влияние примесей, свойства, маркировка, область применения;

• Легирующие элементы, влияние на свойства, характер взаимодействия с основными компонентами железоуглеродистых сплавов, обозначение;

• Легированные стали: классификация, свойства, маркировка, область применения;

• Металло- и минералокерамические материалы, состав, свойства, область применения.

После изучения материала следует ответить на вопросы 18- 40 в конце методических рекомендаций, после чего приступайте к заданию. Дайте ответ на теоретический вопрос и расшифруйте марки материалов, с описанием возможной области применения.

Задания 51 – 75

Выполнение этих заданий потребует предварительного изучения темы «Термическая и химико-термическая обработка».

• Цели термообработки и ХТО

• Операции То и ХТО

• Выбор температур под ТО

• Порядок проведения операций

• Нагревательные устройства

• Закалочные среды

• Закалочные структуры и их свойства, условия образования

• Дефекты термообработки

Задание включает в себя теоретическую часть и задачу. Решение задачи должно сопровождаться построением графика термообработки ( смотри пример)

Задания 75 – 100

Эта группа заданий требует знания теории по способам формообразования и их особенностям, условиях, оборудовании, инструментах и приспособлениях. Изучив материал, можно выполнять задание.

Задания 101 – 125

Задания этой группы ориентированы на хорошее знание теории в сочетании с практикой. Задание разбито на четыре части:

• Теория

• Шероховатость

• Отклонения формы и взаимного расположения

• Расчет посадок

Выполняется задание в соответствии с нормативной документацией по каждому из обозначенных направлений. Образцы выполнения заданий можно найти в методических рекомендациях.

Домашняя контрольная работа №1

(для специальностей 171301 и 171302)

Задачи №1-25

Начертите диаграмму состояния сплавов железо-углерод, укажите параметры основных точек, структуру сплава в каждой области.

Кратко опишите, что собой представляет феррит, аустенит, цементит, перлит, ледебурит. Опишите процессы, которые произойдут со сплавом с заданным процентом содержания углерода при охлаждении его от 1600 градусов до 20 градусов. Какие структуры имеет сплав в точках 1 и 2 и определить процент содержания углерода при температуре, соответствующей точке 2 в найденных структурах. Исходные данные взять в таблице (1) согласно варианту.

Таблица 1

Вариант	Содержание углерода	Температура в точке 1	Температура в точке 2
1	0.3	1400	750
2	2.7	1100	700
3	0.5	1300	600
4	2.5	1100	900
5	0.7	1200	650
6	2.3	1300	950
7	0.9	1150	700
8	1.5	1350	650
9	1.1	1220	750
10	2.1	1100	650
11	1.7	1300	900
12	1.9	1000	800
13	1.3	1150	750
14	0.4	1300	600
15	2.8	1100	650
16	0.6	1200	700
17	2.6	1150	650
18	1.0	1000	700
19	1.8	900	550
20	1.2	1050	650
21	2.2	1200	800
22	1.4	1300	900
23	2.0	1050	650
24	1.6	1350	750
25	2.4	1100	650