1. Информация о дисциплине

1.1. Предисловие

Материаловедение – наука, изучающая связь между химическим составом, структурой и свойствами материалов и закономерности изменения этих свойств под влиянием внешних воздействий, реализуемых в процессе производства, упрочняющей обработки и эксплуатации изделий из этих материалов.

Материаловедение – прикладная наука, ее фундаментом являются разделы физики и химии, посвященные атомной структуре химических элементов, строению и свойствам реальных кристаллов, природе кристаллических фаз, закономерностям процессов кристаллизации и фазовых превращений в твердых телах.

Объектом изучения дисциплины «Материаловедение» являются главным образом конструкционные и инструментальные материалы. Обычно курс материаловедения делится на две части: «Металловедение и термическая обработка металлов» и «Неметаллические материалы». В данном УМК дана более подробная рубрикация, в основном это касается части, посвященной металлическим сплавам (см. «Структурную схему дисциплины» - стр. 31). Это наиболее распространенные промышленные материалы, они достаточно хорошо изучены и традиционно занимают большую часть курса «Материаловедение».

Хотя материаловедение изучается студентами большинства специальностей политехнических вузов на 2 курсе как общеинженерная дисциплина, она закладывает основы профессиональных знаний и умений, позволяющих решать производственные конструкторские и технологические задачи, связанные с оптимизацией выбора материалов и технологий изготовления и упрочнения изделий различного назначения.

Очевидно, что роль дисциплины «Материаловедение» в подготовке инженеров различных специальностей может заметно отличаться. Наибольшее значение она имеет для студентов машино - и приборостроительных (15104.65, 150202.65, 190205.65, 200101.65, 190601.65) и родственных им (140101.65, 140104.65, 140601.65, 140602.65, 220301.65, 280202.65) специальностей.

Однако любой выпускник технического вуза независимо от специальности должен иметь базовые представления о строении и свойствах основных промышленных материалов и методах целенаправленного изменения этих свойств.

Итак, на основании изложенного выше очевидно, что задачей изучения дисциплины «Материаловедение» является овладение знаниями:

• закономерностей, связывающих химический состав, структуру и свойства материалов;

• методов целенаправленного изменения их свойств;

• химического состава, свойств и областей применения основных промышленных материалов, а также способов и режимов их упрочнения.

Цель изучения дисциплины – материаловедческая подготовка инженера, способного производить оптимальный выбор материалов и технологий изготовления и упрочняющей обработки изделий различного назначения.

В результате освоения дисциплины студент должен:

Знать:

• закономерности и практические способы воздействия на механические свойства металлических сплавов путем изменения их химического состава и структуры;

• классификацию, маркировку, механические свойства, режимы упрочняющей термической обработки и области применения сталей - основных материалов промышленности;

• характерные особенности строения и свойств полимерных материалов.

Иметь представление о:

• методах определения механических свойств материалов;

• закономерностях процесса кристаллизации;

• принципах анализа диаграмм состояния двойных сплавов и практическом использовании диаграмм состояния;

• влиянии химического состава и структуры сплавов на их технологические свойства;

• влиянии пластической деформации и последующего нагрева на структуру и свойства металлов;

• химико-термической обработке и других методах поверхностного упрочнения металлических изделий;

• свойствах и областях применения сталей и сплавов с особыми свойствами и основных групп цветных сплавов;

• дефектах стальных изделий и путях их предотвращения;

• строении, свойствах и областях применения неметаллических материалов (пластмасс, стекла, керамики) и композитов на различной основе;

• основных направлениях рационального выбора материалов для изделий различного назначения.

Уметь:

• пользоваться оптическим микроскопом для изучения структуры материалов;

• производить закалку и отпуск сталей различных марок;

• измерять твердость для контроля результатов термической обработки;

• работать с учебной, а при необходимости – научной и справочной литературой по материаловедению;

• выбирать материалы, способы и режимы упрочняющей обработки для изделий различного назначения.

Место дисциплины в учебном процессе:

Для освоения курса «Материаловедение» кроме соответствующих разделов физики и химии (отмеченных в начале предисловия) желательно знание основ таких дисциплин» как «Сопротивление материалов», «Детали машин», «теория машин и механизмов»¹.

В свою очередь знания и умения, приобретенные при изучении курса материаловедения, будут использованы в процессе освоения последующих дисциплин – «Технология конструкционных материалов», «Прикладная механика» и других дисциплин, связанных с конструированием, технологией производства, эксплуатацией и ремонтом машин, приборов, оборудования различного назначения, а также в курсовых и дипломных работах.