- •Федеральное агентство по образованию
- •1. Информация о дисциплине
- •1.1. Предисловие
- •1.2. Содержание дисциплины и виды учебной работы
- •1.2.1. Содержание дисциплины по гос
- •1.2.2. Объем дисциплины и виды учебной работы
- •2. Рабочие учебные материалы
- •2.1. Рабочая программа
- •2.1.1. Строение и свойства металлов (4 часа)
- •2.1.2. Кристаллизация металлов (4 часа)
- •2.1.3. Изменение структуры и свойств металлов
- •2.1.4. Металлические сплавы, диаграммы состояния
- •2.1.5. Механические свойства и конструкционная
- •2.1.6. Железоуглеродистые сплавы (10 часов)
- •2.1.7. Теория термической обработки стали (10 часов)
- •2.1.11. Конструкционные стали (6 часов)
- •2.1.12. Инструментальные стали и
- •2.1.13. Стали и сплавы с особыми
- •2.1.14. Титан и его сплавы (4 часа)
- •2.1.15. Сплавы на основе алюминия и магния (6 часов)
- •2.1.16. Сплавы на основе меди (4 часа)
- •2.1.17. Подшипниковые сплавы и припои (4 часа)
- •2.1.18. Композиционные материалы (4 часа)
- •2.1.19. Порошковые материалы (4 часа)
- •2.1.20. ПлАстмассы (6 часов)
- •2.1.21. Основы рационального выбора материалов и методов упрочнения деталей машин (4 часа)
- •2.2. Тематический план дисциплины
- •2.2.1. Тематический план дисциплины для
- •2.2.2. Тематический план дисциплины для студентов очно-заочной формы обучения
- •2.2.3. Тематический план дисциплины для студентов заочной формы обучения
- •Внимание!
- •Раздел 5.Основы рационального выбора материалов и методов упрочнения деталей машин и инструмента
- •Раздел 4.Неметаллические материалы
- •Раздел 3.Стали и сплавы различного назначения
- •Раздел 2.Влияние химического состава и термической обработки на структуру и свойства железоуглеродистых сплавов
- •Введение
- •Раздел 1.Строение и свойства металлических сплавов (основы материаловедения)
- •2.4. Временной график изучения дисциплины
- •2.5. Практический блок
- •Рейтинговая система оценки знаний
- •3. Информационные ресурсы дисциплины
- •3.1. Библиографический список
- •3.2. Опорный конспект Введение
- •Раздел 1. Строение и свойства металлических сплавов
- •Тема 1.1. Механические свойства металлов и принципы их определения
- •Тема 1.2. Кристаллическое строение и свойства металлов
- •Тема 1.3. Строение металлических сплавов
- •Раздел 2. Влияние химического состава и термической обработки на структуру и свойства железоуглеродистых сплавов
- •Тема 2.1. Стали и чугуны (влияние химического состава на структуру и свойства)
- •Тема 2.2. Упрочняющая термическая обработка сталей (влияние структурных превращений при закалке и отпуске на свойства
- •Тема 2.3. Влияние легирование на структуру и свойства сталей
- •Успеха!
- •Раздел 1. Строение и свойства металлических сплавов
- •Тема 1.1. Механические свойства металлов1 и принципы их определения
- •Внимание!
- •Тема 1.2. Кристаллическое строение и свойства металлов
- •1.2.1. Кристаллические решетки металлов
- •1.2.2. Дефекты кристаллической решетки
- •1.2.3. Влияние дефектов решетки на механические свойства кристаллов. Пути повышения прочности металлов
- •Внимание!
- •Тема 1.3. Строение металлических сплавов
- •Внимание!
- •Тема 1.3 – небольшая по объему и достаточно простая для восприятия, однако она содержит ряд новых понятий, для усвоения которых требуются определенные усилия, поэтому…
- •Раздел 2. Влияние химического состава и термической обработки на структуру и свойства железоуглеродистых сплавов
- •Тема 2.1. Стали и чугуны (влияние химического состава на структуру и свойства железоуглеродистых сплавов)
- •2.1.1. Диаграмма состояния «железо–цементит». Формирование равновесной структуры углеродистых сталей
- •В процессе кристаллизации
- •2.1.2. Зависимость механических свойств железоуглеродистых сплавов от содержания углерода
- •2.1.3. Классификация и маркировка углеродистых сталей
- •2.1.4. Структура и свойства чугунов
- •Классификация, маркировка и механические свойства различных видов серых чугунов
- •Внимание!
- •Тема 2.2. Упрочняющая термическая обработка
- •2.2.1. Закалка ( превращения в стали при охлаждении)
- •2.2.2. Отпуск (превращения в закаленной стали при нагреве)
- •Внимание!
- •Тема 2.3. Влияние легирования на структуру и свойства сталей
- •2.3.1. Классификация легированных сталей по структуре
- •Влияние легирующих элементов на полиморфизм железа (классификация сталей по равновесной структуре)
- •2.3.1.2. Влияние легирующих элементов на кинетику распада аустенита и температуру мартенситного превращения (классификация сталей по структуре нормализации)
- •2.3.2. Влияние легирующих элементов на критическую скорость закалки и прокаливаемость стали
- •2.3.3. Классификация по назначению и маркировка легированных сталей
- •Внимание!
- •Заключение
- •3.3. Учебное пособие (электронный учебник)
- •3.4. Методические указания к выполнению
- •Работа 1 изучение структуры металлов и сплавов методами макроскопического и микроскопического анализа
- •I.Цель работы
- •II.Теоретическое обоснование
- •Основы макроанализа
- •III. Порядок выполнения работы
- •IV. Содержание отчета
- •Работа 2 диаграммы состояния и структура двойных сплавов
- •I. Цель работы
- •II. Теоретическое обоснование
- •III. Порядок выполнения работы
- •IV. Содержание отчета
- •Работа 3
- •III. Порядок выполнения работы
- •IV. Содержание отчета
- •Работа 4 структура и свойства углеродистых сталей и белых чугунов в равновесном состоянии
- •I. Цель работы
- •II. Теоретическое обоснование
- •Зависимость механических свойств железоуглеродистых сплавов от содержания углерода
- •III. Порядок выполнения работы
- •IV. Содержание отчета
- •Работа 5 структура и свойства серых чугунов
- •I. Цель работы
- •II. Теоретическое обоснование
- •III. Порядок выполнения работы
- •III. Порядок выполнения работы
- •IV. Содержание отчета
- •Работа 7 легированные стали. Влияние легирования на прокаливаемость стали
- •I. Цель работы
- •II. Теоретическое обоснование.
- •Прокаливаемость стали
- •III. Порядок выполнения работы
- •IV. Содержание отчета
- •Работа 8
- •III. Порядок выполнения работы
- •IV. Содержание отчета
- •Работа 9 структура и свойства сплавов на основе алюминия
- •I. Цель работы
- •II. Теоретическое обоснование
- •III. Порядок выполнения работы
- •IV. Содержание отчета
- •Работа 10
- •III. Порядок выполнения работы
- •IV. Содержание отчета
- •Работа 11 структура и свойства сплавов для деталей подшипников качения и скольжения
- •I. Цель работы
- •II. Теоретическое обоснование
- •III. Порядок выполнения работы
- •IV. Содержание отчета
- •Работа 12
- •III. Порядок выполнения работы
- •IV. Содержание отчета
- •Работа 13
- •III. Порядок выполнения работы
- •Полиэтилен
- •Акрилоксид
- •IV. Содержание отчета
- •3.5. Глоссарий
- •4. Блок контроля освоения дисциплины
- •4.1. Задание на контрольную работу и методические указания к ее выполнению
- •4.1.1. Первая часть
- •4.1.1.1. Задание на первую часть контрольной работы
- •Вариант 1
- •Вариант 2
- •Вариант 3
- •Вариант 4
- •Вариант 5
- •Вариант 6
- •4.1.2. Вторая часть
- •1. Назначение изделия
- •2. Условия работы изделия
- •3. Размер (сечение) изделия
- •4. Технология изготовления изделия
- •5. Экономичность
- •4.1.2.1. Задание на вторую часть контрольной работы
- •140101.65, 140104.65, 140211.65, 140601.65, 140602.65 Вариант 1
- •Вариант 2
- •Вариант 3
- •Вариант 4
- •Вариант 5
- •Вариант 6
- •Вариант 7
- •Вариант 8
- •Вариант 9
- •Вариант 10
- •4.1.2.2. Задание на вторую часть контрольной работы
- •151001.65, 150202.65, 220301.65 Вариант 1
- •Вариант 2
- •Вариант 3
- •Вариант 4
- •Вариант 5
- •Вариант 6
- •Вариант 7
- •Вариант 8
- •Вариант 9
- •Вариант 10
- •4.1.2.3. Задание на вторую часть контрольной работы
- •240401.65, 240301.65, 280202.65 Вариант1
- •Вариант 2
- •Вариант 3
- •Вариант 4
- •Вариант 5
- •Вариант 6
- •Вариант 7
- •Вариант 8
- •Вариант 9
- •Вариант 10
- •4.1.2.4. Задание на вторую часть контрольной работы для студентов специальностей
- •080502.65, 190205.65, 190601.65, 190701.65
- •Вариант 1
- •Вариант 2
- •Вариант 3
- •Вариант 4
- •Вариант 5
- •Вариант 6
- •Вариант 7
- •Вариант 8
- •Вариант 9
- •Вариант 10
- •4.1.2.5. Задание на вторую часть контрольной работы ДлЯ студентов специальностей
- •200101.65, 200501.65
- •Вариант 1
- •Вариант 2
- •Вариант 3
- •Вариант 4
- •Вариант 5
- •Вариант 6
- •Вариант 7
- •Вариант 8
- •Вариант 9
- •Вариант 10
- •4.1.2.6. Задание на вторую часть контрольной работы для студентов специальности
- •200402.65
- •Вариант 1
- •Вариант 2
- •Вариант 3
- •Вариант 4
- •Вариант 5
- •Вариант 6
- •Вариант 7
- •Вариант 8
- •Вариант 9
- •Вариант 10
- •4.2. Итоговый контроль
- •4.2.1. Вопросы для самопроверки
- •Тема 2.1.1
- •Тема 2.1.2
- •Тема 2.1.3
- •Тема 2.1.4
- •Тема 2.1.5
- •Тема 2.1.6
- •Тема 2.1.7
- •Тема 2.1.8
- •Тема 2.1.9
- •Тема 2.1.10
- •Тема 2.1.11
- •Тема 2.1.12
- •Тема 2.1.13
- •Тема 2.1.14
- •Тема 2.1.15
- •Тема 2.1.16
- •Тема 2.1.17
- •Тема 2.1.18
- •Тема 2.1.19
- •Тема 2.1.20
- •Тема 2.1.21
- •4.2.2. Тестовые задания (итоговый контроль)
- •Тест 10
- •Тест 11
- •Тест 12
- •4.2.3. Вопросы для экзамена
- •Содержание
- •Материаловедение (технология конструкционных материалов)
- •191186, Санкт-Петербург, ул. Миллионная, д. 5
Вариант 5
1. Режущий хирургический инструмент (ножи, скальпели, ножницы, пилы) должны иметь высокую твердость (НRСэ 57...62) и коррозионную стойкость. Выбрать марку стали для изготовления такого инструмента, указать химический состав и роль легирующих элементов. Назначить режим термической обработки на заданную твердость. Привести окончательную структуру стали.
2. Выбрать сплав для проволочного электрода - "прижигателя" офтальмологического термокоагулятора (удельное электросопротивление 1,0...1,5 мкОмм). Привести марку, химический состав и свойства сплава. Указать связь между химическим составом, структурой и свойствами (физическими, механическими, технологическими) сплавов данного назначения.
3. Выбрать недорогую сталь для пружинных зажимов резиновых трубок. Описать характерные свойства сталей данной группы. Указать марку и химический состав стали. Назначить режим термической обработки, привести окончательную структуру и механические свойства стали.
4. Выбрать полимерный материал для изделий внутреннего протезирования (клапанов сердца, кровеносных сосудов), а также лабораторной посуды и емкостей для хранения химически агрессивных жидкостей. Указать классификационную группу материала и его структурную формулу. Описать строение, привести химические и физико-механические свойства.
Вариант 6
1. Для изменения направления вращения вала в угловом наконечнике электрической бормашины применяется зубчатая передача, состоящая из продольной и поперечной шестерен. Обосновать выбор стали для изготовления шестерен с высокой износостойкостью. Привести марку и химический состав стали. Описать способ упрочнения поверхности и режим термической обработки шестерен; указать окончательную структуру и твердость.
2. Выбрать марку стали для хирургических сшивающих игл (твердость НRСэ 48...52). Указать химический состав, роль легирующих элементов, режим термической обработки и окончательную структуру стали.
3. Материал спирали медицинского мембранного манометра (тонометра) должен обеспечить высокую чувствительность упругого элемента и независимость модуля упругости (Е) от колебаний температуры. Выбрать сплав с высокими упругими свойствами и постоянной величиной Е. Привести марку, химический состав, физические и механические свойства сплава. Назначить режим термической обработки, отметить её влияние на свойства сплава.
4. Выбрать полимерный материал с высокой прочностью (в 30…60 МПа) для изготовления деталей инъекционных шприцов, корпусов медицинских приборов и т.п. Указать классификационную группу материала, привести его структурную формулу, химические и физико-механические свойства.
Вариант 7
1. Фрезы для обработки зубных протезов должны обладать повышенной теплостойкостью (t58 до 500 °С). Выбрать марку стали для данного применения, указать химический состав и роль легирующих элементов. Назначить режим термической обработки и описать происходящие при этом структурные превращения в стали. Привести окончательную структуру и твердость стали.
2. Плата, на которой монтируют механизм тонометра, изготавливается из сплава на основе меди с прочностью в 400...650 МПа и очень хорошей обрабатываемостью резанием. Выбрать марку сплава, указать химический состав. Отметить влияние отдельных химических элементов на структуру, механические и технологические свойства сплава. Привести механические свойства сплава. Пояснить, каким состояниям сплава соответствуют указанные в задании нижний и верхний пределы прочности.
3. В качестве опоры ротора турбины пневматической бормашины используются два малогабаритных шариковых подшипника. Выбрать марку стали для изготовления деталей (шариков, колец) таких подшипников, привести химический состав. Назначить режим термической обработки этих деталей, указать окончательную структуру и твердость стали. Какую марку стали следовало бы использовать для деталей крупногабаритного подшипника (например, с диаметром шариков 20 мм)?
4. В хирургии в качестве шовного материала широко используются нити из капрона (нейлона). Каковы химический состав и строение этого материала? Приведите его свойства, обеспечивающие возможность данного применения.