Б.А. Калин, И.И. Чернов

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ к выполнению курсового проекта по учебной

дисциплине

«ФИЗИЧЕСКОЕ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ»

Москва 2009

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

МОСКОВСКИЙ ИНЖЕНЕРНО-ФИЗИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ)

Б.А. Калин, И.И. Чернов

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ К ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

ПО УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ «ФИЗИЧЕСКОЕ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ»

Москва 2009

УДК 620.22(07) ББК 30.3я7 К-17

Калин Б.А., Чернов И.И. Методические рекомендации к вы-

полнению курсового проекта по учебной дисциплине «Физическое материаловедение». — М.: МИФИ, 2009. – 42 c.

Приведены основные сведения по содержанию и особенностям курсового проекта по учебной дисциплине «Физическое материаловедение». Даны рекомендации по выполнению и оформлению разделов проекта, типы индивидуальных заданий и подробный перечень необходимой литературы.

Рекомендации предназначены для студентов групп Ф8-04, 05 кафедры физических проблем материаловедения, обучающихся по специальности 150702 «Физика металлов» (направление подготовки 140300 − ядерные физика и технологии), и отражают специфику их подготовки.

Рецензент проф. Малыгин В.Б.

Рекомендовано к изданию редсоветом МИФИ

ISBN 978-5-7262-1107-7 © Московский инженерно-физический институт (государственный университет), 2009

4

ВВЕДЕНИЕ

Цель курсового проекта − закрепление студентами знаний, получаемых в учебных дисциплинах 6−8-го семестров, составляющих базовую основу подготовки по специальности 150702 «Физика металлов» направления подготовки 140300 − ядерные физика и технологии, включающую следующие разделы физического материаловедения: физическая кристаллография, физика реальных кристаллов, теория фазовых превращений, теоретическое и прикладное материаловедение, физические свойства твердых тел, экспериментальные методы физики твердого тела, взаимодействие излучения с веществом, совместимость и коррозия, физико-химические основы технологии материалов, радиационная физика твердого тела и физические проблемы материаловедения.

В процессе выполнения курсового проекта студенту необходимо на основе анализа исходных эксплуатационных данных предложить пути формирования структурно-фазового состояния материала для обеспечения работоспособности заданного конструктивного элемента из него в определенных условиях, разработать технологию изготовления конструктивного элемента. Студенту дается основа материала и условия его эксплуатации. Он должен выбрать состав и осуществить аргументированное формирование структур- но-фазового состояния будущего материала, обеспечивающего заданный уровень свойств, предложить пути стабилизации этого состояния в условиях воздействия на материал одного или комбинации таких факторов, как поток излучения, температура, механическая (термическая) нагрузка и агрессивная среда.

Каждый студент получает индивидуальное задание, руководство проектом и консультации по нему осуществляют лекторы учебной дисциплины «Физическое материаловедение» и преподаватели кафедры. Выполнение проекта предполагает систематическую, самостоятельную работу студента с учебной и научной литературой.

5

СОДЕРЖАНИЕ ЗАДАНИЯ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Курсовой проект содержит целевое индивидуальное задание каждому студенту, состоящее из следующих основных блоков:

•формирование структурно-фазового состояния материала путем выбора легирующего комплекса для заданной основы, технологии получения и обработки сплава;

•исследование заданного механизма эволюции структурного

ифазового состояния в процессе эксплуатации;

•обеспечение стабильности структурно-фазового состояния сплава при длительной эксплуатации;

•разработка технологии изготовления заданного конструктивного элемента.

К задачам курсового проекта относятся:

•проведение анализа исходных данных по эксплуатации заданного конструктивного элемента и формулирование требований

ксвойствам разрабатываемого материала;

•выбор легирующего комплекса – состава будущего мате-

риала;

•исследование заданного механизма эволюции структурнофазового состояния в процессе длительной эксплуатации конструктивного элемента;

•выбор способа обеспечения стабильности структурнофазового состояния в условиях длительного внешнего воздействия;

•выбор технологии изготовления конструктивного элемента.

ФОРМА ОТЧЕТНОСТИ И ОФОРМЛЕНИЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

Работа над проектом завершается написанием пояснительной записки, набранной на компьютере, и изготовлением двух плакатов формата А1, иллюстрирующих основные результаты работы в виде рисунков и таблиц. Оформление текста записки и плакатов проводится в соответствии с «Методическими указаниями по дипломному и курсовому проектированию», «Методическими указаниями студентам по метрологии и стандартизации в учебных работах»,

6

другими нормативными документами и указаниями руководителя проекта.

Пояснительная записка содержит: аннотацию, содержание, введение, задание на проект, основные главы (разделы), краткие выводы, список использованных литературных источников и (при необходимости) приложения. В основных главах обязательны ссылки на источники в тексте и в названиях рисунков и таблиц, заимствованных из источников. Все рисунки, таблицы и формулы должны быть пронумерованы. Пояснительная записка должна иметь титульный лист, подписанный студентом, руководителем и консультантами проекта и заключена в обложку.

На плакатах рекомендуется представить исходные данные, конструкцию устройства (изделия), зависимости механических и других свойств основы от количества и концентрации легирующих добавок, диаграммы состояния систем «основа − легирующие элементы» или их фрагменты, иллюстрирующие обоснованность выбора легирующего комплекса, технологическую схему изготовления изделия (устройства) и другую фактическую информацию по выбору студента. Плакаты выполняются студентом так, чтобы подписи на рисунках и масштаб графических изображений были хорошо различимы на расстоянии 2,5−3 м, что необходимо при защите проекта. Плакаты должны быть подписаны руководителем.

ПОРЯДОК И ГРАФИК ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

Курсовой проект выполняется в течение десяти недель 8-го семестра. Защита перед комиссией осуществляется на 11-й и 12-й неделях.

Пояснительная записка к курсовому проекту пишется последовательно по главам (разделам), причем каждая глава обсуждается с преподавателем.

График выполнения проекта:

1-я неделя − получение задания, просмотр литературы; 2−5-я недели − формулирование требований к свойствам мате-

риала, выбор его состава, обработки; 6−10-я недели − исследование механизмов эволюции структуры,

фазового состава, разработка способа обеспечения стабильности

7

структурно-фазового состояния в условиях заданного внешнего воздействия, разработка технологии изготовления конструктивного элемента;

10−11-я недели − оформление записки и плакатов; 11 и 12-я надели − защита проекта.

СОДЕРЖАНИЕ ПРОЕКТА

(рекомендации по содержанию записки к проекту)

Аннотация

Аннотация − это краткое изложение содержания работы. Например: «На основании анализа заданных условий эксплуатации, конструкции элемента устройства дана характеристика и сформулированы требования к материалу ... . На этой основе с учетом литературных данных разработан состав материала ... . Намечены меры по стабилизации его структурно-фазового состояния в условиях

.... Разработана технология изготовления ...».

Аннотация завершается указанием уровня работы, например: «Работа может быть полезна для студентов….. ».

Введение

Введение в курсовой проект составляется в произвольной форме, но обязательными являются:

•актуальность выбора материала для заданного конструктивного элемента;

•раскрытие проблем, которые при этом необходимо решить;

•цель работы, которая должна быть выражена одной, но логично построенной фразой произвольной длительности. Желательно «целью» завершить введение.

Во введении не рекомендуется давать ссылки на литературные источники, приводить таблицы, рисунки и формулы.

Исходные данные к проекту

В этом разделе необходимо представить следующее.

1. Собственно исходные данные из задания к проекту. Жела-

8

тельно представить их в виде таблицы. Единицы измерения величин выразить в системе СИ. Указать название целевого задания, например, по исследованию механизма эволюции структурнофазового состояния материала.

2.Эскиз конструктивного элемента с указанием основных деталей, механических нагрузок, среды, видов радиационного воздействия, других факторов внешнего воздействия. Дать краткое описание конструктивного элемента (устройства), указав назначение деталей, описать принцип и условия его работы.

3.Характеристику заданной основы разрабатываемого материала: атомное строение, кристаллическая решетка, структура, важнейшие свойства, достоинства и недостатки. Привести температурные зависимости важнейших свойств, особенно механических, дать характеристику радиационной и коррозионной стойкости основы.

Для вариантов проекта, в которых основа представлена двумя или тремя компонентами, необходимо с помощью диаграммы состояния или соответствующего изотермического разреза для рабочей температуры обосновать состав основы, имея в виду, что первый указанный компонент является основным. Этот параграф заканчивается обоснованием состава сложной основы.

Весьма важно для заданной основы указать недостатки, обусловленные ее природой, которые предстоит устранить выбором легирующего комплекса. Это могут быть низкая пластичность, недостаточная технологичность, другая особенность.

4.Дать краткую характеристику теплоносителя или рабочей среды, указав их основные свойства, критические параметры, достоинства и недостатки, возможные проблемы применения в заданном конструктивном элементе.

Анализ исходных данных и характеристика требуемого материала

1. Анализ влияния температуры на характеристики основы сплава. Выразив заданную рабочую температуру Тр и температуру плавления Тпл в Кельвинах, необходимо определить отношение Тр/Тпл = а. Если а ≥ 0,3, то важным является обеспечение сопротивления высокотемпературной деформации.

9