Задачи курса. Литература и отчетность. Понятие стали, как конструкционного материала. История и перспективы развития производства и применения стали
СОДЕРЖАНИЕ
Часть (спецстали)
КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ
по дисциплине
" МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ "
Направление:
150100 «Металловедение и технология металлов»
Профиль подготовки:
«Металловедение и технологии новых материалов»
Квалификация выпускника: бакалавр
Форма обучения очная
Тула - 2012 г.
Рассмотрено на заседании кафедры ФММ ЕН факультета
протокол № 7 от «2» февраля 2012 г.
Зав. кафедрой _______________Г.В. Маркова
Л 1. Введение ( 2.1)
Задачи курса. Литература и отчетность. Понятие стали, как конструкционного материала. История и перспективы развития производства и применения стали. 2.1.1.
Л 2. Легирующие элементы и классификация сталей ( 2.2)
Основные определения и понятия: специальные стали, легирующие элементы, примеси 2.2.1.
Классификация сталей по химическому составу, по структуре в равновесном и неравновесном состояниях, по качеству, по назначению 2.2.2.
|
|
Л 3. Маркировка сталей 2.3.
Маркировка стали в России 2.3.1
Принципы маркировки в зарубежных странах 2.3.2
Л 4. Качество стали. 2.4
Неметаллические включения. 2.4.1
Л 5. Примеси в стали: влияние марганца, кремния, серы, фосфора, кислорода, азота, водорода 2.4.2
Способы удаления примесей. 2.4.3
Л 6. Влияние легирующих элементов на свойства стали. (2.5)
Влияние легирующих элементов на критические точки системы Fe–C и характерные точки диаграммы. 2.5.1
Л 7. Влияние на С–образные кривые. 2.5.2
Л 8, 9. Влияние легирования на вязкость, прочность, Тх, размер зерна. 2.5.3
Л 10. Карбиды и нитриды в стали. 2.6
Л 11. Упрочнение ферритно-перлитных сталей при легировании 2.7
Л 12. Строительные и арматурные стали. 2.8
Л13. Улучшаемые стали. 2.9
Влияние легирования на свойства улучшаемой стали. 2.9.1
Л 14. Группы улучшаемых сталей по назначению. 2.9.2
Л 15. Высокопрочные стали. 2.10
Высокопрочные низколегированные стали. 2.10.1
Л 16. стали ПНП. 2.10.2
Л 17. Цементуемые стали. 2.11
Л 18. Стали пониженной и регламентированной прокаливаемости. 2.12
Л 19. Мартенситно-стареющие стали. 2.13
Л 20. Пружинные стали. 2.14
Л 21. Подшипниковые стали. 2.15
Л 22. коррозионностойкие стали. 2.16
Л 23. Инструментальные стали широкого назначения. 2.17
Стали общего назначения. 2.17.1
Быстрорежущие стали. 2.18.2
Л 24. Штамповые стали. 2.19.
Стали для холодного деформирования. 2.19.1
Стали для горячего деформирования. 2.19.2
Л 25. Материалы на основе интерметаллидов и соединений с металлоидами. 2.19
Л 26. Нанокристаллические, квазикристаллические и аморфные материалы. 2.20
|
|
Л 27. Экономические принципы применения материалов. 2.21
Примечание: полужирным шрифтом выделены дидактические единицы ГОС
Л – 1 Введение - 2 ч
Под специальными сплавами понимают группу металлических материалов (цветных и черных металлов), отличающихся от обычных сплавов особыми свойствами, обусловленными их составом или способами производства. Наибольшее распространение в технике (~ 80 %) при конструировании и производстве машин, станочного оборудования и аппаратов получили сплавы на основе железа. Эти материалы называют сталью
Инженер должен
- уметь анализировать условия работы и напряженного состояния изделия;
- иметь навыки практического использования металлических материалов для изготовления различных конструкций, машин и аппаратов;
- уметь анализировать работу изделия узла (детали) в процессе работы машины (аппарата);
- уметь выбирать материалы с оптимальным комплеком физико-механических свойств, обеспечивающих заданную долговечность анализируемых деталей;
- назначать технологию термической обработки, обеспечивающую гарантийный срок службы деталей.
Минимальное легирование сталей должно обеспечить: конструкционную прочность, надежность, уменьшение массы, штампуемость, свариваемость, хладноломкость, износостойкость, сопротивление усталости, коррозионную стойкость, жаропрочность.
Общие положения
Основная и дополнительная литература.
Максимальное число баллов, которое может набрать студент по текущей аттестации (результатам работы в семестре) – 60, в том числе:
· посещаемость занятий – до 15 баллов;
· выполнение лабораторных работ, их защита, активность работы на практических занятиях – до 20 баллов;
· контрольные мероприятия (промежуточные тестирования, коллоквиумы и т.п.) – до 25 баллов.
1-я текущая аттестация проводится по состоянию на 31 марта текущего года. Аттестация проводится в виде тестового опроса по пройденному материалу теоретического курса, включающего 15...20 тестовых заданий. Максимальное число баллов за аттестацию – 30.
Студент, набравший на 1-ой аттестации 20 баллов и более, считается аттестованным. При желании студента повысить балл за 1-ю текущую аттестацию он может по согласованию с преподавателем повторно пересдать аттестацию в период до начала зачетной сессии.
2-я текущая аттестация проводится по состоянию на последний день учебных занятий в семестре в форме тестового опроса по материалам теоретической части курса, не вошедшим в 1-ю промежуточную аттестацию, лабораторных работ и практических занятий. Максимальное число баллов за аттестацию – 30.
Примечание: за выполненные задания и контрольные мероприятия после последнего дня занятий в семестре баллы не начисляются.
После проведения 2-й аттестации в зачетную ведомость проставляется общее число баллов по текущей успеваемости, которое не может быть произвольно изменено или отменено.
Максимальное число баллов, которое может набрать студент на промежуточной аттестации (экзамене) – 40.
Курсовые (домашние задания) и самостоятельная работа студента
(содержание задания, объем работы, форма представления результатов, объем в часах)
ККР, как правило, предусматривает анализ литературных данных (включая публикации в периодической научной печати последних лет) по новым конструкционным материалам и технологиям их получения и обработки. По согласованию со студентом возможно выполнение ККР в виде разработки проекта методических указаний по выполнению лабораторной работы или демонстрационных учебных пособий по тематике курса.
Задание на ККР выдается студенту в начале семестра, срок сдачи готовой работы – до 20 мая текущего года.
Оформление ККР – в соответствии с требованиями к оформлению отчета по научной работе. Минимальный объем ККР – 5...6 стр. машинописного текста, включая необходимый иллюстративный материал.
|
|
Объем трудозатрат на выполнение ККР студентом – 10 часов в семестре.
Другая самостоятельная внеаудиторная работа в семестре заключается в самостоятельном изучении некоторых теоретических сведений по указанным в таблице разделам курса, а также в подготовке теоретического материала к очередным лабораторным работам и практическим занятиям. Объем трудозатрат на выполнение этой самостоятельной работы составляет 7 часов в каждом семестре.
Всего объем самостоятельной работы по курсу – 14 час.
Зачет проводится по полному объему дисциплины, во взаимосвязи всех его разделов и тем в форме тестирования и/или письменного зачета с возможным последующим устным собеседованием.
Допуск к зачету возможен только после выполнения студентом всех предусмотренных настоящей программой работ и заданий.
В зачетную ведомость проставляется число баллов, полученных студентом на промежуточной аттестации, и суммарное число баллов по итогам текущей и промежуточной аттестаций.
На промежуточной аттестации (зачете) используется следующая шкала балльных оценок:
· до 39 баллов - неудовлетворительно (не зачтено);
· 40...60 баллов - удовлетворительно (зачтено);
· 61...80 баллов - хорошо (зачтено);
· 81...100 баллов - отлично (зачтено).
Студенту, которому может быть выставлена положительная оценка по текущей успеваемости, но не явившемуся в плановый день зачета, в зачетную ведомость проставляется «не явился» (если не представлено письменное заявление о согласии студента с простановкой ему оценки с учетом только баллов текущей успеваемости).
Л 2. Легирующие элементы и классификация сталей - 2 ч.
Основные определения и понятия: специальные стали, легирующие элементы, примеси. Классификация сталей по химическому составу, по структуре в равновесном и неравновесном состояниях, по качеству, по назначению.
Специальные стали – сплавы на основе железа. От обычных отличаются:
|
|
- химическим составом,
- способом производства,
- способом обработки.
Содержат легирующие элементы, специально введенные в сталь для получения требуемого строения и физико-химических и механических свойств.
Основные ЛЭ: Мn, Si, Сr. Ni, Мо, W, Со, Сu, Ti, V, Zr, Nb, А1, В.
Могут быть ЛЭ: Р, S, N, Sе (селен), Те (теллур), РЬ, Се (церий) и др. Содержание ЛЭ - от тысячных долей процента до десятков процентов.
Элементы: Р, S, N, Sе (селен), Те (теллур), РЬ, Се (церий) и Н, О, Sn, Sb (сурьма), As (мышьяк) могут быть также примесями в стали. Это химические элементы, перешедшие в состав стали в процессе ее производства, как технологические добавки или как составляющие шихтовых материалов.
Содержание примесей: Мn≤0,8 %, Si≤0,4 %, Сr≤0,3 %, Ni≤0,3 %, Cu≤0,3 %, Мо≤0,10%, W≤0,2 %. Р ≤ 0,025...0,040 %, S≤ 0,015...0,050 %.
Легированные стали – это сплавы на основе железа, в химический состав которых специально введены ЛЭ, обеспечивающие при определенных способах производства и обработки требуемую структуру и свойства.
Легирующие элементы (V, Nb, Ti, Zr, В) могут оказывать существенное влияние на структуру и свойства стали при содержании их в сотых долях процента, (В – в тысячных долях процента). Такие стали называют микролегированными.
Спецстали – сплавы определенного назначения и качества:
- качественные конструкционные,
- инструментальные,
- термически упрочненные,
- для холодной штамповки и др.