Учебное пособие: Методические указания по проведению самостоятельной работы студентов

Название: Методические указания по проведению самостоятельной работы студентов
Раздел: Остальные рефераты
Тип: учебное пособие

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТУРИЗМА И СЕРВИСА»

ФГОУВПО «РГУТиС»

Факультет Технологий и дизайна .

(название факультета)

Кафедра Материаловедение и товарная экспертиза .

(название кафедры)

УТВЕРЖДАЮ

Проректор по учебной работе

__________д.э.н., профессор Новикова Н.Г.

«_____»_______________________200__г.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

ПО ПРОВЕДЕНИЮ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ

Дисциплина ОПД.ф.03 Материаловедение. Технология конструкционных материалов .

(индекс, наименование дисциплины)

Специальность 260200.65 Технология деревообработки _______

(код, наименование специальности)

Москва 2009г.

Методические рекомендации для самостоятельной работы студентов составлены на основании рабочей программы дисциплины: ОПД.ф.03 Материаловедение, Технология конструкционных материалов

Методические рекомендации для самостоятельной работы студентов рассмотрены и утверждены на заседании кафедры

«Материаловедение и товарная экспертиза» .

(название кафедры)

Протокол № ________ «____»_______________200_г.

Зав кафедрой Тюменев Ю.Я.

Методические указания рекомендованы Научно-методической секцией

_____________Факультета технологий и дизайна _________________

(название факультета)

Протокол №_______ «_____» ____________________200__г.

Председатель

Научно-методической секции Тюменев Ю.Я.

Методические рекомендации для самостоятельной работы студентов одобрены Научно-методическим советом ФГОУВПО «РГУТиС»

Протокол № ________ «____»_______________200_г.

Ученый секретарь

Научно-методического совета к.и.н., доц. Юрчикова Е.В.

Методические рекомендации для самостоятельной работы студентов разработал:

Преподаватель кафедры

«Материаловедение и товарная экспертиза» Корнеев А.А.

Введение

Дисциплина «Материаловедение и технология конструкционных материалов» - наука, изучающая металлические и неметаллические материалы, применяемые в машиностроении, объективные зависимости свойств материалов от химического состава, структуры, способов обработки и условий их эксплуатации. Эта дисциплина изучает применяемые в промышленности перспективные материалы и методы их формообразования.

Цель дисциплины – привить студентам теоретические и практические знания о природе и свойствах материалов, способах их получения и обработки.

Научить специалистов правильно выбирать материалы, методы формообразования заготовок и деталей машин, обеспечивающих высокое качество продукции, экономию материалов, высокую производительность труда.

Задачи изучения дисциплины:

Раскрыть физическую сущность явлений, происходящих в материалах при их получении, а также в деталях и инструменте при воздействии на них различных факторов в условиях производства и при эксплуатации машин и оборудования.

Изучить характеристики применяемых и перспективных материалов, а также возможности для повышения работоспособности, надежности и сроков эксплуатации деталей машин и оборудования. Изучить методы формообразования материалов и способы получения неразъемных соединений. Изучить теорию и технологию способов упрочнения деталей и инструмента, обеспечивающих высокую работоспособность и надежность.

Самостоятельная работа студентов заключается в:

- работе с конспектом лекций;

- работе над учебным материалом (учебниками, первоисточниками, дополнительной литературой);

- подготовке ответов на вопросы самопроверки;

- написание домашней контрольной работы;

- подготовке к рубежному и итоговому тестированию

Рекомендуемая литература

1. Елизаров Ю.Д., Шепелев А.Ф. Материаловедение для экономистов. Серия "Учебники, учебные пособия" - Ростов-на-Дону: Феникс, 2002 г. - 576с.

2. Пейсахов А.М., Кучер А.М. Материаловедение и технология конструкционных материалов. Учебник. 3-е издание. – СПб.:Изд-во Михайлова В.А., 2005г. – 416с.

3. Ржевская С.В. Материаловедение: Учеб. Для вузов. – 4-е изд., перераб. И доп. – М.: Университетская книга, Логос., 2006 – 424 с.

4. Фетисов Г.П. и др. Материаловедение и технология металлов. М.: "Высшая школа", 2002 г. - 639с.

Тема 1 Основы строения и свойств материалов

Вопросы для самопроверки

1. В чем сущность кристаллического строения металлов?

2. Какие типы кристаллических решеток Вам известны?

3. Что такое анизотропия в кристаллах и аллотропия металлов?

4. Какие существуют дефекты кристаллического строения?

5. Как влияет прочность от плотности дислокаций?

6. Что такое наклеп и рекристаллизация?

7. Назовите виды разрушения материалов и чем они характеризуются?

8. Какие показатели механических свойств характеризуют прочность и пластичность материалов при растяжении?

9. Что такое твердость материалов и как она измеряется?

10. Что такое ударная вязкость и как она измеряется?

Тема 2 Основы теории сплавов

Вопросы для самопроверки

1. Что такое компонент, фаза, структура, число степеней свободы?

2. Приведите объяснение твердого раствора, механической смеси, химического (металлического) соединения.

3. Как строятся диаграммы состояния?

4. Объясните принцип построения кривых нагревания и охлаждения с помощью правила фаз.

5. Каким образом определяются состав фаз и их количественное соотношение?

6. В чем различие между эвтектоидным и эвтектическим превращениями?

7. Правила Курнакова.

Тема 3 Железоуглеродистые сплавы. Стали и чугуны

Вопросы для самопроверки

1. Назовите фазы, образующиеся в системе железо-углерод и сравните их свойства

2. Как влияет содержание углерода и постоянных примесей на свойства сталей?

3. Сравните фазовый и структурный состав составы стали и чугунов в зависимости от содержания углерода

4. Укажите содержание углерода, фазовый состав, структуру конструкционных сталей

5. Укажите содержание углерода, фазовый состав, структуру инструментальных сталей

6. В какой форме графит может присутствовать в чугунах?

7. Приведите температуры полиморфного превращения железа

8. Какое влияние оказывают легирующие элементы на свойства сталей?

9. Какой элемент в первую очередь обеспечивает коррозионную стойкость стали?

10. В чем принципиальное различие структуры и свойств сталей перлитного, мартенситного и аустенитного классов после нормализации?

11. Какими эксплуатационными свойствами должны обладать прижинные и шарикоподшипниковые стали?

12. Почему быстрорежущие стали обладают высокой теплостойкостью?

13. Какие стали и сплавы с особыми свойствами Вы знаете?

Тема 4 Основы термической обработки и поверхностного упрочнения сплавов

Вопросы для самопроверки

1. Механизм образования аустенита при нагреве?

2. Каковы механизмы и температурные районы образования структур перлитного типа (перлита, сорбита, троостита) и бейнита?

3. В чем различие между перлитом, сорбитом и трооститом?

4. Что такое мартенсит и в чем сущность и особенности мартенситного превращения?

5. Что такое критическая скорость закалки?

6. Каково практическое значение термокинетических диаграмм?

7. Как влияют легирующие элементы на перлитное и мартенситное превращения?

8. Приведите определения основных процессов термической обработки: отжига, нормализации и закалки.

9. Какие Вам известны разновидности процесса отжига и для чего они применяются?

10 Каковы виды и причины брака при закалки?

11. Какие Вам известны охлаждающие среды и каковы особенности их применения?

12. От чего зависит прокаливаемость стали и в чем ее технологическое значение?

13. Для чего производится обработка холодом?

14. Как изменяются скорость и температура нагрева изделий из легированной стали?

15. В чем заключаются физические основы химико-термической обработки?

16. Химизм процессов азотирования, цианирования, цементации.

17. Назначение цементации и режим термической обработки после нее.

18. Чем отличаются режимы цементации легированной и углеродистой стали?

19. Каковы свойства цементируемых и азотированных изделий?

Тема 5 Цветные металлы и сплавы

Вопросы для самопроверки

1. Как влияют примеси на свойства чистой меди?

2. Как классифицируются медные сплавы?

3. Какие сплавы относятся к латуням?

4. Приведите несколько примеров латуней с указанием их состава, структуры, свойств и назначения.

5. Какие сплавы относят к бронзам? Их маркировка и состав.

6. Укажите строение, свойства и назначение различных бронз.

7. Свойства и применение алюминия.

8. Как классифицируются алюминиевые сплавы?

9. Какие сплавы упрочняются путем термической обработки? Укажите их марки, состав, режимы термической обработки, свойства.

10. Какие Вы знаете литейные алюминиевые сплавы? Приведите их марки, состав, свойства.

11. Каковы свойства магния и титана?

12. Как классифицируются магниевые и титановые сплавы?

13. Укажите марки, состав, свойства и назначение различных сплавов на основе магния.

14. Укажите назначение и свойства сплавов на основе цинка.

15. Укажите состав, свойства и области применения сплавов на основе драгоценных металлов.

16. То же, о сплавах на основе олова и свинца.

17. То же о тугоплавких металлах

Тема 6 Неметаллические материалы

Вопросы для самопроверки

1. В чем заключаются преимущества и недостатки неметаллических материалов по сравнению с металлами?

2. Назовите особенности строения молекул полимеров

3. Назовите классификации полимеров

4. В чем состоит принципиальное отличие термопластических и термореактивных полимеров?

5. Что такое пластмассы? Их состав и свойства

6. Приведите примеры классификации пластмасс по связующему и наполнителю

7. Что такое резина? Ее состав и назначение отдельных ингредиентов

8. Сущность процесса вулканизации и его влияние на свойства резины

9. Состав строение и свойства древесины

10. Состав строение и свойства неорганического стекла

11. Состав строение и свойства керамики

12. Что такое ситаллы и где их применяют?

13. Что представляет собой композиционный материал?

14. Назовите признаки, по которым классифицируют композиционные материалы.

15. Чем вызвано упрочнение дисперсионно-упрочненных и волокнистых композиционных материалов?

16. Чем обусловлена высокая термическая стабильность эвтектических композиционных материалов

17. В чем заключается преимущества композиционных материалов на неметаллической матрице?

Тема 7 Теория и практика получения и формообразования материалов

Вопросы для самопроверки

1. Что называется рудой и какие руды используются для получения металлов? Назовите способы обогащения руд.

2. Назначение флюсов при получении металлов и виды флюсов.

3. Назовите продукты доменной плавки и укажите области их применения.

4. Какова физико-химическая сущность переработки чугуна в сталь?

5. Какими технико-экономическими показателями характеризуется получение стали в конвекторах, мартеновских и электродуговых печах?

6. Объясните процесс получения черновой меди. Какие при этом происходят реакции?

7. Приведите схему электролиза глинозема и укажите, какие при этом происходят реакции.

8. Какие вы знаете методы переработки титановых руд для получения металлического губчатого титана?

9. Каковы основные литейные свойства сплавов и способы их определения?

10. Охарактеризуйте схему технологического процесса изготовления отливок в песчано-глинистые формы.

11. Охарактеризуйте схему технологического процесса получения отливок в оболочковых формах, его достоинства и недостатки. Назовите области применения способа.

12. В чем заключается сущность изготовления отливок в кокилях?

13. Охарактеризуйте получение отливок центробежным способом.

14. Опишите схему технологического процесса получения отливок под давлением.

15. Перечислите дефекты литья и способы их устранения.

16. Назовите методы определения пластичности, ковкости и штампуемости металлов.

17. Какие требования предъявляют к нагреву металла?

18. Назовите сортамент выпускаемых прокатных изделий.

19. Кратко объясните принципиальную схему технологического процесса продольной прокатки.

20. Приведите схемы и изложите сущность процесса прессования металла прямым и обратным методами, их особенности, достоинства, недостатки и области применения.

21. Назовите операции свободной ковки. Какой при этом применяется кузнечный инструмент?

22. Объясните схемы объемной штамповки в открытых и закрытых штампах. В чем преимущества горячей объемной штамповки по сравнению со свободной ковкой?

23. Какие признаки положены в основу классификации методов сварки металлов?

24. Какие режимы и приемы используются при выполнении ручной дуговой сварки?

25. Какими методами контролируют качество сварных соединении?

26. В чем отличие технологии пайки мягкими припоями от пайки твердыми припоями?

27. В чем сущность ультразвуковой, контактной пайки, пайки в вакууме и инертных газах?

28. Что такое активные и пассивные флюсы при пайке?

29. Какие вы знаете способы обработки резанием и какие элементы режима резания присущи им?

30. Какими параметрами характеризуется режимы резания? Объясните, что такое скорость резания. Какова ее размерность? Что такое подача?

31. Укажите плоскости и углы проходного токарного резца, объясните их назначение.

32. Какие физико-химическое методы размерной обработки Вы знаете?

Общие рекомендации по оформлению контрольной работы

Студенты, обучающиеся по специальности 260200 «Технология деревообработки» должны выполнить домашнюю контрольную работу. Она выполняется на листах формата А4. Формулировки в тексте работы должны быть четкими и ясными, основываться на теоретических положениях, изложенных в рекомендуемых учебниках, иллюстрироваться схемами, эскизами, а также примерами из учебной литературы или из практики. Приводимые в ответах формулы, числовые значения различных величин и параметров процессов должны сопровождаться размерностями.

Страницы контрольной работы, таблицы и рисунки следует пронумеровать, при этом на все таблицы, рисунки, схемы, эскизы и т.д. в тексте должны быть ссылки.

Варианты контрольной работы

Вариант № 1

1. Конструкционные стали (классификация, состав, строение, свойства и применение).

2. Расшифровать предложенные марки сплавов (название сплава, его химический состав, механические свойства и назначение сплава):

БСт0, СЧ 20, 20ХН4ФА, А11, У7, ЛАЖМц66-6-3-2

3. Описать технологической процесс получения стального уголка со стороной равной 25 мм из слитка. Привести схему процесса.

Вариант № 2

1. Чугуны (классификация, состав, строение, свойства и применение).

БСт1кп, СЧ 24, 30ХН2МФА, А20, У7А, ЛМцС58-2-2.

3. Описать технологический процесс получения железнодорожных рельсов из стального слитка. Привести схему процесса.

Вариант № 3

1. Инструментальные стали (классификация, состав, строение, свойства и применение).

БСт1пс, СЧ 28, 18Х2Н4МА, АС40, У8, ЛМцЖ55-3-1.

3. Выбрать и описать процесс неразъемного соединения стальных прутков диаметром 10 мм встык. Привести схему процесса.

Вариант № 4

1. Стали и сплавы с особыми физическими свойствами (классификация, состав, строение, свойства и применение).

БСт1сп, СЧ 32, 20ХГНТР, А45Е, У9, Л68.

3. Описать технологический процесс получения заготовки из сплава АЛ2 для изготовления поршня двигателя внутреннего сгорания. Привести схему процесса.

Вариант № 5

1. Алюминий и его сплавы (классификация, состав, строение, свойства и применение).

БСт2кп, СЧ 18, 38Х2Ю, 55ГС, У10, Л62.

3. Выбрать и описать процесс получения неразъемного соединения прутков диаметром 20 мм встык. Один пруток изготовлен из стали 45, другой из материала Д16. Привести схему процесса.

Вариант № 6

1. Магний и его сплавы (классификация, состав, строение, свойства и применение).

БСт2пс, СЧ 15, 20ХГСА, 70С3А, У11, ЛО62-1.

3. Описать технологический процесс получения бесшовной трубы из стального слитка. Приведите схему процесса.

Вариант № 7

1. Титан и его сплавы (классификация, состав, строение, свойства и применение).

БСт2сп, СЧ 12, 20ХН, 60СГА, У12, Бр.АМц9-2.

3. Описать технологический процесс получения проволоки. Привести схему процесса.

Вариант № 8

1. Медь и ее сплавы (классификация, состав, строение, свойства и применение)

БСт3кп, СЧ 26, 40ХФА, 40Х9С2, У13, Бр.АЖМц10-3-1,5.

3. Выбрать оборудование и инструмент для изготовления болтов диаметром 12 мм в условиях массового производства. Привести схему процесса.

Вариант № 9

1. Драгоценные металлы и их сплавы (классификация, состав, строение, свойства и применение).

БСт3пс, СЧ 40, 40ХС, 18Х11МНФБ, Р18, Бр.АЖН10-4-4.

3. Описать технологический процесс получения кастрюли из алюминиевого листа. Размер кастрюли: диаметр - 200 мм, высота - 100 мм, толщина стенок - 0,5 мм. Рассчитать размер заготовки (ширину полосы) и усилие вырубки, если предел прочности на срез у материала - 10 кг/мм² .

Вариант № 10

1. Пластические массы (классификация, состав, строение, свойства и применение).

БСт3сп, СЧ 44 , 30Х3МФ, 15Х12ВНМФ, Р12, Бр.КМц3-1.

3. Выбрать способ неразъемного соединения двух труб, одна из которых изготовлена из стали 45, другая из материала Д16. Приведите схему, опишите техпроцесс.

Вариант № 11

1. Резиновые материалы (классификация, состав, строение, свойства и применение).

БСт4кп, КЧ 37-12, 15ХМ, 12Х17, Р9, Бр.КН1-3.

3. Выбрать способ обработки наружной поверхности вала диаметром 100 мм и длиной 150 мм и получения отверстия диаметром 60 мм в торце вала по центру глубиной 100 мм.

Вариант № 12

1. Клеящие материалы (классификация, состав, строение, свойства и применение).

БСт4пс, КЧ 35-10, 18ХГТ, 08Х18Т1, Р6М5Ф3, Бр.Б-2.

3. Опишите технологический процесс получения труб из материала СЧ18 длиной 4 м и диаметром 150 мм. Приведите схему.

Вариант № 13

1. Лакокрасочные материалы (классификация, состав, строение, свойства и применение).

БСт4сп, КЧ 33-8, 10Г2, 20Х13Н4Г9, Р6М5, АЛ8.

3. Выберете способ получения отверстия диаметром 10 мм в стальной закаленной пластине толщиной 20 мм. Приведите схему процесса.

Вариант № 14

1. Древесные материалы (классификация, состав, строение, свойства и применение).

БСт5пс, КЧ 30-6, 25Г, 09Х17Н7Ю1, Р12Ф3, АЛ27.

3. Выбрать оборудование и инструмент для получения сквозного отверстия в стеклянной пластине толщиной 20 мм. Приведите схему обработки.

Вариант № 15

1. Волокнистые материалы (классификация, состав, строение, свойства и применение).

БСт5сп, КЧ 40-3, 15Г, 08Х20Н14С2, 7ХФ, АЛ13.

3. Выбрать способ раскроя металлического листа толщиной 30 мм по заданному контуру в условиях заготовительного производства.

Вариант № 16

1. Керамика (классификация, состав, строение, свойства и применение).

БСт6пс, КЧ 50-4, 30ХРА, 08Х22Н6Т, В2Ф, АЛ22.

3. Выбрать оборудование, приспособление и инструмент для черновой обработки заготовки стального вала диаметром 80 мм, полученной литьем в песчано-глинистые формы. Привести схему обработки и назвать материал режущего инструмента.

Вариант № 17

1. Силикатное стекло (классификация, состав, строение, свойство и применение).

БСт6сп, КЧ 56-4, 20Х, 08Х21Н6М2Т, ХГС, АЛ28.

3. Выбрать и обосновать способ неразъемного соединения металлических листов толщиной 6 мм встык из материала 12Х18Н10Т. Привести схему процесса.

Вариант № 18

1. Композиционные и порошковые материалы (классификация, состав, строение, свойства и применение).

08, КЧ 60-3, 15Х, 08Х10Н20Т2, ХВГ, АЛ29.

3. Выбрать оборудование, приспособление и инструмент для обработки плоской поверхности куба со стороной 100 мм, из стали 45.

Вариант № 19

1. Горюче-смазочные материалы (классификация, состав, строение, свойства и применение).

10, КЧ 63-2, 09Г2Д, 10Х11Н20Т3Р, Х6ВФ, АЛ1.

3. Опишите технологический процесс получения металлического листа из слитка. Опишите схему процесса.

Вариант № 20

1. Природно-каменные материалы (классификация, состав, строение, свойства и применение).

15, ВЧ 38, 10Г2Б, 12Х18Н9Т, Х12, АЛ11.

3. Выбрать технологический процесс получения отверстия квадратного сечения в стальной закаленной пластине из стали 45 толщиной 10 мм. Привести схему процесса и описать его.

Вариант № 21

1. Полимерные материалы (классификация, состав, строение, свойства и применение).

20, ВЧ 42, 09Г2, 08Х18Н10, 6Х6В3МФС, Д16.

3. Выбрать способ получения сквозного отверстия в корпусной детали из материала 40Х толщиной 20 мм. Обосновать выбор материала режущего инструмента.

Вариант № 22

1. Углеродистые стали (классификация, состав, строение, свойства и применение).

25, ВЧ 45, 10Г2БД, 12Х18Н12Т, 7Х3, Д6.

3. Описать технологический процесс неразъемного соединения металлических листов внахлестку без требований к герметичности сварного шва. Привести схему процесса и описать его.

Вариант № 23

1. Неорганические материалы (классификация, состав, строение, свойства и применение).

30, ВЧ 45, 14Г2, 08Х18Н12Б, 5ХНВС, АМц.

3. Описать технологический процесс получения режущей пластинки из материала ВК8 для изготовления резца. Привести схему процесса и описать его.

Вариант № 24

1. Технические жидкости и газы (классификация, состав, строение, свойства и применение).

40, ВЧ 60, 09Г2С, ХН35ВТ, Т30К4, Мл4,

3. Выбрать и описать процесс неразъемного соединения стальных прутков диаметром 5 мм встык. Привести схему процесса.

Вариант № 25

1. Смазочные материалы (классификация, состав, строение, свойства и применение).

35, ВЧ 50, 15ГФ, 10Х11Н20Т2Р, ТТ20К9, Мл2.

3. Описать технологический процесс неразъемного соединения металлических листов внахлестку с требованием к герметичности сварного шва. Привести схему процесса и описать его.

Вариант № 26

1. Тугоплавкие металлы и сплавы на их основе (классификация, состав, строение, свойства и применение).

50, ВЧ 80, 18Г2АФ, 06ХН28МТ, ВК6, Б88.

3. Выбрать технологический процесс получения отверстия прямоугольного сечения в стальной закаленной пластине из стали 45 толщиной 20 мм. Привести схему процесса и описать его.

Вариант № 27

1. Железоуглеродистые сплавы (классификация, состав, строение, свойства и применение).

45, ВЧ 70, 12ГС, 03ХН28МДТ, ВК25, Мл5.

3. Описать технологический процесс получения швеллера из стального слитка. Привести схему процесса.

Вариант № 28

1. Легированные стали (классификация, состав, строение, свойства и применение).

60, ВЧ 100, 14ХГС, Н70МФ, ВК3, Б16.

3. Выбрать способ получения сквозного отверстия в корпусной детали из материала 45 толщиной 10 мм. Обосновать выбор материала режущего инструмента.

Вариант № 29

1. Стали и сплавы с особыми свойствами (классификация, состав, строение, свойства и применение).

65, ВЧ 120, 17ГС, ХН65МФ, Т15К6, ВТ22.

3. Описать технологический процесс получения заготовки из сплава СЧ 25 для изготовления корпуса редуктора. Привести схему процесса.

Вариант № 30

1. Пленкообразующие материалы (классификация, состав, строение, свойства и применение).

70, ВЧ 38, 10ХСНД, 15Х18Н12С4ТЮ, ТТ7К12, ВТ14.

3. Описать технологический процесс получения бесшовной трубы из стального слитка. Приведите схему процесса.

. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

. Основная литература

1. Фетисов Г.П. и др. Материаловедение и технология металлов. М.: "Высшая школа", 2002 г. - 639с.

. Дополнительная литература

2. Елизаров Ю.Д., Шепелев А.Ф. Материаловедение для экономистов. Серия "Учебники, учебные пособия" - Ростов-на-Дону: Феникс, 2002 г. - 576с.

3. Пейсахов А.М., Кучер А.М. Материаловедение и технология конструкционных материалов. Учебник. 3-е издание. – СПб.: Изд-во Михайлова В.А., 2005г. – 416 с.