МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»
|
УТВЕРЖДАЮ
Зав. кафедрой КГМ и ТМ
профессор
«____» «июля» 2012г.
Рабочая программа дисциплины (модуля)
Материаловедение
Направление подготовки
130400 «Горное дело»
Профиль подготовки
«Горные машины и оборудование»
Квалификация (степень) выпускника
Специалист
Форма обучения
очная
Санкт-Петербург
2012
1. Цели и задачи дисциплины:
Целью дисциплины является получение студентами знаний о составе, строении и свойствах основных металлических и неметаллических материалов, методах упрочнения металлов и сплавов, рациональных областях применения тех или иных конструкционных и инструментальных материалов.
Поставленная цель достигается решением соответствующих задач в рамках теоретического изучения курса, выполнения студентами лабораторных работ, а также самостоятельной работы студентов с использованием методических разработок и контроля выполнения работ преподавателем.
2. Место дисциплины в структуре ООП:
Дисциплина «Материаловедение» относится к вариативной части профессионального цикла основной образовательной программы. Для успешного усвоения дисциплины, приобретения необходимых знаний, умений и компетенций к началу изучения данной дисциплины студент должен соответствовать требованиям к абитуриенту, т. е. иметь документ государственного образца о среднем (полном) общем образовании или среднем профессиональном образовании.
Материаловедение является предшествующей для следующих дисциплин: «Метрология, стандартизация и сертификация в горном деле», «Основы технологии горного машиностроения», «ТО и ремонт ГМиО разработки пластовых месторождений подземным способом», «ТО и ремонт ГМиО разработки рудных месторождений подземным способом», «ТО и ремонт ГМиО открытых горных работ», «ТО и ремонт ГМиО для шахтного и подземного строительства», «ТО и ремонт ГМиО для обогащения полезных ископаемых.
3. Требования к результатам освоения дисциплины:
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
Коды компе-тенций | Название компетенции |
ОК-1 | способность к обобщению и анализу информации, постановке целей и выбору путей их достижения |
ОК-3 | умение логически последовательно, аргументировано и ясно излагать мысли, правильно строить устную и письменную речь |
ОК-4 | готовность к кооперации с коллегами, работе в коллективе |
ОК-6 | способность к поиску правильных технических и организационно-управленческих решений и нести за них ответственность |
ОК-7 | использование нормативных правовых и инструктивных документов в своей деятельности |
ОК-9 | стремление к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства |
ОК-11 | осознание социальной значимости своей будущей профессии, наличием высокой мотивации к выполнению профессиональной деятельности |
ПК-1 | способность обеспечивать технологичность изделий и процессов их изготовления, умение контролировать соблюдение технологической дисциплины при изготовлении изделий |
ПК-2 | способность обеспечивать техническое оснащение рабочих мест с размещением технологического оборудования, умение осваивать вводимое оборудование |
ПК-3 | способность участвовать в работах по доводке и освоению технологических процессов в ходе подготовки производства новой продукции, проверять качество монтажа и наладки при испытаниях и сдаче в эксплуатацию новых образцов изделий, узлов и деталей выпускаемой продукции |
ПК-6 | умение выбирать основные и вспомогательные материалы и способы реализации основных технологических процессов и применять прогрессивные методы эксплуатации технологического оборудования при изготовлении изделий машиностроения |
ПК-8 | умение применять современные методы для разработки малоотходных, энергосберегающих и экологически чистых машиностроительных технологий, обеспечивающих безопасность жизнедеятельности людей и их защиту от возможных последствий аварий, катастроф и стихийных бедствий, умеет применять способы рационального использования сырьевых, энергетических и других видов ресурсов в машиностроении |
ПК-23 | способность разрабатывать рабочую проектную и техническую документацию, оформлять законченные проектно-конструкторские работы с проверкой соответствия разрабатываемых проектов и технической документации стандартам, техническим условиям и другим нормативным документам |
ПК-26 | умение применять методы контроля качества изделий и объектов в сфере профессиональной деятельности, проводить анализ причин нарушений технологических процессов в машиностроении и разрабатывать мероприятия по их предупреждению |
ПКД-4 | умение выбирать основные и вспомогательные материалы и способы реализации основных технологических процессов и применять прогрессивные методы эксплуатации технологического оборудования при изготовлении изделий машиностроения |
ПКД-6 | способность к систематическому изучению научно-технической информации, отечественного и зарубежного опыта по соответствующему профилю подготовки |
ПКД-8 | умение применять стандартные методы расчета при проектировании деталей и узлов изделий машиностроения |
В результате изучения дисциплины студент должен:
Знать: строение и свойства основных металлов и сплавов, наиболее важные превращения при нагреве и охлаждении материалов, условия фазовых и структурных превращений, классификацию черных и цветных металлов, сплавов и неметаллических материалов, их маркировку и область применения.
Уметь: грамотно проектировать технологические процессы термической, химико-термической и других видов упрочняющей обработки.
Владеть: навыками проведения металлографических исследований структуры материалов и определения основных их механических свойств.
4. Объем дисциплины и виды учебной работы
Общая трудоемкость дисциплины составляет ____4_______ зачетные единицы.
Вид учебной работы | Всего часов | Семестры |
3 | ||
Аудиторные занятия (всего) | 68 | 68 |
В том числе: | - | - |
Лекции | 34 | 34 |
Практические занятия (ПЗ) | 17 | 17 |
Семинары (С) | - | - |
Лабораторные работы (ЛР) | 17 | 17 |
Самостоятельная работа (всего) | 76 | 76 |
В том числе: | ||
Курсовой проект | 34 | 34 |
Реферат | 12 | 12 |
Другие виды самостоятельной работы | ||
Подготовка к лабораторным работам и оформление отчетов | 18 | 18 |
Домашние задания 6 х 2 = 12 | 12 | 12 |
Вид итоговой аттестации | Зачет/ защита | |
Общая трудоемкость час зач. ед. | 144 | 144 |
4 | 4 |
5. Содержание дисциплины
5.1. Содержание разделов дисциплины
№ п/п | Наименование раздела дисциплины | Содержание раздела |
1. | Введение. Кристаллическое строение металлов и сплавов. Диаграммы состояния систем. | Содержание курса. Общая характеристика и структурные методы исследования металлов. Атомно-кристаллическая структура металлов. Кристаллизация металлов. Полиморфные превращения. Фазы и структура в металлических сплавах: твердые растворы, химические соединения, механические смеси. Формирование структуры сплавов при кристаллизации. Компоненты и фазы в системе "железо-углерод". Диаграмма состояния "железо-цемент". |
2. | Механические свойства материалов | Механические свойства, определяемые при статических испытаниях, методы определения твердости металлов. Механические свойства, определяемые при динамических испытаниях. Механические свойства при переменных (циклических) нагрузках. |
3. | Теоретические основы и технология упрочняющих операций | Фазовые превращения в железоуглеродистых сплавах при нагреве. Диаграмма изотермического превращения аустенита. Перлитное, мартенситное и промежуточное превращения в стали. Виды термической обработки: отжиг, нормализация, закалка, отпуск. Характеристика способов закалки. Остаточные напряжения при термической обработке и их влияние на механические свойства стали. Поверхностная закалка: особенности, способы выполнения. Химико-термическая обработка стали: цементация, нитроцементация, азотирование, цианирование. Особенности химико-термической обработки, режимы обработки, практические рекомендации по применению. Диффузионная металлизация: сущность, режимы обработки, область применения. Поверхностная пластическая деформация как способ повышения износостойкости деталей, работающих в условиях знакопеременных нагрузок. |
4. | Конструкционные стали. Чугуны | Классификация, общая характеристика и назначение. Влияние примесей на качество и механические свойства. Углеродистые стали обыкновенного качества: классификация, маркировка, строение, применение. Чугуны: белые, серые, высокопрочные, ковкие. Цементуемые и улучшаемые углеродистые конструкционные качественные стали. Цементуемые и улучшаемые легированные стали. Рессорно-пружинные стали общего назначения. Шарикоподшипниковые стали. |
5 | Стали и сплавы со специальными свойствами | Коррозионностойкие стали: общая характеристика, свойства, назначение. Жаропрочные и жаростойкие стали и сплавы. Износостойкие материалы. Стали и сплавы с особыми физическими свойствами: магнитные стали и сплавы, их свойства, строение и назначение. Электротехнические стали и сплавы. Сплавы с малым температурным коэффициентом линейного расширения, сплавы с упругими свойствами. |
6 | Цветные металлы. Неметаллические материалы. Защитные покрытия | Медь, латуни и бронзы – свойства и применение. Алюминиевые сплавы. Резины. Композиционные материалы. Полимеры. Пластические массы. Силикатные материалы. Древесные материалы. Защитные покрытия |
5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами
№ п/п | Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин | № № разделов данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин | |||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | ||
1. | Метрология, стандартизация и сертификация в горном деле | + | + | + | + | + | + |
2. | Основы технологии горного машиностроения | + | + | + | + | + | + |
3. | ТО и ремонт ГМиО разработки пластовых месторождений подземным способом | + | + | + | + | + | + |
4. | ТО и ремонт ГМиО разработки рудных месторождений подземным способом | + | + | + | + | + | + |
5. | ТО и ремонт ГМиО открытых горных работ | + | + | + | + | + | + |
6. | ТО и ремонт ГМиО для шахтного и подземного строительства | - | + | + | + | + | + |
7. | ТО и ремонт ГМиО для обогащения полезных ископаемых | + | + | + | + | + | + |
5.3. Разделы дисциплин и виды занятий
№ п/п | Наименование раздела дисциплины | Лекц. | Практ. зан. | Лаб. зан. | Семин | СРС | Все-го час. |
1. | Введение. Кристаллическое строение металлов и сплавов. Диаграммы состояния систем. | 6 | 4 | 4 | - | 12 | 26 |
2. | Механические свойства материалов | 4 | 4 | 4 | - | 12 | 24 |
3. | Теоретические основы и технология упрочняющих операций | 8 | 3 | 3 | - | 12 | 26 |
4. | Конструкционные материалы | 6 | 2 | 2 | - | 16 | 26 |
5 | Стали и сплавы со специальными свойствами | 4 | 2 | 2 | - | 12 | 20 |
6. | Цветные металлы. Неметаллические материалы. Защитные покрытия | 6 | 2 | 2 | - | 12 | 22 |
Итого | 34 | 17 | 17 | - | 76 | 144 |
6. Лабораторный практикум
№ п/п | № раздела дисциплины | Наименование лабораторных работ | Трудо-емкость (час.) |
1. | 1,4 | Микроструктурный анализ углеродистых сталей | 3 |
2. | 1, 4 | Микроструктурный анализ белых и серых чугунов | 3 |
3. | 2 | Определение механических свойств углеродистых сталей | 3 |
4. | 3, 2 | Исследование влияния поверхностного упрочнения (наклепа) на механические свойства стали | 3 |
5. | 3, 2 | Исследование влияния термической обработки на механические свойства стали | 3 |
6. | 5, 6 | Исследование структуры и механических свойств сталей со специальными свойствами (сталь Гадфильда, нержавеющая сталь) и медных сплавов (латуней и бронз) | 2 |
Итого | 17 |
7. Практические занятия (семинары)
№ п/п | № раздела дисциплины | Тематика практических занятий (семинаров) | Трудо-емкость (час.) |
1. | 1,2,3,4 | Разработка технологического процесса термической обработки сталей различного состава | 6 |
2. | 1,2,3,4 | Разработка технологического процесса поверхностного упрочнения сталей | 6 |
3. | 1,2,3,4,5,6 | Разработка технологического процесса химико-термической обработки сталей и нанесения защитных покрытий | 5 |
Итого | 17 |
8. Примерная тематика курсовых проектов, рефератов и домашних заданий
– «Выбор материала и разработка технологии изготовления детали технологических машин (Курсовой проект по 3,4 разделам дисциплин»,
- «Влияние легирующих элементов на вид кривых С – диаграммы изотермического превращения аустенита в углеродистых сталях» (Реферат по 3,4 разделам дисциплин),
- «Установление фазового состава и соотношения фаз для различных точек диаграммы состояния системы железо-цементит» (Домашнее задание по 1 разделу дисциплин)
9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:
а) основная литература
1. , , Материаловедение СПГГИ. 2009
2. , Материаловедение. Учебник для вузов. СПб. Химия. 2007.
3. , , . Под ред. Солнцева специальных отраслей машиностроения. СПб. Химия. 2007.
б) дополнительная литература
1. , Материаловедение. Методические указания к лабораторным работам. СПГГИ. 2007
2. , , и др. Под ред. Материаловедение: Практикум. М.: МГГУ. 1996.
3. . Л, Материаловедение. Методические указания к курсовому проекту СПГГИ. 2000.
Microsoft Windows XP, Microsoft Office, Универсальная система автоматизированного проектирования КОМПАС-График.
г) базы данных, информационно-справочные и поисковые системы
- Библиотека стандартов ГОСТ Р [сайт] URL: http://www. (дата обращения 5.07.2011)
- Библиотека изобретений, патентов, товарных знаков РФ[сайт] URL: http://www. (дата обращения 5.07.2011)
- Полнотекстовые базы данных, библиотека СПГГИ, URL: http://kodeks. spmi. :3000 (дата обращения 5.07.2011)
10. Материально-техническое обеспечение дисциплины: Лабораторные работы будут проводиться в специально оборудованной лаборатории «Материаловедение» в аудиториях 5507 и 5508. В лабораториях установлены твердомеры и маятниковые копры для изучения механических свойств материалов, металлографические микроскопы для проведения микроструктурного анализа и муфельные печи для проведения термической обработки. Самостоятельная работа студентов проводится в компьютерном классе кафедры КГМ и ТМ.
11. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины:
Преподавание материаловедения заключается в чтении лекций, на основании которых студенты получают базовые знания, дающие им возможность ориентироваться в изучаемых вопросах и продолжать их изучение самостоятельно, а также в проведении лабораторных работ, составлению и защите студентами отчетов по этим работам. Кроме этого, каждый студент получает индивидуальные задания, на основании которых пишет реферат и готовит курсовой проект. Материал реферата либо докладывается студентом в аудитории, либо защищается преподавателю индивидуально. Курсовой проект защищается студентом в конце семестра. Результаты защиты реферата и курсового проекта учитываются при сдаче студентом дифференцированного зачета по всему курсу.
Промежуточные аттестации осуществляются на основании контроля преподавателем своевременного выполнения студентом всех видов работ за отчетный период, а также контроля посещаемости всех видов аудиторных занятий.
_____________________________________________________________________________
Разработчики:
СПГГУ, каф. КГМ и ТМ профессор
(место работы) (занимаемая должность) (инициалы, фамилия)
Эксперты:
СПГГУ, каф. КГМ и ТМ профессор
(место работы) (занимаемая должность) (инициалы, фамилия)
СПГГУ, каф. КГМ и ТМ профессор
