Аннотация дисциплины специализации «Материаловедение»

Форма 2
130400 Горное дело
Аннотация дисциплины
специализации
«Материаловедение»
С.3.1.07 (общая трудоемкость 3 ЗЕТ, 108 часов, зачет в 3 семестре)
1. Цели и задачи дисциплины
Цель дисциплины: дать студентам знания по основным материалам, применяемым
в технологии горного производства.
Основные задачи дисциплины:
 изучение основных и технологических свойств материалов, используемых при
изготовлении горно-шахтного оборудования, инструмента и конструкций.
 изучение теории строения материалов.
 овладение знаниями о структуре и свойствах металлов и сплавов.
 установление зависимости между составом, строением и свойствами материалов.
 изучение основных групп современных металлических материалов, их свойств,
способов упрочнения и области применения.
 изучение методов регулирования свойств металлических, неметаллических и
композиционных материалов.
 приобретение навыков в выборе материала и способа регулирования их свойств для
различных деталей машин, инструмента и конструкций.
знакомство с современными способами металлургии, литейного производства, обработки
давлением, сварки металлов и сплавов.
2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины.
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
Профессиональные компетенции (ПК-1,2,19,21)
-готовность с естественно-научных позиций оценить строение, химический и минеральный состав земной
коры, морфологические особенности и генетические типы месторождений твердых полезных
ископаемых при решении задач по рациональному и комплексному освоению георесурсного потенциала
недр (ПК-1)
- готовность использовать научные законы и методы при геолого-промышленной оценке месторождений
твердых полезных ископаемых и горных отводов (ПК-2);
- способностью выполнять маркетинговые исследования, проводить экономический анализ затрат для
реализации технологических процессов и производства в целом (ПК-19);
- - способность изучать научно-техническую информацию в области эксплуатационной разведки, добычи,
переработки твердых полезных ископаемых, строительства и эксплуатации подземных объектов (ПК-21);
.
3. Содержание дисциплины. Основные разделы.
3.1 Содержание модуля 1 (36 час)
3.1.1 Наименование тем лекций, их содержание и объём в часах
Тема 1. Что и как изучает материаловедение– 1 час, УЗ – 1, ПК-1,2,
Предмет изучения Методы исследования в материаловедении Задачи и возможности материаловедения Цель
изучения дисциплины «Материаловедение Классификация конструкционных материалов Требования к
конструкционным материалам
Литература 4 [1-4,9-10]
Тема 2. Кристаллическое строение металлов – 2 часа, УЗ – 2. ПК-2,19,
Типы кристаллических решеток Полиморфизм металлов Анизотропия свойств металлов Дефекты
кристаллического строения
Литература 4 [1-4]
Тема 3. Кристаллизация металлов – 1 час, УЗ – 2. ПК-1,2,19,21
Условие самопроизвольной кристаллизации Закономерности кристаллизации Механизм процесса
кристаллизации Строение слитков и отливок Аморфные металлы Несамопроизвольная кристаллизация
Литература 4 [1, 2, 3,5-7]
Тема 4. Деформация и разрушение металлов – 1 час, УЗ – 2, ПК-1,2,21
Упругая деформация Пластическая деформация. Разрушени еметаллов.
Литература 4 [1, 2, 3]
Тема5. Механические свойства металлов –1час, УЗ – 2, ПК-1,2,19,21
Прочность Пластичность Твердость Вязкость Выносливость Хладноломкость Жаропрочность
Предел длительной прочности.
Литература 4 [1, 2, 3,9-10]
Тема 6 Структура и свойства деформированных металлов – 2 часа, УЗ – 2, ПК-1,21
Дислокационные процессы при деформировании. Наклеп. Изменение структуры и свойств
деформированного металла при нагреве Возврат Рекристаллизация Горячая и холодная пластическая
деформация. Способы упрочнения металлов и сплавов Упрочнение за счет создания бездефектных
кристаллов. Упрочнение за счет торможения движущихся дислокаций
Литература 4 [1, 2, 3,5-7,10]
Тема 7. Строение сплавов , 2 часа, УЗ – 2, ПК-1,2,19,21
Взаимодействие компонентов в сплавах. Твердые растворы. Механическая смесь. Химическое
соединение. Диаграммы состояния двойных сплавов. Диаграмма состояния сплавов с полной взаимной
растворимостью компонентов. Диаграмма состояния сплавов с полным отсутствием взаимной растворимости
компонентов. Диаграмма состояния сплавов с ограниченной взаимной растворимостью компонентов.
Диаграмма состояния сплавов, в которых образуется химическое соединение компонентов. Зависимость
свойств сплава от вида диаграммы состояния (закономерности Курнакова
Литература 4 [1, 2, 3,5-8]
Тема 8 Диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов. , 2 часа. УЗ – 2, ПК1,2,19,21
Компоненты и фазы.Превращения в сплавах железо – углерод.Стали и
чугуны.Классификация сплавов железа с углеродом по структуре.
Литература 4 [1, 2, 3,7-10]
3.1.2 Практические (семинарские) занятия, их наименование и объем в часах
Наименование тем
занятий
1. Изучение механических свойств
металлов и методов их определения
2. Изучение микроструктуры и свойств
чугунов и сталей
Количеств
о
часо
в
Форма
контр
оля
Сроки
контр
оля
Литера
тура
3
опрос
15 октября
[1,2]
3
опрос
15 октября
[1,2]
3.2 Содержание модуля 2 (35 час)
3.2.1 Наименование тем лекций, их содержание и объём в часах
Тема 9 Сплавы. железа , 3 часа. УЗ – 2, ПК-1,2,19,21
Влияние углерода на свойства стали. Влияние постоянных примесей на свойства стали.
Углеродистые стали Классификация углеродистых сталей. Маркировка углеродистых
сталей. Качественные стали Высококачественные стали. Белые чугуны. Серые чугуны.
Высокопрочные чугуны. Ковкие чугуны.
Литература 4 [1, 2, 3,9,10]
Тема 10. Термическая обработка стали, 2 часа. УЗ – 2, ПК-1,2,19,21
Превращения при нагреве стали.Зерно аустенита и свойства стали.Превращения аустенита
при охлаждении.Диффузионное (перлитное) превращение переохлажденного аустенита.
Бездиффузионное (мартенситное) превращение переохлажденного аустенита.
Промежуточное (бейнитное) превращение переохлажденного аустенита. Превращения
при нагреве мартенсита.
Литература 4 [1, 2, 3,5-7]
Тема 11 Основные виды термообработки стали.. 2 часа. УЗ – 2, ПК-1,2,19,21
Отжиг. Нормализация .Закалка. Отпуск .Поверхностное упрочнение. Химико-термическая
обработка .Цементация. Нитроцементация. Диффузионная металлизация.
Литература 4 [1, 3, 4]
Тема 12 Металлические конструкционные материалы.., 2 часа. УЗ – 2, ПК-1,2,19,21
Легированные стали.Влияние легирующих элементов на свойства стали.Маркировка
легированных сталей..Цементуемые стали.Улучшаемые стали.Автоматные
стали.Рессорно-пружинные стали. Шарикоподшипниковые стали.Износостойкие
стали.Коррозионно-стойкие стали.
Литература 4 [1, 3, 4,7-10]
Тема 13 Инструментальные стали и сплавы., 2 часа. УЗ – 2, ПК-1,2,19,21
Углеродистые инструментальные стали. Низколегированные инструментальные стали.
Быстрорежущие стали. Твердые сплавы. .
Литература 4 [3, 4, 5-7]
Тема 14. Защита металлов от коррозии. 1 час. УЗ – 2, ПК-1,2,19,21
Коррозия -причины, классификация, механизмы протекания. Основные методы борьбы
с коррозией.
Литература 4 [1, 3, 4,6,7]
3.2.2 Практические (семинарские) занятия, их наименование и объем в часах
Наименование тем
занятий
Количество Форма
Сроки
часов
контроля контроля
3. Изучение диаграммы состояний двойных
систем
4. Изучение диаграммы состояний сплава
железо-углерод
Литература
3
опрос
15 ноября
[1, 2]
3
опрос
15 ноября
[1, 2]
3.3 Содержание модуля 3 (37 часов)
3.3.1 Наименование тем лекций, их содержание и объём в часах
Тема 15. Цветные металлы и сплавы, 3 часа. УЗ – 2, ПК-1,2,19,21
Подразделение цветных металлов. Алюминий и его сплавы. Деформируемые
сплавы алюминия, не упрочняемые термической обработкой. Деформируемые сплавы
алюминия, упрочняемые термической обработкой. Искусственное старение. Естественное
старение. Зоны Гинье-Престона. Литейные алюминиевые сплавы. Жаропрочные
алюминиевые сплавы. Медь и ее сплавы. Латуни. Бронзы.
Литература 4 [1-3, 5, 7,8,9]
Тема 16. Неметаллические конструкционные материалы., 2 часа. УЗ – 2, ПК1,2,19,21
Ограничения в применении металлов.Полимеры, или пластмассы. Свойства
пластмасс.Структура полимеров.Поведение полимеров при нагреве.Поведение полимеров
при нагружении (диаграммы растяжения). Применение полимеров.Резина
Литература 4 [2, 3, 6,9]
Тема 17 Керамические материалы. Неорганические стекла. Композиционные
материалы (композиты) 2 часа. УЗ – 2, ПК-1,2,19,21
Структура керамики. Свойства керамики.Классификация и применение
керамики..Керамико-металлические материалы( керметы). Неорганические
стекла.Классификация стекол.Ситаллы (кристаллические стекла Композиционные
материалы (композиты) Строение композитов Дисперсно-упрочненные композиционные
материалы. Волокнистые композиционные материалы.
Литература 4 [1-3, 6,10]
Тема 19. Керамические материалы. Неорганические стекла. Композиционные
материалы (композиты) 2 часа. УЗ – 2, ПК-1,2,19,21
Структура керамики. Свойства керамики.Классификация и применение
керамики..Керамико-металлические материалы( керметы). Классификация стекол.
Неорганические стекла. Ситаллы (кристаллические стекла) Композиционные материалы
(композиты) Строение композитов Дисперсно-упрочненные композиционные материалы.
Волокнистые композиционные материалы.
Литература 4 [3, 4, 5]
Тема 20. Минеральные неорганические вяжущие вещества и материалы на их основе, 2 часа. УЗ – 2,
ПК-1,2,19,21
Минеральные неорганические вяжущие вещества и материалы на их основе; воздушные и
гидравлические вяжущие – типы, области применения. Искусственные каменные материалы.
Плавленные каменные материалы. Бетоны, силикатные материалы и изделия автоклавного
твердения, строительные растворы. Разрыхленные, дисперсные и каменные материалы.
Литература 4 [3, 4, 5]
Тема21. Материалы из органических веществ., 2 часа. УЗ – 2, ПК-1,2,19,21
Топлива - классификация, типы, применение. Масла – классификация, типы, применение.
Пластичные смазки, консервационные составы. Пленкообразующие материалы.
Краски,лаки,эмали.
Литература 4 [1, 3, 4,7,9,10]
3.3.2 Практические (семинарские) занятия, их наименование и объем в часах
Количество Форма
Наименование тем
Сроки
Литература
часов
занятий
контроля
контроля
5.
Основы
расчета
легких
15
3
опрос
[1, 2]
бетонных смесей
декабря
6. Расчет тяжелых бетонов для
15
3
опрос
[1, 2]
шахтной крепи
декабря
Преподаватель.
А.Н.Титов
Зав. кафедрой «Горное дело»
д.т.н., проф.
Ю.И. Разоренов