МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН Казахский национальный технический университет имени К.И.Сатпаева

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ
КАЗАХСТАН
Казахский национальный технический университет имени К.И.Сатпаева
Институт промышленной инженерии
Кафедра «Станкостроение, материаловедение и технологии
машиностроительного производства»
«УТВЕРЖДАЮ»
Директор Института
промышленной инженерии
им. А.Буркетбаева
_______________Турдалиев А.Т.
«_____»______________2013 г.
ПРОГРАММА КУРСА (SYLLABUS)
По дисциплине «Модифицирование и микролегирования
материалов»
для специальности 5В071000«Материаловедение и технология новых материалов»
Всего 3 кредита
Курс 3
Семестр 5
Лекций 30 часов
Практические занятия - 15 часов
Рубежный контроль (количество) - 2
СРС - 45 часов
СРСП (аудиторных) - 45 часов
Всего аудиторных - 60 часов
Всего внеаудиторных - 75 часов
Трудоемкость - 135 часов
Экзамен - 5 семестр
Алматы 2013
Программа курса составлена профессором, д-р. техн. наук, Заслуженным
деятелем РК Дуйсемалиевым У .К., доцентом Дуйсемалиевым Т.У..
преподавателем Щенёвой А.В.
Типовая учебная программа от приказ № 528 Министерства образования и
науки РК
Рассмотрена на заседании кафедры «Станкостроение, материаловедение и
технология машиностроительного производства»
Протокол №10 от 5 июня 2013 г.
Зав. кафедрой Сейткулов А.Р.
Одобрено научно- методическим Советом института промышленной
инженерии им. А.Буркетбаева
Протокол №10 от 18 июня 2013 г
Председатель Нугман Е.З.
Сведения о преподавателях:
Професор Дуйсемалиев У.К. - закончил Ленинградский политехнический
институт по специальности «Литейное производство», научнопедагогический стаж свыше 50 лет. Имеет ученую степень и звание
кандидата и доктора технических наук, профессора по шифру 05.16.01
«Металловедение и термическая обработка металлов», является
основателем специальности 05710 - «Материаловедение и технология
новых материалов» в Средней Азии и Республике Казахстан, автором двух
типовых программ по дисциплине «Физико-химические основы
модифицирования и легирования машиностроительных материалов».
Доцент Дуйсемалиев Т.У. - закончил Казахский политехнический институт
им. В.И. Ленина по специальности 0407 «Металловедение, оборудование и
технология термической обработки металлов». Стаж иаучнопедагогической работы около 20 лет, имеет ученую степень кандидата
технических наук по специальности 05.16.01 « Металловедение и
термическая обработка металлов», ученое звание - доцент. Имеет ряд
научных статей, авторских свидетельств и патентов. Является автором и
соавтором двух учебных пособий, по которым проводится обучение
студентов. В настоящее время возглавляет производственнокоммерческую фирму ТОО «Компания Амал».
Преподаватель Щенёва А.В. - закончила Казахский политехнический
институт им. В.И. Ленина по специальности 0407 «Металловедение,
оборудование и технология термической обработки металлов». Общий
производственно-педагогический стаж работы более 20 лет, является
соавтором учебно-методических указаний к лабораторным работам по
дайной специальности.
Офис: кафедры ИМС 206
Адрес: г. Алматы ул. Сагпаева 22
Тел.: 292-28-56
1Структура рабочей программы (SYLLABUS)
1.1 Цели и задачи дисциплины
Целью преподавания дисциплины является получение знаний о
физико-химических основах (способа) методов модифицирования и
легирования металлических сплавов в зависимости от их свойств для
разработки конструкционных машиностроительных материалов.
1.2 Задачи изучения дисциплины
Получение знаний по созданию новых и усовершенствование
традиционных и
конструкционных функциональных машиностроительных материалов и
умение
осуществлять правильный выбор режимов выплавки и термической
обработки для придания им необходимых свойств металлам и сплавам.
1.3 Пререквизиты: Химия, физика, технологические процессы
машиностроительного производства, теория строения материалов.
1.4 Посреквизиты: Технология производства, проектирование и
производство заготовок, теория и технология термической и химикотермической обработки материалов, новые материалы.
2 Система оценки знаний
Распределение рейтинговых баллов по видам контроля
№ вариантов
Вид итогового
Виды контроля
Баллы
контроля
1
Экзамен
Итоговый
40
контроль
Рубежный
20
контроль
Текущий
40
контроль
Календарный график сдачи всех видов контроля
по дисциплине «Модифицирование и легирование материалов»
Неделя 1 2 3 4 5 6 7 8
9 10 11 12 13 14 15
Виды
П П П П П П П П5 П П П П П П П
контрол 1 2 2 3 3 4 4 РК 5 6 6 7 7 8 8
я
Р
К
Балл
3 2 3 3 3 3 3 3/1 3 3 3 2 2 4 10
0
Виды контроля: П – практическая работа; РК- рубежный контроль
Студент допускается к сдаче итогового контроля при наличии
суммарного рейтингового балла ≥ 30. Итоговый контроль считается
сданным в случае набора ≥ 20 баллов. Итоговая оценка по дисциплине
определяется по шкале (таблица 2).
Оценка занятий студентов
Оценка
Буквенный
эксперимент
Рейтинговый
балл
(в процентах,%)
95-100
90-94
85-89
80-84
75-79
70-74
65-69
60-64
55-59
50-54
0-49
Отлично
А
АХорошо
В+
В
ВУдовлетворительно
С+
С
СD+
D
Неудовлетворительно F
3 Содержание дисциплины
Распределение часов по видам занятий
Наименование темы
Лекции
Практичес
разделов дисциплины
кие занятия
1
2
2
1. Значение и задачи
курса «физикохимические основы
модифицирования и
легирования
машиностроительных
материалов».
Современное
состояние
машиностроительной
отрасли.
2
2. Диаграммы
равновесия и фазовые
превращения первого
рода.
2
3. Фазы и фазовые
превращения в
металлических системах,
их значение для
создания сплавов.
2
4. Кристаллизация и
формирование
В баллах
4
3,67
3,33
3,0
2,67
2,33
2,0
1,67
1,33
1,0
0
СРСП
СРС
3
4
3
5
3
2
3
3
3
3
3
3
2
структуры литого
металла и сплава.
5. Современные
представления о
механизме
модифицирования стали
и цветных сплавов.
6. Общие
закономерности
образования растворов.
Первичные твердые
растворы.
7. Системы с
перитектикой.
Промежуточные фазы.
Эвтектоидное и
перитектоидное
превращение.
8. Легирующие
элементы. Основные
определения и понятия.
Классификация
легирующих элементов.
9. Влияние легирующих
элементов на
критические точки
стали. Классификация
сталей.
10. Модифицирующие
элементы. Основные
определения и понятия.
Классификация
модифицирующих
элементов.
11. Влияние
модифицирующих
элементов на свойства
сплавов на основе
цветных металлов.
12. Теоретическая
прочность металлов.
Понятие
о высокопрочном
состоянии:
2
1
3
3
2
2
3
3
2
1
3
3
2
2
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
2
2
2
2
2
2
теоретическая прочность
при сдвиге и отрыве.
13. Нитевидные
кристаллы и их
прочность.
14. Оценка
конструктивной
прочности стали по
параметрам структуры.
Суперпозиция
механизмов упрочнения
15. Анализ
применяемости
механизмов упрочнения
к сталям и сплавам.
Количественная оценка
предела текучести.
Эффективность
различных механизмов
упрочнения при
повышенных
температурах.
Всего (часов)
2
3
3
2
3
3
2
3
3
45
45
30
1
15
Содержание практических работ
1. Изучение диаграмм состояния металлических систем, фазовых
превращений первого рода.
2. Изучение роли фазового состава и фазовых превращений в
металлических системах, их значение, для создания конструкционных
сплавов
3. Изучение процесса кристаллизации и формирования структуры
литого металла и сплава.
4. Изучение общих закономерностей образования растворов,
первичных твердых растворов, эвтектических систем.
5. Изучение системы с перитектикой, промежуточных фаз,
эвтектоидных и перитектоидных превращений.
6. Изучение основных определений, понятий о легирующих
элементах и их классификация в металлических сплавах на основе черных
и цветных металлов.
7. Изучение основных определений, понятий о модифицирующих
элементах и их классификации.
8. Изучение получения нитевидных кристаллов и их свойств.
Содержание самостоятельной работы студентов (СРС)
1. Рассчитать и обосновать выбор легирующих элементов для
улучшения физико-технологических свойств металлов и сплавов на основе
черных и цветных металлов.
2. Выбор легирующих элементов, их обоснование.
3. Расчет шихты и легирующих элементов для создания сплавов на
основе черных металлов.
4. Проведение сравнительного анализа нескольких марок сталей.
5. Проведение сравнительного анализа нескольких марок чугунов.
6. Расчет шихты и легирующих элементов для создания сплавов на
основе цветных металлов.
7. Проведение сравнительного анализа нескольких марок сплавов на
основе меди.
8. Проведение сравнительного анализа нескольких марок сплавов на
основе тугоплавких цветных металлов.
9. Проведение сравнительного анализа нескольких марок сплавов на
основе легких цветных металлов.
10. Выбор модифицирующих элементов, их основание
11. Расчет шихты и модифицирующих элементов для создания
сплавов на основе черных металлов.
12. Проведение сравнительного анализа нескольких марок сталей.
13. Проведение сравнительного анализа нескольких марок чугунов.
14. Расчет шихты и модифицирующих элементов для создания
сплавов на основе цветных и тугоплавких металлов.
15. Проведение сравнительного анализа нескольких марок сплавов на
основе меди, алюминия, магния
Содержание самостоятельной работы студентов под
руководством преподавателя (СРСП)
1. Кристаллическое строение металлов и сплавов.
2. Общая характеристика и структурные методы исследования
металлов и сплавов.
3.Дефекты кристаллической решетки металлов и сплавов.
4. Кристаллизация металлов и сплавов. Закон Д.К. Чернова.
5. Методы изучения процесса кристаллизации металлов, сплавов и
построения диаграмм состояния двойных и тройных систем.
6. Разбор диаграмм состояний I и II - типов с объяснением процесса
кристаллизации сплавов по разрезам от их химического состава.
7. Разбор диаграмм состояний III и IV - типов с объяснением
процесса кристаллизации сплавов по разрезам от их химического состава.
8. Роль и обоснование легирующих добавок в производстве
конструкционных сталей и чугунов.
9. Изучение структуры и свойств сталей и чугунов, выплавленных с
легирующими добавками.
10. Роль и обоснование легирующих добавок в производстве
конструкционных сплавов на основе легких, тяжелых и тугоплавких
цветных металлов.
11. Изучение структуры и свойств алюминиевых и магниевых,
медных и титановых сплавов, выплавленных с легирующими добавками.
12. Роль и обоснование модифицирующих добавок в производстве
конструкционных сталей и чугунов.
13. Изучение структуры и свойств сталей и чугунов, выплавленных с
легирующими добавками.
14. Роль и обоснование модифицирующих добавок в производстве
конструкционных сплавов на основе легких, тяжелых и тугоплавких
цветных металлов.
15. Изучение структуры и свойств алюминиевых и магниевых,
медных и титановых сплавов, выплавленных с модифицирующими
добавками.
№
1
2
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
Дата
График проведения занятий
Наименование тем
Время
Лекции
Значение и задачи курса «Физикохимические основы модифицирования и
легирования машиностроительных
материалов». Современное состояние
машиностроительной отрасли.
Диаграммы равновесия и фазовые
превращения первого рода.
Фазы и фазовые превращения в
металлических системах, их значение для
создания сплавов.
Кристаллизация и формирование структуры
литого металла и сплава.
Современные представления о механизме
модифицирования стали и цветных сплавов.
Общие закономерности образования
растворов. Первичные твердые растворы.
Эвтектические системы.
Системы с перитектикой. Промежуточные
фазы. Эвтектоидное и перитектоидное
превращение.
Легирующие элементы. Основные
определения и понятия. Классификация
легирующих элементов.
Влияние легирующих элементов на
критические точки стали. Классификация
сталей.
Модифицирующие элементы. Основные
11.
12.
13.
14.
15.
1
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
определения и понятия. Классификация
модифицирующих элементов.
Влияние модифицирующих элементов на
свойства сплавов на основе цветных
металлов.
Теоретическая прочность металлов.
Теоретическая прочность металлов. Понятие
о высокопрочном состоянии: теоретическая
прочность при сдвиге и отрыве.
Нитевидные кристаллы и их прочность.
Оценка конструктивной прочности стали по
параметрам структуры. Суперпозиция
механизмов упрочнения.
Анализ применяемости механизмов
упрочнения к сталям и сплавам.
Количественная оценка предела текучести.
Эффективность различных механизмов
упрочнения при повышенных температурах.
Практические занятия
Изучение диаграмм состояния
металлических систем фазовых
превращений первого рода.
Изучение роли фазового состава и фазовых
превращений в металлических системах, их
значение, для создания конструкционных
сплавов.
Изучение процесса кристаллизации и
формирования
структуры литого металла и сплава.
Изучение общих закономерностей
образования растворов, первичных твердых
растворов, эвтектических систем.
Изучение системы с перитектикой,
промежуточных фаз, эвтектоидных и
перетектоидных превращений.
Изучение основных определений, понятий о
легирующих элементах и их классификация
в металлических сплавах на основе черных и
цветных металлов.
Изучение основных определений понятий о
модифицирующих
элементах
и
их
классификации.
Изучение получения нитевидных кристаллов
и их свойств.
4 Учебио-методические материалы по дисциплине
Список литературы:
Основная литература
1. Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение ,-М:
Машиностроение, 1980, 483с.
2. Гольштейн М.И., Грачев С,В., Векслер Ю.Г. Специальные стали.М.: Металлургия, 1985, 488е.
3. Дуйсемалиев У.К. Микролегирование и модифицирование
сплавов,- Алма-Ата; Изд-во КазПТИ, 1992, 120с.
4. Гольдштейн М.И., Литвинов B.C., Бронфин Б.М. Металлофизика
высокопрочных сплавов.
5. Дуйсемалиев У.К. Микролегирование меди и её промышленных
сплавов,- Алма-Ата; Изд-во «Ғылым», 1992. 167с.
Дополнительная литература
1. Дриц М.Е., Москалев М.А. Технология конструкционных
материалов и материаловедение. -М.; Высшая школа, 1990.
2. Геллер Ю.А., Рахштад А.Г. Материаловедение. Методы анализа,
лабораторные работы и задачи. Учебное пособие для вузов,- М.:
Металлургия, 1989. 456с.
3. Арзамасов Б.Н. и др. Материаловедение. -М.; Машиностроение,
1986. 384с.