Теория термообработки металлов и сплавов

内容描述: Классификация процессов термической обработки металлов и сплавов. Механизмы диффузионного и бездиффузионного превращений. Фазовые превращения при нагреве стали. Образование аустенита. Мартенситное превращение. Отпуск стали. Отжиг. Тепловые процессы при термической обработке.

贷款数: 6

Пререквизиты:

• Поверхностное упрочнение материалов

*СomplexityDiscipline(zh-CN)*:

零件: Компонент по выбору

循环次数: Профилирующие дисциплины

Цель

• обучающиеся должны знать: основные виды термической обработки черных и цветных металлов, а также способы их реализации в условиях машиностроительного или металлургического производства. Они должны иметь представления о физико-химической природе процессов, протекающих при закалке, отпуске, старении и различных отжигах.

Задача

• Установление зависимости между строением, составом и свойствами металлов. Изучение теории и практики различных способов упрочнения металлов, обеспечивающих высокую надежность и долговечность деталей машин и инструмента. - Изучение основных групп металлических материалов, их свойства и области применения.

Результат обучения: знание и понимание

• После изучения курса магистрант должен знать классификацию процессов термической обработки металлов и сплавов. Оптимизацию режимов термообработки. Тепло-вые процессы при термической обработке.

Результат обучения: применение знаний и пониманий

• Способность использовать в исследованиях и расчетах знания о методах исследования, анализа, диагностики и моделирования свойств веществ (материалов), физических и химических процессов, протекающих в материалах при их получении, обработке и модификации.

Результат обучения: формирование суждений

• Готовность участвовать в разработке технологических процессов производства и обработки покрытий, материалов и изделий из них, систем управления технологическими процессами.

Результат обучения: коммуникативные способности

• готовность к кооперации с коллегами, работе в коллективе; готовность использовать основные законы дисциплины в профессиональной деятельности, применять методы теоретического и экспериментального исследования.

Результат обучения: навыки обучения или способности к учебе

• 1 методологию научного познания 2 применять научные методы познания в профессиональной уровне 3 решения стандартных научных и профессиональных задач

*TeachingMethods(zh-CN)*

При чтении лекций по данной дисциплине используется такой неимитационный метод активного обучения, как «Проблемная лекция». Перед изучением модуля обозначается проблема, на решение которой будет направлен весь последующий материал модуля. При чтении лекции используются мультимедийные презентации. При выполнении практических работ используются прием интерактивного обучения «Кейс-метод»: выдается задание магистрантам для подготовки к выполнению работы; с преподавателем обсуждается цель работы и ход её выполнения; цель анализируется с разных точек зрения, выдвигаются гипотезы, делаются выводы, анализируются полученные результаты. В качестве инновационных методов контроля используется: промежуточное и итоговое тестирование

Темы лекционных занятий

• Строение и основные свойства металлов и сплавов. Атомно-кристаллическое строение металлов. Дефекты строения реальных металлов и сплавов. Формирование структуры металлов и сплавов в процессе кристаллизации. Диффузионные процессы в металлах и сплавах. Аллотропические превращения в металлах (полиморфизм). Понятие о строении сплавов.
• Состав, классификация и маркировка металлов,сталей и сплавов. Систематика металлов и сплавов. Основные определения и понятия. Углерод и постоянные примеси в стали и чугуне. Классификация легирующих элементов. Влияние легирующих элементов на критические точки стали и вид диаграмм состояния Классификация сталей. Металлургическое качество сталей. Неметаллические включения. Примеси в стали
• Основные типы диаграмм двухкомпонентных систем Фазово-структурный состав сплавов сплавов. Твердые растворы, химические соединения, эвтектика. Экспериментальное построение диаграмм состояния. Диаграмма состояния сплавов, образующих неограниченные твердые растворы. Диаграмма состояния сплавов, образующих ограниченные твердые растворы. Диаграмма состояния сплавов, образующих химические соединения. Особенности фазовых превращений в сплавах в твердом состоянии.
• Железоуглеродистые сплавы. Диаграмма состояния Fe-C. Углеродистые стали, чугуны. Микроструктура железоуглеродистых сплавов. Влияние постоянных примесей (N, S, P, Si, Mn) на свойства сталей. Классификация и маркировка углеродистых сталей и чугунов. Механические свойства сталей и чугунов, методы их определения. Влияние методов получения сталей и чугунов на их свойства.
• Пластическое деформирование металлов и сплавов, методы определения конструкционных свойств металлов и сплавов Пластическое деформирование металлов. Наклеп и разрушение. Возврат и рекристаллизация. Холодная и горячая деформация. Влияние температуры нагрева на свойства деформированного металла. Статические, динамические, циклические методы определения механических свойств. Определение твердости различными методами, ударной вязкости, прочности, пластичности.
• Основы термической обработки. Превращения при нагреве и охлаждении. Виды термической обработки. Превращения в железоуглеродистых сплавах при нагреве и охлаждении. Виды отжига. Технология закалки и отпуска сталей, виды закалки (ступенчатая, изотермическая). Закалка с нагревом ТВЧ. Термомеханическая обработка сталей. Дефекты закалки. Превращения, происходящие при отпуске.
• Химико-термическая обработка. Превращения, происходящие в поверхностном слое сплавов, при химико-термической обработке. Основные виды химико-термической обработки (цементация, азотирование, цианирование, диффузионная металлизация). Основные параметры и область применения различных видов химико-термической обработки.
• Легированные стали, область применения, термическая обработка. Влияние легирующих элементов на структуру и свойства легированных сталей. Инструментальные, конструкционные, легированные стали и стали с особыми свойствами (нержавеющие, жаропрочные, износостойкие). Структурные классы легированных сталей. Термическая обработка легированных сталей.
• Цветные металлы и сплавы на их основе. Сплавы с особыми свойствами. Медь и её сплавы. Применение медных сплавов в промышленности. Алюминий, магний, титан и их сплавы. Подшипниковые сплавы. Материалы в приборостроении и автоматике. Магнитные материалы. Материалы с особыми тепловыми и упругими свойствами. Электротехнические материалы. Проводниковые материалы, сплавы с высоким электросопротивлением, припои. Контактные материалы, материалы в микроэлектронике.
• Композиционные и неметаллические материалы. Композиционные неметаллические материалы, метало- и минералокерамика. Композиционные материалы.Основы строения и свойства. Неметаллические полимерные материалы. Современные тенденции повышения качества материалов.
• Структура металлургического производства. Материалы для производства металлов и сплавов. Доменное производство, выплавка чугуна. Производство стали. Способы и оборудование.
• Обработка металлов давлением (пластическим деформированием). Физикомеханические основы обработки металлов давлением. Физические явления при поверхностном пластическом деформировании. Процессы производства заготовок и готовых деталей. Процесс волочения. Прокатное производство. Холодная и горячая штамповка. Процесс прессования. Процесс ковки.
• Литейное производство. Теоретические основы производства отливок, литье в песчано-глинистые формы. Специальные способы литья: литье в оболочковые формы, литье по выплавляемым моделям, центробежное литье, литье под давлением, литье в кокиль.
• Обработка металлов резанием. Технология обработки металлов резанием. Физико-механические основы процесса резания. Классификация оборудования. Режущий инструмент. Классификация и основные механизмы металлорежущих станков. Обработка на различных станках токарной группы. Условие непрерывности и самозатачиваемости.
• Электрофизические и электрохимические методы обработки. Электроэрозионная обработка. Электрохимическая обработка. Импульсномеханическая обработка. Лучевая обработка. Плазменная обработка.

Основная литература

• 1. Лахтин Ю.М. Металловедение и термическая обработка.– М.: Металлургия, 1986 - 360 с. 2. Гуляев А.П. Металловедение. – М.: Металлургия, 1986 - 544с. 3. Металловедение и термическая обработка стали: Справочник в трех томах под ред.М.Л. Бернштейна, А.Г. Рахштадта. – М.: Металлургия, 1983 г. 4. Материаловедение и технология конструкционных материалов: учеб.: рек. УМО / под ред. В. Б. Арзамасова, А. А. Черепахина. - М. : Академия, 2007. - 448 с

Дополнительная литература

• Новиков И.И. Теория термической обработки металлов – М.: Металлургия, 1991, 400с. 5. Блантер М.Е. Теория термической обработки - М.: Металлургия, 1984, 328с. 6. Башнин Ю.А., Ушаков Б.К., Секей А.Г. Технология термической обработки стали - М.: Металлургия, 1986, 421с. 7. Колачев Б.А., Габидулин Р.М., Пигузов Ю.В. Технология термической обработки цветных металлов и сплавов - М.: Металлургия, 1980, 280с. 8. Артикайн П.А. Металловедение. – М.: Металлургия, 1972 – 256 с. 9. Геллер Ю.А., Рахштадт А.Г. Материаловедение – М.: Металлургия, 1978 – 446 с. 10. Травин О.В., Травина Н.Т. Материаловедение – М.: Металлургия, 1989 – 384 с. 11. Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение. – М.: Машиностроение, 1980 – 493 с.