Metal physics and metal science
Description: The discipline "Physics of Metals and Metallology" is devoted to theoretical training in the field of physics and physical properties of metals to ensure changes in their properties in a given direction, that is, the study of the modern theory of the atom, the crystal structure of ideal and real crystals, the theory of dislocations, patterns of interaction between components in alloys and issues of phase equilibrium in various systems, as well as technology heat treatment of ferrous and non-ferrous metals.
Amount of credits: 5
Пререквизиты:
- Physics
- Физика. Школьный курс
Course Workload:
| Types of classes | hours |
|---|---|
| Lectures | 15 |
| Practical works | 30 |
| Laboratory works | |
| SAWTG (Student Autonomous Work under Teacher Guidance) | 30 |
| SAW (Student autonomous work) | 75 |
| Form of final control | Exam |
| Final assessment method |
Component: University component
Cycle: Base disciplines
Goal
- - ознакомление студентов с основами физики металлов; - приобретение навыков анализа и прогноза зависимости физических свойств металлов и сплавов от микроструктуры, состава, плотности дефектов кристаллической решетки, положения в периодической таблице элементов, фазового состояния и температуры.
Objective
- изучение современных представлений об особенностях металлической связи и закономерностей формирования структуры и свойств в различных металлических системах; - формирование умения выбирать метод исследования для изучения фазовых превращений в сталях и сплавах; - изучение теории и практики различных способов упрочнения металлов, обеспечивающих высокую надежность и долговечность деталей машин и инструмента.
Learning outcome: knowledge and understanding
- В результате изучения дисциплины студент должен знать и понимать: - механизмы пластической деформации и механические свойства металлов; - влияние нагрева на структуру и свойства деформированного металла; - физическую сущность явлений, происходящих в металлах в условиях производства и эксплуатации, их взаимосвязь со свойствами, основные свойства металлов и сплавов.
Learning outcome: applying knowledge and understanding
- В результате обучения студенты могут применять приобретенные знания при чтении диаграмм состояния металлов и сплавов; определении фаз в металлах и сплавах; проведении термической обработке металлов и определении механических свойств; выборе конструкционных материалов по маркам металлов и сплавов.
Learning outcome: formation of judgments
- В результате обучения у студентов формируются устойчивые понятия об основных теоретических закономерностях протекания технологических процессов, о применении теоретических знаний для решения профессиональных задач.
Learning outcome: communicative abilities
- В результате обучения развиваются коммуникативные способности, необходимые для работы в команде.
Learning outcome: learning skills or learning abilities
- В результате обучения студенты приобретают навыки грамотно использовать приобретенные базовые знания при решении практических задач в области металловедения; при выборе режима термической обработки для получения необходимой структуры и свойств стали и сплавов.
Teaching methods
В процессе изучения дисциплины используются как традиционные, так и инновационные технологии интерактивного обучения.
Assessment of the student's knowledge
Teacher oversees various tasks related to ongoing assessment and determines students' current performance twice during each academic period. Ratings 1 and 2 are formulated based on the outcomes of this ongoing assessment. The student's learning achievements are assessed using a 100-point scale, and the final grades P1 and P2 are calculated as the average of their ongoing performance evaluations. The teacher evaluates the student's work throughout the academic period in alignment with the assignment submission schedule for the discipline. The assessment system may incorporate a mix of written and oral, group and individual formats.
| Period | Type of task | Total |
|---|---|---|
| 1 rating | Задание 1 | 0-100 |
| Задание 2 | ||
| Тестовый контроль 1 | ||
| Коллоквиум | ||
| 2 rating | Задание 3 | 0-100 |
| Задание 4 | ||
| Тестовый контроль 2 | ||
| Коллоквиум | ||
| Total control | Exam | 0-100 |
The evaluating policy of learning outcomes by work type
| Type of task | 90-100 | 70-89 | 50-69 | 0-49 |
|---|---|---|---|---|
| Excellent | Good | Satisfactory | Unsatisfactory | |
| Индивидуальные задания | представлено логичное содержание; отражена актуальность рассматриваемой темы, верно определены основные категории; в заключении сформулированы развернутые, самостоятельные выводы | представлено логичное содержание; раскрыта актуальность темы; имеются незначительные ошибки и недочеты по изученному материалу; в заключении сформулированы общие выводы | представлено логичное содержание; актуальность темы раскрыта не полностью; теоретический анализ дан описательно, студент не отразил собственной позиции по отношению к рассматриваемым материалам; не сформулированы выводы | не усвоено и не раскрыто основное содержание материала; отсутствие выводов и обобщений; отказ студента от ответа |
| Устные ответы по контрольным вопросам | демонстрация глубокого и полного знания и понимания всего объема изученного материала; полного понимания сущности рассматриваемых понятий, явлений и закономерностей, теорий, взаимосвязей; умение составлять полный и правильный ответ на основе изученного материала; выделять главные положения, самостоятельно поддерживать ответ конкретными примерами, фактами; самостоятельно аргументировано делать анализ, обобщать выводы | знание всего изученного программного материала; полный и правильный ответ на основе изученных теорий; незначительные ошибки и недочеты при воспроизведении изученного материала, определения понятий, неточности при использовании научных терминов или в выводах и обобщениях; материал излагается в определенной логической последовательности, но при этом допускается одна негрубая ошибка или не более двух недочетов, и студент может их исправить самостоятельно при требовании или при небольшой помощи преподавателя; в основном усвоил учебный материал; подтверждает ответ конкретными примерами | в ответе допущены существенные отклонения от темы; анализ проблемы, предусмотренный вопросом, носит фрагментный, неполный характер; факты не всегда отделяются от мнений, но студент понимает разницу между ними | не усвоено и не раскрыто основное содержание материала; отсутствие выводов и обобщений; грубые ошибки в ответе студента; существенное отклонение от темы и изучаемой программы в процессе изложения ответа; отказ от ответа |
Evaluation form
The student's final grade in the course is calculated on a 100 point grading scale, it includes:
- 40% of the examination result;
- 60% of current control result.
The final grade is calculated by the formula:
| FG = 0,6 | MT1+MT2 | +0,4E |
| 2 |
Where Midterm 1, Midterm 2are digital equivalents of the grades of Midterm 1 and 2;
E is a digital equivalent of the exam grade.
Final alphabetical grade and its equivalent in points:
The letter grading system for students' academic achievements, corresponding to the numerical equivalent on a four-point scale:
| Alphabetical grade | Numerical value | Points (%) | Traditional grade |
|---|---|---|---|
| A | 4.0 | 95-100 | Excellent |
| A- | 3.67 | 90-94 | |
| B+ | 3.33 | 85-89 | Good |
| B | 3.0 | 80-84 | |
| B- | 2.67 | 75-79 | |
| C+ | 2.33 | 70-74 | |
| C | 2.0 | 65-69 | Satisfactory |
| C- | 1.67 | 60-64 | |
| D+ | 1.33 | 55-59 | |
| D | 1.0 | 50-54 | |
| FX | 0.5 | 25-49 | Unsatisfactory |
| F | 0 | 0-24 |
Topics of lectures
- Введение в курс
- Классификация металлов
- Атомно-кристаллическое строение металлов
- Строение сплавов
- Диффузия в металлах и сплавах
- Кристаллизация
- Деформация металлов
- Диаграммы состояния
- Железо и его сплавы
- Свойства материалов и методы их испытаний
- Термическая обработка металлов и сплавов
- Химико-термическая обработка стали: цементация, азотирование, нитроцементация и диффузионная металлизация
- Углеродистые стали
- Чугуны
- Цветные металлы и сплавы на их основе
Key reading
- Шепелевич В.Г. Физика металлов и металловедение : лабораторный практикум. Учебное пособие / Шепелевич В.Г.. — Минск : Вышэйшая школа, 2012. — 166 c.
- Ливанов Д.В. Физика металлов : учебник для вузов / Ливанов Д.В.. — Москва : Издательский Дом МИСиС, 2006. — 280 c.
- Панов Д.О. Физика металлов : учебное пособие / Панов Д.О., Коковякина С.А.. — Пермь : Пермский национальный исследовательский политехнический университет, 2013. — 94 c.
- Лахтин Ю.М. Металловедение и термическая обработка. – М.: Металлургия, 1986. 360с.
- Гуляев А.П. Металловедение. – М.: Металлургия, 1986. 544с.
- Уманский Я.С., Скаков Ю.А. Физика металлов. Атомное строение металлов и сплавов: Учебник для вузов. - М.: Атомиздат, 1978. 352 с.
Further reading
- 5. Новиков И.И. Теория термической обработки металлов – М.: Металлургия, 1991. 400с. 6. Колачев Б.А., Габидулин Р.М., Пигузов Ю.В. Технология термической обработки цветных металлов и сплавов - М.: Металлургия, 1980. 280с. 7. Материаловедение и технология металлов : учебник для вузов / Г. П. Фетисов, М. Г. Карпман, В. М. Матюнин и др.; Под ред. Г.П.Фетисова. -3-е изд., испр. и доп. -М.: Высшая школа, 2005. 863с. 8. Ким, В.А. Физические свойства материалов : учебное пособие для вузов / В.А. Ким. - Комсомольск-на-Амуре: Изд-во Комсомольского-на-Амуре гос.техн.ун-та, 2006. 155с. 9. Артикайн П.А. Металловедение. – М.: Металлургия, 1972. 256 с.
- Лахтин Ю.М. Основы металловедения. М., Металлургия, 1988. 320с.
- Артикайн П.А. Металловедение. – М.: Металлургия, 1972. 256 с.
- Колачев Б.А., Габидулин Р.М., Пигузов Ю.В. Технология термической обработки цветных металлов и сплавов - М.: Металлургия, 1980. 280с.
- Материаловедение и технология металлов : учебник для вузов / Г. П. Фетисов, М. Г. Карпман, В. М. Матюнин и др.; Под ред. Г.П.Фетисова. -3-е изд., испр. и доп. -М.: Высшая школа, 2005. 863с.
- Ким, В.А. Физические свойства материалов : учебное пособие для вузов / В.А. Ким. - Комсомольск-на-Амуре: Изд-во Комсомольского-на-Амуре гос.техн.ун-та, 2006. 155с.
