Механико-технологический институт

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

ФГБОУ ВПО

«Государственный аграрный университет Северного Зауралья»

Механико-технологический институт

Институт дистанционного образования

Кафедра «Сельскохозяйственные и мелиоративные машины»

 

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ. ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Методические указания и задания для контрольных работ для студентов заочной формы обучения

 

 

для направления подготовки 110800 «Агроинженерия»

профиль 2 «Электрооборудование и электротехнологии»

 

 

 

Тюмень – 2015

УДК 620.1

М 34

Материаловедение. Технология конструкционных материалов: Методические указания по изучению дисциплины и задания для контрольных работ/ Государственный аграрный университет Северного Зауралья; Сост. Т.Г. Колмакова. Т., 2013.

 

Предназначены для студентов 2-3 курса заочной формы обучения для направления подготовки 110800 «Агроинженерия»профиль 2 «Электрооборудование и электротехнологии»

 

Утверждены методической комиссией МТИ

 

Рецензент:

СОДЕРЖАНИЕ

Содержание

Введение……………………………………………………………………………………………...4

1. Рабочая программа курса………………………………………………………………4-7

2. Требование к оформлению контрольной работы…………………………………….7-8

3. Выбор варианта…………………………………………………………………………8-9

4. Перечень вопросов к контрольной работе………………………..………………..10-25

5. Приложение…………………………………………………………………………..….26

6. Литература……………………………………………………………………………….27

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Приступая к изучению дисциплины, необходимо иметь учебную литературу и настоящие методические указания.

Рекомендуется освоение материала курса совмещать с практическим ознакомлением с производственными процессами, оборудованием на действующих предприятиях, что способствуют укреплению знаний.

Учебная дисциплина «Материаловедение и технология конструкционных материалов» посвящена изучению методов получения металлических и неметаллических материалов, применяемых в технике, объективных закономерностей зависимости их свойств от химического состава, структуры, способов обработки и условий эксплуатации, а также методов формирования из указанных материалов заготовок, деталей и изделий.

Учебная дисциплина «Материаловедение и технология конструкционных материалов» - одна из основных технических дисциплин при подготовке специалистов направления 110800 «Агроинженерия» профиль 2 «Электрооборудование и электротехнологии».

 

Рабочая программа курса

Цель дисциплины - вооружить выпускников знаниями природы и свойств материалов, способов их упрочнения, влияния технологических методов получения и обработки заготовок на качество деталей, а также умениями, позволяющими при конструировании обоснованно выбирать материалы, форму изделия и способ его изготовления с учетом требований технологичности.

Основные задачи дисциплины: изучение студентами физико-химических основ и технологических особенностей процессов получения и обработки материалов; понятие физической сущности явлений происходящих в материалах при воздействии на них различных факторов, в условиях производства и эксплуатации и влияющих на структуру и свойства материалов; умение установить зависимость между составом, строением и свойствами материалов; знание теории и практики различных способов упрочнения материалов; ознакомление с основными группами металлических и неметаллических материалов, их свойствами и областями применения; знание принципов устройства типового оборудования, инструментов и приспособлений; знание технико-­экономических и экологических характеристик технологических процессов и оборудования, а также областей их применения.

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование профессиональной компетенции (ПК):

- способностью обоснованно выбирать материал и назначать его обработку для получения свойств, обеспечивающих высокую надежность детали (ПК-4).

Требования к уровню освоения содержания дисциплины

В результате изучения дисциплины студент должен:

Знать:

1) Современные способы получения материалов и изделий из них с заданным уровнем эксплуатационных свойств.

2) Строение и свойства материалов; сущность явлений, происходящих в материалах в условиях эксплуатации изделий.

3) Методы формообразования и обработки заготовок для изготовления деталей заданной формы и качества, их технологические особенности.

4) Влияние условий технологической обработки и эксплуатации на структуру и свойства современных металлических и неметаллических материалов.

Уметь:

1) Оценивать и прогнозировать поведение материала и причин отказов деталей и инструментов под воздействием на них различных эксплуатационных факторов.

2) Обоснованно и правильно выбирать материал, назначать обработку в целях

получения структуры и свойств, обеспечивающих высокую надёжность изделий.

3) Выбирать рациональный способ получения заготовок, исходя из заданных эксплуатационных требований к детали.

4) Студент должен иметь представление о перспективах развития материаловедения и технологии получения и обработки материалов.

Владеть:

Методикой выбора конструкционных материалов для изготовления элементов машин и механизмов.

Таблица 1 - Объем дисциплины и виды учебной работы

Вид учебной работы	Всего часов (заочная)	Заочная форма обучения
семестр
Аудиторные занятия (всего)
В том числе:
Лекции
Лабораторные работы (ЛР)
Самостоятельная работа (всего)
В том числе:
Контрольная работа
Другие виды самостоятельной работы:
Самостоятельное изучение разделов и тем учебной дисциплины
Подготовка к экзамену		-
Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен)	Зачет, экзамен	зачет	экзамен
Общая трудоемкость час зач. ед.

 

Таблица 2 - Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов.

	№ семестра	Наименование раздела учебной дисциплины	Виды СРС	Всего часов
		Контрольная работа	Самостоятельное изучение разделов и тем учебной дисциплины	Подготовка к экзамену
		Металловедение			-
		Сплавы с особыми свойствами. Не металлические материалы.			-
ИТОГО часов в семестре:			-
	№ семестра	Наименование раздела учебной дисциплины	Виды СРС	Всего часов
Контрольная работа	Самостоятельное изучение разделов и тем учебной дисциплины	Подготовка к экзамену
		Формообразование.
		Производство неразъемных соединений
		Обработка металлов резанием
ИТОГО часов в семестре:
ВСЕГО

2 Требования к оформлению контрольной работы

Контрольная работа выполняется на сброшюрованных листах формата А4, строго по вариантусвоего шифра. Работа выполняется на компьютере: шрифт Times New Roman 14, междустрочный интервал 1,5. Все страницы должны иметь поля 20*15*15*15 мм. Пример оформления титульного листа приведен в приложении. Текст вопроса переписывается полностью под тем же номером. Ответ на вопрос помещается под текстом вопроса. После ответа на вопрос пишется следующий, дается ответ и т. д. (последовательность ответов на вопросы задания можно не соблюдать). Все ответы должны быть краткими, но вместе с тем достаточно полными, конкретными и точными по содержанию. Рисунки выполняются крупно (лучше на отдельной странице), с помощью чертежных инструментов, с указанием всех размеров, числовых данных и осей координат без применения копировальных устройств (калькирования, использование сканера, ксерокса и др.). Углы должны вычерчиваться точно с использованием транспортира. Все необходимые расчеты должны проводиться с точностью до 0,01 в системе СИ. В формулах в качестве символов следует применять обозначения, установленные соответствующими государственными стандартами. Пояснения символов и числовых коэффициентов, входящих в формулу, если они не пояснены ранее в тексте, должны быть приведены непосредственно под формулой. Пояснения каждого символа следует давать с новой строки в той последовательности, в которой символы приведены в формуле. Первая строка пояснения должна начинаться со слова "где" без двоеточия после него. Дробные числа необходимо приводить в виде десятичных дробей, за исключением размеров в дюймах, которые следует записывать 1/4"; 1/2". Таблицы оформляются в соответствии с ГОСТ 2.105-95 "Единая система конструкторской документации. Общие требования к текстовым документам". Исправления работы после проверки преподавателем записываются в конце на чистых листах (а не в тексте решения). Пометки преподавателя не убираются. Следует иметь в виду, что преподаватель при проверке работы отмечает, как правило, лишь место появления ошибки и ее характер. Разобравшись по учебнику и настоящему пособию с теоретическим материалом, слушатель должен исправить допущенную ошибку, а затем внести исправления во все расчеты, оказавшиеся ошибочными, начиная с места появления ошибки и до конца решения задачи. К работе, предоставляемой на повторную проверку, в обязательном порядке должен прилагаться ее первоначальный (незачтенный) вариант.

Объём контрольной работы 7-10 листов формата А4. Самостоятельное качественное выполнение данной контрольной работы играет важнейшую роль в освоении дисциплины «Материаловедение и технология материалов», являющейся основой общетехнической и общепрофессиональной подготовки инженера.

 

3 Выбор варианта

Номера вопросов, на которые необходимо дать ответы, выбираются из таблицы 3 по двум последним цифрам номера зачетной книжки. Текст вопроса находят но номеру в перечне вопросов контрольных работ.

Таблица 3 - Варианты заданий для контрольной работы 4 семестр

	Последняя цифра шифра
Препоследняя цифра шифра		1, 101, 32, 122, 53	2, 102, 33, 123, 54	3, 103, 34, 124, 55	4, 104, 35, 125, 56	5, 105, 36, 126, 57	6, 106, 37, 127, 58	7, 107, 38, 128, 59	8, 108, 38, 129, 60	9, 109, 39, 130, 61	10,110, 40, 131, 62
	11, 111, 41, 132, 63	12, 112, 42, 133, 64	13, 113, 43, 134, 65	14, 114, 44, 135, 66	15, 115, 45, 136, 67	16, 116, 46, 137, 68	17, 117, 47, 138, 69	18, 118, 48, 139, 70	19, 119, 49, 140, 71	20, 120, 50, 141, 72
	21, 121, 51, 142, 73	22, 122, 52, 143, 74	23, 123, 53, 144, 75	24, 124, 54, 145, 76	25, 125, 55, 146, 77	26, 126, 56, 147, 78	27, 127, 57, 148, 79	28, 128, 58, 149, 80	29, 129, 60, 150, 81	30, 130, 61, 151, 82
	31, 131, 62, 152, 83	32, 132, 63, 153, 84	33, 133, 64, 154, 85	34, 134, 65, 1, 86	35, 135,66, 2, 87	36, 136, 67, 3, 88	37, 137, 68, 4, 89	38, 138, 69, 5, 90	39, 139, 70, 6, 91	40, 140, 71, 7, 92
	41, 141, 72, 8, 93	42, 142, 73, 9, 94	43, 143, 74, 10, 95	44, 144, 75, 11, 96	45, 145, 76, 12, 97	46, 146, 77, 13, 97	47, 147, 78, 14, 98	48, 148, 79, 15, 99	49, 149, 80, 10, 100	50, 150, 81, 11, 101
	51, 151,82, 12, 102	52, 152, 83, 13, 103	53, 153, 84, 14, 104	54, 154, 85, 15, 105	55, 1,86, 16, 106	56, 2, 87, 17, 107	57, 3, 88, 18, 108	58, 4, 89, 19, 109	59, 5, 90, 20, 110	60, 6, 91, 21, 111
	61, 7, 92, 22, 112	62, 8,93, 23, 113	63, 9, 94, 24, 114	64, 10, 95, 25, 115	65, 11, 96, 26, 116	66, 12, 97, 27, 117	67, 13, 98, 28, 118	68, 14, 99, 29, 119	69, 15, 100, 30, 120	70, 1, 101, 31, 121
	71, 2, 102, 32, 121	72, 3, 103, 33, 123	73, 4, 104, 34, 124	74, 5, 105, 35, 125	75, 6, 106, 36, 126	76, 7, 107, 37, 127	77, 8, 108, 38, 128	78, 9, 109, 39, 129	79, 10, 110, 40, 130	80, 11, 111, 41, 131
	81, 12, 122, 52, 142	82, 13,123, 53, 143	83, 14, 124, 54, 144	84, 15, 125, 55, 145	85, 16, 126, 56, 146	86, 17, 127, 57, 147	87, 18, 128, 58, 148	88, 19, 129, 59, 149	89, 20, 130, 60, 150	90, 21, 131, 61, 151
	91, 22, 112, 42, 132	92, 23, 113, 43, 133	93, 24, 114, 44, 134	94, 25, 115, 45, 135	95, 26, 116, 46, 136	96, 27, 117, 47, 137	97, 28, 118, 48, 138	98, 29, 119, 49, 139	99, 30, 120, 50, 140	100, 31, 121, 51, 141

Таблица 4 - Варианты заданий для контрольной работы 5 семестр

	Последняя цифра шифра
Препоследняя цифра шифра		1, 11, 32, 22, 53	2, 12, 33, 23, 54	3, 13, 34, 24, 55	4, 14, 35, 15, 56	5, 15, 36, 26, 57	6, 16, 37, 27, 58	7, 17, 38, 28, 59	8, 18, 38, 29, 60	9, 19, 39, 30, 61	10,20, 40, 31, 62
	11, 21, 41, 32, 63	12, 22, 42, 33, 64	13, 23, 43, 34, 65	14, 24, 44, 35, 66	15, 25, 45, 36, 67	16, 26, 46, 37, 68	17, 27, 47, 38, 69	18, 28, 48, 39, 70	19, 29, 49, 40, 71	20, 30, 50, 41, 72
	21, 31, 51, 42, 73	22, 32, 52, 43, 74	23, 33, 53, 44, 75	24, 34, 54, 45, 76	25, 35, 55, 46, 77	26, 36, 56, 47, 78	27, 37, 57, 48, 79	28, 38, 58, 49, 80	29, 39, 60, 50, 81	30,40, 61, 51, 82
	31, 41, 62, 52, 83	32, 42, 63, 53, 84	33, 43, 64, 54, 85	34, 44, 65, 55, 86	35, 45,66, 56, 87	36, 46, 67, 57, 88	37, 47, 68, 58, 89	38, 48, 69, 59, 90	39, 49, 70, 60, 1	40, 50, 71, 61, 2
	41, 61, 72, 62, 3	42, 62, 73, 63, 4	43, 63, 74, 64, 5	44, 64, 75, 65, 6	45, 65, 76, 66, 7	46, 66, 77, 67, 7	47, 67, 78, 68, 8	48, 68, 79, 69, 9	49, 69, 80, 10, 20	50, 60, 81, 11, 21
	51, 71,82, 12, 22	52, 72, 83, 13, 23	53, 73, 84, 14, 24	54, 74, 85, 15, 25	55, 75,86, 16, 26	56, 76, 87, 17, 27	57, 77, 88, 18, 28	58, 78, 89, 19, 29	59, 79, 90, 20, 30	60, 80, 1, 21, 31
	61, 81, 2, 22, 32	62, 82,93, 23, 33	63, 83, 34, 24, 14	64, 84, 35, 25, 15	65, 85, 36, 26, 16	66, 86, 37, 27, 17	67, 87, 38, 28, 18	68, 88, 39, 29, 19	69, 89, 40, 30, 20	70, 1, 50, 31, 21
	71, 2, 52, 32, 121	72, 3, 53, 33, 123	73, 4, 54, 34, 24	74, 5, 55, 35, 25	75, 6, 56, 36, 26	76, 7, 57, 37, 27	77, 8, 58, 38, 28	78, 9, 59, 39, 29	79, 10, 50, 40, 30	80, 11, 51, 41, 31
	81, 12, 22, 52, 42	82, 13,23, 53, 43	83, 14, 24, 54, 44	84, 15, 25, 55, 45	85, 16, 26, 56, 46	86, 17, 27, 57, 47	87, 18, 28, 58, 48	88, 19, 29, 59, 49	89, 20, 30, 60, 150	90, 21, 31, 61, 51
	1, 22, 12, 42, 32	2, 23, 13, 43, 33	3, 24, 14, 44, 34	4, 25, 15, 45, 35	5, 26, 16, 46, 136	6, 27, 17, 47, 37	7, 28, 18, 48, 38	8, 29, 19, 49, 39	9, 30, 20, 50, 40	10, 31, 21, 51, 41

СЕМЕСТР 4

Неметаллические материалы

113 Какие материалы относятся к неметаллическим, их преимущества по сравнению с металлами и сплавами. Область их применения.

114 Как влияет форма макромолекул полимеров на их физико-химические свойства? Виды химической связи.

115 Классификация полимерных материалов: по происхождению, отношению к нагреву, полярности.

116 Какие полимеры называются термопластичными, термореактивными. Приведите примеры применения конкретных полимеров.

117 Температурная зависимость прочностных характеристик термопластичных и термореактивных полимеров.

118 Классификация полимеров. Область применения.

119 В чем сущность старения полимеров. Какими методами можно «держать процессы старения?

120 Приведите классификацию пластмасс. Приведите примеры использования пластмасс в электротехнике.

121 Назовите основные термореактивные пластмассы. Опишите особенности их свойств. Приведите примеры применения в электротехнике.

122 Назовите основные термопластичные пластмассы, их состав, разновидности, свойства и примеры применения в электротехнике.

123 Назовите свойства органического стекла и способы улучшения этих свойств.

124 Газонаполненные пластмассы. Их получение, разновидности, свойства и применение в технике.

125 Опишите кратко композиционные материалы на основе алюминия, упрочненные частицами оксида алюминия (САП). Область применения.

126 Опишите кратко композиционные материалы с никелевой матрицей, упрочненной частицами диоксидов тория или гафния. Область применения.

127 Армирующие материалы в композиционных материалах, их свойства.

128 Волокнистые композиционные материалы с алюминиевой матрицей. Получение, свойства и применение.

129 Волокнистые композиционные материалы с никелевой матрицей.
Получение, свойства и применение.

130 Эвтектические композиционные материалы на алюминиевой основе. Получение, свойства и применение.

131 Эвтектические композиционные материалы на никелевой основе. Получение, свойства и применение.

132 Стеклопластики. Их получение, состав, свойства и применение. Как влияет вид наполнителя и связующего вещества на физико-механические свойства стеклопластиков?

133 Классификация композиционных материалов с неметаллической матрицей по виду используемого наполнителя и матрицы.

134 Способы укладки наполнителя.Свойствах композиционных материалов.

135 Карбоволокниты. Их получение, свойства и применение.

136 Бороволокниты. Получение, свойства и применение.

137 Органоволокниты. Их получение, свойства и применение.

138 Резина. Состав и назначение отдельных компонентов.

139 Приведите классификацию резины.

140 В чем сущность процесса вулканизации; как изменяются свойства резины после вулканизации?

141 Назовите основные синтетические каучуки, их состав и область применения резин на их основе.

142 Назовите основные физико-механические свойства различных резиновых материалов и их применение.

143 В чем сущность старения резины. Какими способами защищают резину и новые детали из резины от старения? Укажите эксплуатационную стойкость резины.

144 Как изменяются свойства резины под действием озона, температуры, радиации и вакуума?

145 Дайте характеристику электротехнических резин, их назначение, примеры применения.

146 Опишите электрические свойства керамики, приведите примеры применения.

147 Опишите электрофизические свойства конденсаторной керамики. На какие группы она подразделяется. Приведите примеры применения.

148 Опишите керамические материалы: фарфор, стеклокерамику. Приведите примеры применения.

149 Опишите ситаллы (стеклокристаллические материалы), их применение и получение, состав.

150 Опишите керамику на основе чистых оксидов. Дайте сравнительную оценку их свойств.

151 Какие вы знаете виды бескислородной керамики? Назовите их разновидность, свойства и применение.

152Назовите особенности строения графита, его важнейшие свойства и применение.

153 Приведите классификацию клеев, их назначение и применение.

154 Опишите клеи на основе кремнийорганических соединений и на основе эпоксидных смол, их применение.

 

СЕМЕСТР 5

Теория и практика формообразования заготовок и деталей

1 История развития науки о материалах. Роль отечественных ученых и производственников в развитии материаловедения.

2 Какие физико-химические процессы происходят в доменной печи при производстве чугуна? Представьте схематически профиль доменной печи, укажите основные ее части.

3 Охарактеризуйте продукты доменного производства и их применение в народном хозяйстве.

4 В чем заключается сущность производства стали из чугуна? Какие существуют разновидности процессов получения стали? Дайтеих сравнительную характеристику.

5 Изобразите схему устройства кислородного конвертора. Поясните физико-химические процессы, протекающие в конверторе. Укажите перспективы развитая этого способа получения стали.

6 Изобразите схему мартеновской печи. Поясните физико-химические процессы, протекающие в основных мартеновских печах.

7 Опишите схему плавки стали в основной дуговой электропечи из углеродистых отходов. Приведите схему печи и укажите перспективы развития этого способа производства стали.

8 Опишите технологическую схему выплавки стали в индукционной тигельной печи. Преимущества и недостатки по сравнению с дуговыми.

9 Повышение качества стали обработкой расплава синтетическим шлаком.

10 Повышение, качества стали электрошлаковым переплавом. Ответ поясните схемой.

11 Повышение качества стали вакуумнодуговым переплавом. Ответ поясните схемой.

12 Какие способы разливки стали, после ее выплавки, нашли широкое распространение в металлургии?

13 Как происходит кристаллизация металла в изложнице? Поясните строение слитка спокойной стали.

14 Опишите схему пирометаллургического способа производства рафинированной меди.

15 Опишите схему технологического процесса производства рафинированного алюминия.

16 Приведите схему литейного производства. Поясните значение литейного производства в автотракторном и сельскохозяйственном машиностроении. В чем состоит экономичность этого процесса?

17 Приведите характеристику элементов модельного комплекта, предназначенного для ручного изготовления формы из песчано-глинистых смесей.

18 Опишите последовательность операций изготовления литейной формы в парных опоках по разъемной модели из песчано-глинистых формовочных смесей. Преимущества и недостатки этого способа, область применения.

19 Опишите последовательность операций изготовления оболочковой литейной формы. Преимущества и недостатки этого способа, область применения.

20 Опишите последовательность операций изготовления литейной формы по выплавляемой модели.

21 Изобразите и поясните схему получения отливок на центробежных машинах с горизонтальной осью вращения. Приведите примеры применения.

22 Опишите сущность продольной прокатки стали, приведите
сортамент проката, примеры его применения при изготовлении деталей.

23 Опишите основные операции свободной ковки. Укажите исходную заготовку, оборудование, инструмент и область применения. Ответ поясните схемами.

24 Опишите разновидности горячей объемной штамповки,
применяемые при этом оборудование и инструмент. Ответ поясните и схемами.

25 Опишите основные операции листовой штамповки. Укажите исходную заготовку, оборудование, инструмент и область применения

26 Опишите сущность и разновидности технологии прессования металлов, получаемые профили, используемое оборудование, инструмент и область применения. Ответ поясните схемами.

27 Опишите сущность технологии волочения прутков, исходный материал, оборудование, инструмент и область применения. Ответ поясните схемой.

 

Приложение

Пример оформления титульного листа

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации ФГБОУ ВПО «Государственный аграрный университет Северного Зауралья» Механико-технологический институт Институт дистанционного обучения Кафедра «Техническин системы в АПК»     Контрольная работа по дисциплине «Материаловедение. Технология конструкционных материалов»   Выполнил: группы БТСА-21з.с шифр Иванов П.П. Принял: ст. преподаватель Колмакова Т.Г.   Тюмень – 2015

Литература

Основная литература:

 

1 Оськин В.А. Материаловедение. Технология конструкционных материалов. / В.А. Оськин, В.В. Евсиков – М.:КолосС, 2008. – 447 с.

 

Дополнительная литература:

 

2 Горбунов Б. И. Обработка металла резанием, металлорежущий инструмент и станки./Б.И. Горбунов - М.: Машиностроение, 1980. -290 с.

3 Гуляев А.Л. Металловедение / А.Л. Гуляев – М.: Металлургия, 1986

4 Дальский А. М. и др. Технология конструкционных материалов./ А.М. Дальский -М.: Машиностроение.1981

5 Кондратьев Е. Т. Технология конструкционных материалов и материаловедение / Е.Т. Кондратьев -М.: Колос.1992(УМО).

6 Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение. / Ю.М. Лахтин, В.П. Леонтьева - М.: Машиностроение, 1990. -528 с.

7 Марочник сталей и сплавов / под ред. А. С. Зубченко - М.: Машиностроение, 2001. - 784 с.

8 Некрасов С.С. Обработка металлов резанием / С.С. Некрасов – М.: Колос, 1997

9 Рогачев Л.В. Материаловедение / Л.В. Рогачев -М.: Колос-Пресс,2002

 

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ. ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

 

Составил: Колмакова Т.Г.

 

 

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

ФГБОУ ВПО

«Государственный аграрный университет Северного Зауралья»

Механико-технологический институт

Институт дистанционного образования