 |
Расширенная программа курса
|
|
|
|
Методические указания
Для выполнения контрольных работ по курсу
«Физика металлов»
для специальности 151001 (120100)
«Технология машиностроения»
(заочная форма обучения).
Факультет АТС
Кафедра ОТ и М
Уфа – 2005
Введение
Курс «Физика металлов», в которой изучаются закономерности определяющие строение и свойства металлов, в зависимости от их состава и условий обработки, а также методы переработки материалов в изделия, является одной из основных дисциплин, определяющих подготовку инженера.
Современные технические устройства часто состоят из большого количества деталей, к которым предъявляются разнообразные требования. Так, к примеру, детали должны обладать высокой механической прочностью, иметь заданный уровень электропроводности, обладать коррозионной стойкостью и так далее. Наконец изделие в целом, а, следовательно, и отдельные детали должны быть дешевыми. Поэтому правильный выбор материала и технологии получения из него детали является серьезной задачей.
В методических указаниях подробно рассмотрены те вопросы, которые вызывают наибольшие затруднения при самостоятельном изучении дисциплины.
Учебный материал следует изучать в последовательности указанной в программе. Перед изучением каждой темы внимательно прочтите методические указания. Изучая дисциплину, обязательно ведите конспект, в котором кратко записывайте основное содержание темы, оставляя поля для возможных дополнений и комментариев.
В программе изучения курса предусмотрена контрольная работа, которая выполняется в отдельной тетради. Каждый студент получает свой вариант контрольной работы. Работа, выполненная не по своему варианту, не проверяется и возвращается студенту. Вопросы контрольной работы необходимо переписывать полностью. Ответ должен быть полным по существу и кратким по форме. На каждой странице необходимо оставлять поля 40 мм для замечаний преподавателя. Текстовую часть контрольной работы следует дополнять графиками, рисунками, диаграммами и т.п. В текстовой и графической части должна соблюдаться единая терминология и обозначения в полном соответствии с действующими стандартами и системами СИ, ЕСТД и ЕСКД. На обложке тетради указываются название предмета, вариант контрольного задания, номер группы и фамилия имя отчество студента. Получив прорецензированную контрольную работу, студент должен исправить и объяснить все ошибки. Замечания преподавателя стирать нельзя.
|
|
|
При составлении методических указаний были приняты во внимание требования Государственного образовательного стандарта и использован опыт организации заочного обучения других ВУЗов.
Программа курса
Программа составлена на основе государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по подготовке дипломированного специалиста.
Дисциплина "Физика металлов" является дисциплиной национально регионального компонента в цикле общих математических и естественнонаучных дисциплин. В стандарте отражены основные ее положения: Основы дисциплины; типы твердых тел, их свойства; атомно-кристаллическое строение, фазово-структурный состав сплавов; типовые диаграммы состояния; деформация, термическая обработка, наклеп, рекристаллизация; металлические материалы; теплопроводность металлов; радиационная стойкость материалов; проводниковые и сверхпроводниковые материалы.
Цель дисциплины
Целью дисциплины " Физика металлов " является обеспечение профессиональной подготовки инженеров в области технологических и эксплуатационных свойствах металлических материалов.
|
|
|
Основные задачи дисциплины
Основными задачами дисциплины являются::
-1. Дать знания о строении, физических, механических, электрических, магнитных, технологических и эксплуатационных свойствах металлов и сплавов;
- о способах направленного изменения строения и свойств металлических материалов;
- о поведении металлических материалов в различных условиях внешних воздействий.
2. Научить:
- выбирать способы создания необходимой структуры металлов и сплавов с целью обеспечения оптимальных свойств;
- правильно использовать металлические материалы в зависимости от условий эксплуатации.
В результате изучения данной дисциплины инженеры должны:
иметь представление:
-о физической природе формирования структуры и свойств металлических материалов; закономерностях их изменения при внешних физико-химических воздействиях;
-об основных механических и эксплуатационных свойствах и характеристиках электротехнических материалов, применяемых в аппарато- и приборостроении.
знать и уметь использовать:
методы выбора металлических материалов,
назначения их обработки с целью получения структуры и свойств, обеспечивающих работоспособность машин и агрегатов
должен приобрести навыки:
выбора металлов и сплавов, их обработки с целью получения структуры и свойств.
Курс базируется на знаниях полученных при изучении физики и химии, в свою очередь, данная дисциплина является базовой для изучения других дисциплин технологического цикла.
Расширенная программа курса
Введение. Содержание дисциплины, ее роль в подготовке инженеров. Роль металлических материалов в обеспечении работоспособности и надежности аппаратов и систем.
Внутреннее строение и свойства материалов.
Межатомное взаимодействие, влияние энергии межатомного взаимодействия на свойства материалов. Типы химических связей между атомами. Влияние типа связи на свойства материалов.
Строение кристаллических и аморфных тел. Ближний и дальний порядок в расположении атомов. Понятие об элементарной кристаллической ячейке. Параметры ячейки. Основные типы кристаллических решеток металлов. Анизотропия кристаллов. Полиморфизм. Индексы кристаллических плоскостей и направлений.
|
|
|
Дефекты строения реальных кристаллов. Точечные дефекты. Линейные дефекты. Поверхностные дефекты. Влияние дефектов на свойства кристаллов.
Строение металлических сплавов. Понятие о сплавах, системе, компонентах и фазах. Твердые растворы, механические смеси, химические соединения.
Металлические материалы.
Кристаллизация. Физическая природа кристаллизации металлов. Механизм и кинетика кристаллизации: зарождение и рост кристаллов. Факторы, влияющие на процесс кристаллизации. Форма и размеры кристаллов. Строение слитков металлов.
Диаграммы состояния сплавов. Диаграммы состояния системы с неограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии. Диаграммы состояния сплавов с ограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии и эвтектикой. Диаграммы состояния сплавов с нерастворимостью компонентов в твердом состоянии и эвтектикой. Диаграммы состояния сплавов с образованием устойчивого химического соединения. Связь между структурой и свойствами сплавов.
Термическая обработка металлических материалов. Виды термообработки и их назначение, выбор режимов термообработки.
Электрические свойства проводников. Влияние структуры материала на удельное электросопротивление. Температурный коэффициент удельного электросопротивления. Контактная разница потенциалов и ее практическое использование. Материалы высокой электропроводности, физические и экономические критерии выбора материалов высокой электропроводности. Металлические материалы высокого удельного сопротивления, критерии выбора материалов для изготовления реостатов, прецизионных резисторов и нагревательных элементов. Выбор материалов для скользящих, разрывных зажимных и цельнометаллических контактов.
Магнитные материалы
Основные магнитные свойства и физика их проявления. Природа диа- и парамагнетизма. Необходимые условия существования ферромагнетизма. Спонтанная намагниченность и доменная структура ферромагнетиков. Кривая намагничивания и петля гистерезиса. Влияние констант магнитной и кристаллографической анизотропии на магнитные свойства материалов. Магнитные потери. Динамическая, амплитудная и комплексная магнитные проницаемости. Влияние температуры, деформации и фазового состава на магнитные свойства ферромагнетиков.
|
|
|
Магнитомягкие материалы. Основные характеристики магнитомягких материалов и методы их улучшения. Основные группы магнитомягких материалов: электротехнические стали, пермаллои, альсифер, сендаст, магнитомягкие ферриты. Влияние состава материала на магнитную проницаемость, магнитные потери и индукцию насыщения. Термическая обработка магнитомягких материалов. Критерии выбора магнитомягких материалов.
Магнитотвердые материалы. Требования, предъявляемые к магнитотвердым материалам. Основные характеристики магнитотвердых материалов. Кривая размагничивания и запасенная магнитная энергия. Основные виды магнитотвердых материалов: мартенситостареющие стали, дисперсионностареющие сплавы, магнитотвердые ферриты, сплавы со сверхвысокой запасенной магнитной энергией.
|
|
|
