1.1. ПРЕДИСЛОВИЕ
Материаловедение – наука, изучающая связь между химическим составом, структурой и свойствами материалов и закономерности изменения этих свойств под влиянием внешних воздействий, реализуемых в процессе производства, упрочняющей обработки и эксплуатации изделий из этих материалов.
Материаловедение – прикладная наука, ее фундаментом являются разделы физики и химии, посвященные атомной структуре химических элементов, строению и свойствам реальных кристаллов, природе кристаллических фаз, закономерностям процессов кристаллизации и фазовых превращений в твердых телах.
Объектом изучения дисциплины «Материаловедение» являются главным образом конструкционные и инструментальные материалы. Обычно курс материаловедения делится на две части: «Металловедение и термическая обработка металлов» и «Неметаллические материалы». В данном УМК дана более подробная рубрикация, в основном это касается части, посвященной металлическим сплавам (см. «Структурную схему дисциплины» - стр. 31). Это наиболее распространенные промышленные материалы, они достаточно хорошо изучены и традиционно занимают большую часть курса «Материаловедение».
Хотя материаловедение изучается студентами большинства специальностей политехнических вузов на 2 курсе как общеинженерная дисциплина, она закладывает основы профессиональных знаний и умений, позволяющих решать производственные конструкторские и технологические задачи, связанные с оптимизацией выбора материалов и технологий изготовления и упрочнения изделий различного назначения.
Очевидно, что роль дисциплины «Материаловедение» в подготовке инженеров различных специальностей может заметно отличаться. Наибольшее значение она имеет для студентов машино - и приборостроительных (15104.65, 150202.65, 190205.65, 200101.65, 190601.65) и родственных им (140101.65, 140104.65, 140601.65, 140602.65, 220301.65, 280202.65) специальностей.
Однако любой выпускник технического вуза независимо от специальности должен иметь базовые представления о строении и свойствах основных промышленных материалов и методах целенаправленного изменения этих свойств.
Итак, на основании изложенного выше очевидно, что задачей изучения дисциплины «Материаловедение»является овладение знаниями:
- закономерностей, связывающих химический состав, структуру и свойства материалов;
- методов целенаправленного изменения их свойств;
- химического состава, свойств и областей применения основных промышленных материалов, а также способов и режимов их упрочнения.
Цель изучения дисциплины – материаловедческая подготовка инженера, способного производить оптимальный выбор материалов и технологий изготовления и упрочняющей обработки изделий различного назначения.
В результате освоения дисциплины студент должен:
Знать:
- закономерности и практические способы воздействия на механические свойства металлических сплавов путем изменения их химического состава и структуры;
- классификацию, маркировку, механические свойства, режимы упрочняющей термической обработки и области применения сталей - основных материалов промышленности;
- характерные особенности строения и свойств полимерных материалов.
Иметь представление о:
- методах определения механических свойств материалов;
- закономерностях процесса кристаллизации;
- принципах анализа диаграмм состояния двойных сплавов и практическом использовании диаграмм состояния;
- влиянии химического состава и структуры сплавов на их технологические свойства;
- влиянии пластической деформации и последующего нагрева на структуру и свойства металлов;
- химико-термической обработке и других методах поверхностного упрочнения металлических изделий;
- свойствах и областях применения сталей и сплавов с особыми свойствами и основных групп цветных сплавов;
- дефектах стальных изделий и путях их предотвращения;
- строении, свойствах и областях применения неметаллических материалов (пластмасс, стекла, керамики) и композитов на различной основе;
- основных направлениях рационального выбора материалов для изделий различного назначения.
Уметь:
- пользоваться оптическим микроскопом для изучения структуры материалов;
- производить закалку и отпуск сталей различных марок;
- измерять твердость для контроля результатов термической обработки;
- работать с учебной, а при необходимости – научной и справочной литературой по материаловедению;
- выбирать материалы, способы и режимы упрочняющей обработки для изделий различного назначения.
Место дисциплины в учебном процессе:
Для освоения курса «Материаловедение» кроме соответствующих разделов физики и химии (отмеченных в начале предисловия) желательно знание основ таких дисциплин» как «Сопротивление материалов», «Детали машин», «теория машин и механизмов»[1].
В свою очередь знания и умения, приобретенные при изучении курса материаловедения, будут использованы в процессе освоения последующих дисциплин – «Технология конструкционных материалов», «Прикладная механика» и других дисциплин, связанных с конструированием, технологией производства, эксплуатацией и ремонтом машин, приборов, оборудования различного назначения, а также в курсовых и дипломных работах.
1.2. Содержание дисциплины и виды учебной работы