Область применения: Целями освоения дисциплины является формирование у обучающихся определенного состава компетенций (результатов освоения) для подготовки к профессиональной деятельности.

Назначение: Изучение природы различных материалов.

Профиль: Электроэнергетика.

Состав:

Раздел 1. Классификация конструкционных материалов. 

Классификация конструкционных материалов по назначению и строению. Атомно-кристаллическое строение металлов. Полиморфизм металлов. Строение реальных кристаллов. Дефекты кристаллического строения. Влияние дефектов на физико-механические свойства. Кристаллизация металлов. Влияние условий кристаллизации на механические свойства. 

Раздел 2. Оценка свойств конструкционных материалов

Напряжения и деформация. Упругая деформация. Пластическая деформация поликристаллов. Влияние пластической деформации на структуру.  Влияние нагрева на структуру и свойства деформированного металла. Холодная и горячая деформация. Стандартные механические свойства, определяемые при статическом растяжении, твердость, ударная вязкость. Механизмы упрочнения. 

Раздел 3. Строение металлических сплавов 

Понятие фазы и компонента. Виды взаимодействия компонентов сплава. Понятия твердый раствор, химические соединение, механическая смесь. Оценка главных различий в строении и свойствах твердых растворов и химических соединений. Микроструктура образующихся в сплаве фаз и механических смесей. Принцип построения диаграммы состояния сплава.

Раздел 4. Типы диаграмм состояния двухкомпонентных систем. 
Анализ основных типов диаграмм. Диаграмма состояния сплавов с полной нерастворимостью компонентов в твердом состоянии. Диаграмма состояния сплавов с полной и ограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии. Диаграмма состояния сплавов с устойчивым химическим соединением. Связь между свойствами сплавов и типом диаграммы состояния. 

Раздел 5. Диаграмма состояния Fe-Fe3C 
Компоненты и фазы в сплавах железа с углеродом. Диаграмма состояния железо-цементит. Особенности кристаллического строения твердых растворов: феррит, аустенит, химического соединения цементит. Механические смеси в сталях и чугуне: перлит, ледебурит. Фазовые превращения в сплавах системы Fe-Fe3C.

Раздел 6. Классификация и применение сталей и чугунов
Определение стали. Классификация сталей по химическому составу, структуре в равновесном состоянии, качеству, назначению. Определение чугунов. Виды чугунов. Классификация и строение белых чугунов. Способы получения и строение чугунов с графитными включениями. Маркировка и применение серых, ковких и высокопрочных чугунов. 

Раздел 7. Цветные сплавы
Строение и свойства сплавов на основе алюминия, меди и титана. Типы диаграмм цветных сплавов и особенности их анализа. Фазовые превращения в сплавах. Классификация на деформируемые и литейные сплавы. Маркировка, свойства и применение оловянных бронз, силумина и дуралюмина. 

Раздел 8. Неметаллические материалы 
Понятие пластические массы. Строение полимеров. Взаимосвязь между строением и свойствами пластмасс. Старение. Классификация пластмасс. Примеры пластмасс. Керамические материалы: химический состав, особенности строения. Свойства, методы снижения хрупкости керамических материалов. Классификация, примеры. 

Раздел 9. Композиционные материалы 

Строение и свойства композиционных материалов. Удельная прочность. Типы строения композиционных материалов: порошковые, волокнистые, слоистые. Понятия матрица и наполнитель. Возможные сочетания материалов в композитах. Оценка свойств композитов в зависимости от состава и строения. Методы получения композитов. Место композитов в современном производстве.

Раздел 10. Металлургическое производство  Принципы получения металлов из руд. Структура металлургического производства. Производство чугуна и стали: исходные материалы, основные физикохимические процессы. Аппараты металлургического производства. Особенности разных способов получения чугуна и стали. Разливка чугуна и стали. Способы повышения качества стали. 

Раздел 11. Обработка металлов давлением Классификация видов обработки металлов давлением. Холодные и горячие способы обработки металлов давлением. Получение профиля – прокатка, прессование, волочение. Получение поковок – ковка, горячая объемная штамповка.  Холодная листовая штамповка. Сущность и особенность процессов, инструмент и оборудование. Сравнительный анализ себестоимости и качества заготовок, полученных разными способами. 

Раздел 12. Литейное производство Задачи литейного производства. Физические основы производства отливок. Литейные свойства сплавов. Классификация способов литья. Изготовление отливок в песчаных формах. Литье в оболочковые формы. Литье в кокиль. Литье под давлением. Центробежное литье. Дефекты отливок. Сравнительный анализ себестоимости и качества отливок, полученных разными способами. Названия лабораторных работ: 1. Технология изготовления разовой литейной формы в двух опоках. 2. Специальные виды литья Раздел 13. Создание неразъемных соединений Физические основы получения сварного соединения. Классификация способов сварки. Электродуговая сварка. Электрическая контактная сварка. Сварка концентрированными потоками энергии. Дефекты сварных соединений, методы контроля. Пайка металлов. Сущность, технологические возможности, области применения.  

Раздел 14. Обработка металлов резанием Физические основы процесса резания. Схемы обработки резанием. Современные инструментальные материалы. Точность изготовления деталей и качество обработанной поверхности. Классификация металлорежущих станков токарной группы, фрезерных, сверлильных, строгальных, шлифовальных и др. Методы отделочной обработки электрофизические, электрохимические и пластическим деформированием. 

Раздел 15. Термическая обработка металлических сплавов Понятие термической обработки. Классификация на упрочняющую и разупрочняющую термическую обработку. Превращения при нагреве и охлаждении углеродистой стали. Кривая изотермического превращения стали 80. Отжиг, закалка и отпуск стали: формирующаяся структура и свойства. Особенности термообработки легированных сталей Термическая обработка дуралюмина. 

Раздел 16. Рациональный выбор материала и способа изготовления детали Принципы выбора конструкционного материала и способа изготовления детали с учетом требуемых эксплуатационных свойств и экономической целесообразности. Анализ предлагаемых примеров.