Основи металознавства і термічної обробки
Спеціальність: Комп'ютерно-інтегровані технології художнього та ювелірного литва
Код дисципліни: 6.136.03.E.050
Кількість кредитів: 7.00
Кафедра: Матеріалознавство та інженерія матеріалів
Лектор: Лемішка Ігор Анатолійович
Семестр: 8 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Здатність розв’язувати складні спеціалізовані задачі та практичні проблеми металургії у професійній діяльності або у процесі навчання, що передбачає застосування теоретичних положень та методів інженерії і характеризується комплексністю та невизначеністю умов.
фахових:
Критичне осмислення наукових фактів, концепцій, теорій, принципів і методів, необхідне для професійної діяльності в сфері металургії.
Здатність застосовувати і інтегрувати знання на основі розуміння інших інженерних спеціальностей.
Здатність застосовувати наукові і інженерні методи, а також комп’ютерне програмне забезпечення для вирішення типових та комплексних завдань ливарного виробництва, у тому числі в умовах невизначеності.
Усвідомлення контекстів, в яких можуть бути застосовані знання металургії (наприклад, управління процесами та обладнанням, менеджмент, розробка технології тощо).
Усвідомлення вимог до діяльності в сфері ливарного виробництва, зумовлених необхідністю забезпечення сталого розвитку.
Здатність вирішувати типові інженерні завдання ливарного виробництва, зокрема із застосуванням сучасних засобів комп’ютерного моделювання.
Усвідомлення характеристик специфічних матеріалів, обладнання, процесів та продуктів ливарного виробництва.
Здатність управляти комплексними діями або проектами у ливарному виробництві для забезпечення досягнення поставленої мети з урахуванням всіх аспектів вирішуваної проблеми, у тому числі пов’язаних із виробництвом, експлуатацією, технічним обслуговуванням та утилізацією.
Здатність раціонально обирати матеріали, типові технологічні процеси, устаткування та оснащення для виготовлення металопродукції, в тому числі з використанням сучасних CAD/CAM/CAE систем, з метою забезпечення заданих властивостей, необхідних показників якості, мінімальної собівартості та впливу на оточуюче середовище при високих техніко-економічних показниках виробництва.
Результати навчання: Знання і розуміння інженерних наук, які лежать в основі спеціалізації, на рівні, необхідному для досягнення інших результатів програми, у тому числі достатня обізнаність в їх останніх досягненнях.
Розуміння особливостей матеріалів, які застосовуються, обладнання та інструментів, інженерних технологій і процесів, а також їх обмежень у ливарному виробництві.
Вміння виявляти, формулювати і вирішувати типові та складні й непередбачувані інженерні завдання і проблеми ливарного виробництва, що включає збирання та інтерпретацію інформації (даних), вибір і використання відповідних обладнання, інструментів та методів, застосування інноваційних підходів та спеціалізованого програмного забезпечення.
Вміння обирати і використовувати системи управління і організації ливарного виробництва в сфері художнього та ювелірного литва.
Вміння застосовувати концепції бережливого виробництва та загальні принципи зниження виробничих витрат у металургії.
Здатність використання різноманітних методів, зокрема, металургії, ливарного виробництва та матеріалознавства, для спілкування на професійному та соціальному рівні.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Вища математика
Короткий зміст навчальної програми: Дисципліна характеризує фізичну природу явищ, що відбуваються в матеріалах при дії на них різних чинників; засадничі залежності між складом, будовою та властивостями сплавів; основні групи сучасних матеріалів; вплив на фазові та структурні перетворення в сплавах різноманітних чинників; теоретичні та практичні аспекти основних способів зміцнення металів; технологічні процеси й види термічної обробки, їх застосування в ливарному виробництві.
Дисципліна вчить здійснювати оптимальний вибір матеріалу, способу технологічної обробки для виготовлення деталей машин литтям, забезпечуючи малу матеріаломісткість, надійну та тривалу роботу виливків в умовах експлуатації; прогнозувати поведінку матеріалів та аналізувати причини виходу з ладу деталей машин при дії на них різноманітних експлуатаційних чинників.
Опис: Вступ. Мета й завдання дисципліни, її роль у підготовці бакалавра з ливарного виробництва. Розвиток матеріалознавства ливарних сплавів, як одного з основних чинників прогресу в галузі ливарного виробництва.
Класифікація інженерних матеріалів за типом міжатомної взаємодії в кристалах. Типи міжатомних зв'язків.
Кристалічна будова металів. Елементи кристалографії.
Типи та характеристики кристалічних ґраток металів. Алотропні перетворення. Анізотропія властивостей кристалів.
Дефекти кристалічної будови металів. Точкові дефекти. Лінійні дефекти – дислокації: типи, рух, взаємодія.
Поверхневі дефекти. Вплив дефектів на властивості металів.
Види деформації. Механізми пластичної деформації ковзанням й двійникуванням.
Вплив пластичної деформації на структуру й властивості полікристалів.
Види й механізми руйнування. Шляхи підвищення міцності металів.
Вплив температури на структуру й властивості пластично здеформованого металу. Віднова, полігонізація.
Первинна, збиральна і вторинна рекристалізації: механізми, кінетика. Зміна структури й властивостей. Текстури рекристалізації.
Взаємодія компонентів сплавів у твердому стані. Основні типи фаз.
Теоретичні основи фазових перетворень у сплавах. Термодинаміка фазових перетворень.
Гомогенне зародження фаз: утворення зародка критичного розміру, флуктуація енергії й концентрації, узгодженість міжфазних границь, принцип орієнтаційної та розмірної відповідності.
Гетерогенне зародження фаз та роль границь зерен, дислокацій, частинок вторинних фаз.
Кінетика кристалізації. Коміркова і дендритна структури кристалізації твердих розчинів. Кристалізація евтектичних сплавів. Методи керування структурою металевих виливків.
Модифікування. Види ліквації. Вирощування монокристалів. Умови аморфізації металів. Аморфні метали.
Кінетика фазових перетворень в твердому стані. Кінетичні криві фазового перетворення. Діаграми ізо- та анізотермічного перетворень.
Правило фаз. Основні типи діаграм фазових рівноваг подвійних сплавів. Залежність властивостей сплавів від хімічного складу.
Термічна обробка сплавів, її мета та класифікація. Гомогенізувальний відпал виливків: хімічна неоднорідність, дифузійні процеси, інтенсифікація та негативні наслідки відпалу.
Технологія, застосування й властивості ливарних сплавів після гомогенізувального відпалу.
Рекристалізувальний відпал. Технологія і застосування дорекристалізаційного пом’якшувального й зміцнювального відпалів, рекристалізаційного повного, неповного, текстурувального відпалів.
Відпружувальний відпал виливків. Внутрішні напруження та природа їх зменшення при відпалі. Режими відпружувального відпалу. Методи короткочасних термічних перенавантажень.
Термічна обробка сталей та чавунів. Фазові перетворення та вплив легування. Утворення аустеніту при нагріванні. Контроль розмірів аустенітного зерна.
Перлітне перетворення.
Мартенситне перетворення.
Бейнітне перетворення й перетворення при відпуску.
Види та режими термічної обробки сталей. Відпал з фазовою перекристалізацією. Режими та застосування повного, неповного, сфероїдизувального, ізотермічного, нормалізаційного відпалів сталі.
Відпал чавунів: графітизувальний, нормалізаційний. Відпал кольорових сплавів: гетерогенізувальний, пом’якшувальний, для поліпшення корозійної тривкості.
Технологія гартування сталей. Режими нагрівання й охолодження при гартуванні. Гартівні напруження.
Методи та критерії оцінювання: • Опитування та допуск до виконання лабораторних робіт;
• Захист лабораторних робіт;
• Тестування;
• Виконання лабораторних робіт за індивідуальними завданнями;
Критерії оцінювання результатів навчання: Захист практичних робіт
Виконання тестових завдань
Екзаменаційний контроль
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100-88 балів - атестований з оцінкою «відмінно» - Високий рівень: здобувач освіти демонструє поглиблене володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, системні знання, вміння і навички їх практичного застосування. Освоєні знання, вміння і навички забезпечують можливість самостійного формулювання цілей та організації навчальної діяльності, пошуку та знаходження рішень у нестандартних, нетипових навчальних і професійних ситуаціях. Здобувач освіти демонструє здатність робити узагальнення на основі критичного аналізу фактичного матеріалу, ідей, теорій і концепцій, формулювати на їх основі висновки. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку, самостійної науково-дослідної діяльності, що реалізується за підтримки та під керівництвом викладача. 87-71 балів - атестований з оцінкою «добре» - Достатній рівень: передбачає володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на підвищеному рівні, усвідомлене використання знань, умінь і навичок з метою розкриття суті питання. Володіння частково-структурованим комплексом знань забезпечує можливість їх застосування у знайомих ситуаціях освітнього та професійного характеру. Усвідомлюючи специфіку задач та навчальних ситуацій, здобувач освіти демонструє здатність здійснювати пошук та вибір їх розв’язання за поданим зразком, аргументувати застосування певного способу розв’язання задачі. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку. 70-50 балів - атестований з оцінкою «задовільно» - Задовільний рівень: окреслює володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на середньому рівні, часткове усвідомлення навчальних і професійних задач, завдань і ситуацій, знання про способи розв’язання типових задач і завдань. Здобувач освіти демонструє середній рівень умінь і навичок застосування знань на практиці, а розв’язання задач потребує допомоги, опори на зра
Рекомендована література: 1. Бялік О.М., Черненко В.С., Писаренко В.М., Москаленко Ю.Н. Металознавство. – К.: Політехніка, 2001. - 374 с.
2. Кузін О.А., Яцюк Р. Металознавство і термічна обробка. – Київ: Основа, 2005. - 360 с.
3. Мохорт А.В., Чумак М.Г. Термічна обробка металів: Навчальний посібник. – К : Либідь, 2002. – 512 с.
4. Богун Л. І., Плешаков Е. І., Швачко С. Г., Тепла Т.Л. Кольорові метали та сплави. Частина 1. Мідь та мідні сплави. Навчальний посібник // Під заг. ред. Дурягіної З.А. Львів: Видавництво Національного університету «Львівська політехніка», 2016. – 124 с.
5. В.Попович, А.Кондир, Е.Плешаков та ін. Технологія конструкційних матеріалів і матеріалознавство. Практикум. – Львів: Світ, 2009. – 552 с.
6. Плешаков Е. Контроль хімічного складу та якості термічної обробки. Методичні вказівки до лабораторної роботи. – Львів: ДУЛП, 1998. –12 с.
7. Плешаков Е.І., Швачко С.Г. Прогартовуваність сталей. Методичні вказівки до лабораторної роботи. – Львів: Видавництво Національного університету “Львівська політехніка”, 2007 – 12 с.
8. Плешаков Е.І., Швачко С.Г. Термічна обробка сталей. Методичні вказівки до лабораторної роботи. – Львів: Видавництво Львівської політехніки, 2011 – 20 с.
9. Плешаков Е.І., Швачко С.Г. Визначення розмірів дійсного та спадкового аустенітового зерна в сталі: Методичні вказівки до лабораторної роботи. – Львів: Видавництво Національного університету “Львівська політехніка”, 2013. – 12 с.
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою:
вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112
E-mail: nolimits@lpnu.ua
Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).