Рабочая тетрадь по учебной дисциплине «материаловедение»

Пособие используется для самостоятельной работы на уроке.

Вы уже знаете о суперспособностях современного учителя?

Тратить минимум сил на подготовку и проведение уроков.

Быстро и объективно проверять знания учащихся.

Сделать изучение нового материала максимально понятным.

Избавить себя от подбора заданий и их проверки после уроков.

Наладить дисциплину на своих уроках.

Получить возможность работать творчески.

=> ПОЛУЧИТЬ СУПЕРСПОСОБНОСТИ УЧИТЕЛЯ <=

Просмотр содержимого документа
«Рабочая тетрадь по учебной дисциплине «материаловедение»»

РАБОЧАЯ ТЕТРАДЬ

ДЛЯ ВНЕАУДИТОРНОЙ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ

ПО УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ «МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ»

ДЛЯ ТЕХНИЧЕСКИХ СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ

СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Содержание

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Раздел 1. Физико-механические закономерности формирования структуры материалов

Раздел 2. Материалы, применяемые в машино- и приборостроении

Раздел 3. Материалы с особыми физическими свойствами

Раздел 4. Инструментальные материалы

Раздел 5. Порошковые и композиционные материалы

Список использованных источников

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Дисциплина «Материаловедение» содержит основные сведения о строении физико-механических закономерностях формирования структуры материалов; материалах применяемых в машино- и приборостроении; материалах с особыми физическими свойствами; инструментальных, порошковых и композиционных материалах.

Самостоятельная работа студентов при изучении дисциплины «Материаловедение» проводится с целью:

- систематизации и закрепления полученных теоретических знаний и практических умений студентов;

- углубления и расширения теоретических знаний;

- формирования умений использовать нормативную, справочную документацию и специальную литературу;

- развития познавательных способностей и активности студентов: творческой инициативы, самостоятельности, ответственности и организованности;

- формирования самостоятельности мышления, способностей к саморазвитию, самосовершенствованию и самореализации;

- развития исследовательских умений.

Критериями оценок результатов внеаудиторной самостоятельной работы студента является уровень освоения студентами учебного материала;

- умение студента использовать теоретические знания при выполнении практических задач;

- умение студента находить требующуюся информацию, изучать ее и применять на практике.

Контроль результатов внеаудиторной самостоятельной работы студентов осуществляется в пределах времени, отведенного на обязательные учебные занятия по дисциплине или в специально отведенное время для дополнительных занятий.

Раздел 1. Физико-механические закономерности формирования структуры материалов

1. Дайте определения:

Металлы – это ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Схематически изобразить несовершенства кристаллических решеток.

3. Напишите двойные сплавы, заполнив таблицу:

Сочетание двух металлов	Компоненты сплава	Сочетание металла с неметаллами	Компоненты сплава

4. Из перечисленных ниже твердых веществ подчеркните вещества, имеющие определённую температуру плавления: титан, свинец, стекло, олово, медь, янтарь, клей, магний, железо, воск, канифоль.

5. Ответить на вопрос: какие металлы и сплавы относятся к черным, а какие к цветным!?

________________________________________________________________________________________________________________________________________________

6. Укажите латинское и русское название металлов:

Например: Fe – Ferrum – железо

Cu –_________________________________

Al –__________________________________

Ti –___________________________________

Zn –__________________________________

Fe –__________________________________

Pb –__________________________________

Mg –_________________________________

Sn –__________________________________

Cr–___________________________________

Ni – __________________________________

7. Опишите, когда процесс кристаллизации протекает быстрее – при небольшой, большой и очень большой степени переохлаждения?

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

8. Пояснить, используя график аллотропического превращения чистого железа, почему железо имеет две модификации ОЦК и ГЦК?

9. Соедините линиями элементарные кристаллические решётки и металлы:

(γ-Fe, Ni, Al, Cu, Au, Ag) ( Mg, Zn, Cd) (α-Fe, Cr, V, Mo, W)

10. Расшифруйте аббревиатуры элементарных ячеек:

ОЦК_________________________________________________________________

ГПУ_________________________________________________________________ГЦК_________________________________________________________________

11. Выберите правильный ответ, структурными элементами сплава называют:

1. коэффициенты;

2. элементы;

3. ингредиенты;

4. компоненты.

12. Дайте определения:

Анизотропия - это_________________________________________________________

Изотропия – это_______________________________________________________

13. На рисунке 1 приведены микроструктуры углеродистой стали (0,3% С) после ковки с замедленным охлаждением. Микроанализ показывает, что ковку одной из стали проводили с нарушением нормального температурного режима. Дать характеристику структуре стали каждой из поковок, указав:

 для какой стали был проведен неправильный режим ковки;

 в чем заключается дефект структуры и его влияние на свойства стали, причины, вызывающие этот дефект, и способы его устранения.

а) б)

Рисунок 1– Микроструктура углеродистой стали после ковки

14. Подчеркните правильное утверждение:

а) все металлы имеют кристаллическое строение;

б) все металлы имеют аморфное строение;

в) все металлы в твёрдом состоянии имеют кристаллическое строение;

г) только конструкционные металлы имеют в твёрдом состоянии кристаллическое строение, остальные аморфное.

15. Нанесите основные линии диаграммы состояния системы Fe — Fe3C. Укажите характерные точки диаграммы, лежащие на этих линиях.

16. Как влияют на механические свойства сплавов структуры: цементит, феррит, перлит и ледебурит? Данные занесите в таблицу.

	Механические
	Прочность	Твердость	Пластичность
Феррит
Перлит
Цементит
Ледебурит

17. Запишите в таблице характерные особенности сплавов, представляющих собой твердый раствор, химическое соединение и механическую смесь.

Сплав	Характерные особенности
Механическая смесь
Химическое соединение
Твердый раствор

18. Заполните пропуски в определениях, выбрав необходимый термин (анизотропия, аллотропия):

а) способность одного и того же металла образовывать кристаллическую решетку разной формы называют________________________________________________

б) неоднородность физических свойств в различных направлениях 11 плоскостей кристаллической решетки называют______________________________________

19. По диаграмме, определите и запишите температуру плавления чистого железа. ___________°С.

20. Заполните таблицу:

Точки диаграммы железо-углерод	Линии диаграммы железо-углерод	Основные структурные составляющие диаграммы железо-углерод

21. Запишите составляющие процесса термообработки:

22. Охарактеризуйте основные виды отпуска, сведите данные о них в следующую таблицу:

Вид отпуска	Нагрев при отпуске	Охлаждение	Получаемая структура	Применение

23. На рисунке 2 показана микроструктура отожженной углеродистой стали. Описать структуру, определить по структуре содержание углерода и по диаграмме Fe – Fe₃С – температуры критических точек этой стали. Указать, кроме того, можно ли подвергнуть термической обработке сталь этого состава для повышения ее механических свойств. Привести примерные области применения данной стали.

Рисунок 2 – Микроструктура углеродистой стали

24. Заполнить таблицу (какие инструменты подвергаются данному отпуску)


Низкий отпуск
Средний отпуск
Высокий отпуск

25. Чем отличается кристаллизация чистых металлов и сплавов?

26. При каком содержании углерода (%) стали являются заэвтектоидными?

Подчеркните правильный ответ.

а) 0,8...2,14;

б) 0...0.8;

в) 2,14...4,3;

г) 4,3...6,67.

27. Вопросы для дополнительного изучения:

1. История материаловедения.

2. Межпредметные связи материаловедения с другими науками.

3. Значение материаловедения для профессии сварщик.

4. Предмет материаловедения.

5.Добыча и получение сырьевых и полуфабрикатных материалов в мире и нашей стране.

6. Перспективы развития материаловедения.

7. Экологические характеристики получения и применения материалов.

28. Укажите три метода поверхностного упрочнения изделий:

а)____________________________________________________________________

б)____________________________________________________________________

в)____________________________________________________________________

29. Допиши пропущенные слова.

Химико-термической обработкой называется_____________________________ металлических изделий в химически активных средах для изменения химического состава, _____________ и ____________ поверхностных слоёв.

Диффузия – перемещение ________________ насыщающего элемента с поверхности вглубь металла.

Цементация – это процесс диффузионного насыщения поверхностного слоя стали _________________.

Азотирование – это процесс диффузионного насыщения поверхностного слоя _____________ для придания этому слою высокой твёрдости, износостойкости и устойчивости против коррозии.

Цианирование – это процесс совместного насыщения поверхности стальных изделий _________________ и ___________________.

Хромирование - это процесс диффузионного насыщения поверхностного слоя _________________.

Алитирование - это процесс диффузионного насыщения поверхностного слоя __________________________________.

Силицирование - это процесс диффузионного насыщения поверхностного слоя _____________________________.

Борирование - это процесс диффузионного насыщения поверхностного слоя___________________________.

30. Укажите стрелками, что из чего получают:

Раздел 2. Материалы, применяемые в машино- и приборостроении

31. Что представляет собой резина?

________________________________________________________________________________________________________________________________________________

32. Из каких веществ состоит резина?

________________________________________________________________________________________________________________________________________________

33. Какие материалы называются ситаллами?

________________________________________________________________________________________________________________________________________________

34. Допишите определение: полимеры - это___________________________________

________________________________________________________________________

35. Заполните таблицу.

Состав сложных пластмасс
Компонент	Назначение	Что используют в качестве компонентов
Смола
Смазки
Красители
Наполнители

36. Допишите определение: полимеризация — это________________________ ____________________________________________________________________

37. Напишите на звеньях «цепочки» составляющие элементы сложных полимеров:

38. Допишите определение: поликонденсация — это_____________________ ________________________________________________________________

39. Линиями сопоставьте металлы, вводимые в состав легированных сталей и их значения.

Кобальт		Повышает твердость и прочность
Ниобий		обеспечивает коррозионную стойкость и увеличивает прокаливаемость
Хром		повышает жаропрочность и увеличивает сопротивление удару
никель		помогает улучшить кислостойкость и уменьшает коррозию в сварных конструкциях.

40. Назовите, какие существуют виды обработки металлов давлением.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________

41. Что представляют собой пластмассы?

________________________________________________________________________________________________________________________________________________

42. Заполните таблицу

Термопластические пластмассы

Пластмассы	Сфера применения
Полиэтилен
Полистирол
Поликарбонат

43. Определите термин: _________________ это высоко – вулканизированный каучук с большим содержанием серы, обычно тёмно – бурого цвета, химически инертен, имеет высокие электроизоляционные свойства.

44. Заполните таблицу.

Термореактивные пластмассы

Пластмассы	Сфера применения
Фенопласты
Эпоксидная смола
Аминопласты

45. Перечислить механические свойства конструкционных сталей:

________________________________________________________________________________________________________________________________________________

46. При разделке кромок для сварки плавлением притупление составляет:

а) 1 мм

б) 2-4 мм

в) 3-5 мм

Подчеркните правильный ответ.

47. Какой технологический процесс называется сваркой?

________________________________________________________________________________________________________________________________________________

48. Расшифруйте маркировку конструкционной стали.

СТ45____________________________________________________________________

15ХСНД_________________________________________________________________ 38ХН3МА_______________________________________________________________

49. Как называются звенья, из которых состоят полимеры?

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________

50. Какие смеси называют формовочными?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________

51. Заполните таблицу «Виды технической керамики»

№	Группы технической керамики	Вид керамики (1-2 из группы)	Состав	Применение
1	Конструкционная
2	Электрорадиотехническая
3	С особыми свойствами
4	Инструментальная

52. В чем состоит отличие процесса цементации в твердом карбюризаторе от процесса газовой цементации? Как можно исправить крупнозернистую структуру перегрева у цементированных изделий?

53. По физическим признакам все процессы сварки делят на классы: термический, механический, термомеханический. Перечислите виды сварки каждого класса.

В и д ы с в а р к и	Класс
	термический	термомеханический	механический

54. Отгадайте кроссворд:

По горизонтали

2. уменьшение объема (линейных размеров) в процессе охлаждения отливки (слитка) в литейной форме

3. термическая обработка стали, заключающаяся в нагреве закаленной на мартенсит стали до температуры ниже критической, выдержки при этой температуре и охлаждении на воздухе

5. способность материала приобретать необратимые изменения формы под действием нагрузки

6. вид термической обработки, заключающийся в нагреве стали выше критической температуры

7. способность материала восстанавливать форму и размеры тела после снятия нагрузки, вызвавшей деформацию

8. вещество, содержащее в своем составе два или более компонентов, по крайней мере, один из которых – металл

По вертикали

1. способность материала разрушаться под воздействием внешних сил без пластической деформации

4. Главный термодинамический параметр

Раздел 3. Материалы с особыми физическими свойствами

55. Для чего применяются элинварные сплавы?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________

51. Наибольшей коэрцитивной силой обладают

а) магнито - мягкие материалы;

б) магнито - твердые материалы.

Правильный ответ подчеркните.

56. Что означают цифры 00, 0, 1 в маркировке меди?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________

57. Назовите диэлектрики:

Жидкие:_________________________________________________________________

Газообразные:___________________________________________________________

58. У каких магнитных материалов относительная магнитная проницаемость меньше 1?

а) у диамагнетиков;

б) у парамагнетиков;

в) у ферромагнетиков;

г) у антиферромагнетиков;

д) у ферримагнеиков.

Подчеркните правильный ответ.

59. Что означают буквы в маркировке меди?

к____________________________________________________________________ б____________________________________________________________________ ку___________________________________________________________________ р____________________________________________________________________ ф____________________________________________________________________

60. Заполните пропущенные места в предложении.

Полупроводник, в котором в результате разрыва связей образуется равное количество свободных электронов и дырок, называется_______________________

Полупроводник, имеющий примеси, называется___________________________

61. Назовите химический состав сплава кунифе.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________

62. Дайте определения понятиям

Поляризация ___________________________________________________________
_______________________________________________________________________ Диэлектрики __________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Активные диэлектрики____________________________________________________

63. Дайте определение, что такое теплопроводность!?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________

64. Назовите 4 группы технических полупроводников.

1)____________________________________________________________________

2)____________________________________________________________________

3)____________________________________________________________________

4) ___________________________________________________________________

65. На какие группы делятся материалы с магнитными свойствами?

________________________________________________________________________________________________________________________________________________

66. Заполнить таблицу:

Титан и сплав на его основе

Свойства титана	Общая характеристика и классификация титановых сплавов	Особенности обработки

Бериллий и сплав на его основе

Свойства бериллия	Общая характеристика и классификация титановых сплавов	Особенности обработки

Раздел 4. Инструментальные материалы

67. Расшифруйте маркировку инструментальной стали: У10, 9ХВГ, Р6М5Ф, У7А, 9ХС, ХГ2М.

68. Охарактеризовать влияние легирующих элементов скорость превращение аустенита.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________

69. Какие стали обладают высокой обрабатываемостью резанием?

а) качественные общего назначения

б) качественные инструментальные

в) автоматные

г) легированные

Подчеркните правильный ответ.

70. По характеру работы, инструменты можно разделить на 3 группы:

1) ______________________________________________________________________

2) ______________________________________________________________________

3) ______________________________________________________________________

71. Сколько % углерода, содержит легированная инструментальная сталь?

Ответ: __________ %

72. Начертите схему, зависимости твердости различных инструментальных материалов от температуры.

HRS

°C

Раздел 5. Порошковые и композиционные материалы

73. Запишите достоинства и недостатки порошковых композиционных материалов.

Достоинства	Недостатки

74. Перечислите методы получения порошков в порошковой металлургии.

1. _________________________________________________

2. _________________________________________________

3. _________________________________________________

4. _________________________________________________

5. _________________________________________________

75. Заполните таблицу.

Тип порошковых сплавов	Назначение	Исходные материалы
	Для тормозных дисков	Порошки меди, олова, свинца, графита, асбеста. Порошки железа, свинца, графита , асбеста
	Для режущего инструмента	Порошки карбида вольфрама, карбида титана, кобальта
	Для подшипников скольжения	Порошки железа и графита. Порошки меди, олова и графита
	Для контактов и постоянных магнитов	Порошки меди, вольфрама и др.

76. Угадайте слово. Искусственный материал, представляющий собой гетерогенную композицию металлов или сплавов с неметаллами (керамикой).

77. Классификация композиционных материалов.

Список использованных источников

Черепахин А.А. Материаловедение.- М.: Академия, 2020г.

Бондаренко, Г. Г. Основы материаловедения: учебник / Г. Г. Бондаренко, Т. А. Кабанова, В. В.

Черепахин А.А. Материаловедение: учеб. Пособие.- М.: Академия, 2021

Черепахин А.А. Основы материаловедения (металлообработка) учебник.- М.: Академия, 2022

Материаловедение: учебное пособие для СПО / С. И. Богодухов, А. Д. Проскурин, Е. А. Шеин, Е. Ю. Приймак. — Саратов: Профобразование, 2020г. Электронный ресурс: http://www.iprbookshop.ru/91890.html

Технология металлов и сплавов: / Н. Н. Сергеев, А. Е. Гвоздев, Н. Е. Стариков [и др.]; под редакцией А. Е. Гвоздева. — Москва, Вологда: Инфра-Инженерия, 2020. Электронный ресурс: https://www.iprbookshop.ru/98480.html

Летовальцев, А. О. Химическая технология: Металлургия, коррозия металлов и способы защиты от нее, сырьевое и энергетическое обеспечение химических производств, химическое материаловедение: учебное пособие / А. О. Летовальцев, Е. А. Решетникова. — Ростов-на-Дону, Таганрог: Издательство Южного федерального университета, 2019. Электронный ресурс: https://www.iprbookshop.ru/95828.html

Интернет – ресурсы:

1. http://materiall.ru/ Все о металлах и материаловедении

2. http://narfu.ru/iet/divisions/ktkmim/literature/materialovedenie_kurs_lektsiy_.pdf Материаловедение. Курс лекций